專(zhuān)利名稱(chēng)：新式直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電機(jī)，特別是一種無(wú)換向器、無(wú)電刷、鐵損很小的 直流電機(jī)。
背景技術(shù)：
直流電機(jī)在航空、航天、船艦、機(jī)床、機(jī)器人、自動(dòng)控制、汽車(chē)、家電 等方面應(yīng)用日益重要和廣泛。直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大且調(diào)速性能好。直流電 機(jī)按其磁體類(lèi)型分為電磁式和永磁式，永磁式無(wú)勵(lì)磁繞組，比電磁式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、體積小、重量輕、用銅少、損耗小、效率高、更可靠，所以永磁直流電 機(jī)應(yīng)用更廣。但是，現(xiàn)有的電磁式直流電機(jī)既有換向器，又有電刷；現(xiàn)有的 永磁直流電機(jī)要么有換向器，要么有電刷，要么既有換向器，又有電刷；電 刷和換向器影響著現(xiàn)有直流電機(jī)的使用壽命?，F(xiàn)有的直流電機(jī)中圍繞電樞的 磁極沿圓周極性交替分布，且相鄰的磁極隔有間隙，由于相鄰的磁極隔有間 隙，電樞相對(duì)定子轉(zhuǎn)一周，與電樞發(fā)生作用的磁力線(xiàn)不充分多，因而效率不 充分高?，F(xiàn)有的直流發(fā)電機(jī)，工作時(shí)，電樞線(xiàn)圈種的磁場(chǎng)交替變化，除了能 產(chǎn)生欲求的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(大小和方向是變化的)，還在電樞鐵心中產(chǎn)生渦流和 磁滯效應(yīng)，這里的渦流和磁滯效應(yīng)必然產(chǎn)生鐵損和有害的熱量；電機(jī)的使用 是可逆的，直流電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)與直流發(fā)電機(jī)完全相同，現(xiàn)有的直流 電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，因?yàn)殡姌兄械碾娏鞣较虿粩嘟惶孀兓a(chǎn)生交變磁場(chǎng)，所以 同直流發(fā)電機(jī)一樣，也會(huì)產(chǎn)生鐵損和有害的熱量。現(xiàn)有直流電機(jī)，有電刷、 有換向器、存在較大的鐵損，因而不能通過(guò)加封閉外殼且抽真空作為儲(chǔ)能裝 置使用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜及工作中會(huì)產(chǎn)生鐵損和有害的熱 量等問(wèn)題，力圖降低成本，減少損耗，提高效率，延長(zhǎng)使用壽命，還能對(duì)該6直流電機(jī)(用磁懸浮軸承)經(jīng)簡(jiǎn)單地封閉后作為儲(chǔ)能電機(jī)(裝置)。 本發(fā)明按下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明由定子、轉(zhuǎn)子及軸承組成，如圖l、圖2所示。在徑向充磁的圓環(huán)形永磁體每端固套一個(gè)軸向充磁的圓盤(pán)形永磁體，所 述的三個(gè)永磁體圍成的U形環(huán)槽磁場(chǎng)是一個(gè)單極性磁場(chǎng)；按前述方法再制作 一個(gè)U形環(huán)槽單極性磁場(chǎng)，但其極性與前一個(gè)相反，將兩個(gè)U形環(huán)槽磁場(chǎng)的 永磁體外表面用圓盤(pán)形和圓環(huán)形導(dǎo)磁體組合聯(lián)接起來(lái)，兩個(gè)U形環(huán)槽磁場(chǎng)的 永磁體與導(dǎo)磁體相貼的面是異極性的，因而磁力線(xiàn)相接通，如圖1圖2中虛 線(xiàn)所示；導(dǎo)磁圓環(huán)及導(dǎo)磁圓盤(pán)與非磁性圓環(huán)的內(nèi)圓或非磁性軸的外圓聯(lián)結(jié)， 在非磁性圓環(huán)或非磁性軸兩端聯(lián)接帶有中孔的非磁性圓盤(pán)，非磁性圓盤(pán)與非 磁性圓環(huán)聯(lián)接，而非磁性圓盤(pán)與非磁性軸是通過(guò)軸承聯(lián)接的，非磁性圓盤(pán)的 中孔與軸承外圈的外圓聯(lián)接，軸承內(nèi)圈的內(nèi)圓與非磁性軸的外圓聯(lián)接；以上 所述的磁體組件，磁性及非磁性聯(lián)接件，構(gòu)成本發(fā)明的轉(zhuǎn)子。在非磁性絕緣圓環(huán)上繞帶絕緣包皮的非磁性導(dǎo)線(xiàn)制成電樞線(xiàn)圈，電樞線(xiàn) 圈用非磁性絕緣圓環(huán)固定之，非磁性絕緣圓環(huán)與另一非磁性絕緣圓環(huán)的內(nèi)圓 或非磁性絕緣軸的外圓聯(lián)結(jié)，就構(gòu)成了本發(fā)明的定子。