專(zhuān)利名稱(chēng)：高效節(jié)能電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的高效節(jié)能電機(jī)，設(shè)計(jì)獨(dú)特，思路創(chuàng)新，與傳統(tǒng)電機(jī)相比，在輸出軸同等轉(zhuǎn)速、同等負(fù)載的情況下，可節(jié)電50％左右，大大降低了能源消耗，節(jié)省了費(fèi)用。
本電機(jī)可廣泛用于人們?nèi)粘Ｉ钪械谋潆姍C(jī)、空調(diào)電機(jī)、各種風(fēng)扇電機(jī)等。在生產(chǎn)用途中更廣，如機(jī)床電機(jī)、起重電機(jī)、焊機(jī)電機(jī)、油井電機(jī)、各種生產(chǎn)設(shè)備中的電機(jī)等等。用在電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)列車(chē)上，可比原來(lái)多跑一倍以上里程，也減少了充電次數(shù)，延長(zhǎng)了電池壽命，減輕了環(huán)境污染。在當(dāng)代能源比較緊缺的情況下或今后的生活、生產(chǎn)中均比較適用和推廣。
本電機(jī)結(jié)構(gòu)由機(jī)殼(1)；定子鐵芯(2)；定子極靴(3)(極靴上設(shè)有起動(dòng)角)；定子線(xiàn)圈(4)；永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)；軸(6)；電流換向器(7)(電流換向器設(shè)有外圈接觸件和內(nèi)圈接觸件并相互絕緣)；電刷(10)、(11)、(12)(13)；連接線(xiàn)(9)和端蓋，端蓋軸承等組成。電流換向器(7)用絕緣物與軸(6)永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)固定為一體。為清識(shí)圖況，在說(shuō)明圖中略掉端蓋、端蓋軸承等部件。本電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)相比主要?jiǎng)?chuàng)新有1、定子極靴(3)為平面并帶有起動(dòng)角；2、電流換向器(7)；3、永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7為運(yùn)轉(zhuǎn)原理示意圖。
在圖1情況下永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)N極磁流經(jīng)定子極靴(3)流入另一端極靴回到永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)S極，此時(shí)定、轉(zhuǎn)子之間磁力線(xiàn)相互垂直吸引，成一條直線(xiàn)，靜不動(dòng)。當(dāng)圖2電源正電流經(jīng)連接線(xiàn)(9)到電刷(10)、電流換向器(7)外接觸件、電刷(11)、定子上線(xiàn)圈(4)、定子下線(xiàn)圈(4)、電刷(12)、電流換向器(7)內(nèi)接觸件、電刷(13)、連接線(xiàn)(9)回到電源負(fù)端。使定子上端線(xiàn)圈(4)產(chǎn)生磁中心線(xiàn)向左移位的N極電磁場(chǎng)，下端線(xiàn)圈產(chǎn)生磁中線(xiàn)向右移位的S極電磁場(chǎng)。此時(shí)定子極靴(3)與永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)之間磁力線(xiàn)發(fā)生斥力彎曲，轉(zhuǎn)子往順?lè)较蛐D(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋到90°時(shí)(圖3)，電流被電流換向器(7)內(nèi)、外觸件切斷，電磁場(chǎng)消失。此刻永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)磁場(chǎng)被定子極靴(3)短路。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性，轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)90°(圖4)，此時(shí)永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)N極磁流經(jīng)定子下極靴(3)、定子鐵芯(2)、定子上極靴(3)、流回永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)S極，使定子鐵芯(2)磁分子在永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)磁場(chǎng)的作用下成異性排列，相互吸引，轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到180°(圖5)。此時(shí)電源正電流又經(jīng)連接線(xiàn)(9)到電刷(10)、電流換向器(7)外接觸件、電刷(12)、定子下線(xiàn)圈(4)、定子上線(xiàn)圈(4)、電刷(11)、電流換向器(7)內(nèi)接觸件、電刷(13)、連接線(xiàn)(9)回到電源負(fù)端，使定子下端線(xiàn)圈(4)產(chǎn)生N極電磁場(chǎng)，上端線(xiàn)圈產(chǎn)生S極電磁場(chǎng)，并與慣力旋轉(zhuǎn)的同極性永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)發(fā)生斥力續(xù)轉(zhuǎn)到270°(圖6)。定子線(xiàn)圈(4)電流又被電流換向器(7)切斷，電磁場(chǎng)消失。永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)磁場(chǎng)再次被定子極靴(3)瞬間短路，轉(zhuǎn)子在慣力的作用下，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)偏離270°(圖7)。永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)N極磁流又經(jīng)定子上極靴(3)、定子鐵芯(2)、定子下極靴(3)、回到永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)S極，使定子鐵芯(2)的磁分子在永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)磁場(chǎng)的作用下成異性排列，相互吸引、產(chǎn)生扭力，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到360°(圖2)，完成一周旋轉(zhuǎn)工作。當(dāng)?shù)诙荛_(kāi)始時(shí)又重復(fù)上述過(guò)程旋轉(zhuǎn)，以后就不斷循環(huán)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
