專利名稱：輪式運(yùn)輸工具上的摩托輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是運(yùn)輸工具上的電動機(jī)，更準(zhǔn)確地說，是指輪式運(yùn)輸工具上的電機(jī)-動輪組(摩托輪)，也即用作電動自行車，殘疾人輪椅，車間內(nèi)的搬運(yùn)車，電動汽車、電動拖拉機(jī)，電瓶車、微型電動公共汽車、各種電動轉(zhuǎn)向架及滑輪車上的摩托輪。
已有問世的摩托輪結(jié)構(gòu)無非是一種通過變速箱及軸機(jī)械地把轉(zhuǎn)動傳遞給輪子的電動機(jī)組件而已。
已問世的還有這樣一些摩托輪，其中并沒有回轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳動機(jī)構(gòu)，例如液力摩托輪(SU，A，1357257)或使用壓縮空氣的摩托輪(SU，A，1050920)。
最有希望的結(jié)構(gòu)是其中輪的回轉(zhuǎn)靠定子和轉(zhuǎn)子的磁系統(tǒng)間的電磁相互作用而定，不是靠減速機(jī)構(gòu)(SU，A，628008)。
也有可能使用以內(nèi)燃機(jī)作為原動機(jī)的摩托輪。但是這樣不僅由于要使用燃料、添設(shè)額外的潤滑及冷卻系統(tǒng)、外形尺寸大而效益差，也由于污染周圍環(huán)境而不受歡迎。
裝有減速箱及異步電機(jī)的摩托輪具有高轉(zhuǎn)速的特征導(dǎo)致功率上的優(yōu)勢，因而得到最廣泛的實(shí)際應(yīng)用。該摩托輪和內(nèi)燃機(jī)的相比在生態(tài)學(xué)上是潔凈的，且更可靠、經(jīng)濟(jì)。
然而，減速箱的設(shè)置增加了運(yùn)用中的危險性及不便，而異步電機(jī)的使用要求添置復(fù)雜的電壓變換裝置及控制裝置;額外的潤滑及冷卻系統(tǒng)。
除此而外，在運(yùn)動中電能無法回收、蓄電池壽命短以及高壓電源的使用也影響到帶減速箱及異步電機(jī)的摩托輪的使用前景。
一種由直流電機(jī)進(jìn)行傳動的摩托輪結(jié)構(gòu)已往問世(SU，A，375214)。直流電機(jī)具有空心撓性圓柱形轉(zhuǎn)子，用其端部齒圈和小齒輪相互作用，小齒輪之軸即摩托輪之軸。
主要缺點(diǎn)為耗電及電機(jī)動率需要較大(尤其當(dāng)運(yùn)輸工具啟動時)、外形尺寸及重量較大。
和所建議者最為接近的是輪式運(yùn)輸工具的摩托輪，系由輪緣及帶有植入其內(nèi)異步電機(jī)的軸所組成(SU，A，628008)。電動機(jī)做成盤形異步電機(jī)狀，其帶有導(dǎo)磁體線圈及導(dǎo)線的定子被固定在輪軸上不動，而其轉(zhuǎn)子帶有分布于定子相對兩方向上的封閉短接繞組和導(dǎo)磁體，二者一起形成得以繞定子而旋轉(zhuǎn)的輪子。在轉(zhuǎn)子上設(shè)有輪緣，在輪緣上裝有輪胎等類物件。
轉(zhuǎn)子盤由導(dǎo)磁材料構(gòu)成，在其體內(nèi)均勻布設(shè)轉(zhuǎn)子繞組的封閉回路芯線，芯線一直繞到導(dǎo)磁體的端頭為止，沿該端面與軸上的磁通路相銜接。
在轉(zhuǎn)子盤的外側(cè)沿徑向固裝有一些葉板以增加自盤表面向外散熱以及增強(qiáng)輪子的機(jī)械負(fù)荷能力。
此種結(jié)構(gòu)由于省去減速箱而使可靠性大為提高，依靠定子中被冷卻介質(zhì)所充盈的徑向通道和布在靜止軸內(nèi)并與之相通的引入、引出管以及依靠轉(zhuǎn)子的徑向葉片使定子與轉(zhuǎn)子的冷卻得以改善。
由于使用了象異步電動機(jī)那樣的元件，已有的摩托輪具有較低的運(yùn)用可靠性、在反電動勢電能的作用下電機(jī)磁回路中殘余磁場強(qiáng)度所造成的高發(fā)熱量，由于回路動力過程與控制信號間缺乏聯(lián)系而引起不良的調(diào)節(jié)特性。
除此而外，有的摩托輪具有復(fù)雜的控制系統(tǒng)，在電壓的調(diào)節(jié)裝置內(nèi)使用了使用壽命總不會長的高壓電源，同時不論運(yùn)輸工具在運(yùn)行中或是制動中都不具有能量回收的前景。
還應(yīng)指出上述摩托輪在生態(tài)上潔凈度差以及有效性不高，在運(yùn)用維護(hù)及監(jiān)控方面的復(fù)雜性，因使用高壓電源而造成的不安全性及費(fèi)用昂貴。
根據(jù)以上所述，當(dāng)為下列輪式運(yùn)輸工具，象電動汽車、電瓶車、電動拖拉機(jī)、電動自行車、殘疾人輪椅等設(shè)計(jì)摩托輪結(jié)構(gòu)時所引起的基本問題在于設(shè)計(jì)并研制專門的電機(jī)其基本要求為能裝設(shè)在運(yùn)輸工具的輪子里面，并取消減速箱;
使用低壓電源;
最大限度地簡單化，小的外形尺寸及重量;
可靠性及使用壽命要大;
運(yùn)輸工具在起動時要保證最大扭矩而當(dāng)輪子轉(zhuǎn)速增加時則變小;
取消額外的冷卻及潤滑系統(tǒng);
受熱狀態(tài)適度;
反電動勢能量的回收;
摩托輪要操作方便，在有限的場段內(nèi)能運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。
根據(jù)這一切，作為本這發(fā)明的基礎(chǔ)提出了為輪式運(yùn)輸工具創(chuàng)建極其簡單、可靠的摩托輪的任務(wù)，其中借助于新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)子、定子的電磁作用元件間的相互位置得以使用低壓(基本低于50伏)電源，該電源可保證運(yùn)輸工具啟動時扭矩達(dá)最大并不需額外的冷卻系統(tǒng)。
它通過以下途徑而達(dá)到在運(yùn)輸工具的摩托輪中包含有輪輞、軸、帶電動機(jī)的電驅(qū)動裝置及可調(diào)電壓裝置，上面布有定子導(dǎo)磁體并固裝于軸上的電動機(jī)定子，在該定子上沿圓周均勻布置著成偶數(shù)、極性交替的定子磁性元件，裝在輪軸上得以繞定子而回轉(zhuǎn)并帶有轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁體的電動機(jī)轉(zhuǎn)子、以及承載式輪輞圈，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁體上布置有繞組，按照本發(fā)明，帶有繞組的轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁體要做成明顯的電磁鐵形狀并面向沿圓周至少安放成二組的定子磁性元件。每組轉(zhuǎn)子電磁鐵布放的位置要使軸線間距離是定子每相鄰二磁性元件軸線間距離的整數(shù)倍，同時如果軸線間的距離等于定子上相鄰二磁性元件軸線間距離的奇數(shù)倍則每一組中任意二個相鄰的電磁鐵具有相反的極性，如果軸線間距離等于定子上相鄰二磁性元件軸線間距離的偶數(shù)倍，則具有相同的極性。轉(zhuǎn)子上各組電磁鐵沿圓周要這樣錯開放置當(dāng)某一組轉(zhuǎn)子電磁鐵的軸線和定子上相應(yīng)的電磁元件重合時要保證使其它組電磁鐵的磁軸和定子上相應(yīng)的磁性元件不重合。轉(zhuǎn)子上每組電磁鐵內(nèi)部與固裝于轉(zhuǎn)子上的獨(dú)立的受電器元件有電的連結(jié)。安裝受電器元件要使之有可能與配電集流器相接觸，該配電器與固裝在定子上的電壓調(diào)節(jié)裝置相連結(jié)并使之當(dāng)任一組電磁鐵的軸線與定子上相應(yīng)的電磁元件軸線相重合時，該組電磁鐵與電壓調(diào)節(jié)裝置間保證被斷開。
