專利名稱：對(duì)稱雙磁體懸臂式直流盤式電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本電機(jī)是一種永磁直流電動(dòng)機(jī)。
已有的直流盤式電動(dòng)機(jī)采用軸向氣隙磁場(chǎng)，其結(jié)構(gòu)是在垂直于轉(zhuǎn)軸的定子機(jī)殼內(nèi)裝有一塊圓環(huán)形磁鐵或若干塊扇形磁鐵(又稱單磁體)，轉(zhuǎn)子上的二個(gè)軸承分別安裝在轉(zhuǎn)子電樞軸的二端，因?yàn)檗D(zhuǎn)子電樞是非導(dǎo)磁材料，定子與轉(zhuǎn)子電樞二端面之間的軸向氣隙較大，該氣隙中的磁密較低，電機(jī)的效率不高。又由于二個(gè)軸承分別安裝在轉(zhuǎn)子電樞軸的兩端，為了既保證轉(zhuǎn)子電樞二端面與定子之間的設(shè)計(jì)軸向氣隙，又保證電機(jī)的二個(gè)軸承之間的軸向間隙為零，消除轉(zhuǎn)子電樞的軸向竄動(dòng)，電機(jī)組裝的要求高，安裝調(diào)整困難。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新結(jié)構(gòu)的直流盤式電動(dòng)機(jī)，因提高軸向氣隙磁密，而提高電機(jī)的效率，該電機(jī)的結(jié)構(gòu)使之組裝調(diào)整方便，制造成本降低。
本實(shí)用新型是一種結(jié)構(gòu)為對(duì)稱雙磁體懸臂式的直流盤式電動(dòng)機(jī)，定子左端蓋和右端蓋上各有一塊圓環(huán)形磁鐵或若干塊扇形磁鐵，構(gòu)成對(duì)稱雙磁體磁路，轉(zhuǎn)子安裝采用懸臂式，兩個(gè)軸承裝在轉(zhuǎn)軸上電樞繞組的同一側(cè)，轉(zhuǎn)軸上電樞繞組的另一側(cè)是換向器，電樞繞組為對(duì)稱的盤式雙層扇形線圈。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容及其實(shí)施例。
如

圖1所示，本電機(jī)定子左端蓋［13］、右端蓋［4］和左、右各一塊圓環(huán)形磁鐵或若干塊扇形塊狀磁鐵拼裝的環(huán)狀磁鐵［12］構(gòu)成了電機(jī)的對(duì)稱雙磁體磁路，左右各一塊圓環(huán)形磁鐵或若干塊扇形塊狀磁鐵拼裝的環(huán)狀磁鐵對(duì)稱地分別裝在定子左端蓋和右端蓋中，定子左端蓋和右端蓋對(duì)應(yīng)于主磁路部分(安裝磁鐵部分)形狀對(duì)稱、尺寸相等，圓環(huán)形磁鐵或扇形塊狀磁鐵的材料為鐵氧體永磁材料，或釤鈷合金、或釹鐵硼永磁材料。轉(zhuǎn)子電樞［3］如圖1和圖2所示，由于轉(zhuǎn)子安裝是懸臂式結(jié)構(gòu)，軸承［1］(間隔一定距離的二只滾動(dòng)軸承或二只滑動(dòng)軸承)裝在轉(zhuǎn)軸［6］的同一端，轉(zhuǎn)軸中段是對(duì)稱的盤式雙層扇形線圈的轉(zhuǎn)子電樞［3］，轉(zhuǎn)子電樞的外觀象一個(gè)花藍(lán)，圖2中，［21］表示繞組的引線結(jié)點(diǎn)。換向器［16］相對(duì)于軸承［1］裝在轉(zhuǎn)軸［6］的另一端。
本電機(jī)的軸向間隙為零，這部分的結(jié)構(gòu)是這樣的(圖1)軸承［1］的二只滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承間隔一定的距離裝在軸承座［7］里面，軸承座［7］與定子左端蓋［13］相聯(lián)結(jié)(鉚接或點(diǎn)焊)，前罩［10］罩在軸承座［7］上，卡環(huán)［11］是分別卡在二只軸承的左右二端的轉(zhuǎn)軸［6］上，兩只滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承之間有調(diào)整軟墊片［8］和套筒［9］，軸承座［7］上有緊定螺釘［2］，用以固定軸承座［7］和套筒［9］之間的相對(duì)位置。電機(jī)組裝時(shí)，選擇合適厚度的調(diào)整軟墊片［8］，就可以使總裝后的電機(jī)軸承的軸向間隙為零。安裝過(guò)程中，只要調(diào)整好軸承座［7］和套筒［9］之間的相對(duì)位置，就可以保證電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間設(shè)計(jì)要求的氣隙尺寸，最后用緊定螺釘［2］固定軸承座［7］和套筒［9］的相對(duì)位置。