從上述工作原理得知永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)旋轉(zhuǎn)一周，定子線(xiàn)圈(4)在電流換向器(7)的作用下，共累計(jì)通電約二分之一周，并產(chǎn)生與永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)相斥的旋轉(zhuǎn)電磁場(chǎng)，另累計(jì)二分之一周的旋轉(zhuǎn)靠永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)磁場(chǎng)激化定子鐵芯(2)磁分子成異性排列、相互吸引、產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭力來(lái)完成。無(wú)論電機(jī)極數(shù)設(shè)計(jì)多少、極型設(shè)計(jì)多樣均基本如此。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)電機(jī)性能需要，可將電流換向器(7)通斷時(shí)間、角度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)正，電磁極及永久磁極也可作適當(dāng)尺寸處理。
根據(jù)電機(jī)原理，永久磁鋼可設(shè)在定子極靴(3)上，定子線(xiàn)圈(4)可設(shè)在轉(zhuǎn)子(5)上(轉(zhuǎn)子鐵芯單機(jī)同樣要設(shè)起動(dòng)角)。電磁場(chǎng)設(shè)在轉(zhuǎn)子后電流換向器(7)構(gòu)造也比較簡(jiǎn)單。
上述說(shuō)明的是單機(jī)簡(jiǎn)本工作原理，在實(shí)際應(yīng)用中可采用多機(jī)組合使用，并將各機(jī)磁極進(jìn)行差位組合以取得更大的起動(dòng)扭力，同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中可省去極靴起動(dòng)角。
為提高節(jié)能電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，可將電流換向器(7)裝置改成電子開(kāi)關(guān)，并在線(xiàn)圈二端接上阻容等保護(hù)裝置，以減免因電刷跳火帶來(lái)的不良轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也利于設(shè)備的自動(dòng)控制運(yùn)轉(zhuǎn)，如空調(diào)自動(dòng)調(diào)速(變頻)等。
在定子極靴(3)中可設(shè)計(jì)成多槽、多繞組起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)極數(shù)可做得更多。定子極靴(3)除平面型外也可做成不同角度的圓頭形狀，以利于永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)磁能聚集在定子極靴(3)中心位置上。
權(quán)利要求
1.一種高效節(jié)能電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)在輸出軸同等轉(zhuǎn)速、同等負(fù)載的情況下，可節(jié)電50％左右，其特征在于在電流換向器(7)的控制下永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)旋轉(zhuǎn)一周，定子線(xiàn)圈(4)其累計(jì)通電約二分之一周，并在定子極靴(3)產(chǎn)生與永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)相斥的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，另累計(jì)約二分之一周的旋轉(zhuǎn)，靠永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)磁場(chǎng)激化定子鐵芯(4)磁分子成異性排列、相互吸引、產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭力來(lái)完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流換向器(7)，其特征是根據(jù)電機(jī)定子線(xiàn)圈(4)電流需要，為其提供正負(fù)變化的通斷電流，電流換向器(7)一周通斷次數(shù)，通斷時(shí)間，根據(jù)電機(jī)定轉(zhuǎn)子極數(shù)和形狀而定，為減少電流換向器(7)在電流轉(zhuǎn)換過(guò)程中跳火現(xiàn)像和特殊運(yùn)行中的需要，可將電流換向器(7)改成各種電子開(kāi)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子極靴(3)，其特征為平面型或圓頭型，目的是為了使永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)磁場(chǎng)能量密度能集聚在定子極靴(3)(包括起動(dòng)角在內(nèi))中心上，以利于永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)正確到位、起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子(5)永久磁鋼可設(shè)在定子極靴(3)上，定子線(xiàn)圈(4)可設(shè)在轉(zhuǎn)子(5)上并帶起動(dòng)角。其特征是磁場(chǎng)運(yùn)作原理相同，可以相互調(diào)換安裝使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能電機(jī)可組合使用，組合使用的特征有能增大功率輸出，各機(jī)磁極進(jìn)行差位組合可獲得較大的起動(dòng)扭力，并能省去定子極靴(3)起動(dòng)角。
全文摘要
一種高效節(jié)能電機(jī)由機(jī)殼(1)；定子鐵芯(2)；定子極靴(3)(極靴上設(shè)有起動(dòng)角)；定子線(xiàn)圈(4)；永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)；軸(6)；電流換向器(7)(電流換向器設(shè)有外圈接觸件和內(nèi)圈接觸件并相互絕緣)；電刷(10)、(11)、(12)(13)；連接線(xiàn)(9)和端蓋，端蓋軸承等組成。其特征在于在電流換向器(7)的控制下永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)旋轉(zhuǎn)一周，定子線(xiàn)圈(4)其累計(jì)通電約二分之一周，并在定子極靴(3)產(chǎn)生與永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)相斥的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，另累計(jì)約二分之一周的旋轉(zhuǎn)，靠永久磁鋼轉(zhuǎn)子(5)磁場(chǎng)激化定子鐵芯(4)磁分子成異性排列、相互吸引、產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭力來(lái)完成。
文檔編號(hào)H02K23/04GK1571252SQ200410034058
公開(kāi)日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者顧明富 申請(qǐng)人:顧明富