與此同時配電集流器可由徑向互相絕緣的、極性相異的導(dǎo)電板片根據(jù)定子磁性元件的多少沿圓周均勻布置而成。任意二塊相鄰的不同極性板片間的距離要大于受電器元件的寬度。不同極性的板片跳過一片而與電壓調(diào)節(jié)裝置不同的引線相接，此外，當(dāng)任一組電磁鐵的軸線與定子相應(yīng)磁性元件的軸線相重合時，該組受電器的元件正處于相應(yīng)不同極性板片間的中央上;而當(dāng)任一組電磁鐵的軸線片處于定子上相應(yīng)電磁元件軸線間的中央時，該組受電元件的軸線和連結(jié)電壓調(diào)節(jié)裝置不同引線的相應(yīng)不同極性的板片的軸線相重合。
為藉增大電磁相互作用空間而增大功率，轉(zhuǎn)子每組電磁鐵可以均勻布置成每相鄰電磁鐵軸線間的距離等于定子上相鄰電磁元件軸線間的距離，同時每組電磁鐵的極性正負(fù)相間。
為了回收能量而引入了電蓄能器，它和配電集流器有電的連結(jié)。同時，配電集流器是這樣做成的;當(dāng)任一組電磁鐵的軸線與定子上磁性元件的軸線相重合時，這些電磁鐵就閉斷連結(jié)電壓調(diào)節(jié)器的通路而向電蓄能器開通。當(dāng)任一組電磁鐵軸線不和定子上電磁元件的軸線相重合時，這些電磁鐵向電壓調(diào)節(jié)器接通而向電蓄能器斷開。
此時電蓄能器和配電集流器進(jìn)行電連結(jié)，此集流器是由徑向并互相絕緣的、極性不同的導(dǎo)電板片，按照定子磁性元件的數(shù)量沿圓周均勻布置而成的。在與電壓調(diào)節(jié)器的不同輸出端相連結(jié)的、交替變換極性的板片之間設(shè)有一中介板片。那些中介板片每隔一片便與電蓄能器的不同輸出端相連結(jié)，任意二相鄰不同極性板片間的距離大于受電器元件的寬度。當(dāng)任一組電磁鐵的軸線和定子上相應(yīng)的磁性元件軸線相重合時，該組轉(zhuǎn)子電磁鐵的受電器元件位于相應(yīng)中介板的中心，這些中介板片是和電蓄能器的不同輸出端相連結(jié)，而當(dāng)任一組電磁鐵的軸線處于定子上相應(yīng)磁性元件軸線間的中央位置時該組受電器元件的軸線與連結(jié)著電壓調(diào)節(jié)器不同輸出端的、相應(yīng)不同極性的板片軸線相重合。
被配電集流器及轉(zhuǎn)子電磁鐵上的受電器用電連結(jié)起來的電蓄能器引入后，當(dāng)電磁鐵正位于定子的電磁元件之上時，使轉(zhuǎn)子電磁鐵中的部分能量得以回收到電蓄能器。除回收能量以外也消除了轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁體中的剩磁?；厥盏叫钅芷髦械哪芰繘Q定于第一為閉斷電壓調(diào)節(jié)裝置時產(chǎn)生的反電動勢;第二為在電磁鐵芯中受定子磁性元件所決定的磁通量的改變。除此而外，電磁鐵芯中剩余磁強(qiáng)的消除可導(dǎo)致散熱及能量消耗之減低。
電動機(jī)的轉(zhuǎn)子可以做成最低限度包含一個帶導(dǎo)磁體的環(huán)，在其外表面裝上輪輞而在轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁體的內(nèi)表面布置成組的轉(zhuǎn)子電磁鐵。定子做成最低限度包含一個圓盤，每個圓盤沿圓周布設(shè)有環(huán)形導(dǎo)磁體，而在其外表面布設(shè)有定子的磁性元件，同時轉(zhuǎn)子電磁鐵及定子磁性元件的軸線均是徑向的。
上述結(jié)構(gòu)可藉電磁相互作用空間之增加從而增加摩托輪的功率。
盤形結(jié)構(gòu)作為摩托輪的一種變形具有簡單可靠及運(yùn)用維修中巨大的方便性可以用在輕型結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸工具上。
如果將轉(zhuǎn)子做成至少包含一個安裝在輪軸上的圓盤，該圓盤并位于也成盤狀的定子的某一側(cè)，是定子的磁性元件沿圓形布置在定子一側(cè)以使其磁軸并行于輪軸，而如果轉(zhuǎn)子被做成各安裝在定子二側(cè)的二個圓盤，則在其中每一個圓盤上至少要布置一組電磁鐵。
可以將電機(jī)轉(zhuǎn)子做成各安裝在盤狀定子二側(cè)的二個圓盤，并沿定子二側(cè)圓周各布置定子磁性元件以使其軸線并行于輪軸。定子裝備著輔助配電集流器，其結(jié)構(gòu)、布置和電連結(jié)方法與主配電集流器相似。在轉(zhuǎn)子的每一個圓盤上至少要布置一組電磁鐵。轉(zhuǎn)子中一個圓盤的受電元件盡可能安裝得與主配電集流器有電的接觸，而另一圓盤上的受電元件盡可能安裝得與輔助配電集流器有電的接觸。
此種結(jié)構(gòu)可使轉(zhuǎn)子與定子上元件的電磁相互作用空間加倍從而使摩托輪的牽引功率提高，然而此時構(gòu)造上只使用一個定子圓盤作為定子導(dǎo)電磁體，得以使金屬用量及摩托輪重量減輕。
轉(zhuǎn)子可以做成包含至少二個圓環(huán)的，在其中每一個環(huán)上至少要布置一組電磁鐵以及與這些組相應(yīng)的輔助受電器，這些輔助受電器相似于與轉(zhuǎn)子相應(yīng)圓環(huán)固定連結(jié)的受電器。同時每個輔助受電器可以安裝成能夠使其元件與配電集流器相接觸。
摩托輪同樣也可至少包含一個輔助配電集流器并與主配電集流器的構(gòu)造方式、位置布局及電連結(jié)方法相似。輔助受電器的安裝要使其元件能和輔助配電集流器中之一相接觸。
摩托輪的上述最后三種結(jié)構(gòu)的特征是擁有多個轉(zhuǎn)子(多個轉(zhuǎn)子及多個轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁體)。它靠增加轉(zhuǎn)子及定子的電磁相互作用空間而使發(fā)動機(jī)的功率得以增加。
為了增加轉(zhuǎn)子及定子電磁相互作用空間也可以采用多定子結(jié)構(gòu)，它包含至少一個輔助配電集流器，其結(jié)構(gòu)和電連結(jié)方式與主配電集流器相似。定子做成至少二個同軸圓盤狀，同時在定子相應(yīng)幾個圓盤的側(cè)面裝有輔助配電集流器，而輔助受電器的元件要裝成能使其元件與相應(yīng)的輔助配電集流器有電的接觸。
作為磁性元件可以在定子圓盤的每一個面向轉(zhuǎn)子圓盤的側(cè)面上安設(shè)成偶數(shù)的、磁極性交替變換的定子電磁鐵。每一集流器并配備有輔助異極性的及輔助中介的導(dǎo)電板片，它們與主異極性的及主中介的板片相似，但相絕緣并且類似地沿另一直徑的圓周而布設(shè)。每一相應(yīng)的受電器元件配備有輔助受電器元件，并電連結(jié)著相應(yīng)的主受電器元件，再通向相對于輔助導(dǎo)電板片而設(shè)的受電器元件，它類似于主受電器元件裝置與主導(dǎo)電板片間的安裝關(guān)系。同時輔助異極性板片按每二個相鄰輔助異極性板片所形成的對子而互相連結(jié)，而輔助異極性板片交替間隔所得的每一個對要和定子電磁鐵的相應(yīng)輸出端實(shí)現(xiàn)電連結(jié)、主異極性板片被劃分成對，各對由二個異極性、互相以電連結(jié)起來的板片所形成，而在主異極性板片中每個交替相列的對和電壓調(diào)節(jié)裝置相應(yīng)的輸出端實(shí)現(xiàn)電連結(jié)，在轉(zhuǎn)子的每個盤上布置著相應(yīng)的一組轉(zhuǎn)子電磁鐵。
此種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是高轉(zhuǎn)速及惰行時牽引性能優(yōu)越，這是因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)子電磁鐵位于定子磁性元件(電磁鐵)上方時轉(zhuǎn)子電磁鐵的鐵芯內(nèi)沒有磁通。
最好利用永磁鐵作為定子磁性元件。這樣，在上述結(jié)構(gòu)中得以從定子圓盤的每一側(cè)設(shè)置永磁鐵。此種構(gòu)造的摩托輪特點(diǎn)是使用中簡單可靠，能夠在電壓電源被切斷時感應(yīng)出電能。此外，此種構(gòu)造毋需額外的制動系統(tǒng)，因?yàn)樵跓o電流狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子電磁鐵的鐵芯被定子磁鐵所牽掣，力圖穩(wěn)住在靜止?fàn)顟B(tài)。
