[发明专利]节能型无换向器直流电机

说明书

本发明属于电机技术领域。    

目前的直流电动机，由于它与交流电动机比较、调速性能好起动转矩大效率高，功率因数永远是1，使它在需要频繁调速的设备上得到广泛应用，这种电动机的最大缺点是转子有一个结构复杂、维修困难、价格高昂的换向器从而限制了它的使用范围。

本发明的目的在于保留上述优点，省去换向器。

本发明通过如下方式来实现：根据电机的可逆性原理，这里先按发电机来叙述。本电机除铸钢机壳与转轴保持整体以外，其余定子(包括电枢绕组与铁芯)、转子(包括磁极，励磁绕组与铁芯)磁路都由多段式构成。同一段转子磁极极性相同，相邻两段转子磁极极性相反，相同极性的转子磁极被驱动切割定子电枢绕组，必然要在定子电枢绕组里感应出一个方向不变的直流电，相邻两段的定子电枢绕组，由于转子磁极极性相反，其感应电势方向相反。因此，相邻两段电枢绕组反向串联以后就可以输出一个方向一致大小不变的直流电，其铸钢机壳与转轴均作为磁轭。

本电机根据不同电流电压的需要，可以采用多段式结构。

由此可见，本电机没有结构复杂，价格高昂、维修困难的换向器，也不用硅钢片，从而节约了硅钢片里面的铁芯功率损耗(节能)。只需要用普通钢材与铜线就可以做成，使本电机的制造成本大大降低。

本电机输出电压波纹系数随着磁极与电枢绕组个数的增加而变小，定子电枢绕组与转子励磁绕组可以采用集中绕组，也可以采用分布绕组。

本电机转子磁极可以采用永久磁钢，他励、串励、并励、复励，也可以采用无刷励磁提供磁源。磁路材料可以采用钢材(铸钢与钢板)也可以采用硅钢片。

利用下述附图实施例，对本发明作进一步说明。

图1为两段式直流发电机大样图。(图1、A、B、C、d)

它由定子铁芯①、定子电枢绕组②、转子磁极铁芯③、转子励磁绕组④、转轴磁轭⑤、定子磁轭⑥及端盖构成。

直流电机可逆性原理：当电机里的感应电势大于电网电压时，电机处于发电状态，反之电机处于电动状态。因此，本发明结构也适用于直流电动机。

当本电动机得到广泛使用以后，目前三相交流发电供电系统，就可以改成一线一地的直流供电系统。其中降压变电站采用高压电动机带动中压发电机。低压变电站采用中压电动机带动低压发电机，然后送到各台低压直流电动机上，使目前还处在想像阶段的直流供电系统，变为现实。    

本发明的直流电动机由于起动力矩大，调速性能好，效率高。使它的适用范围很大：各种类型的机械负载都可以适用。如：机床、起重机、风机及交通车辆等。

采用如图1所示的实施例，当转子磁极被驱动后，两段定子电枢绕组、分别接到示波器上，显示出来的波形就是一个相当于单相全波硅整流电视波形，用直流电压表测出输出端的正负极性是不变的。

通过上述实施例表明，本发明的电机确实是一种无换向器的直流电机。

结论：本发明的直流电机，由于没有换向器，不用硅钢片，节能，只用普通钢材，使造价大大降低，起动转矩大调速特性好，适用范围大，使它具备了取代目前各种类型电机的必备条件，其中包括直流电机的转子，同步电机的定子，异步电机的定转子都离不开价格昂贵的、有功率损耗的硅钢片，以便在世界范围内取得最大社会效益。