[发明专利]特高效超转矩直流电动机

说明书

本设计直流电动机结构特异，高效节电转矩力特大，是一种广泛应用工业、农业、交通的直流电动机。

图3所示为本设计直流电动机的整机结构示意图(剖视)

图1为本设计直流电动机的定转子极数比为6∶4的运转原理图。其中定子磁极9为永磁体磁极<当采用永磁时，无需激磁线图9a，碳刷直接外接直流电源>也可以为电激磁磁极，<采用电激磁磁极时，材料可选用硅钢片，低速时也可选用其他铁磁材料>他们分别标为D1、D2、D3、D4、D5、D6。它们均匀的，相邻向心异性磁场地排列在电动机壳体10的内侧，转子体2则采用硅钢片叠成，做成4个磁极3并分别绕有方向一致的、线径相同的、匝数相同的4个独立的转子线图4，分别为Z1、Z2、Z3、Z4。

配电器滑环5做成圆环形或平面环形的，并等分成12等分。每个滑环铜环5间由绝缘体6隔开。配电器滑环通过滑环体11和转子体2连为一体，且在同一轴心上与转子体2同步旋转。将每间隔3个环的那些环相连后成为一组，12个配电器滑环5共分为4组，即为A、A1、A2；B、B1、B2；C、C1、C2；D、D1、D2或说成A组、B组、C组、D组，其按顺序排列方向为逆时针方向。

4个转子磁极线圈4的连线方式为Z1Z3⊙、Z2Z4⊙、Z3Z1⊙、Z4Z2⊙。

4个转子磁极3接顺时针方向排列。

4个转子磁极线圈接入配电器滑环电路的方式为：以每个磁极线圈的○端为准，依秩逆向接入4组配电器滑环电路。即：Z1Z3⊙接入A组、Z2Z4⊙接入B组、Z3Z1⊙接入C组、Z4Z2⊙接入D组。

本设计直流电动机的碳刷的7的设置原则是：按贺周角360度等分6份，每60度设置一个。每相邻的二个碳刷互为正负碳刷。

当本设计直流电动机供电采用6个碳刷时，也可将转子线图Z1Z3⊙、Z2Z4⊙、Z3Z1⊙、Z4Z2⊙相连后，依秩逆向接入配电器滑环电路A、B、C、D组中每组中任一环均可。

每个碳刷与配电器相接触的弧弦长应相等。碳刷通过弹簧13的适当的压力弹性地接触配电器滑环，并外接直流电源正负极。(当定子磁极采用串激磁线路时，则通过激磁线圈再外接直流电源正负极。)

图1中，一但确定定子磁极的磁场方向后如：D1S极、D2N极、D3S极、D4N极、D5S极、D6N极。转子线圈端接正碳刷产生S极，线圈⊙端接正碳刷产生N极。则：Z2端接负刷，⊙端接正刷故产生N极，Z4端接正刷，⊙端接负刷产生S极，Z2N极被D2N极相斥，同时又被D3S极相吸，Z4S极被D6N极相吸，D5S极相斥故而转子顺时针方向旋转，此时转子磁极Z123极暂时处于换向位置。

待到换向结束后，将出现如下情况：正刷接触D组和A组配电器滑环，负刷接触B组和D组配电器滑环，定子磁极磁场和转子磁极磁场相互作用力为：

D1S极斥Z1S极，D2N极斥Z2N极吸Z1S极，D3S极吸Z2N极，D4N极斥Z3N极，D5S极斥Z4S极吸Z3N极，D6N极吸Z4S极。所有磁极相互参与吸斥工作，故它的转矩力特大。

图2为定转子磁极极数比为12∶8的直流电动机运转原理图。

当定子磁极9采用永磁体时，则无需任何定子激磁线圈。供转子工作的正负碳刷7直接与外界DC直流电源相接。现图3中采用并激电路。

本比例结构电动机其定子按顺序标为D1、D2……D12共12个。转子3共8个磁极依顺序按顺时针方向排列列为Z1、Z2……Z4’。12个定子磁极磁场仍然是向心相邻互为异性。而转子的接线较为特殊，从图2可比看出：通过轴心的相对称的二个磁极线圈应头头相连，尾尾相接，然后并分别与相邻90度的那二个磁极线圈的尾尾连接，头头相连。接入配电器滑环5电路A组和C组。另外四个磁极线圈仍然采用相同接法，其结果形成：

Z1、Z1’、Z3⊙、Z3’⊙相接后接入配电器A给滑环电路。

Z1⊙、Z1’⊙、Z3、Z3’相连后接入配电器C组滑环电路。

Z2、Z2’、Z4⊙、Z4’⊙相连后接入配电器B组滑环电路。

Z2⊙、Z2’⊙、Z4、Z4’相连后接入配电器D组滑环电路，A、B、C、D的排列方向为逆时针排列。