[其他]直流直线电动机

说明书

本设计是直流直线电动机，具体涉及到一种电枢结构经过改进和简化，能广泛用于工业、运输系统的直流直线电动机。

已知的直流直线电动机由移动部分和固定部分组成，电枢和磁极都可作为移动体，由于技术上和结构上的原因只能作成小功率，低速度，短行程的电机。苏联专利SU433602所公开的横向磁通的直流直线电机，电枢上具有分组式短闭合导体（相当于分组的鼠龙式线圈）是一种无绕组电枢，其电枢导体的有效长度仅等于磁极的高度，在运行中必需提供强大的电流和极低的电压，这样大的电流必然在线距和集电器上产生很大的损耗，它功率小，实用性差。另一种如苏联专利SU760326所公开的是一种轴向磁通直流直线电机，其激磁磁极所产生的磁通轴向经过电枢铁心而形成闭合磁路，这就必需将电枢铁心截面加大到和磁极工作面积同样大小，故也只能作成小功率，短行程的电机。

本设计的目的是为了克服上述缺陷而提供一种电枢结构有所不同的直流直线电机，它的功率大小，速度高低，行程长短不再受到现有技术和结构的限制，能广泛用于工业运输系统。

本直流直线电机由移动部分和固定部分组成移动部分是成对的激磁磁极，静止部分是具有绕组的电枢，电刷放在磁极的几何中性线上。沿电枢径向，极性相反的多对磁极对称，分布在电枢的两侧，沿电枢轴向排列的相邻的单个磁极极性相反，磁极工作面下的激磁磁通横向穿过电枢而形成回路，电枢除了传递横向磁通外，还可作为移动部分的导轨，它按需要可随意加长。电机的激磁方式可以是分激式、串激式、复激式或永磁式。

本直流直线电机的特点在于电枢结构的改进和简化。电枢铁芯是一块条形板，电枢线圈两有效边的跨距等于极距，跨绕于电枢两侧并与横向磁力线垂直，所说线圈的两有效边分别处于极性相反的相邻的一对磁极下。电枢铁芯的另外一种形式是由多个交错排列的T形板组成，T形板又组成电枢的绕组元件，起着导电，导磁和换向的作用。两块距离等于极距的T形板的端部用导线连结成一个绕组元件，所说的两块T形板分别位于相邻的一对磁极下。

本直流直线电机的电枢结构按电机的功率大小分为三种不同的电枢形式，即无槽式电枢，有槽式电枢和无铁心式电枢，它们的电路结线原理都是相同的。

图1是无槽式电枢电机的原理图。

图2是与图1电枢绕组相对应的绕组展开图。

图3是无槽式电枢电机的结构示意图。

图4是有槽式电枢电机的原理图。

图5是有槽式电枢电机的结构简图。

图6是无铁芯式电枢电机的原理图。

图7是无铁芯式电枢电机的结构示意图。

以下结合附图对本方案作详细叙述。

无槽式电枢电机，它的电枢铁芯是一块矩形低碳钢板，电枢绕组元件的两个有效边的跨距等于极距L，跨绕于电枢铁芯的两侧，而电刷严格安放在磁极的几何中性线上，以保证在极性相同的一对磁极中间，电枢两侧的导线电流方向总是一致的。

如图1所示，将处于三对磁极中间的（1）～（17）是线圈分割成为相等的四段，即（1）～（5），（5）～（9），（9）～（13），（13）～（17）。本来只需5个电刷就能实现，但为了对称和减轻电刷的电流密度又增加了6′，7′，8′，三个电刷，实质上电刷2′和8′，3′和7′，4′和6′都分别同时接触在同一根导线上。

电刷1′，3′，5′，7′接正电源，2′，4′，6′，8′接负电源，以此将4段线圈组并联起来，相邻两段线圈组中的电流方向相反，从而保证了在同一对磁极中间电枢两侧的导线电流方向总是一致的。此种电机惯性小，动作灵活，适用于小功率的电动工具，如电锯，机械手和开门器等。如采用铁漆包线代替铜漆线，不仅能缩小空气隙，提高电机的效率，而且还可增加电枢的机械强度。

图3中，10是激磁铁芯，其上绕有激磁线圈11，12是电枢铁芯，其上绕有电枢绕组13，14是电刷，15是滚针轴承，16是用绝缘板作的端部跨接线的走线槽，17是薄不锈钢板制的槽形导轨，18是非磁性材料的垫板。

有槽式电枢电机，其激磁铁芯和电枢铁芯采用硅钢片叠成并接成串激式，电枢呈条形状，电枢的绕线方式仍按电枢绕组元件的两个有效边的跨距等于极距L的原则跨绕于电枢两侧相应的槽中。如图4所示，一个槽内如安放三个绕组元件，一号元件的始端接换向片40，末端接换向片43和41，二号元件的始端接换向片41，末端接换向片44和42依次类推。此种电机适用于对调速性能要求高的中小功率机床的直线传动，可用在交直流电源上。