[发明专利]无电刷电机

说明书

本发明涉及一种电动机，特别是一种无电刷电机。

目前所用的电动机按转子绕组可分为绕线式和鼠笼式两大类，绕线式转子必须有电刷、滑环接入电源，而鼠笼式转子则是一种无电刷电机，它是通过鼠笼导体切割定子的旋转磁场的磁力线而感应电动势，此电动势通过鼠笼两端的短路环形成电流，此电流在旋转磁场的作用下产生力矩而使转子转动，其力矩的大小与感应电动势成正比，也就是与切割磁力线的多少成正比，但目前的电动机其磁力线并没充分利用，其一，定子的旋转磁场在定子轭部和齿部均存在较大的漏磁，其二，磁力线回路是发散的，各部受导磁体的影响，磁力线被歪曲，不够集中，其三，通电导体并不能垂直地切割磁力线，单位面积的磁通密度不一致，因此，电机的输出功率较低。

本发明的目的在于克服上述不足之处而提供一种新型的无电刷电机，它能将磁力线密封在一个螺旋管环形的空间内，最大限度减少漏磁，提高单位面积的磁通密度，并使转子的通电导体垂直切割磁力线，感应出较大的电动势，从而在额定电流下输出更大的功率，也就是说输出同等功率的情况下节省更多的电能。

本发明的目的可以通过以下的措施来达到：在鼠笼式异步电机的基础上保留原有的前后端盖、前后轴承、接线盒、机座及风叶、风罩等结构，改变其定子及绕组和转子及其传动机构，其特征在于：定子分为外层定子及内层定子，同样是用矽钢片冲压叠合而成，两端有盖板连接，保持双层定子处于同一中心轴线上，双层定子槽数相等，其绕组的每一匝是嵌放在内外定子槽上，每匝相连使整个绕组形成螺旋管状，通入三相平衡电流后，磁力线则被密封在环状螺旋管内。无电刷电机的转子为圆筒状，安装在外层定子与内层定子之间，也就是在环形螺旋管内转动，转子由三层不同材料卷制而成，外层及内层为导电铜材，中层为导磁的铁钴相合金，转子两端的短路环由钢制成，环的外周有滚珠槽，内装滚珠轴承以保持转子与定子处于同一中心轴线上，同时转子与内外层定子均有一定的气隙，使转子能灵活转动，短路环的内周还铣有齿轮，它通过行星齿轮将转矩传递给转动轴齿轮而使电机主轴转动。

附图的图面说明如下：

图1-双层定子结构示意图;

图2-鼠笼式转子结构示意图;

图3-图1的A-A剖面图;

图4-图1的B-B剖面图;

图5-圆筒形转子结构示意图;

图6-双层定子绕组示意图。

附图标号如下：1-滚珠槽、2-外层定子、3-转子、4-内层定子、5-电机主轴、6-短路环齿轮、7-转动轴齿轮、8-行星齿轮、9-圆筒形转子外层、10-圆筒形转子中层、11-圆筒形转子内层、12-短路环、13-盖板。

本发明下面将结合（附图）实施例作进一步说明：在鼠笼式异步电动机的基础上，保留原有的前后端盖、前后轴承、接线盒、机座、风叶、风罩等结构，将定子改为双层定子，如图1-双层定子结构示意图所示，转子（3）处于外层定子（2）和内层定子（4）的中间转动，内外层定子均用矽钢片冲压叠合而成，两端有盖板（13）连接，保持两定子处于同一中心轴线上。图3为图1的A-A剖面，内层定子（4）与外层定子（2）槽数相等，其绕组的每一匝是嵌放在内外定子槽内，各匝线圈相连，使整个定子绕组形成环形螺旋管状。图6为双层定子绕组的绕线方式，接通三相平衡电流后，磁力线被密封在螺旋管内。

无电刷电机的转子（3）为圆筒形，它由三层不同材料卷制而成，如图5所示，外层（9）及内层（11）为导电铜材，中层（10）为导磁的铁钴相合金。

无电刷电机的转子（3）也可采用鼠笼转子，为改善起动特征应采用双层斜条鼠笼式转子，导电体一般采用铜材或铸铝，图2为鼠笼式转子结构示意图，图中鼠笼两端的短路环（12）由钢制成，其外周有滚珠槽（1），内装滚珠轴承，使转子与定子处于同一中心轴上，同时又保持转子与内外层定子有一定的气隙。在短路环（12）的内周铣有齿轮（6），起传动作用。图4为图1的B-B剖面，短路环（12）内周的齿轮（6）连接有三个120°的行星齿轮（8），行星齿轮（8）的转轴固定在内层定子（4）上，转子转动时其力矩通过行齿轮传递到转动轴齿轮（7）上，带动电机主轴（5）旋转。