后罩［5］為電機(jī)的防塵蓋，在后罩的內(nèi)空間中有刷握總成［15］，它由電刷［17］、彈簧［18］和刷架［19］組成。絕緣墊板［20］防止刷架［19］和右端蓋［4］接觸。片形插接器［14］為直流電源的插頭，由后罩［5］中引出。刷握總成［15］和后罩［5］都與右端蓋［4］相聯(lián)結(jié)。
本電機(jī)采用軸向氣隙磁場(chǎng)，磁極均勻分布在垂直于轉(zhuǎn)軸的平面上，這種對(duì)稱雙磁體磁路中的磁鐵可以用二塊圓環(huán)形的磁鐵，也可以用若干塊扇形塊狀磁鐵拼裝成環(huán)狀磁鐵，如圖3所示。在盤式直流電動(dòng)機(jī)中，為了減少端部繞組的長(zhǎng)度，通常采用磁極對(duì)數(shù)大于或等于3。在圖3中采用磁極對(duì)數(shù)為4的結(jié)構(gòu)型式。
定子左端蓋和右端蓋可以用薄鋼板沖制而成，由于它們安裝磁鐵部分的形狀對(duì)稱，尺寸相等，從而節(jié)省了沖制加工的沖模數(shù)量，降低了制造成本。
本實(shí)用新型盤式直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的懸臂式結(jié)構(gòu)便于裝配和調(diào)整，既能保證電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙尺寸，又能使電機(jī)軸承的軸向間隙為零。
為了充分利用電機(jī)的永磁材料，將電樞繞組的內(nèi)、外端部置于軸向氣隙磁場(chǎng)之外，并采用了對(duì)稱雙層扇形線圈的形式(見(jiàn)圖2)，電樞繞組的接線采用的是整距單波繞組的連接方式，電樞繞組最后用熱固性塑料成形固化而成。這種電樞繞組具有銅線的利用率高，強(qiáng)度好，塑壓固化后變形小等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型盤式直流電動(dòng)機(jī)與單磁體磁路電動(dòng)機(jī)相比，由于采用對(duì)稱雙磁體的磁路結(jié)構(gòu)，在不增加永磁材料用量時(shí)，可以提高氣隙磁密，改善磁極下氣隙磁密的均勻性，減少電樞繞組的用銅量，改善電機(jī)的調(diào)節(jié)性能，提高電機(jī)的效率。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)特別適用于二百瓦以下的小功率永磁直流電動(dòng)機(jī)。例如當(dāng)電機(jī)的軸向氣隙為3.5～4毫米，鐵氧體磁環(huán)的厚度為9毫米，氣隙磁密提高10％。在轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)／分左右、輸出功率為50瓦時(shí)，電機(jī)的效率達(dá)到65％，比同功率的單磁體永磁直流電動(dòng)機(jī)的效率提高約10％。
圖1對(duì)稱雙磁體懸臂式直流盤式電動(dòng)機(jī)圖2對(duì)稱形雙層扇形線圈的電樞繞組圖3環(huán)形磁鋼磁極分布以下為本實(shí)用新型的二個(gè)實(shí)施例(如圖1－3所示)實(shí)施例1電機(jī)外形尺寸(外徑D×寬度B)114.4×24毫米電機(jī)軸向長(zhǎng)度79.5毫米圓環(huán)形磁鐵(二塊)鐵氧體永磁材料外徑100毫米內(nèi)孔直徑60毫米厚度9毫米(磁場(chǎng)取向)極對(duì)數(shù)4轉(zhuǎn)子電樞直徑110毫米轉(zhuǎn)子電樞片的厚度2.6毫米電樞繞組33個(gè)線圈每個(gè)線圈14匝，φ0.53／0.59高強(qiáng)度漆包線，整距單波繞組接線。