為了提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(在少許降低扭矩的情況下)在定子非導(dǎo)磁圓盤的周邊，應(yīng)開設(shè)等間距的溝槽，需要在其中安放磁通軸線交替反向的永磁鐵，此軸線方向是和輪軸平行的。
為了提高功率及減少磁性材料的消耗在初期構(gòu)造設(shè)計(jì)中就必需采用安裝在沿定子圓盤周界上的永磁鐵，其磁通方向?yàn)槎ㄗ颖P周邊的切線方向而在永磁鐵之間設(shè)置磁通的聚集塊。
不論何種配電集流器的構(gòu)造要允許繞定子軸心能作角偏移。這可使摩托輪的調(diào)試及長期運(yùn)用下當(dāng)材料性能或結(jié)構(gòu)上有些改變時的調(diào)整工作簡化。
在任何異極性板片間及任何中介板片間可以布放既不和電調(diào)節(jié)器相連也不和電蓄能器相連的空冗板片。此種結(jié)構(gòu)可消除漏電，從而達(dá)到巨大經(jīng)濟(jì)性，但是有時會產(chǎn)生火花。
有時為建造高速電動機(jī)或高容量的摩托輪將電磁鐵組再劃分為亞組，并布置在轉(zhuǎn)子的不同部位，例如，在直徑方向的兩對面。
大多數(shù)情況下如將中介板片通過整流器接通到電蓄能器則更合適些。
如果摩托輪裝備有雙通道供一輸出端的轉(zhuǎn)換開關(guān)，則需將電壓調(diào)節(jié)裝置的輸出端接通到轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一輸入端，而其輸出端則相應(yīng)地接到配電集流器的異極性板片上與/或輔助配電集流器上，而第二輸入端通過整流器接向電壓調(diào)節(jié)裝置或電蓄能器或輔助電蓄能器的輸入端使相連通。
在此情況下可做到制動時額外的能量回收。
也就是說本發(fā)明提出的一種運(yùn)輸工具的摩托輪，它包含有輪輞(1);軸(3);帶電動機(jī)及電壓調(diào)節(jié)裝置(36)的電傳動裝置;在軸上牢固連結(jié)并裝有定子導(dǎo)磁體(10)的電機(jī)定子(9)，在導(dǎo)磁體上沿圓周均勻布設(shè)極性交替變換的定子電磁元件(11);帶有轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁體(16)的電動機(jī)轉(zhuǎn)子以及承載式輪輞(1)安裝在輪軸(3)上并能相對于定子(9)作旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子(12)導(dǎo)磁體(16)上，安設(shè)有線圈，該摩托輪的特征是帶線圈的轉(zhuǎn)子(12)的導(dǎo)磁體(16)裝有外觀明顯的，朝向定子磁性元件(11)的并沿圓周至少布置有二組的電磁鐵(14、15)，在其中每一組內(nèi)電磁鐵(14、15)是這樣布置的它們的軸(17、19)互相分開的距離等于定子的二個相鄰磁性元件(11)的軸線(18)間距離的整數(shù)倍，則此二相鄰電磁鐵具有相反的極性;如果他們軸線(17、19)間的距離等于定子相鄰磁性元件(11)軸線(18)間距離的奇數(shù)倍，則此二相鄰電磁鐵具有相反的極性;如果他們軸線(17、19)間的距離等于定子相鄰磁性元件(11)軸線(18)間距離的偶數(shù)倍，則具有相同的極性，轉(zhuǎn)子的各組電磁鐵(14、15)沿圓周要這樣互相錯移當(dāng)轉(zhuǎn)子的每一組電磁鐵(14)的軸線(17)和相應(yīng)定子磁性元件(11)的軸線(18)相重合時，要保證另一組電磁鐵(15)的軸線(19)和相應(yīng)定子磁性元件(11)的軸線(18)不相重合，在每一組中轉(zhuǎn)子電磁鐵(14、15)和牢固安裝在轉(zhuǎn)子(12)上的獨(dú)立受電器(4、5)的元件(26、27、28、29)具有電的連結(jié)，受電器(4、5)的元件(26、27、28、29)安裝成有可能與配電集流器相接觸，后者與固裝在定子上的電壓調(diào)節(jié)裝置(36)有電的連結(jié)，而且連結(jié)方法是當(dāng)任意一組電磁鐵(14)的軸線(17)與相應(yīng)的定子磁性元件(11)的軸線(18)相重合時，該組內(nèi)的電磁鐵(14)與電壓調(diào)節(jié)裝置(36)相斷開;
所述的一種摩托輪，其特征是配電集流器(6)是由沿圓周均勻分布的、數(shù)量根據(jù)定子磁性元件(11)之多少的、徑向互相絕緣的、異極性板片(22、24)所組成，任意二相鄰的異極性(22、24)間的距離大于受電器(4、5)元件(26、27、28、29)的寬度，異極性板片(22、24)每隔一片地和電壓調(diào)節(jié)器(30)的不同輸出端相連結(jié)，同時，當(dāng)任一組電磁鐵(14)的軸線(17)和相應(yīng)的定子磁性元件(11)的軸線(18)相重合時，該組受電器(4)的元件(26、27)正處于相應(yīng)異極性板片(22、24)間的中央位置，而當(dāng)任一組電磁鐵(15)的軸線(19)位于相應(yīng)定子磁性元件(11)的軸線(18)間的中央位置時，該組受電器(5)的元件(28、29)的軸線和連結(jié)電壓調(diào)節(jié)裝置(36)不同輸出端(7、8)的相應(yīng)異極性板片的軸線相重合;
所述每組內(nèi)的轉(zhuǎn)子(12)電磁鐵(14、15)是這樣的均勻布置的相鄰電磁鐵(14或15)的軸線(17或19)間的距離等于定子(9)相鄰磁性件(11)軸線(18)間的距離，在每一組內(nèi)的電磁鐵(14或15)在極性上是交替相隔的;
所述摩托輪具有和配電集流器(6)有電連結(jié)關(guān)系的電蓄能器(32)，而且配電集流器(6)是這樣構(gòu)成的當(dāng)任意一組電磁鐵(14)的軸線(17)重合于定子(9)電磁元件(11)的軸線時，這些電磁鐵(14)從電壓調(diào)節(jié)裝置(36)處斷開，而接通至電蓄能器(32)，而當(dāng)任一組電磁鐵(15)的軸線(19)與定子(9)磁性元件(11)的軸線(18)不重合時，這些電磁鐵接通至電壓調(diào)節(jié)裝置(36)并且從電蓄能器(32)斷開;
所述電蓄能器(32)和配電集流器(6)有電連結(jié)關(guān)系，后者由均勻布置的、數(shù)量按照定子磁性元件(11)的、極性交替相異的、互相絕緣的徑向?qū)щ姲迤?22、24)所組成，而且在那些和電壓調(diào)節(jié)裝置(36)的不同輸出端相接通的、極性交替改變的板片(22、24)中間，布置有一個中介板片(23)，同時中介板片(23)每隔一片被接通到電蓄能器(32)的不同引出端，任意二個相鄰而極性相異的板片(22、24)間距離大于受電器(4、5)的元件(26、27、28、29)的寬度，此時，如果任意一組電磁鐵(14)的軸線(17)重合于相應(yīng)定子(9)電磁元件(11)的軸線(18)，則該組轉(zhuǎn)子(12)電磁鐵(14)受電器(4)的元件(26、27)正好位于連結(jié)著電蓄能器(32)不同引出端(20)的相應(yīng)中介板片(23)的中心線上;而如果任意一組電磁鐵(15)的軸線(19)位于相應(yīng)定子(9)磁性元件(11)軸線間的中央位置，則該組受電器(5)元件(28、29)的軸線重合于連結(jié)著電壓調(diào)節(jié)裝置(36)不同輸出端(7、8)的相應(yīng)異極性板片(22、24)上;
所述電動機(jī)轉(zhuǎn)子由至少一個帶導(dǎo)磁體(16)的圓環(huán)所構(gòu)成，在轉(zhuǎn)子(12)圓環(huán)的外表面裝有帶外胎(2)的輪輞(1)，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁體(16)的內(nèi)表面上布置著成組的轉(zhuǎn)子電磁鐵(14、15)，定子(9)由至少一個圓盤所組成，在每個圓盤的周邊裝有環(huán)形導(dǎo)磁體(10)，在導(dǎo)磁體(10)的外表面布置著定子磁性元件(11)，同時轉(zhuǎn)子(12)電磁鐵(14、15)以及定子(9)電磁元件的軸線(17、19)是徑向的;
