[实用新型]高效节能超大转矩永磁式直流电动机

说明书

本实用新型涉及一种结构特异的高效节能超大转矩永磁式直流电动机，该直流电动机是一种可在工业、农业等各领域中使用的机电设备。

普通直流电动机的工作原理都是基于电磁力原理，通过定子磁极产生的磁场作用在通电的电枢绕组上的力驱动转子转动。这种电动机的结构较为复杂，需要使用大量的电枢绕组，本身较为笨重，如不采用永磁体做定子，则定子和转子绕组都需要通电以产生电磁力。另外电枢在旋转过程中要产生反电势，电枢铁芯在磁场中旋转时还要产生铁耗及其它损耗，浪费了许多能源。

本实用新型的目的是提供一种通过定子磁极对转子凸极的电磁引力和斥力驱动转子旋转，而定、转子极数比为2∶3或2∶3的偶数倍的大转矩直流电动机。

本实用新型的技术方案是：根据磁场同性相斥、异性相吸的原理，该永磁式直流电动机采用了定、转子磁极极数比为2∶3或2∶3的偶数倍的比例方式，各比例定子永磁体的磁极按异性磁场相对向心排列的方式依序排列。每对定子磁极的方向应一致，转子体由硅钢片叠成，每个转子磁极的极面宽度应与同一电动机定子永磁体磁极的极面宽度相等。每个转子磁极只有一个独立的电磁绕组线圈，同一电动机中各电磁绕组线圈均为同一绕向，同一线径，同一匝数的结构。转子磁极受到相应的定子磁极的吸力和斥力的作用，即按旋转方向讲，使处在定子磁极后方的转子磁极产生与定子磁极相异的磁场，牵拉转子磁极；处在定子磁极前方的转子磁极产生与定子磁极相同的磁场，推动转子磁极，从而使转子旋转。配电器滑环均匀地布置在和转子同心的圆周上，且和转子连为一体。滑环间隙由空槽或绝缘体空环隔开。滑环数量＝转子磁极数×2。碳刷通过弹簧压力弹性地接触配电器滑环。每个碳刷与配电器滑环所接触的弧长等于或略小于两个滑环的弧长。两个碳刷或两组碳刷外接直流电源的正、负极。转子磁极线圈和配电器滑环的接法为：确定第一转子磁极后，将该磁极的线圈的头端接入一滑环，该线圈的尾端接在与头端对应、对称的滑环上，然后按顺时针方向分别将其余转子线圈的头端每隔一个滑环依次接配电器滑环。

本实用新型的优点在于：由于向直流电动机送电时各转子绕组几乎全部同时通电，产生的电磁场被定子的永磁场强斥和强吸，因此其转矩较大，该永磁式直流电动机充分利用永磁体的磁能，故此其节能效果特别显著。又由于其转子极数较少且转子磁极为各自单独的线圈结构，故此制造简单，产生成本低。

下面结合附图说明本实用新型的高效节能超大转矩永磁式直流电动机。

图1是定、转子磁极极数比为2∶3的直流电动机的原理图。

图2是定、转子磁极极数比为4∶6的直流电动机的原理图。

图3是定、转子磁极极数比为8∶12的直流电动机的原理图。

图4是该节能超大转矩直流电动机的结构图。

参考图1所示定、转子极数比为2∶3的超大扭矩永磁式直流电动机的原理图。其中定子磁极9为永磁体磁极，标为D₁，D₂。定子磁极9向心地排列在电机壳体10内的对称位置，采用螺栓或粘接方式紧固在电机壳体10的内侧。转子2则采用硅钢片叠成，做成三个磁极3，三个磁极分别绕有方向一致、线径、匝数相同的三个独立的电磁绕组Z₁、Z₂和Z₃。

配电器滑环5做成弧形，并均匀地等分成六等分，每个滑环由间隙或绝缘体6隔开。配电器滑环5通过滑环体11与转子2连为一体，且在同一轴心上与转子2同步旋转。

转子2的磁极线圈4和配电器滑环5的接法为：确定转子2的线圈Z₁后，Z₁的头端接入一个配电器滑环5，Z₁的尾端则接入与其对应、对称的另一个配电器滑环5。

线圈Z₂的头端接入与线圈Z₁的头端按顺时针方向相隔一个滑环的配电器滑环5，Z₂的尾端则接入与该滑环对应、对称的另一个配电器滑环5。

线圈Z₃的头端接入与线圈Z₂的头端按顺时针方向相隔一个滑环的配电器滑环5，Z₃的尾端则接入与该滑环对应、对称的另一个配电器滑环5。

确切地讲，配电器上的六个滑环5顺时针方向每隔一个滑环分别接转子线圈Z₁、Z₂和Z₃的头端，每个线圈的尾端分别接入与头端对应、对称的另三个滑环5上。