在直流電源電壓為24伏，電機(jī)電流為3.2安時(shí)，輸出功率為50瓦。
實(shí)施例2電機(jī)外形尺寸(外徑D×寬度B)150×15毫米電機(jī)軸向長(zhǎng)度79.5毫米扇形塊狀磁鐵(32塊)釹鐵硼永磁材料外圓弧直徑130毫米，內(nèi)圓弧直徑80毫米對(duì)應(yīng)的圓心角18°厚度3毫米(磁場(chǎng)取向)極對(duì)數(shù)8轉(zhuǎn)子電樞直徑144毫米轉(zhuǎn)子電樞片厚度3.5毫米電樞繞組33個(gè)線圈每個(gè)線圈8匝，φ0.8／0.86高強(qiáng)度漆包線，整距單波繞組接線。
電機(jī)在直流電源電壓為24伏，電機(jī)電流為8安時(shí)，輸出功率為150瓦。
權(quán)利要求1.一種永磁直流盤式電動(dòng)機(jī)，其構(gòu)成包括定子端蓋、磁鐵、轉(zhuǎn)軸及軸承、轉(zhuǎn)子電樞、換向器、刷握總成、以及前罩和后罩，其特征在于由定子左端蓋[13]、右端蓋[4]和左右各一塊圓環(huán)形磁鐵或若干塊扇形磁鐵[12]構(gòu)成對(duì)稱雙磁體磁路，所說(shuō)的左右各一塊磁鐵[12]對(duì)稱地分別裝在定子左端蓋[13]和右端蓋[4]中，轉(zhuǎn)子電樞[3]是對(duì)稱的盤式雙層扇形線圈，轉(zhuǎn)子安裝為懸臂式，軸承[1]是二只間隔一定距離的滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承，裝在軸[6]的同一端，裝軸承[1]的軸承座[7]與左端蓋[13]相聯(lián)結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的直流盤式電動(dòng)機(jī)，其特征是組成軸承［1］的二只滾動(dòng)軸承或二只滑動(dòng)軸承之間，有調(diào)整軟墊片［8］和套筒［9］，軸承座［7］上有用于固定軸承座［7］和套筒［9］之間相對(duì)位置的緊定螺釘［2］。
3.如權(quán)利要求1或2所述的直流盤式電動(dòng)機(jī)，其特征是雙磁體磁路中的磁鐵是二塊圓環(huán)形磁鐵，或用若干塊扇形塊狀磁鐵拼裝成環(huán)狀磁鐵。
4.如權(quán)利要求3所述的直流盤式電動(dòng)機(jī)，其特征是磁鐵材料為鐵氧體永磁材料、或釤鈷合金、或釹鐵硼永磁材料。
5.如權(quán)利要求1或2所述的直流盤式電動(dòng)機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子電樞［3］接線采用整距單波繞組的連接方式，用熱固性塑料成形固化。
專利摘要對(duì)稱雙磁體懸臂式直流盤式電動(dòng)機(jī)，定子激磁回路采用對(duì)稱雙磁體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸懸臂式安裝，盤式電樞繞組是對(duì)稱形雙層扇形線圈經(jīng)熱固性塑料固化成型而成。本電機(jī)結(jié)構(gòu)便于裝配，保證定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙尺寸，消除電機(jī)轉(zhuǎn)軸的軸向竄動(dòng)，電樞繞組的變形小，強(qiáng)度高，電機(jī)的調(diào)節(jié)特性好。與單磁體直流盤式電動(dòng)機(jī)相比，電機(jī)的氣隙磁密和效率提高約10％，特別適用于二百瓦以下的小功率永磁直流電動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)H02K23/02GK2048256SQ8920248
公開(kāi)日1989年11月22日 申請(qǐng)日期1989年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月11日
發(fā)明者李世毅, 韋文德, 杜玉梅, 王德保 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所