所述轉(zhuǎn)子(12)由至少一個圓盤所構(gòu)成，圓盤位于做成盤狀的定子的某一側(cè)并裝有輪軸(3)上，定子磁性元件(11)布置在定子(9)圓盤某一側(cè)并使其磁性軸線(18)與輪軸(3)相平行;
所述摩托輪，其特征是做成雙圓盤(40、41)狀的轉(zhuǎn)子(12)，雙盤各位于定子(9)的雙側(cè)并安裝在軸(3)上，在轉(zhuǎn)子的每個圓盤(40、41)上裝有至少一組電磁鐵(14、15);
所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)子(12)做成雙盤的(40、41)，其雙盤各位于做成圓盤狀的定子(9)的兩側(cè)，在定子的兩側(cè)沿圓周裝有定子磁性元件(11)，并使其磁軸(18)平行于輪軸(3)，定子(9)裝備有與主配電集流器(6)的結(jié)構(gòu)、布置位置與電連結(jié)方式相類似的輔助配電集流器(42)，在轉(zhuǎn)子(12)的每一個圓盤(40、41)上至少布置有一組電磁鐵(14、15)，轉(zhuǎn)子(12)圓盤之一(40)的受電器(4)元件(26、27)要裝成可能與主配電集流器(6)有電接觸，而轉(zhuǎn)子(12)另一圓盤(41)受電器(5)的元件(28、29)要裝成可能與輔助配電集流器(42)有電接觸;
所述摩托輪，其特征是如果轉(zhuǎn)子(12)由至少二個圓環(huán)所構(gòu)成，則在其中的每一個上至少布置有一組電磁鐵(14、15)以及與這些組相應(yīng)的、類似于受電器(4、5)并牢固安裝在相應(yīng)的轉(zhuǎn)子圓環(huán)上的輔助受電器;
所述摩托輪的每一個類似于受電器(4、5)的輔助受電器的安裝要使其元件(26、27、28、29)可能與配電集流器(6)相接觸;
所述摩托輪包含至少一個構(gòu)造、布置位置和電連結(jié)方式類似于主配電集流器(6)的輔助集流器(42)，而類似于受電器(4、5)的輔助受電器的安裝要使其元件(26、27、28、29)能夠與輔助配電集流器(42)之一相接觸;
所述摩托輪，其特征是它包含至少一個構(gòu)造和電連結(jié)方式類似于主配電集流器(6)的輔助配電集流器(42)，定子(9)由至少二個同軸的圓盤構(gòu)成，同時輔助配電集流器(42)裝在相應(yīng)定子(9)圓盤的側(cè)面上，而類似于受電器(4、5)的輔助受電器的安裝要使其元件(26、27、28、29)可能與相應(yīng)的輔助配電集流器(42)有電的接觸;
所述摩托輪，其特征是在朝向所述轉(zhuǎn)子圓盤(40、41)的定子(9)圓盤的每一面上裝有偶數(shù)的磁極成交替間隔的定子電磁鐵，而每一集流器(6、42)裝備有輔助異極性的導(dǎo)電板片和輔助中介導(dǎo)電板片(48)，它們與主異極性的、主中介板片相類似、相絕緣并類似地布置在另一直徑的圓周上，受電器(4、5)的每一個相應(yīng)元件(26、27、28、29)裝備有與相應(yīng)主受電元件有著電連結(jié)的輔助受電元件(49、50)，其相對于輔助導(dǎo)電板片(46、47)的安裝方法類似于主受電元件(26、27、28、29)相對于主導(dǎo)電板片(22、24)之安裝方法，同時輔助異極性板片(46、47)互相成對連結(jié)，各對由二相鄰的輔助異極性板片(46、47)構(gòu)成，而輔助異極性板片(46、47)交替相隔各對中的每一對與定子電磁鐵(53)的相應(yīng)輸出端(51、52)有電的連結(jié)，主異極性板片劃分成由二互相電連結(jié)著的相鄰異極性板片(22、24)所構(gòu)成的對，而主異極性板片(22、24)交替相間各對中的每一對與電壓調(diào)節(jié)裝置(36)中相應(yīng)輸出端(7、8)有電的連結(jié)，在轉(zhuǎn)子的每一個圓盤(40、41)上，安放著相應(yīng)的一組轉(zhuǎn)子電磁鐵;
所述摩托輪的特征為安裝永磁鐵作為定子電磁元件(11);
所述摩托輪，其特征為;在定子圓盤的周邊做出等距設(shè)置的溝槽(43)，里面沿圓周放置極性交替相間的永磁鐵，其磁通軸線(18)與輪軸(3)平行;
所述摩托輪，其特征是它額外包括磁通量的聚集器(塊)，而定子上交替相間的磁性元件沿定子(9)圓盤的周邊而設(shè)置，其磁力線方向?yàn)榫奂?54)間圓盤周邊的切線;
所述摩托輪，其特征是任何配電集流器(6、42)固裝在定子(9)上時有可能相對于定子(9)軸作角旋轉(zhuǎn);
所述摩托輪，其特征是在配電集流器上主的與/或輔助的異極性及中介板片(22、23 24、46、47、48)間布設(shè)有空冗板片(55);
所述摩托輪，其特征是在任一個輔助配電集流器(42)上主的與/或輔助的異極性及中介板片(46、47、48)間布設(shè)有空冗板片(55);
所述摩托輪，其特征是一或數(shù)組轉(zhuǎn)子電磁鐵(14、15)劃分為亞組，在每一亞組中的亞組電磁鐵(14或15)與定子相鄰磁性元件(11)間的距離相一致均勻沿圓周分布，同時每一亞組裝備有輔助受電器，其元件用于與配電集流器(6)或輔助集流器(6)或輔助配電集流器(42)進(jìn)行電接觸;
所述摩托輪，其特征是主配電集流器(6)與/或輔助配電集流器(42)的中介板片(23、48)通過整流器(34)接通到電蓄能器(32);
所述摩托輪，其特征是它裝備有雙通道供一輸出端的轉(zhuǎn)換開關(guān)(37)，此時電壓調(diào)節(jié)裝置(36)的輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)(37)的第一輸入端相接，其輸出端相應(yīng)地與配電集流器(6)與/或輔助配電集流器(42)的異極性板片(22、24、46、47)相接，而其第二輸入端則通過整流器(38)與電壓調(diào)節(jié)裝置(36)的輸入端或電蓄能器(32)或輔助電蓄能器的輸入端相接;
一種殘疾人用的輪椅，其特征是它裝備有上述所述構(gòu)造之摩托輪中之一種;
一種電動自行車，其特征是它裝備有所述構(gòu)造的摩托輪中之一種;
一種電動拖拉機(jī)，其特征是它裝備有所述構(gòu)造摩托輪中之一種;
一種電瓶車，其特征是它裝備有所述構(gòu)造的摩托輪中之一種;
一種電動汽車其特征是它裝備有所述構(gòu)造的摩托輪中之一種。
下面將參照附圖描述具體實(shí)例來解釋本發(fā)明，其中

圖1是表示按本發(fā)明的輪式運(yùn)輸工具上摩托輪的示意俯視圖;
圖2是圖1的摩托輪，只是在圖1沿直線Ⅱ-Ⅱ作局部剖;
圖3是配電集流器的俯視示意圖，電機(jī)轉(zhuǎn)子及定子結(jié)構(gòu)方案之一;按照本發(fā)明接向電壓調(diào)節(jié)裝置及電蓄能器的電路圖;
圖4是按照本發(fā)明具有電機(jī)轉(zhuǎn)子及定子的另一結(jié)構(gòu)方案的摩托輪橫截面圖;
圖5是按照本發(fā)明具有另一種定子磁性元件布置方式并具有圖4中轉(zhuǎn)子定子結(jié)構(gòu)方案的摩托輪橫截面圖;
圖6是按照本發(fā)明具有又一種轉(zhuǎn)子定子構(gòu)造方案及定子磁性元件其他布置方式的摩托輪橫截面圖;
圖7是按照本發(fā)明具有又一種轉(zhuǎn)子定子構(gòu)造方案及定子磁性元件其他布置方式的摩托輪俯視圖;
圖8是按照本發(fā)明具有圖4中轉(zhuǎn)子、定子結(jié)構(gòu)方案、定子磁性元件的另一種布置方案和結(jié)構(gòu)、并具有其它配電集流器的摩托輪橫截面圖;
圖9是按照本發(fā)明圖8中之配電集器的示意圖(俯視圖)及其向電壓調(diào)節(jié)裝置、電蓄能器、轉(zhuǎn)子及定子的電磁鐵接通的情況;
