专利名称：无换向无刷直流电机的制作方法
技术领域：
本发明的名称是无换向无刷直流电机，涉及一种直流电机。
现有的直流电机，均为有刷换向或无刷电子换向，因换向机制的存在，致使电机存在着换向损耗，电枢反应、电流及转矩波动等问题。
公告号为CN1052579A、申请号为85103012和86104917的中国专利申请，提出了直流电机无换向过程的原理及方法，但其所提出的结构复杂，不符合结构强度和稳定性的要求，无法在工程上实现。此外，上述专利申请没有考虑到电机的功率密度问题，存在功率密度较低的不足。
本发明的目的在于针对上述已有技术存在的不足，提出一种结构简单可行的无换向直流电机。此外，通过使铁芯芯片的导磁特性呈各向异性的工艺手段，来提高电机的功率密度。
本发明目的的实现，主要通过下述措施进行在电枢无电磁反应的一侧(内转子电机为外侧，外转子电机为内侧)冲有n对导磁齿及线槽，绕组形式为螺绕环，磁极是NS极轴向排列的环形磁极，磁场是由磁极、两侧电枢、导磁套构成的与电枢磁场垂直的闭合磁路。
下面结合附图对本发明目的的实现作详细说明。
图1为外转子无换向直流电机的结构示意图，其中，1为定子磁极的N极、2为励磁线圈(若为永磁方式，则励磁线圈可去)，磁力线自N极1经导磁帽3进入左侧电枢的导磁齿4，再经电枢铁芯5穿过电枢绕组6及转动气隙进入外转子的导磁套7，这样绕过了线槽中的无效边，自其他三边或其中的一边或其中的两边穿过。然后，离开导磁套7穿过气隙及右侧电枢绕组8三个有效边中的一至三边，进入右侧电枢铁芯9，经导磁齿10绕过了无效边，再经S磁极帽11进入S极12，从而完成了磁极磁场的闭合磁路。导磁套可有图1所示的凹型围，又可采用虚线所示的平直等厚的简单形状。
依据电磁学的基本原理，即可判定图1的电机设有换向机制，即可正常工作，并有∂I∂θ=0]]>及∂M∂θ=0]]>的理想电机特性。
为提高电机的功率密度，可使电枢铁芯具有各向异性的导磁特性，加大环向磁阻以使电枢的饱和电流得以增强，从而增加了电机的功率密度。可在普通各向同性的铁芯芯片的线槽所在圆弧段内冲出若干个径向气缝14，使芯片具有环向磁阻大于径向磁阻的效果。也可采取径向碾压法使冷轧硅钢片改性。
为减少漏磁，应在磁极及轴之间安装无磁轴套13，若采用青铜类无磁轴时，无磁轴套13可省去。另外，电机端盖16及轴承均宜采用无磁材料，即抗磁及顺磁材料。电枢引线及励磁引线均由轴部15引出，可表面开槽或轴心打孔，当电机为内转子时，可由机壳打孔引出，线组间可并可串。
因电机有内外转子之分，永磁励磁之别，所以无换向电机共有6种结构形式图1为内转子式励磁或永磁结构，图2为外转子式励磁或永磁结构，图3为内转子式永磁结构及可行的变形，图4为外转子式永磁结构及可行的变形，其磁路及电机工作原理如上所述，不再重复。依据上述原理，也可设计出直线工作电机。
与现有技术相比，本发明无换向电机结构简单、功率密度可数倍于普通电机，克服了传统直流电机需要换向所存在的一系列缺点，可取代大部分直流电机及完全取代无刷电子换向电机，具有噪声低，电流平稳，转矩均匀连续等优点，若设计成轮式结构，可直接驱动电动车辆，并自然具备减速发电回馈制动功能，是电动轿车实用化的首选电机。
权利要求
1.无换向无刷直流电机，电枢为定子，电枢磁场是闭合在电枢铁芯内的环形磁场，其特征是在电枢无电磁反应的一侧冲有n对导磁齿及线槽，绕组形式为螺绕环，磁极是N、S极轴向排列的环形磁极，磁场是由磁极、两侧电枢、导磁套形成与电枢磁场垂直的闭合磁路。
2.根据权利要求1所述的直流电机，其特征在于为提高功率密度，在铁芯芯片上冲有径向气隙或采用径向碾压法使普通硅钢片改性。
全文摘要
无换向无刷直流电机，涉及直流电机制造领域。本发明针对现有直流电机有刷换向或无刷电子换向存在的缺点，提出了一种根本上无换向机制的直流电机。该电机具有本电机可胜任自零转至超高速的大转速范围工作，也可设计成轮式电机直接驱动电动车辆，且自然具备减速充电回馈制动功能，是电动轿车实用化的理想电机。
文档编号H02K57/00GK1134622SQ9510427
公开日1996年10月30日 申请日期1995年4月26日 优先权日1995年4月26日
发明者刘惠清 申请人:刘惠清