[发明专利]正时式交直流调速电动机

说明书

本发明是属于电机领域，特别是涉及到一种电动机改进的技术方案。

电动机作为一种重要的机电能量转换装置，在机械、冶金、石油、煤炭、纺织、化工、交通运输等行业中有着广泛的应用。电动机的型式很多。但其工作原理都基于磁力定律，均利用通电导体在磁场中产生力的作用这一原理。例如目前应用最为普遍的交流异步电动机就是依靠旋转磁场的作用使动机旋转的。但是目前的交流电动机都存在着一个普遍的缺点，即由于其转速和频率直接有关，如不采用变频装置就不可能在较大范围内实现无级调速。虽然直流电动机具有调速功能，但它必须具有工艺复杂的换向器，制造困难，价格昂贵。此外，还有一类步进电机和开关磁阻电机，是利用电磁铁和正时顺序通电的原理制成的，构造上较为简单，但是其运转要靠极其复杂的驱动器控制的，驱动器和电动机是两个不可分割的机电一体化装置，但其价格要超过电动机本身价格的20倍以上。

本发明的目的是要制成一种构造简单、功能齐全的新型电动机，利用电磁铁和机械式正时顺序通电的原理而制成的一种结构简单、价格低廉兼有调速功能的电动机，交直流通用，并能普遍适用于各种场合应用。

本发明的技术方案是这样实现的：电动机的定子上配有若干个有绕组的磁极，定子中装有不带绕组的转子，其特征是电机转轴上装有同步旋转的正时器，正时器由导电滑环、正时导通装置、常触导通装置、轴套组成，电电滑环和轴套间嵌有耐高温绝缘体，正时器的轴套按装在电动机的转轴上。导电滑环设计成圆筒形，处于正时器的外表面，导电滑环上开有和转子凸极数相对应的平行于轴线的等距的绝缘槽，正时导通装置和常触导通装置处于导电滑环表面，并能在环上滑动，每一个正时导通装置和每一组磁极绕组相连，当电源接通时，假如某一个正时导通装置的导通触片接触到滑环导电的导通部分，那么这一导通装置相连的磁极绕组就通电，（此时和其他磁极绕组连接的导通装置的导通触片正好在导电滑环的槽内，由于槽内嵌满了耐高温绝缘体，所以其他磁极绕组不通电。）使该磁极产生电磁力，吸引临近的转子凸极，转子凸极在磁场转矩的作用下，向该磁极位置转动并转动到磁极绕组轴线重合处，此时磁力线通过磁路的磁阻最小，转子凸极到达平衡位置停止转动，由于正时器安装在转轴上并同步旋转，电动机转子凸板转动某一导通角后，使这一个正时导通装置的触片从原来导电滑环的导通部分滑动到滑环的绝缘槽内，该磁极绕组立即断电。由于导电滑环的槽宽和槽距按导通角的大小位置设计，转子转动这一导通角后，正好使另一正时导通装置接触导电滑环的导通部分，故这一磁极绕组同时通电，产生磁吸引力，又吸引另一临近的转子凸极，使转子转动一个导通角后，此时正时导通装置又滑动到导电滑环的另一绝缘槽内，该磁极绕组又立即断电，此时第三个正时导通装置又和导电滑环的导通部分接触，第三个磁极绕组又立刻通电，产生电磁吸引力，吸引转子凸极转动，这样电动机就周而复始地转动起来。

下面结合附图作进一步的具体描述。

图1是电动机部分的结构示意图。

图2是正时器的结构示意图，图3、4、5是运转状态图，图6是二凸极转子实施例示意图。

图1中定子1具有均匀分布的六个磁极A、A′、B、B′、C、C′，每个磁极有线圈绕组。两个相对的磁极上的绕组连成一相。转子2是由四个凸极组成，凸极上没有线圈绕组。

图2是正时器的结构示意图。其中1是壳座，2是导电滑环，3是耐高温绝缘体，4是轴套，5、6、7是正时导通装置，其中5和A、A′磁极上的A相绕组相连，6和B、B′磁极上的B相绕组相连，7和C、C′磁极上的C相绕组相连，各相绕组的另一端并连且和电源的一端相接，电源的另一端和常触导通装置8相接。正时器轴套4和电动机转轴相配合，使正时器和电动机转轴同步旋转，导电滑环2处于正时器的外表面，环上开有和4个转子凸极相对应的4条绝缘槽，导电滑环2和轴套4之间嵌耐高温绝缘体3。当接通电源时，若A相绕组相连的正时通导装置5和导电滑环2上的导通部分相接触，则A相绕组通电，（此时正时导通装置6、7均和导电滑环2上的绝缘槽部相接触，B、C相绕组不通电）磁极A、A′就产生电磁吸引力，吸引临近的转子凸极旋转。下面再结合附图3、4、5详细说明其运转状态。