圖10是按照本發(fā)明的圖1中具有定子電磁元件變型及布置方案的定子的部分扇形圖(俯視)。
圖11是按照本發(fā)明按照圖3所示配電集流器(俯視)帶有板片的另一種構(gòu)造及布置方式及如何將其接向電壓調(diào)節(jié)器，電蓄能器及轉(zhuǎn)子電磁鐵線圈的示意圖。
輪式運(yùn)輸工具的摩托輪(圖1)包括輪輞1，該輪輞1上面裝有以軸3為中心的輪子的外胎2。
摩托輪是以電壓調(diào)節(jié)裝置及通過配電集流器6將受電器4、5連結(jié)到電壓調(diào)節(jié)裝置引出線7、8的電機(jī)所實(shí)現(xiàn)的電力拖動作為基礎(chǔ)的。
摩托輪包托有固裝于軸3上的定子9，它由導(dǎo)磁體10所組成，并帶有數(shù)量上為偶數(shù)的、沿圓周均布、極性交替變換、做成永磁鐵狀態(tài)的定子磁性元件11。
集流器式電動機(jī)的活動轉(zhuǎn)子12裝在輪軸3上可以相對于定子9而轉(zhuǎn)動，并在其面向定子9的表面13裝備以顯而易見的轉(zhuǎn)子電磁鐵14、15，這些電磁體16互相連結(jié)并安裝在面向定子磁性元件11的表面13上要使得能和后者進(jìn)行相互電磁作用。
在轉(zhuǎn)子外表面12上安裝有帶著輪外胎的輪輞1。
轉(zhuǎn)子電磁鐵14及15沿圓周至少布設(shè)二組。在圖1示出共二組-包含電磁鐵14的一組，及包含電磁鐵15的一組。在每組中電磁鐵14與15互成等距離并且磁通方向交替變換。其對磁鐵所在的組相對于另一組而言沿圓是這樣錯移的，當(dāng)一組轉(zhuǎn)子電磁鐵14的磁軸17與定子的相應(yīng)電元件11相重合時要保證第二組電磁鐵15的磁軸19和定子磁性元件11的磁軸18不重合。
總的來說，在所有摩托輪方案中每一組內(nèi)電磁鐵14及15是如此放置的使軸17、19互相間隔的距離是定子每相鄰二個磁性元件11的磁軸18間距離的整數(shù)倍。
同時，如果同一組中任意二個相鄰的電磁鐵14、15的磁軸間距離等于定子相鄰磁性元件磁軸間距離的奇數(shù)倍，則此二電磁鐵具有相反極性;如果其磁軸間距離等于定子相鄰磁性元件磁軸距離的偶數(shù)倍，則它們具有相同極性。
在轉(zhuǎn)子每一組內(nèi)的電磁鐵14、15和它們自己的受電器4、5有著電連結(jié)，這些受電器固裝在轉(zhuǎn)子12上并使能與固裝在定子9上的配電集流器6相接觸。
配電集流器6與電蓄能器32的引出端20有電的連結(jié)，配電集流器6用螺釘21固定在定子上。配電集流器的布置圖是這樣的，當(dāng)一組轉(zhuǎn)子電磁鐵14的磁軸17和定子磁性元件11的磁軸18相重合時，要保證電磁鐵14斷開與電壓調(diào)節(jié)器裝置的二極7與8的通路而接通電蓄能器的引出端20;當(dāng)?shù)诙M電磁鐵15的磁軸19和定子上相應(yīng)磁性元件11的磁軸18不重合時，則把電磁鐵15接通電壓調(diào)節(jié)裝置的引出端7與8并把它們從電蓄能器引出端20上斷開。
圖1所示為按此種線路圖所實(shí)現(xiàn)的構(gòu)造實(shí)例，其中電蓄能器和配電集流器6進(jìn)行電的連結(jié)，該配電集流器由徑向并互相絕緣、均勻放置的導(dǎo)電板片22、23、24所組成。在接通電壓調(diào)節(jié)裝置不同輸出端7、8的交替變換極性的板片22、24中間設(shè)置至少一個和電蓄能器引出端20相連系的中介板片23，而且在具體設(shè)計(jì)時，中介板片23的徑向軸線25和定子磁性元件11的磁軸18對準(zhǔn)。每個受電器4、5的元件26、27、28、29以其徑向軸線對準(zhǔn)轉(zhuǎn)子上相應(yīng)組的二個相鄰電磁鐵14、15的軸線17、19。
當(dāng)不設(shè)電蓄能器時，配電集流器6由沿圓周均布、徑向互相絕緣、數(shù)量上等于定子電磁元件11的、極性相異的導(dǎo)電板片22及24所組成，中介板片23就不存在了(在圖1上未顯示)。
任意二個相鄰的、極性互異的板片22、24間的距離大于受電器4、5的元件26、27、28、29的寬度。
極性互異的板片22、24接通電壓調(diào)節(jié)裝置的不同輸出端7、8。
當(dāng)某組內(nèi)的電磁鐵14的磁軸17與定子相應(yīng)磁元件11的磁軸重合時，該組內(nèi)電磁鐵14的受電器4的元件26、27位于相應(yīng)異極性板片22、24間的中央位置。
如果另一組電磁鐵15的磁軸19位于相應(yīng)的定子磁性元件11的磁軸18間的中央位置，則該組受電器5的元件28、29將重合于和電壓調(diào)節(jié)裝置不同輸出端7、8相連結(jié)的、相應(yīng)的、異極性板片22、24的軸線。
每一組中的轉(zhuǎn)子電磁鐵14，15是如此布置的，相鄰電磁鐵14或15的軸線17或19間的距離等于定子相鄰磁性元件11的軸線18間的距離。每一組中的電磁鐵14或15按極性交替排列。
圖2表示受電器5元件26-29的裝置，它實(shí)質(zhì)是在固裝于轉(zhuǎn)子12上的受電器元件的支架30內(nèi)所裝夾的在彈簧壓力下的碳質(zhì)、銅石墨質(zhì)或其他質(zhì)的電刷。
通過導(dǎo)線31可將電壓調(diào)節(jié)裝置的輸出端7、8(圖1)接通至集電器6(圖2)。
在定子9的配電集流器6附近裝有電蓄能器32，其輸出端通過槽道33連同導(dǎo)線31接通至轉(zhuǎn)換開關(guān)，而電蓄能器的其他引出端則通過整流器34而通向配電集流器6。
電機(jī)轉(zhuǎn)子12做成環(huán)狀，在其外表面裝設(shè)帶有輪外胎2的輪輞1，而在內(nèi)表面則帶有轉(zhuǎn)子電磁鐵14及15的環(huán)狀導(dǎo)磁體16。
定子做成盤狀，上面沿周邊裝有環(huán)狀導(dǎo)磁體10，在面向轉(zhuǎn)子12環(huán)內(nèi)表面的導(dǎo)磁體10的外表面上固裝著定子磁性元件11。
環(huán)狀轉(zhuǎn)子12靠軸承35安裝在軸3上使轉(zhuǎn)子12得以繞定子而旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)子電磁鐵14、15的鐵芯以保證滿足電磁相互作用的間隙大小直接靠近定子電磁元件11而裝設(shè)。
轉(zhuǎn)子12(圖2)可以做成至少包含二個環(huán)(在圖上未示出)，此時在每個環(huán)上至少設(shè)置一電磁鐵14或15以及與這些組相對應(yīng)的受電器4或5，受電器4或5上的相應(yīng)元件26、27、28、29和配電集流器6相接觸。
同時也可以引入輔助配電集流器42，它的結(jié)構(gòu)、布置及電連結(jié)方式與主配電集流器相彷。而與主受電器4、5相似的輔助受電器應(yīng)如此安裝使其元件26-29有可能與配電集流器42中之一相接觸。
此外，定子9可以做成數(shù)個同軸圓盤，在其中每一個圓盤上可以布置輔助配電集流器42(在圖上未顯示)。
在有數(shù)個轉(zhuǎn)子輪12的情況下可以引入與受電器4及5相似的輔助受電器，它牢固地連結(jié)在轉(zhuǎn)子12的相應(yīng)環(huán)上(在圖上未顯示)。
圖3表示配電集流器6向電壓調(diào)節(jié)裝置36及電蓄能器32連通的方式之一。
此時受電器4的元件26、27按串聯(lián)-倒接方式接到第一組電磁鐵14的線圈上;而把元件28、29串聯(lián)一倒接方式接到第二組電磁鐵15的線圈上。
電壓調(diào)節(jié)裝置36的輸出端7及8通過轉(zhuǎn)換開關(guān)37接不同極性的板片22，24。
轉(zhuǎn)換開關(guān)37具有二個擋位擋位1-“運(yùn)行”和擋位2-“制動”。在擋位2板片22、24通過整流器38接向電壓調(diào)節(jié)裝置36以便制動時稍加充電。
