[其他]直流电动机

说明书

本发明涉及一种直流电动机，特别是涉及电动机的永久磁铁和电枢的装置，其中永久磁铁具有多个N磁极和多个S磁极，每一磁极界定其自己的磁场范围（magnetic    range），且电枢是由一个第一相线圈和一个第二相线圈组成，每一个线圈包括多个导体群（groups    of    conductors），各群中的诸导体大体上互相平行地延伸，而不捆扎在一起，第一相线圈的各导体群与第二相线圈的各导体群是互相交替地毗邻配置，一个线圈的导体群配置在永久磁铁的半个磁场范围内，另一个线圈的导体群配置在永久磁铁的另半个磁场范围内，以便在各半个磁场范围内产生一个恒定的转矩。在这种连接方式中第一相线圈和第二相线圈的诸导体完全被利用在各半个磁场范围内产生恒定的转矩，以便以相当高的电压、小量的双相全波电流、高转矩以及非常低的电功率损耗来平稳地驱动电动机。

到目前为止，使用如图13中所示的定子线圈装置3的共面相对型无槽电动机，已经广泛地使用于录音和/或录象的机中，来驱动磁带，并使用于各种数据处理机中，用以驱动软盘。这样的定子线圈装置3，有若干第一和第二分路线圈1、2配置在共同平面内，线圈在数目上一般少于在永久磁铁上设置的磁极数，而且在线圈之间形成相当大的间隔4。在这种情况下，如果线圈数增加，就会增加线圈的层数，因此轴向的厚度也就增加。结果，铁底板5和永久磁铁之间的空气隙增加，从而减少了磁通密度，以致转矩作用恶化。所以在这种定子线圈装置3中，为了要获得所希望的输出，就要求增加由各个线圈1、2产生的转矩。这一般藉采用象导体C一样相当粗的导线来达到，以便大量的电流流经导体。然而，这将不可避免地导致电动机尺寸的加大以及耗电量的增加。这种电动机不能使用于诸如由干电池供电的轻便录象机一类的器件。

为了克服如图3中所示的定子线圈装置的缺陷和缺点，曾经有人建议采用如图14所示的另一种型式的定子线圈装置8。这就是通常所说的扁平和重叠式Z形线圈装置，其中一对Z字形线圈6、6是以组合形式安装，如图所示，每一个线圈都是由一群有效导体6a组成，该诸导体是交替地照彼此重叠的方式配置。这种结构实际上避免了在永久磁铁和定子磁路铁板之间设置的空气隙的增加，而获得了高的磁通密度，这种结构在下列刊物中介绍过：由总合电子（Sogo    Denshi）出版社出版的题为“Mechatronics用的直流伺服电动机”第3版112-125页，以及题为“国家技术报告”的出版物第26卷，第5次发行，774-782页。

然而，这种Z形线圈装置8仍含有各种缺陷，有待进一步改进。就是因为各Z形线圈6的导体C是捆扎在一起，用作实际上产生转矩的诸导体的有效部分6a相对于由永久磁铁的各磁极所界定的磁场范围是比较小，而另一方面用作产生转矩的诸导体的无效部分6b、6c是相当大，所以转矩产生率较低和转矩变化也较大，结果耗电量增加。另外，在差动二相全波驱动方式中，电动机在轴向有振动产生，这可使N和S的磁效应恶化。还有，在正弦波驱动方式中，所使用的霍尔发生器（Hall    generators）的波形将直接成为用作驱动电动机的波形，诸如在直流补偿的变化等霍尔发生器发生的紊乱，以及霍尔发生器的灵敏度都会使录音声波动显著地恶化。为了要获得规定的性能，必须准确调整直流补偿和霍尔发生器的灵敏度。这些在上述的“国家技术报告”的出版物中都有介绍。为了解决这样的问题，按照出版物中“电流分散二相全波驱动系统”（current    distribution    double    phase    full    wave    drive    system）所介绍的，教我们使用一种特殊的、然而是复杂的系统，该系统需要许多电子电路，包括许多元件。