將電樞線(xiàn)圈兩端面的大部分及外圓或內(nèi)圓插入到轉(zhuǎn)子U形環(huán)槽磁場(chǎng)內(nèi)， 并與永磁體圍成的U形環(huán)槽的壁離開(kāi)一間隙；固定電樞線(xiàn)圈的非磁性絕緣圓 環(huán)的端面與非磁性圓盤(pán)內(nèi)端面聯(lián)接或與軸承內(nèi)圈的內(nèi)端面相接，將軸承的外 圈與非磁性圓盤(pán)的中孔過(guò)盈配合并聯(lián)接；與轉(zhuǎn)子外圓或內(nèi)圓相對(duì)應(yīng)的定子的 內(nèi)圓或外圓之間有一間隙，與轉(zhuǎn)子外端面或內(nèi)端面相對(duì)應(yīng)的定子的內(nèi)端面或 外端面之間有一間隙；電樞線(xiàn)圈的輸入端、輸出端用帶絕緣包皮的導(dǎo)線(xiàn)連接引到電機(jī)的外面，并分別接電源的正極、負(fù)極，要求使左右電樞線(xiàn)圈橫截面 中電流的流轉(zhuǎn)方向相反。聯(lián)接或聯(lián)系所述定子與轉(zhuǎn)子的軸承為通用的機(jī)械軸承或磁懸浮軸承。所述電樞線(xiàn)圈與圍成U形環(huán)槽磁場(chǎng)的永磁體組組數(shù)相等，根據(jù)實(shí)際情況， 可設(shè)計(jì)成若干組，但最少為兩組。本發(fā)明作為直流電動(dòng)機(jī)，其工作原理是電磁學(xué)揭露，磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)體會(huì)受到作用力，作用力的大小由關(guān)系式F-BIL計(jì)算，其中B表示磁感應(yīng)強(qiáng) 度，I表示導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度，L表示與磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)垂直的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的總長(zhǎng)度尺寸，對(duì)線(xiàn)繞電樞線(xiàn)圈，L等于電樞線(xiàn)圈匝數(shù)與每圈平均周長(zhǎng)之積；作用力的方向依左手定則判定，即伸開(kāi)左手，使大拇指與其余四指在同一手掌平面內(nèi)垂直，讓手心正對(duì)磁場(chǎng)的N極，四指指向與導(dǎo)體中的電流方向一致，這時(shí)大拇指就指示出導(dǎo)體的受力方向。在本發(fā)明中，如圖1示，若給左電樞 線(xiàn)圈通入的直流電在電樞線(xiàn)圈剖面的上部看是順時(shí)針?lè)较虻?，而在下部看?是逆時(shí)針?lè)较虻模瑫r(shí)，給右電樞線(xiàn)圈通入的同樣大小的直流電在電樞線(xiàn)圈 剖面的上部看是逆時(shí)針?lè)较虻模谙虏靠淳褪琼槙r(shí)針?lè)较虻?，用左手定則 容易判定出，兩個(gè)電樞線(xiàn)圈上半部分在磁場(chǎng)中每邊受到的作用力方向都離開(kāi) 觀看者而去，即垂直指向紙里，而兩個(gè)電樞線(xiàn)圈下半部分在磁場(chǎng)中每邊受到 的作用力方向都向著觀看者而來(lái)，即垂直指向紙外，這樣，兩個(gè)電樞線(xiàn)圈同 時(shí)產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)子的同向轉(zhuǎn)矩，但電樞線(xiàn)圈被固定，所以轉(zhuǎn)子將相對(duì)電樞線(xiàn)圈 轉(zhuǎn)動(dòng)。若同時(shí)改變兩個(gè)電樞線(xiàn)圈中的電流方向，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向就改變。所述的電機(jī)， 一旦造就，B、 L就為相對(duì)的定值，顯然，只改變I的大小就可改變 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，而改變I的大小是容易實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。當(dāng)所述轉(zhuǎn)子運(yùn)行時(shí)切斷電源后，轉(zhuǎn)子有慣性運(yùn)動(dòng)，那么電樞線(xiàn)圈中的感 生電流的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子永磁場(chǎng)相互作用，將阻礙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，因而只要減小電 樞線(xiàn)圈中的電流強(qiáng)度，不但減少了動(dòng)力，而且同時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)剎車(chē)減 速，所以電樞線(xiàn)圈能輔助剎車(chē)。