中介板片23通過整流器接向原為電容的電蓄能器32的輸入端，其輸出端通過電子開關(guān)39接向電壓調(diào)節(jié)裝置36，以便運(yùn)輸工具運(yùn)行過程中充電用。
圖4表示電動機(jī)轉(zhuǎn)子12，它具有二個對稱于定子并安裝在輪軸3上的圓盤40、41，定子做成圓盤狀并裝備有類似于上述主配電集流器的輔助配電器42，而集流器6，42中的每一個(主配電集流器6及輔助配電集流器42)裝在定子9圓盤的二個側(cè)面上，該二側(cè)面朝向轉(zhuǎn)子上相應(yīng)圓盤40、41的相應(yīng)表面。
在轉(zhuǎn)子12圓盤40、41中的每一個上布置有雙組電磁鐵中的一組轉(zhuǎn)子電磁鐵14、15，而且在轉(zhuǎn)子12圓盤14上布置電磁鐵14，而在圓盤41上布置電磁鐵15。
作為定子的磁性元件11在定子9圓盤的每一側(cè)，對應(yīng)于主配電集流器6以及輔助配電集流器42，裝設(shè)有永磁鐵。
圖5表示一摩托輪，其中沿定子圓盤的周邊制成等間距的槽43，槽中裝設(shè)交替變換的永磁鐵11，其磁通方向是相反的，平行于輪軸3的。
圖6表示定子12及轉(zhuǎn)子9的又一種構(gòu)造方案，此二者中每一個都做成盤狀，而且從定子表面44朝向轉(zhuǎn)子電磁鐵14、15那一側(cè)，沿定子9圓盤的周邊裝設(shè)有沿圓周極性交替變換的永磁鐵11(磁通方向相反，和輪軸3的方向平行)。
在圖7上由連結(jié)二相鄰永磁鐵11的線來表示磁力線。
在圖4中在定子9圓盤上朝向轉(zhuǎn)子12圓盤40、41的每一側(cè)面裝有磁力線交替反向的定子電磁鐵45，按圖4中的轉(zhuǎn)子12及定子9的結(jié)構(gòu)成為變型后的摩托輪框橫切面示于圖8中。在定子9圓盤上每一個相應(yīng)于該側(cè)的配電集流器6(42)(圖9)裝有類似于主異極性板片22、24的輔助導(dǎo)電異極性板片46、47(圖9)和類似于主中介板片23并沿另一直徑下的圓周徑向放置的輔助中介板片48。專用于沿著配電集流器6上的主導(dǎo)電板片22、24而滑動的每一個相應(yīng)受電器6上的主導(dǎo)電板片22、24而滑動的每一個相應(yīng)受電器5(4)的(主)元件裝備有與相應(yīng)的主受電器元件28、29有電連結(jié)關(guān)系的輔助(受電)元件49、50，此輔助(受電)元件49、50相對于輔助板片46-48的安裝方法，與主受電元件28、29相對于主導(dǎo)電板片22-24的安裝方法相類似，此外輔助異極性板片46-47自己連結(jié)成對，而在互相間隔著的輔助板片46-47中的每一對由電連結(jié)著定子電磁鐵45線圈53的相應(yīng)的公共輸出端51、52。
圖10為定子的扇形部分，表示定子磁性元件11可以在輔助引入的聚磁塊54之間切向布置。
圖11給出了一種集流器的圖紙，它帶有設(shè)置在每個異極性板片及中介板片之間的空冗板片55。此種配電集流器6的結(jié)構(gòu)可以保證在異極性板片及中介板片22、23、24之間不發(fā)生任何電的相互作用(依靠受電器元件26、27、28、29的互相搭蓋作用)，故導(dǎo)致?lián)p耗電流的減小，經(jīng)濟(jì)性的提高，但是提高了產(chǎn)生火花的可能性。
摩托輪的所有結(jié)構(gòu)方式都是在轉(zhuǎn)子的電磁鐵14、15(圖1)和定子的磁性元件11間互相作用時所產(chǎn)生的電磁相吸相斥力的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的。如果轉(zhuǎn)子電磁鐵15所處的位置正當(dāng)其軸19位于定子相應(yīng)電磁元件11的軸線18間的中央，轉(zhuǎn)子電磁鐵15的線圈的通電方式要使在朝向定子9的那個電磁鐵表面形成與沿旋轉(zhuǎn)方向的下一個定子磁性元件11的極性相反的極性，而與沿旋轉(zhuǎn)方向的上一個定子磁性元件的極性相同。這樣一來，保證了電磁鐵15被下一個電磁元件所吸引，同時被上一個所推斥。
當(dāng)電磁鐵15正處于定子磁性元件11下面的位置時，電磁鐵的線圈和電壓調(diào)節(jié)裝置36(圖3)不相連，也即不形成電磁相互作用力(即使顯而易見存在著把電磁鐵15的鐵芯(圖1)吸向定子磁性元件11的少量引力)。
當(dāng)在定子磁性元件11的上面順序通過以后，依靠受電器4、5的元件26、27、28、29在連結(jié)著電壓調(diào)節(jié)裝置36(圖3)的不同輸出端的異極性板片22、24上所作的滑動，在電磁鐵14、15的表面(圖1)形成相反的極性(指當(dāng)電磁鐵14、15位于該磁性元件11之前時的極性)。這是由于定子磁性元件11的極性是正、反相間的。
如果裝備有中介板片23，則當(dāng)電磁鐵14、15位于磁性元件11之上時由于電磁鐵14，15的鐵芯中磁通的變化，也由于剩余磁強(qiáng)的變化，在電磁鐵14、15的線圈中感應(yīng)出電動勢，呈脈沖狀向電蓄能器32充電。
摩托輪(圖1-3)是按以下方式進(jìn)行工作的。
當(dāng)由電壓調(diào)節(jié)裝置36向配電集流器提供電壓時(轉(zhuǎn)換開關(guān)37在“1”位)，電磁鐵中的一組-一電磁鐵組15的輸出端是和受電器元件28、29相連的，也和通過轉(zhuǎn)換開關(guān)37連結(jié)著電壓調(diào)節(jié)裝置36的輸出端7及8的異極性板片22及24相互作用，就使該電磁鐵組15與相應(yīng)的定子磁性元件11間產(chǎn)生相互電磁作用(在它們所處的定子磁性元件中間)。電磁鐵15受上一組(對旋轉(zhuǎn)方向而言)定子磁性元件11的推斥和下一組的吸引從而形成回轉(zhuǎn)力矩。
此時，另一組(另一批)電磁鐵14與定子磁性元件間由于線圈中不存在電流而不發(fā)生形成回轉(zhuǎn)力矩的電磁相互作用。在電磁鐵14線圈中沒有電流的原因是該組受電器4元件26、27正處于與裝置36不相連的中介板片23上。
只要有一組電磁鐵15的受電器5元件28，29位于異極性板片22及24上，則與定子磁性元件11間的電磁相互作用過程保證產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力矩。當(dāng)元件28及29位于中介板片23上時(電磁鐵位于電磁元件上面)相應(yīng)的電磁鐵15線圈未受供電。但是回轉(zhuǎn)沒有停止也未減慢，因?yàn)榱硪唤M電磁鐵14的受電器4元件26及27已經(jīng)位于(由于電磁鐵14與15間的錯移)異極性板片22、24上，它保證電磁鐵14與定子磁性元件11間的電磁相互作用及轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)。
在一般情況下，如果有m組轉(zhuǎn)子電磁鐵，則可以有數(shù)量達(dá)m-1組的電磁鐵提供回轉(zhuǎn)力矩。
當(dāng)任意一組電磁鐵14、15位于定子磁性元件11的上面時該組受電器4或5的元件26、27或28、29正處于通過整流器34(圖3)與電蓄能器32相連結(jié)的中介板片23上。由于電磁鐵14、15鐵芯內(nèi)磁通量的改變，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時在絲圈中形成向蓄能器32充電的電動勢。這樣就保證了運(yùn)轉(zhuǎn)時m組電磁鐵中至少有一組的電能回收。
在制動時，除此而外還靠將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至“2”位，可以類似地從其余組的電磁鐵中通過整流器38，例如，直接向電壓調(diào)節(jié)器36實(shí)行電能回收。此時除電能回收外，靠著圍繞定子電磁元件11相對旋轉(zhuǎn)著的電磁鐵14、15所有線圈中感應(yīng)出的電動勢，提供了高效的電磁制動。
在定子9上裝設(shè)電磁鐵45(圖8及9)是上述結(jié)構(gòu)的一種發(fā)展。這種摩托輪是以下述方式工作的。
