专利名称：电磁发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对直流永磁电动机的改进电动机是能将电能转变为机械能的能量转换机器。在目前产业中使用的各类电动机中，直流永磁电动机以其不必制作工艺复杂的绕线定子、结构简单和通过改变电源电压容易实现调速等优点得到了广泛的应用。现时的直流永磁电动机普遍都是使用环形永久磁铁作为定子，转子铁芯由三翼式的硅钢片叠成后固定在转轴上，转子铁芯的每个翼上绕线圈构成。一般而言，使用定子的永久磁铁磁通量越大，电动机的效率应越高。但由于转子硅钢片铁芯的存在，如果大幅度地提高定子的磁通量，将会导致硅钢片铁芯的磁饱和，使电动机的效率明显下降。随着永磁材料生产技术的发展，现在制造高磁能积的永磁材料在产业上已经成熟。例如以铝镍钴为原料在磁场中进行热处理，制造出剩磁通密度超过2T、最大磁能积超过70kJ/M3各向异性永久磁铁已成为稳定的技术。因此，如何利用强力永久磁铁制成节能高效率的直流永磁发动机，是该产业部门技术人员努力的方向。
本实用新型的目的是设计一种电磁发动机，以克服目前直流永磁电动机因转子硅钢片铁芯的存在可能导致饱和而不能使用强力永久磁铁的缺点，使转换效率明显提高。
本实用新型的目的是这样达到的一种电磁发动机，主要包括轴、机壳、换向器，本实用新型的特征在于所述的一种电磁发动机的定子由至少一块磁极互异且相向设置的强力永久磁铁构成，转子为装置在轴上的置于磁极间的一个以上用非导磁材料作框架绕制的空心线圈。所述的强力永久磁铁是至少能够使常规磁性材料铁心产生磁饱和的永久磁铁。所述的空心线圈的横截面可以是圆形或矩形。
采取以上措施的本实用新型，能够采用强力永久磁铁作为定子，由于转子没有磁性材料，所以避免了因使用强力永久磁铁带来的磁饱和问题。本实用型可以依据使用电源电压和所需功率设定转子的参数后，单方向地增大定子的磁通量，从而提高电动机的电能与机械能的转换效率，具有明显的节能效果。
下面再结合附图对本实用新型作进一步的详述附
图1是本实用新型的结构剖视图；附图2是本产用新型的实施例的结构轴侧图。
参考以上附图。机壳(6)由非导磁材料做成包置强力环形永久磁铁(9)和(9’)，强力环形永久磁铁(9)相向两个极性互异。本实用新型采用剩磁通密度超过1.8T，最大磁能积超过70KJ/M3作定子即可达到发明目的。轴(4)一般用钢材做成，应较硬且光洁，两端分别套入机壳轴衬和端盖轴衬内，在制作较大转动力矩的发动机时，可加置滚珠轴承以减少摩擦。换向器(14)和(14’)一般用需磨铜片做成，通过垫片(17)与轴(4)绝缘。空心线圈(8)具有用非磁性材料做成的上侥漆包线(10)的框架(20)，框架(20)可以是实心的，也可以是空心的，其横截面可以是圆形，也可以是矩形。框架(20)质心位置附近有方孔与轴(4)的中部相应方状柱套入固连。空心线圈(8)的线圈绕制可以轴(4)穿过部位为界分两段同方向多层绕制，然后两线圈的首尾相接，余下线端分别接换向器(14)和(14’)上，再将固定于机壳并与之绝缘的碳刷(15)和(15’)与换向器(14)和(14’)压触，即构成了一个电磁发动机。在碳刷(15)和(15’)两端加上直流电压，本实用新型即与常规直流永磁电动机相似，在安培力和空心线圈(8)两端与强力永久磁铁(9)和(9’)形成的磁偶共同作用下，作为转子的空心线圈(8)即带动轴(4)转动。本实用新型由于不存在转子铁芯的磁饱和问题，因此当大幅度地提高定子的磁通量后，空心线圈电压和电流固定的情况下，形成的安培力和磁偶相应增大，使转换效率大幅度提高。附图2给出了本实用新型单空心线圈(8)转子实施例的轴侧图。机壳(6)用工程塑料做成，包置强力环形永久磁铁(9)和(9’)，作为转子的空心线圈(8)两端与强力环形永久磁铁(9)和(9’)形成较小的空隙。轴(4)连固有空心线圈(8)，两端分别套入机壳轴衬(5)和端盖球形轴衬(18)内，端盖(19)套入机壳(6)内固定。空心线圈(8)的框架(20)用工程塑料做成，横截面积为矩形。碳刷(15)和(15’)用石墨制成，平行地安装在换向器(14)和(14’)两侧。两个电刷架(2)套入碳刷(15)和(15’)依靠卡在端盖(19)上的两上小弹簧(3)的张力压触换向器(14)和(14’)。两个强力环形永久磁铁(9)和(9’)沿圆周方向不相接，留下很小的缝。本实施例的框架(20)横截面为8厘米×2.5厘米的矩形，竖直截面为边长2.5厘米的正方形。空心线圈(8)用φ0.13高强度漆包线绕约8000圈，强力环形永久磁铁(9)和(9’)的制磁通密度为2T，磁能积为75KJ/M3，外径12厘米，内径4厘米。本实施例使用220V交流经整流的直流电。输出效率远远大于现有的70％，因而其节能效果较为明显。如果希望进一步提高本实用新型的效率，可以进一步选用更大磁能积的强力永久磁铁，当然同样的磁能积永久磁铁加大体积亦可达到目的。本实用新型还可采用多个空心线圈(8)组成转子，这对于永久性动力设施或要求更大转动力矩时是非常现实的，实施可将多个空心线圈(8)并联后接到换向器从而组成转子，值得提出的是，如果使用脉冲电流于本实用新型时，可以不用碳刷(15)和(15’)、电刷架(2)，小弹簧(3)等相关电流换向附件，直接将脉冲电流输入换向器(14)和(14’)组成回路即可使电磁发动机转动，脉冲电流使用于直流永磁电动机目前已是应用比较普遍的技术。
权利要求1.一种电磁发动机，主要包括轴、机壳、换向器，本实用新型的特征在于所述的一种电磁发动机的定子由至少一块磁极互异且相向设置的强力永久磁铁构成，转子为装置在轴上的置于磁极间的一个以上用非导磁材料作框架绕制的空心线圈。
2.按权利要求1所述的一种电磁发动机，其特征为所述的强力永久磁铁为至少能够使常规磁性材料铁心产生磁饱和的永久磁铁。
3.按权利要求1所述的一种电磁发动机，其特征为空心线圈的横截面可以是圆形或矩形。
专利摘要一种电磁发动机,主要包括轴、机壳、换向器,本实用新型的特征在于:定子同磁极互异且相设置的强力永久磁铁构成,转子为非导磁材料作框架绕制的空心线圈。本实用新型能采用强力永久磁铁作定子,由于转子设有磁性材料,所以避免了磁饱和问题,可以设定转子的参数后,单方向地增大定子的磁通量,从而提高转换效率,具有明显的节能效果。
文档编号H02K23/02GK2279743SQ9624086
公开日1998年4月22日 申请日期1996年9月20日 优先权日1996年9月20日
发明者李扬远 申请人:李扬远