替代电机碳刷的滚动式传导电流装置制造方法
【专利摘要】本发明是替代电机碳刷的滚动式传导电流装置，有两种结构，分别适用于大功率和小功率电机。本发明将碳刷传导电流改为轴承滚动传导电流方式，因没有碳刷所以没摩擦没磨损，从而减少故障率，延长使用寿命，避免因重复制造碳刷产生的资源和能源的损耗，同时避免了因碳刷磨损产生粉尘而污染环境的问题；另外保留了以机械方式原理工作的方式，对电机的改动不大，控制方面简单，因而造价低成本小，是一项具有很高应用推广价值的发明。
【专利说明】替代电机碳刷的滚动式传导电流装置
【技术领域】
[0001]本发明属于电机结构领域，特别是涉及一种替代电机碳刷的滚动式传导电流装置。
技术背景
[0002]传统的电机是用碳刷来传导电流，称为“有刷电机”，有刷电机是以机械方式原理工作的，突出的优点是控制方面简单，致命的缺点是存在碳刷磨擦造成机械磨损，所以碳刷使用寿命短，必须经常更换。另外，碳刷与电机转子的接触面或滑环面常被磨擦产生的火花烧蚀，易发生故障等。随着电子技术的快速发展，当前市场上出现了一些“无刷电机”，无刷电机是以电子元件代替机械工作的，显著的优点是无碳刷不存在机械磨损，克服了传统有刷电机的致命缺点，突出的缺陷是控制复杂，对电机的改动较大，如电子换向式直流无刷电机，其驱动电路结构复杂成本较高不易推广。所以当前的“无刷电机”虽然去除了碳刷，但却带来了结构复杂、造价昂贵成本高的问题，因此当前对有刷电机的技术改进还不尽人意。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种既能实现电机无刷运行，又能达到结构简单制作成本低的可替代电机碳刷传导电流的装置，以克服现有技术的不足之处。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0005]本发明的设计方案是:用轴承替代碳刷来传导电流，在电机转子高速转动时该轴承亦随电机转子高速转动，这样轴承是以滚动方式与电机转子的接触面或滑环面接触，不产生摩擦，而且该轴承是金属的所以可以顺畅传导电流。
[0006]本发明的具体实施技术是:根据电机功率有大小之别，本发明分为两种结构:其一，是由高速轴承、轴承安装体和轴承保持架组成，本结构直接用轴承面与电机转子或滑环面的接触，适用于小功率电机；其二，是由齿轮状电机转子或齿轮状滑环、镶嵌齿圈的高速轴承、轴承安装体和轴承保持架组成，其中轴承齿轮与电机转子齿轮或滑环齿轮相啮合，本结构适用于大功率电机。
[0007]本发明突出的优点是:它既实现了电机的无刷运行，又保留了原来有刷电机的以机械方式原理工作的优点，收到了 “双赢”的技术效果。因此本设计对原电机的改动不大，结构简单，所以制造成本较低，对电机的更新换代具有广泛的推广应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1传统的有刷电机示意图
[0009]图2本发明用于小功率电机的示意图
[0010]图3用于大功率电机的本发明结构图
[0011]图4本发明用于大功率电机的示意图
[0012]其中:1电机转子或滑环2碳刷3碳刷保持架4接触面5导线6高速轴承7轴承安装体8齿轮状电机转子或齿轮状滑环9镶嵌齿圈的高速轴承10轴承保持架【具体实施方式】
[0013]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0014]参照图1，传统的电机是用碳刷2来传导电流的，碳刷2在碳刷保持架3的支撑下与电机转子/滑环I之间形成接触面4，当电机转动时，接触面4产生摩擦，碳刷2易被磨损，使用寿命较短，用一段时间后就要更换新的。另外，碳刷2与电机转子的接触面或滑环面常被磨擦产生的火花烧蚀，易发生故障等，因此人们对传统有刷电机的更新换代要求迫切。