轉(zhuǎn)子電磁鐵14、15(圖9)線圈的通電方式仍和上述的相似當(dāng)受電器5的元件28、29位于異極性板片22、24上時，電壓調(diào)節(jié)裝置36出來的電壓通過異極性板片22和24傳給電磁鐵14。但與此同時從受電器5的元件28和29來的電壓加給同一受電器的輔助元件49與50，而且后者自己也正處在配電集流器6的輔助異極性板片46、47上。此時相應(yīng)的電壓傳達(dá)至定子電磁鐵45的線圈53上，從而提供了所需的電磁相互作用。當(dāng)受電器5的元件28、29轉(zhuǎn)移到中介板片23時就產(chǎn)生上述的回收過程。不論定子磁鐵45及轉(zhuǎn)子的14、15分布均勻性如何，當(dāng)受電器4、5的元件26、27、28、29處在中介板片23、48位置時，不會發(fā)生運(yùn)動的減緩。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)輸工具的摩托輪，它包含有輪輞(1)；軸(3)；帶電動機(jī)及電壓調(diào)節(jié)裝置(36)的電傳動裝置；在軸上牢固連結(jié)并裝有定子導(dǎo)磁體(10)的電機(jī)定子(9)，在導(dǎo)磁體上沿圓周均勻布設(shè)極性交替變換的定子電磁元件(11)，帶有轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁體(16)的電動機(jī)轉(zhuǎn)子以及承載式輪輞(1)安裝在輪軸(3)上并能相對于定子(9)作旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子(12)導(dǎo)磁體(16)上，安設(shè)有線圈，該摩托輪的特征是帶線圈的轉(zhuǎn)子(12)的導(dǎo)磁體(16)裝有外觀明顯的，朝向定子磁性元件(11)的并沿圓周至少布置有二組的電磁鐵(14、15)，在其中每一組內(nèi)電磁鐵(14、15)是這樣布置的它們的軸(17、19)互相分開的距離等于定子的二個相鄰磁性元件(11)的軸線(18)間距離的整數(shù)倍，而且如果同一組內(nèi)任意兩相鄰電磁鐵(14、15)軸線(17、19)間的距離等于定子相鄰磁性元件(11)軸線(18)間距離的奇數(shù)倍，則此二相鄰電磁鐵具有相反的極性；如果他們軸線(17、19)間的距離等于定子相鄰磁性元件(11)軸線(18)間距離的偶數(shù)倍，則具有相同的極性，轉(zhuǎn)子的各組電磁鐵(14、15)沿圓周要這樣互相錯移當(dāng)轉(zhuǎn)子的一組電磁鐵(14)的軸線(17)和相應(yīng)定子磁性元件(11)的軸線(18)相重合時，要保證另一組電磁鐵(15)的軸線(19)和相應(yīng)定子磁性元件(11)的軸線(18)不相重合，在每一組中轉(zhuǎn)子電磁鐵(14、15)和牢固安裝在轉(zhuǎn)子(12)上的獨(dú)立受電器(4、5)的元件(26、27、28、29)具有電的連結(jié)，受電器(4、5)的元件(26、27、28、29)安裝成有可能與配電集流器相接觸，后者與固裝在定子上的電壓調(diào)節(jié)裝置(36)有電的連結(jié)，而且連結(jié)方法是當(dāng)任意一組電磁鐵(14)的軸線(17)與相應(yīng)的定子磁性元件(11)的軸線(18)相重合時，該組內(nèi)的電磁鐵(14)與電壓調(diào)節(jié)裝置(36)相斷開。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種摩托輪，其特征是配電集流器(6)是由沿圓周均勻分布的、數(shù)量根據(jù)定子磁性元件(11)之多少的、徑向互相絕緣的、異極性板片(22、24)所組成，任意二相鄰的異極性(22、24)間的距離大于受電器(4、5)元件(26、27、28、29)的寬度，異極性板片(22、24)每隔一片地和電壓調(diào)節(jié)器(30)的不同輸出端相連結(jié)，同時，當(dāng)任一組電磁鐵(14)的軸線(17)和相應(yīng)的定子磁性元件(11)的軸線(18)相重合時，該組受電器(4)的元件(26、27)正處于相應(yīng)異極性板片(22、24)間的中央位置，而當(dāng)任一組電磁鐵(15)的軸線(19)位于相應(yīng)定子磁性元件(11)的軸線(18)間的中央位置時，該組受電器(5)的元件(28、29)的軸線和連結(jié)電壓調(diào)節(jié)裝置(36)不同輸出端(7、8)的相應(yīng)異極性板片的軸線相重合。
3.按照權(quán)利要求2所述的摩托輪，其特征是每組內(nèi)的轉(zhuǎn)子(12)電磁鐵(14、15)是這樣的均勻布置的相鄰電磁鐵(14或15)的軸線(17或19)間的距離等于定子(9)相鄰磁性件(11)軸線(18)間的距離，在每一組內(nèi)的電磁鐵(14或15)在極性上是交替相隔的。
4.按照權(quán)利要求1所述的摩托輪，其特征是它具有和配電集流器(6)有電連結(jié)關(guān)系的電蓄能器(32)，而且配電集流器(6)是這樣構(gòu)成的當(dāng)任意一組電磁鐵(14)的軸線(17)重合于定子(9)電磁元件(11)的軸線時，這些電磁鐵(14)從電壓調(diào)節(jié)裝置(36)處斷開，而接通至電蓄能器(32)，而當(dāng)任一組電磁鐵(15)的軸線(19)與定子(9)磁性元件(11)的軸線(18)不重合時，這些電磁鐵接通至電壓調(diào)節(jié)裝置(36)并且從電蓄能器(32)斷開。
5.按照權(quán)利要求4所述的一種摩托輪，其特征是電蓄能器(32)和配電集流器(6)有電連結(jié)關(guān)系，后者由均勻布置的、數(shù)量按照定子磁性元件(11)的、極性交替相異的、互相絕緣的徑向?qū)щ姲迤?22、24)所組成，而且在那些和電壓調(diào)節(jié)裝置(36)的不同輸出端相接通的、極性交替改變的板片(22、24)中間，布置有一中介板片(23)，同時中介板片(23)每隔一片被接通到電蓄能器(32)的不同引出端，任意二個相鄰而極性相異的板片(22、24)間距離大于受電器(4、5)的元件(26、27、28、29)的寬度，此時，如果任意一組電磁鐵(14)的軸線(17)重合于相應(yīng)定子(9)電磁元件(11)的軸線(18)，則該組轉(zhuǎn)子(12)電磁鐵(14)受電器(4)的元件(26、27)正好位于連結(jié)著電蓄能器(32)不同引出端(20)的相應(yīng)中介板片(23)的中心線上;而如果任意一組電磁鐵(15)的軸線(19)位于相應(yīng)定子(9)磁性元件(11)軸線間的中央位置，則該組受電器(5)元件(28、29)的軸線重合于連結(jié)著電壓調(diào)節(jié)裝置(36)不同輸出端(7、8)的相應(yīng)異極性板片(22、24)上。
6.按照權(quán)利要求2或3或5所述摩托輪，其特征為電動機(jī)轉(zhuǎn)子由至少一個帶導(dǎo)磁體(16)的圓環(huán)所構(gòu)成，在轉(zhuǎn)子(12)圓環(huán)的外表面裝有帶外胎(2)的輪輞(1)，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁體(16)的內(nèi)表面上布置著成組的轉(zhuǎn)子電磁鐵(14、15)，定子(9)由至少一個圓盤所組成，在每個圓盤的周邊裝有環(huán)形導(dǎo)磁體(10)，在導(dǎo)磁體(10)的外表面布置著定子磁性元件(11)，同時轉(zhuǎn)子(12)電磁鐵(14、15)以及定子(9)電磁元件的軸線(17、19)是徑向的。
7.按照權(quán)利要求2或3或5所述摩托輪，其特征為轉(zhuǎn)子(12)由至少一個圓盤所構(gòu)成，圓盤位于做成盤狀的定子的某一側(cè)并裝在輪軸(3)上，定子磁性元件(11)布置在定子(9)圓盤某一側(cè)并使其磁性軸線(18)與輪軸(3)相平行。