由此，可將電源設(shè)計(jì)制作成具有雙向可調(diào)功 能的——既能給電樞線(xiàn)圈供電，又能從電樞線(xiàn)圈回收感應(yīng)電能。本發(fā)明作為直流發(fā)電機(jī)，工作原理與現(xiàn)有的直流發(fā)電機(jī)相同，遵循電磁感應(yīng)原理，即當(dāng)轉(zhuǎn)子被外界動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，電樞線(xiàn)圈相對(duì)于轉(zhuǎn)子做切割轉(zhuǎn)子 磁場(chǎng)磁力線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，從而在電樞線(xiàn)圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，其方向用右手定則 判定(這里不贅述)，若電樞線(xiàn)圈外接負(fù)載，則在閉合電路中形成感生電流。 本發(fā)明作為直流發(fā)電機(jī)使用，若只有兩個(gè)電樞線(xiàn)圈，兩個(gè)電樞線(xiàn)圈中的電流 方向相反，若兩個(gè)電樞線(xiàn)圈的繞向相同，分別將一個(gè)的輸入端與另一個(gè)的輸 出端相接，從而形成兩個(gè)線(xiàn)端，就相當(dāng)于電源的正極和負(fù)極；若有多個(gè)電樞 線(xiàn)圈，其接法相似，只要保證各電樞線(xiàn)圈的電流流出本線(xiàn)圈后能會(huì)合相加而 增大。在所述直流電機(jī)(軸承用磁懸浮軸承)的外圍隔離一間隙制作非磁性封 閉外殼，其內(nèi)壁與電機(jī)的定子聯(lián)接，在其上打孔將電樞線(xiàn)圈的導(dǎo)電線(xiàn)引出， 并將空隙密封，然后將非磁性封閉外殼內(nèi)抽成真空，這樣成為儲(chǔ)能電機(jī)(相 當(dāng)于飛輪儲(chǔ)能裝置)。當(dāng)給電機(jī)供電時(shí)，所述電機(jī)充當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)，可使其轉(zhuǎn) 子高速旋轉(zhuǎn)而獲能，當(dāng)電樞線(xiàn)圈的導(dǎo)電線(xiàn)端外接負(fù)載時(shí)，所述電機(jī)充當(dāng)直流 發(fā)電機(jī)向外供能，在儲(chǔ)能期，電樞線(xiàn)圈的導(dǎo)電線(xiàn)端懸空。以上所述電樞線(xiàn)圈還可以用非磁性導(dǎo)電材料制作成整體的，去掉非磁性 絕緣圓環(huán)。與現(xiàn)有的直流電機(jī)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)1、 無(wú)換向器，無(wú)電刷，無(wú)硅鋼片疊成的鐵心，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；2、 電機(jī)中的渦流損耗和磁滯損耗，即鐵損，只發(fā)生在電機(jī)啟停過(guò)程或 調(diào)速過(guò)程中，若電機(jī)穩(wěn)定工作(電動(dòng)機(jī)通恒穩(wěn)直流電，發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn) 速不變)時(shí)，處在恒定磁場(chǎng)中的電樞線(xiàn)圈中是恒穩(wěn)直流電，所以無(wú)鐵損，節(jié) 能，效率極高；3、 因?yàn)闊o(wú)電刷、電機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)無(wú)鐵損，所以可以連續(xù)工作較長(zhǎng)的時(shí)間，且使用壽命長(zhǎng)；4、 若所述電機(jī)使用磁懸浮軸承，且所述電機(jī)無(wú)電刷、無(wú)換向器、轉(zhuǎn)子在真空中旋轉(zhuǎn)，因而無(wú)機(jī)械摩擦能量損耗，而且由于所述優(yōu)點(diǎn)2，所以所述 電機(jī)的作儲(chǔ)能裝置，比現(xiàn)有的飛輪儲(chǔ)能、電感線(xiàn)圈儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能、壓縮 空氣儲(chǔ)能等裝置優(yōu)越。


圖1為具體實(shí)施方式
一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為具體實(shí)施方式
二的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為具體實(shí)施方式