[0015]参照图2，本装置结构之一，用于小功率电机，是以高速轴承6滚动传导电流为主体的结构，包括轴承安装体7和轴承保持架10构成，其中高速轴承6与轴承安装体7组合后，固定在轴承保持架10上，使高速轴承6的轴承面与电机转子或滑环I的面接触。高速轴承6和轴承安装体7是金属导电体，导线5与轴承安装体7连接，轴承安装体7与轴承保持架10绝缘。
[0016]一部电机使用两个本装置，安装在电机转子两侧的相应位置，为了保证传导电流的稳定性，可在电机转子两侧以并联方式安装多个高速轴承6。如果是对有碳刷的旧电机进行升级改造，本装置所述的轴承保持架10可利用原机中的碳刷保持架3(见图1所示)。
[0017]参照图3、图4，本装置结构之二，用于大功率电机，是以镶嵌齿圈的高速轴承(9)滚动传导电流为主体的结构，包括齿轮状电机转子或齿轮状滑环8、镶嵌齿圈的高速轴承9、轴承安装体7和轴承保持架10构成，其中镶嵌齿圈的高速轴承9与轴承安装体7组合后，固定在轴承保持架10上，使镶嵌齿圈的高速轴承9的齿轮与齿轮状电机转子或齿轮状滑环8的齿轮相啮合，镶嵌齿圈的高速轴承9和轴承安装体7是金属导电体，导线5与轴承安装体7连接，轴承安装体7与轴承保持架10绝缘。本结构因用于大功率电机，电流大，要求有足够的接触面才能确保电流传递畅通，因此在轴承外径面镶嵌加工成齿轮形的铜质齿圈，电机转子(换向器)或滑环也加工成齿轮状，两齿轮相互啮合增大了接触面，满足大功率电机的工作需要。
[0018]同样，一部电机使用两个本装置，安装在电机转子两侧的相应位置，为了保证传导电流的稳定性，可在电机转子两侧以并联方式安装多个镶嵌齿圈的高速轴承9。如果是对有碳刷的大功率旧电机进行升级改造，本装置所述的轴承保持架10可利用原机中的碳刷保持架3(见图1所示)。
[0019]本替代电机碳刷的滚动式传导电流装置的技术特点:本发明将碳刷传导电流改为轴承滚动传导电流方式，具有两大优势:一、轴承并不与电机转子的接触面或滑环面产生摩擦，而是滚动过接触面或滑环面，因而没摩擦没磨损，延长了电机使用寿命，还避免了因磨擦火花所造成的侵害，从而减少故障率，避免因重复制造碳刷产生的资源和能源的损耗，同时避免了因碳刷磨损产生粉尘而污染环境的问题；二、保留了以机械方式原理工作的方式，这样对电机的改动不大，控制方面简单，因而造价低成本小，利于推广。纵观这两大优势，恰恰克服了传统“有刷电机”的致命缺点和当下“无刷电机”的突出缺陷，具有很高的应用推广价值。
【权利要求】
1.一种替代电机碳刷的滚动式传导电流装置，其特征在于，以高速轴承(6)为滚动传导主体构成，其中高速轴承(6)与轴承安装体(7)组合，固定在轴承保持架(10)上，高速轴承(6)的轴承面与电机转子或滑环⑴的面接触，高速轴承(6)和轴承安装体(7)是金属导电体，导线(5)与轴承安装体(7)连接，轴承安装体(7)与轴承保持架(10)绝缘。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，在电机转子两侧以并联方式安装多个高速轴承(6)。
3.一种替代电机碳刷的滚动式传导电流装置，其特征在于，以镶嵌齿圈的高速轴承(9)为滚动传导主体构成，其中，镶嵌齿圈的高速轴承(9)与轴承安装体(7)组合，固定在轴承保持架(10)上，镶嵌齿圈的高速轴承(9)的齿轮与齿轮状电机转子或齿轮状滑环(8)的齿轮相啮合，镶嵌齿圈的高速轴承(9)和轴承安装体(7)是金属导电体，导线(5)与轴承安装体(7)连接，轴承安装体(7)与轴承保持架(10)绝缘。
4.根据权利要求3的装置，其特征在于，在电机转子两侧以并联方式安装多个镶嵌齿圈的高速轴承(9)。
【文档编号】H02K5/173GK104037971SQ201410235625
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月25日 优先权日:2014年5月25日
【发明者】庄龙 申请人:庄龙