8.按照權(quán)利要求7所述摩托輪，其特征是做成雙圓盤(40、41)狀的轉(zhuǎn)子(12)，雙盤各位于定子(9)的雙側(cè)并安裝在軸(3)上，在轉(zhuǎn)子的每個圓盤(40、41)上裝有至少一組電磁鐵(14、15)。
9.按照權(quán)利要求2或3或5所述摩托輪，其特征為電動機(jī)的轉(zhuǎn)子(12)做成雙盤的(40、41)，其雙盤各位于做成圓盤狀的定子(9)的兩側(cè)，在定子的兩側(cè)沿圓周裝有定子磁性元件(11)，并使其磁軸(18)平行于輪軸(3)，定子(9)裝備有與主配電集流器(6)的結(jié)構(gòu)、布置位置與電連結(jié)方式相類似的輔助配電集流器(42)，在轉(zhuǎn)子(12)的每一個圓盤(40、41)上至少布置有一組電磁鐵(14、15)，轉(zhuǎn)子(12)圓盤之一(40)的受電器(4)元件(26、27)要裝成可能與主配電集流器(6)有電接觸，而轉(zhuǎn)子(12)另一圓盤(41)受電器(5)的元件(28、29)要裝成可能與輔助配電集流器(42)有電接觸。
10.按照權(quán)利要求6所述摩托輪，其特征為如果轉(zhuǎn)子(12)由至少二個圓環(huán)所構(gòu)成，則在其中的每一個上至少布置有一組電磁鐵(14、15)以及與這些組相應(yīng)的、類似于受電器(4、5)并牢固安裝在相應(yīng)的轉(zhuǎn)子圓環(huán)上的輔助受電器。
11.按照權(quán)利要求10所述摩托輪，其特征為每一個類似于受電器(4、5)的輔助受電器的安裝要使其元件(26、27、28、29)可能與配電集流器(6)相接觸。
12.按照權(quán)利要求10所述摩托輪，其特征在于它包含至少一個構(gòu)造、布置位置和電連結(jié)方式類似于主配電集流器(6)的輔助集流器(42)，而類似于受電器(4、5)的輔助受電器的安裝要使其元件(26、27、28、29)能夠與輔助配電集流器(42)之一相接觸。
13.按照權(quán)利要求10所述摩托輪，其特征為它包含至少一個構(gòu)造和電連結(jié)方式類似于主配電集流器(6)的輔助配電集流器(42)，定子(9)由至少二個同軸的圓盤構(gòu)成，同時輔助配電集流器(42)裝在相應(yīng)定子(9)圓盤的側(cè)面上，而類似于受電器(4、5)的輔助受電器的安裝要使其元件(26、27、28、29)可能與相應(yīng)的輔助配電集流器(42)有電的接觸。
14.按照權(quán)利要求10所述摩托輪，其特征為在朝向轉(zhuǎn)子圓盤(40、41)的定子(9)圓盤的每一面上裝有偶數(shù)的磁極成交替間隔的定子電磁鐵，而每一集流器(6、42)裝備有輔助異極性的導(dǎo)電板片和輔助中介導(dǎo)電板片(48)，它們與主異極性的、主中介板片相類似、相絕緣并類似地布置在另一直徑的圓周上，受電器(4、5)的每一個相應(yīng)元件(26、27、28、29)裝備有與相應(yīng)主受電元件有著電連結(jié)的輔助受電元件(49、50)，其相對于輔助導(dǎo)電板片(46、47)的安裝方法類似于主受電元件(26、27、28、29)相對于主導(dǎo)電板片(22、24)之安裝方法，同時輔助異極性板片(46、47)互相成對連結(jié)，各對由二相鄰的輔助異極性板片(46、47)構(gòu)成，而輔助異極性板片(46、47)交替相隔各對中的每一對與定子電磁鐵(53)的相應(yīng)輸出端(51、52)有電的連結(jié)，主異極性板片劃分成由二互相電連結(jié)著的相鄰異極性板片(22、24)所構(gòu)成的對，而主異極性板片(22、24)交替相間各對中的每一對與電壓調(diào)節(jié)裝置(36)中相應(yīng)輸出端(7、8)有電的連結(jié)，在轉(zhuǎn)子的每一個圓盤(40、41)上，安放著相應(yīng)的一組轉(zhuǎn)子電磁鐵。
15.按照權(quán)利要求2或3或5-13之一所述摩托輪，其特征為安裝永磁鐵作為定子電磁元件(11)。
16.按照權(quán)利要求8所述摩托輪，其特征為在定子圓盤的周邊做出等距設(shè)置的溝槽(43)，里面沿圓周放置極性交替相間的永磁鐵，其磁通軸線(18)與輪軸(3)平行。
17.按照權(quán)利要求2或3或5-13之一或15所述摩托輪，其特征為它額外包括磁通量的聚集器(塊)，而定子上交替相間的磁性元件沿定子(9)圓盤的周邊而設(shè)置，其磁力線方向?yàn)榫奂?54)間圓盤周邊的切線。
18.按照權(quán)利要求2或4-17之一所述摩托輪，其特征為任何配電集流器(6、42)固裝在定子(9)上時有可能相對于定子(9)軸作角旋轉(zhuǎn)。
19.按照權(quán)利要求4-18之一所述摩托輪，其特征為在配電集流器上主的與/或輔助的異極性及中介板片(22、23、24、46、47、48)間布設(shè)有空冗板片(55)。
20.按照權(quán)利要求2或3或5-18之一所述摩托輪，其特征為在任一個輔助配電集流器(42)上主的與/或輔助的異極性及中介板片(46、47、48)間布設(shè)有空冗板片(55)。
21.按照權(quán)利要求1-18之一所述摩托輪，其特征為一或數(shù)組轉(zhuǎn)子電磁鐵(14、15)劃分為亞組，在每一亞組中的亞組電磁鐵(14或15)與定子相鄰磁性元件(11)間的距離相一致均勻沿圓周分布，同時每一亞組裝備有輔助受電器，其元件用于與配電集流器(6)或輔助集流器(6)或輔助配電集流器(42)進(jìn)行電接觸。
22.按照權(quán)利要求5-21所述摩托輪，其特征為主配電集流器(6)與/或輔助配電集流器(42)的中介板片(23、48)通過整流器(34)接通到電蓄能器(32)。
23.按照權(quán)利要求2或3或5-21之一所述摩托輪，其特征為它裝備有雙通道供一輸出端的轉(zhuǎn)換開關(guān)(37)，此時電壓調(diào)節(jié)裝置(36)的輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)(37)的第一輸入端相接，其輸出端相應(yīng)地和配電集流器(6)與/或輔助配電集流器(42)的異極性板片(22、24、46、47)相接，而其第二輸入端則通過整流器(38)與電壓調(diào)節(jié)裝置(36)的輸入端或電蓄能器(32)或輔助電蓄能器的輸入端相接。
24.殘疾人用的輪椅，其特征為它裝備有按權(quán)利要求2或3或5或7或9或14或15或17-23之一所述構(gòu)造之摩托輪中之一種。
25.電動自行車，其特征為它裝備有按權(quán)利要求2或3或5或7-9之一或14-23之一中所述構(gòu)造的摩托輪中之一種。
26.電動拖拉機(jī)，其特征為它裝備有按權(quán)利要求2或3或5或6或8-15之一或18-23之一所述構(gòu)造摩托輪中之一種。
27.電瓶車，其特征為它裝備有按權(quán)利要求2或3或5或6或8或15之一或18-23之一所述構(gòu)造的摩托輪中之一種。
28.電動汽車其特征為它裝備有按權(quán)利要求2或3或5或8或9或14-23之一所述構(gòu)造的摩托輪中之一種。
全文摘要
為電動汽車、自行車、殘疾人輪椅用的一種摩托輪，其中集電器式電動機(jī)轉(zhuǎn)子12的電磁鐵在互相錯開各組中成對地沿圓周排列布置，而由電連結(jié)著電蓄能器32的定子9配電集流器6有如下構(gòu)造當(dāng)一組電磁鐵14的磁軸17、18與定子磁性元件11的磁軸相重合時，電磁鐵14就和電畜能器32接通，而當(dāng)?shù)诙M電磁鐵的磁軸18、19與相應(yīng)的定子9磁性元件11的磁軸不相重合時，這些電磁鐵15就接通電壓調(diào)節(jié)裝置36。是一種能回收反電動勢的摩托輪。
文檔編號H02K21/00GK1063002SQ9010607
公開日1992年7月22日 申請日期1990年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月26日
發(fā)明者華西里·華西里維奇·斯科廷 申請人:華西里·華西里維奇·斯科廷