三的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為具體實(shí)施方式
四的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為具體實(shí)施方式
五的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為具體實(shí)施方式
六的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為具體實(shí)施方式
七的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為具體實(shí)施方式
八的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
一如圖1示，是內(nèi)轉(zhuǎn)子式直流電機(jī)，其轉(zhuǎn)子這樣構(gòu)成-在徑向充磁的圓環(huán)形永磁體29兩端固結(jié)軸向充磁的圓盤(pán)形永磁體28、 31， 永磁體28、 29、 31圍成的U形環(huán)槽磁場(chǎng)是一個(gè)單N (或S)極磁場(chǎng)；在徑向 充磁的圓環(huán)形永磁體25兩端固結(jié)軸向充磁的圓盤(pán)形永磁體24、 26，永磁體 24、 25、 26圍成的U形環(huán)槽磁場(chǎng)是一個(gè)單S (或N)極磁場(chǎng)；將兩個(gè)U形環(huán) 槽磁場(chǎng)的永磁體用導(dǎo)磁圓盤(pán)7、 12、 17及導(dǎo)磁圓環(huán)2、 23等導(dǎo)磁體組合聯(lián)結(jié) 起來(lái)，所述兩個(gè)U形環(huán)槽磁場(chǎng)的永磁體與所述導(dǎo)磁體相貼的面是異極性的， 因而導(dǎo)磁件中的磁力線(xiàn)相接通，如圖中虛線(xiàn)示；將導(dǎo)磁圓環(huán)2、 23及導(dǎo)磁圓 盤(pán)7、 12、 17固套在非磁性軸3的外圓；其定子這樣構(gòu)成在非磁性絕緣圓 環(huán)9、 14上同方向繞帶絕緣包皮的非磁性導(dǎo)線(xiàn)制成電樞線(xiàn)圈10、 15，電樞線(xiàn) 圈10、 15，用非磁性絕緣圓環(huán)6、 8、 11、 13、 16固定之，在它們的外圓固套非磁性絕緣圓環(huán)32，在非磁性絕緣圓環(huán)6、 16 、 32的端面聯(lián)接非磁性圓 盤(pán)l、 18;軸承的內(nèi)圈4、 20聯(lián)接到非磁性軸3的外圓，將軸承的外圈5、 19 與非磁性圓盤(pán)圓l、 18的內(nèi)圓過(guò)盈配合并聯(lián)接，件21為緊固螺母，件22為 非磁性墊圈，其端面分別與導(dǎo)磁圓盤(pán)17的外端面和軸承內(nèi)圈的內(nèi)端面貼合， 其內(nèi)圓與非磁性軸3的外圓成過(guò)盈配合，其外圓不大于軸承內(nèi)圈20的外圓； 非磁性絕緣圓環(huán)6、 11、 16的內(nèi)圓離開(kāi)轉(zhuǎn)子的最大外圓一間隙，非磁性圓盤(pán) 圓l、 18的內(nèi)端面分別離開(kāi)導(dǎo)磁圓盤(pán)7、 17的外端面一間隙；電樞線(xiàn)圈IO、 15放入U(xiǎn)形環(huán)槽磁場(chǎng)內(nèi)，但每面都離開(kāi)永磁體一間隙；將電樞線(xiàn)圈10的輸 入端與電樞線(xiàn)圈15的輸出端用帶絕緣包皮的導(dǎo)線(xiàn)30接在一起，將電樞線(xiàn)圈 10的輸出端與電樞線(xiàn)圈15的輸入端用帶絕緣包皮的導(dǎo)線(xiàn)27接在一起，并穿 過(guò)非磁性圓環(huán)8和13兩端面上的缺口從非磁性圓環(huán)32的軸向槽引出作為接 電端。
具體實(shí)施方式
二如圖2示，是外轉(zhuǎn)子式直流電機(jī)，其轉(zhuǎn)子這樣構(gòu)成在徑向充磁的圓環(huán)形永磁體64兩端固結(jié)軸向充磁的圓盤(pán)形永磁體62、 65， 永磁體62、 64、 65圍成的U形環(huán)槽磁場(chǎng)是一個(gè)單N (或S)極磁場(chǎng)；在徑向 充磁的圓環(huán)形永磁體60兩端固結(jié)軸向充磁的圓盤(pán)形永磁體58、 61，永磁體 58、 60、 61圍成的U形環(huán)槽磁場(chǎng)是一個(gè)單S (或N)極磁場(chǎng)；將兩個(gè)U形環(huán) 槽磁場(chǎng)的永磁體外表面用導(dǎo)磁圓盤(pán)43、 46、 49及導(dǎo)磁圓環(huán)59、 63等導(dǎo)磁件 組合聯(lián)結(jié)起來(lái)，所述兩個(gè)U形環(huán)槽磁場(chǎng)的永磁體與導(dǎo)磁體相貼的面是異極性 