[发明专利]一种用导磁材料做绕组的电磁能量转换方法及结构

说明书

技术领域：

本发明属于电磁能量转换技术领域，特别涉及一种利用导磁材料片材做绕组的电磁能量转换方法及结构。

背景技术：

传统的电磁能量转换装置是由硅钢片等钢质导磁材料及铜线等导电材料组成。根据需要，硅钢片组合的铁心中分布有若干个线槽，线槽中嵌入由漆包线绕制成的线圈，将嵌入这些线槽中的多组多匝线圈连接成闭合的电路，俗称绕组。漆包线绕组中通过直流电流，铁心中感生出恒定磁场；漆包线绕组中通过交变电流，铁心中感生出交变磁场。若将线圈绕组连接成三相电路并通过三相交流电，铁心中感生出三相旋转磁场；反之，在铁心中通过旋转磁场，三相线圈绕组中感生出三相感应电动势。该电磁互换方式，即可演化设计出具有各种功能的交直流电动机、发电机、变压器和电磁铁。传统技术中，漆包线绕组为非导磁铜线材料，电机铁心线槽存在较大的空隙槽口，电机等设备运行时，会引起多次谐波的损耗。

发明内容：

本发明的目的是发明一种利用导磁材料片材代替漆包线、扁铜线等铜绕组的电磁能量转换方法，以及由此方法设计的具体电磁能量转换结构。

本发明技术方案是这样实现的：一种用导磁材料做绕组的电磁能量转换方法，其特征是利用相互间绝缘的导磁材料片材紧密缠绕在铁心上、或者紧密填充在铁心线槽中，导磁材料片材通过端部导线连接成电回路，使之成为既能引导磁通的磁路、又能引导电流的电路的双重功能。其可承担铁心磁路中的部分导磁功能，又承担电回路中的导电功能。

所述用导磁材料做绕组的电磁能量转换方法，其可根据电流大小、电压高低的需要，每一绝缘的导磁材料片材中可由多片规格相同的导磁材料片材并联而成；每极、组可由多片绝缘的导磁材料片材串联组成。

依该方法设计的电磁能量转换结构如下：

其一：一种用导磁材料做绕组的电磁能量转换结构，包括有带线槽电机铁心、导磁材料片材和导线，其特征是铁心线槽中紧密填充有相互间绝缘的导磁材料片材，导磁材料片材两端通过导线连接成通电回路，线槽口处枢设有固定导磁材料片材的绝缘压环。藉导磁材料片材填充铁心线槽，改善线槽缺口的导磁性能。

其二：一种用导磁材料做绕组的电磁能量转换结构，包括有变压器、电磁铁等铁心、导磁材料片材和导线，其特征是铁心上紧密缠绕有相互间绝缘的导磁材料片材，导磁材料片材两端通过导线连接成通电回路。

所述导磁材料片材两端分别电连接有小铜板，导线焊接在小铜板上形成电连接，该小铜板的厚度与导磁材料片材的厚度相当。藉小铜板过度，减小导线引出点的电阻。导磁材料片材与小铜板的电连接结构有如下两种方式：

其一是所述导磁材料片材两端与小铜板间通过激光焊接成电连接体。通过激光焊接形成电连接体，大大减少两者接触部的电阻。

其二是所述导磁材料片材两端与小铜板接触部分别冲压有能相互嵌合扣紧的契形边缘，藉两契形边缘相互扣紧形成电连接。形成挤压式多面接触电连接结构，也能达到相同的目的。

所述电机铁心为盘式结构，铁心线槽内外环沿处分别设有一绝缘压环，该绝缘压环将绝缘的导磁材料片材紧密扣压固定在盘式铁心的线槽中；所述铁心的端面装有绝缘保护层，提高槽端面的绝缘强度。

所述电机铁心为圆筒式结构，铁心线槽两端处，分别枢设有绝缘压环，将导磁材料片材与铁心固定成一体；所述铁心的表面装有绝缘保护层。

所述导磁材料片材间垫设有云母等材料绝缘层，形成相互绝缘结构。

所述导磁材料片材为硅钢片、钢板材之择一种。

本发明具有构思新颖、结构设计合理的特点，藉导磁材料片材本身既为导体又具有导磁的特性，用其替代铁心线槽内的导线当作绕组，可大量节省铜材。导磁材料片材紧密填满铁心线槽，减少了传统电机由于铁心存在大间隙槽口引起的多次谐波损耗，提高电磁能量转换效率。这种用导磁材料代替导电材料的电磁感应方法，可适用在发电机、电动机、变压器、电磁铁等含有电磁能量转换的各种场合上。

附图说明：

下面结合具体图例对本发明做进一步说明：

图1盘式电机定子铁心及导磁材料片材绕组关系立体分解图

图2盘式电机定子铁心及导磁材料片材绕组关系立体图

图3盘式电机定子绕组链式电连接原理示意图

图4盘式电机定子绕组同心式电连接原理示意图

图5盘式电机定子绕组电路连接线示意图

图6圆筒式电机定子铁心与导磁材料片材绕组关系立体图

图7圆筒式电机定子绕组链式电连接示意图

图8圆筒式电机转子与导磁材料片材绕组关系示意图

图9为图8之侧视图