的，因而導(dǎo)磁件中的磁力線(xiàn)相接通，如圖中虛線(xiàn)示；將導(dǎo)磁圓環(huán)59、 63和導(dǎo) 磁圓盤(pán)43、 46、 49固套在非磁性圓環(huán)42的內(nèi)圓，在導(dǎo)磁圓盤(pán)43、 49的外端 面放置非磁性墊圈41、 50，在非磁性圓環(huán)42的端面聯(lián)接非磁性圓盤(pán)33、 51， 非磁性墊圈41、 50的外端面與非磁性圓盤(pán)33、 51的內(nèi)端面相貼；其定子這 樣構(gòu)成在非磁性絕緣圓環(huán)45、 48上同方向繞帶絕緣包皮的非磁性導(dǎo)線(xiàn)制成 電樞線(xiàn)圈44、 47，電樞線(xiàn)圈44、 47，用非磁性絕緣圓環(huán)40、 34、 57、 55、與非磁性絕緣軸37的外圓過(guò)盈配合，并固定之；軸承的內(nèi)圈38、 53過(guò)盈套在非磁性絕緣軸37的外圓并聯(lián)接之，軸承的外圈39、 52過(guò)盈放入非磁性圓盤(pán)圓33、 51的內(nèi)圓并聯(lián)接之，件54為緊固螺母；非磁 性絕緣圓環(huán)40、 57、 56的外圓離開(kāi)轉(zhuǎn)子的最小內(nèi)圓一間隙，電樞線(xiàn)圈44、 47放入U(xiǎn)形環(huán)槽磁場(chǎng)內(nèi)，但每面都離開(kāi)永磁體一間隙；將電樞線(xiàn)圈44的輸 入端與電樞線(xiàn)圈47的輸出端接在一起，將電樞線(xiàn)圈44的輸出端與電樞線(xiàn)圈 47的輸入端接在一起，然后分別用帶絕緣包皮的導(dǎo)線(xiàn)36、 35連接，并穿過(guò) 非磁性圓環(huán)34和55兩端面上的缺口從非磁性軸37的軸向槽引出作為接電i山順。
具體實(shí)施方式
三如圖3示，將具體實(shí)施方式
一 (如圖l示)所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子式直流電機(jī)的軸向充磁圓盤(pán)形永磁體26、 28及導(dǎo)磁圓盤(pán)12用一個(gè)軸向 充磁圓盤(pán)形永磁體66代替，將導(dǎo)磁圓環(huán)2、 23用導(dǎo)磁圓筒67代替，其它保 持不變。
具體實(shí)施方式
四如圖4示，將具體實(shí)施方式
二 (如圖2示)所述的外 轉(zhuǎn)子式直流電機(jī)的軸向充磁圓盤(pán)形永磁體61、 62及導(dǎo)磁圓盤(pán)46用一個(gè)軸向 充磁圓盤(pán)形永磁體68代替，將導(dǎo)磁圓環(huán)59、 63用導(dǎo)磁圓筒69代替，其它保持不變。
具體實(shí)施方式
五如圖5示，將具體實(shí)施方式
一 (如圖l示)所述的內(nèi) 轉(zhuǎn)子式直流電機(jī)的軸3改短為軸70，軸承用磁懸浮軸承，然后在所述電機(jī)外 作封閉外殼，外殼由與定子的非磁性絕緣圓環(huán)32聯(lián)結(jié)的殼底71和殼體72 構(gòu)成，殼底71和殼體72相焊接，導(dǎo)電線(xiàn)從封閉外殼穿孔引出，并用密封粘 結(jié)材料密封其空隙，73為其密封結(jié)，最后將電機(jī)外殼和封閉外殼之間的空氣 抽出形成真空，從而制成一臺(tái)儲(chǔ)能電機(jī)。
具體實(shí)施方式
六如圖6示，將具體實(shí)施方式
二 (如圖2示)所述的外 轉(zhuǎn)子式直流電機(jī)的軸37改短為軸75，軸承用磁懸浮軸承，然后在所述電機(jī)外作封閉外殼，外殼由與定子的非磁性絕緣軸70聯(lián)結(jié)的殼底76和殼體77 構(gòu)成，殼底76和殼體77相焊接，導(dǎo)電線(xiàn)從軸端引出，并用密封粘結(jié)材料密 封其空隙，74為其密封結(jié)，最后將電機(jī)轉(zhuǎn)子外殼和封閉外殼之間的空氣抽出 形成真空，從而制成一臺(tái)儲(chǔ)能電機(jī)。
具體實(shí)施方式
七如圖7示，將具體實(shí)施方式
三(如圖3示)所述的內(nèi) 轉(zhuǎn)子式直流電機(jī)的軸3改短為軸70后，在電機(jī)外面制作一個(gè)與具體實(shí)施方式
五同樣的外殼，外殼與電機(jī)聯(lián)結(jié)方法同具體實(shí)施方式
五，最后將電機(jī)轉(zhuǎn)子外 殼和封閉外殼之間的空氣抽出形成真空，從而制成一臺(tái)儲(chǔ)能電機(jī)。
具體實(shí)施方式
八如圖8示，將具體實(shí)施方式
四(如圖4示)所述的外 轉(zhuǎn)子式直流電機(jī)的軸37改短為軸75后，在電機(jī)外面制作一個(gè)與具體實(shí)施方 式六同樣的外殼，外殼與電機(jī)聯(lián)結(jié)方法同具體實(shí)施方式
六，最后將電機(jī)轉(zhuǎn)子 外殼和封閉外殼之間的空氣抽出形成真空，從而制成一臺(tái)儲(chǔ)能電機(jī)。
權(quán)利要求
1. 一種新式直流電機(jī)，其特征是由定子、轉(zhuǎn)子及軸承組成，在徑向充磁的圓環(huán)形永磁體每端固套一個(gè)軸向充磁的圓盤(pán)形永磁體，所述的三個(gè)永磁體圍成的U形環(huán)槽磁場(chǎng)是一個(gè)單極性磁場(chǎng)，按前述方法再制作一個(gè)U形環(huán)槽單極性磁場(chǎng)，但其極性與前一個(gè)相反，將兩個(gè)U形環(huán)槽磁場(chǎng)的永磁體外表面用圓盤(pán)形和圓環(huán)形導(dǎo)磁體組合聯(lián)接起來(lái)，導(dǎo)磁圓環(huán)及導(dǎo)磁圓盤(pán)與非磁性圓環(huán)的內(nèi)圓或非磁性軸的外圓配合聯(lián)結(jié)，在非磁性圓環(huán)或非磁性軸兩端聯(lián)接帶有中孔的非磁性圓盤(pán)，非磁性圓盤(pán)與非磁性圓環(huán)用螺栓聯(lián)接或焊接聯(lián)結(jié)，而非磁性圓盤(pán)與非磁性軸是通過(guò)軸承聯(lián)接的，非磁性圓盤(pán)的中孔與軸承外圈的外圓過(guò)盈配合聯(lián)接，軸承內(nèi)圈的內(nèi)圓與非磁性軸的外圓過(guò)盈配合聯(lián)接，以上所述的磁體組件，磁性及非磁性聯(lián)接件，構(gòu)成本發(fā)明的轉(zhuǎn)子；在非磁性絕緣圓環(huán)上繞帶絕緣包皮的非磁性導(dǎo)線(xiàn)制成電樞線(xiàn)圈，電樞線(xiàn)圈用非磁性絕緣圓環(huán)固定之，非磁性絕緣圓環(huán)與另一非磁性絕緣圓環(huán)的內(nèi)圓或非磁性絕緣軸的外圓配合聯(lián)結(jié)，就構(gòu)成了本發(fā)明的定子；將電樞線(xiàn)圈兩端面的大部分及外圓或內(nèi)圓插入到轉(zhuǎn)子U形環(huán)槽磁場(chǎng)內(nèi)，并與永磁體圍成的U形環(huán)槽的壁離開(kāi)一間隙；固定電樞線(xiàn)圈的非磁性絕緣圓環(huán)的端面與非磁性圓盤(pán)內(nèi)端面聯(lián)接或與軸承內(nèi)圈的內(nèi)端面相接，將軸承的外圈與非磁性圓盤(pán)的中孔過(guò)盈配合并聯(lián)接；與轉(zhuǎn)子外圓或內(nèi)圓相對(duì)應(yīng)的定子的內(nèi)圓或外圓之間有一間隙，與轉(zhuǎn)子外端面或內(nèi)端面相對(duì)應(yīng)的定子的內(nèi)端面或外端面之間有一間隙；電樞線(xiàn)圈的輸入端、輸出端用帶絕緣包皮的導(dǎo)線(xiàn)連接引到電機(jī)的外面，并分別接電源的正極、負(fù)極，要求使左右電樞線(xiàn)圈橫截面中電流的流轉(zhuǎn)方向相反；連接或聯(lián)系所述定子與轉(zhuǎn)子的軸承為通用的機(jī)械軸承或磁懸浮軸承；所述電樞線(xiàn)圈與圍成U形環(huán)槽磁場(chǎng)的永磁體組組數(shù)相等，根據(jù)實(shí)際情況，可設(shè)計(jì)成若干組，但最少為兩組。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新式直流電機(jī)，其特征是內(nèi)轉(zhuǎn)子式直流電機(jī)，其轉(zhuǎn)子這樣構(gòu)成，在徑向充磁的圓環(huán)形永磁體(29)兩端固結(jié)軸向充磁的圓盤(pán)形永磁體(28)、 (31)，永磁體(28)、 (29)、 (31)圍成的U形環(huán)槽磁場(chǎng)是 一個(gè)單N極磁場(chǎng)；在徑向充磁的圓環(huán)形永磁體(25)兩端固結(jié)軸向充磁的圓 盤(pán)形永磁體(24)、 (26),永磁體(24)、 (25)、 (26)圍成的U形環(huán)槽磁場(chǎng)是 一個(gè)單S極磁場(chǎng)；將兩個(gè)U形環(huán)槽磁場(chǎng)的永磁體用導(dǎo)磁圓盤(pán)(7)、 (12)、 (17) 及導(dǎo)磁圓環(huán)(2)、 (23)等導(dǎo)磁體組合聯(lián)結(jié)起來(lái)，將導(dǎo)磁圓環(huán)(2)、 ((23)) 及導(dǎo)磁圓盤(pán)(7)、 (12)、 (17)固套在非磁性軸(3)的外圓；其定子這樣構(gòu) 成，在非磁性絕緣圓環(huán)(9)、 (14)上同方向繞帶絕緣包皮的非磁性導(dǎo)線(xiàn)制成 電樞線(xiàn)圈(10)、 (15)，電樞線(xiàn)圈(10)、 (15)，用非磁性絕緣圓環(huán)(6)、 (8)、(11)、 (13)、 (16)固定之，在它們的外圓固套非磁性絕緣圓環(huán)(32)，在非 磁性絕緣圓環(huán)(6)、 (16) 、 (32)的端面聯(lián)接非磁性圓盤(pán)(1)、 (18);軸承 的內(nèi)圈(4)、 (20)連接到非磁性軸(3)的外圓，將軸承的外圈(5)、 (19) 與非磁性圓盤(pán)圓(1)、 (18)的內(nèi)圓過(guò)盈配合并聯(lián)接，件(21)為緊固螺母， 件(22)為非磁性墊圈，其端面分別與導(dǎo)磁圓盤(pán)(17)的外端面和軸承內(nèi)圈 的內(nèi)端面貼合，其內(nèi)圓與非磁性軸(3)的外圓成過(guò)盈配合，其外圓不大于軸 承內(nèi)圈(20)的外圓；非磁性絕緣圓環(huán)(6)、 (11)、 (16)的內(nèi)圓離開(kāi)轉(zhuǎn)子的 最大外圓一間隙，非磁性圓盤(pán)圓(1)、 (18)的內(nèi)端面分別離開(kāi)導(dǎo)磁圓盤(pán)(7)、(17)的外端面一間隙，電樞線(xiàn)圈(10)、 (15)放入U(xiǎn)形環(huán)槽磁場(chǎng)內(nèi)，但每 面都離開(kāi)永磁體一間隙；將電樞線(xiàn)圈(10)的輸入端與電樞線(xiàn)圈(15)的輸 出端用帶絕緣包皮的導(dǎo)線(xiàn)(30)接在一起，將電樞線(xiàn)圈(10)的輸出端與電 樞線(xiàn)圈(15)的輸入端用帶絕緣包皮的導(dǎo)線(xiàn)(27)接在一起，并穿過(guò)非磁性 圓環(huán)(8)和(13)兩端面上的缺口從非磁性圓環(huán)(32)的軸向槽引出作為接 電端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新式直流電機(jī)，其特征是外轉(zhuǎn)子式直流電機(jī)， 其轉(zhuǎn)子這樣構(gòu)成，在徑向充磁的圓環(huán)形永磁體(64)兩端固結(jié)軸向充磁的圓 盤(pán)形永磁體(62)、 (65)，永磁體(62)、 (64)、 (65)圍成的U形環(huán)槽磁場(chǎng)是 一個(gè)單N極磁場(chǎng)；在徑向充磁的圓環(huán)形永磁體(60)兩端固結(jié)軸向充磁的圓盤(pán)形永磁體(58)、 (61)，永磁體(58)、 (60)、 (61)圍成的U形環(huán)槽磁場(chǎng)是 一個(gè)單S極磁場(chǎng);將兩個(gè)U形環(huán)槽磁場(chǎng)的永磁體外表面用導(dǎo)磁圓盤(pán)(43)、 (46)、(49)及導(dǎo)磁圓環(huán)(59)、 (63)等導(dǎo)磁件組合聯(lián)結(jié)起來(lái)；將導(dǎo)磁圓環(huán)(59)、(63)和導(dǎo)磁圓盤(pán)(43)、 (46)、 (49)固套在非磁性圓環(huán)(42)的內(nèi)圓，在 導(dǎo)磁圓盤(pán)(43)、 (49)的外端面放置非磁性墊圈(41)、 (50)，在非磁性圓環(huán)(42)的端面聯(lián)接非磁性圓盤(pán)(33)、 (51),非磁性墊圈(41)、 (50)的外端 面與非磁性圓盤(pán)(33)、 (51)的內(nèi)端面相貼；其定子這樣構(gòu)成，在非磁性及 絕緣材料制作的圓環(huán)(45)、 (48)上同方向繞帶絕緣包皮的非磁性導(dǎo)線(xiàn)制成 電樞線(xiàn)圈(44)、 (47)，電樞線(xiàn)圈(44)、 (47)，用非磁性絕緣圓環(huán)(40)、 (34)、(57)、 (55)、 (56)固定之，它們的內(nèi)圓與非磁性絕緣軸((37))的外圓過(guò) 盈配合，并固定之；軸承的內(nèi)圈(38)、 (53)過(guò)盈套在非磁性絕緣軸((37)) 的外圓并聯(lián)接之，軸承的外圈(39)、 (52)過(guò)盈放入非磁性圓盤(pán)圓(33)、 (51) 的內(nèi)圓并聯(lián)接之，件(54)為緊固螺母；非磁性絕緣圓環(huán)(40)、 (57)、 (56) 的外圓離開(kāi)轉(zhuǎn)子的最小內(nèi)圓一間隙，電樞線(xiàn)圈(44)、 (47)放入U(xiǎn)形環(huán)槽磁 場(chǎng)內(nèi)，但每面都離開(kāi)永磁體一間隙；將電樞線(xiàn)圈(44)的輸入端與電樞線(xiàn)圈(47)的輸出端接在一起，將電樞線(xiàn)圈(44)的輸出端與電樞線(xiàn)圈(47)的 輸入端接在一起，然后分別用帶絕緣包皮的導(dǎo)線(xiàn)(36)、 (35)連接，并穿過(guò) 非磁性圓環(huán)(34)和(55)兩端面上的缺口從非磁性軸(37)的軸向槽引出 作為接電端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新式直流電機(jī)，其特征是將所述的內(nèi)轉(zhuǎn) 子式直流電機(jī)的軸向充磁圓盤(pán)形永磁體(26)、 (28)及導(dǎo)磁圓盤(pán)(12)用--個(gè)軸向充磁圓盤(pán)形永磁體(66)代替，將導(dǎo)磁圓環(huán)(2)、 (23)用導(dǎo)磁圓筒(67) 代替，其它保持不變。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的新式直流電機(jī)，其特征是將所述的外轉(zhuǎn) 子式直流電機(jī)的軸向充磁圓盤(pán)形永磁體(61)、 (62)及導(dǎo)磁圓盤(pán)(46)用一 個(gè)軸向充磁圓盤(pán)形永磁體(68)代替，將導(dǎo)磁圓環(huán)(59)、 (63)用導(dǎo)磁圓筒(69)代替，其它保持不變。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新式直流電機(jī)，其特征是將所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子式直流電機(jī)的軸(3)改短為軸(70)，軸承用磁懸浮軸承，然后在所述電 機(jī)外作封閉外殼，外殼由與定子的非磁性絕緣環(huán)(32)聯(lián)結(jié)的殼底(71)和 殼體(72)構(gòu)成，殼底(71)和殼體(72)相焊接，導(dǎo)電線(xiàn)從封閉外殼穿孔 引出，并用密封粘結(jié)材料密封其空隙，(73)為其密封結(jié)，最后將電機(jī)外殼和 封閉外殼之間的空氣抽出形成真空，從而制成一臺(tái)儲(chǔ)能電機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的新式直流電機(jī)，其特征是將所述的外轉(zhuǎn) 子式直流電機(jī)的軸(37)改短為軸(75)，軸承用磁懸浮軸承，然后在所述電 機(jī)外作封閉外殼，外殼由與定子的非磁性絕緣軸(70)聯(lián)結(jié)的殼底(76)和 殼體(77)構(gòu)成，殼底(76)和殼體(77)相焊接，導(dǎo)電線(xiàn)從軸端引出，并 用密封粘結(jié)材料密封其空隙，(74)為其密封結(jié)，最后將電機(jī)轉(zhuǎn)子外殼和封閉 外殼之間的空氣抽出形成真空，從而制成一臺(tái)儲(chǔ)能電機(jī)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的新式直流電機(jī)，其特征是將所述的內(nèi)轉(zhuǎn) 子式直流電機(jī)的軸(3)改短為軸(70)后，在電機(jī)外面制作一個(gè)與權(quán)利要求 六所述的同樣的外殼，外殼與電機(jī)聯(lián)結(jié)方法同權(quán)利要求六所述，最后將電機(jī) 轉(zhuǎn)子外殼和封閉外殼之間的空氣抽出形成真空，從而制成一臺(tái)儲(chǔ)能電機(jī)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的新式直流電機(jī)，其特征是將所述的外轉(zhuǎn) 子式直流電機(jī)的軸(37)改短為軸(75)后，在電機(jī)外面制作一個(gè)與權(quán)利要 求七所述的同樣的外殼，外殼與電機(jī)聯(lián)結(jié)方法同權(quán)利要求七所述，最后將電 機(jī)轉(zhuǎn)子外殼和封閉外殼之間的空氣抽出形成真空，從而制成一臺(tái)儲(chǔ)能電機(jī)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的新式直流電機(jī)，其特征是還可以 去掉非磁性絕緣圓環(huán)(9)、 (14)及(45)、 (48)，將電樞線(xiàn)圈(10)、 (15) 及(44)、 (47)用非磁性導(dǎo)電材料制作成整體的。
全文摘要
一種新式直流電機(jī)，該電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子及軸承組成，轉(zhuǎn)子上有由永磁體圍成的U形環(huán)槽單極磁場(chǎng)，定子上有放入轉(zhuǎn)子的U形環(huán)槽單極磁場(chǎng)且與轉(zhuǎn)子永磁體離開(kāi)一間隙的電樞線(xiàn)圈；給所述直流電機(jī)接直流電就成為直流電動(dòng)機(jī)，用其它動(dòng)力驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)，該電機(jī)就成為直流發(fā)電機(jī)；還可在該直流電機(jī)外部只加一個(gè)封閉外殼就能作為儲(chǔ)能電機(jī)。該電機(jī)無(wú)換向器、無(wú)電刷、鐵損很小、節(jié)能、效率極高、壽命長(zhǎng)、易調(diào)速，因而用途廣。
文檔編號(hào)H02K57/00GK101247071SQ20071000507
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者劉新廣 申請(qǐng)人:劉新廣