專利名稱：一種盤式永磁直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種盤式永磁直流電機(jī)。
利用永磁鐵制作電機(jī)的技術(shù)，由來以久，一般設(shè)計(jì)為有同心的轉(zhuǎn)子和定子，形成徑向氣隙，轉(zhuǎn)子與定子做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。在“永磁電機(jī)”(機(jī)械工業(yè)出版社出版 1985年第二次印刷)第20頁中介紹了一種印刷繞組永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)為電樞為一個(gè)用印刷電路板制成的圓盤，它的兩側(cè)用印刷電路法制成電樞繞組，定子由永磁鐵和軟鐵磁軛組成，永磁鐵在圓盤的一側(cè)，磁軛在圓盤的另一側(cè)，形成軸向氣隙，這種電機(jī)制造較為復(fù)雜，而又僅在線圈的一側(cè)有永磁鐵，未能使其產(chǎn)生更大的效率。
本發(fā)明的目的在制造一種高效率盤式永磁直流電機(jī)，永久磁鐵固裝在一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵質(zhì)圓盤上，線圈固定在一個(gè)絕緣板上，數(shù)個(gè)裝有磁鐵的圓盤和裝有線圈的絕緣板軸向相間排列，形成軸向氣隙，除軸的兩端的鐵質(zhì)圓盤只內(nèi)側(cè)單面裝有磁鐵外，中間的鐵質(zhì)圓盤兩側(cè)均裝有磁鐵。直流電源通過軸端的換向器、電刷使線圈內(nèi)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，絕緣板上的線圈穿過絕緣板其產(chǎn)生的磁場(chǎng)與兩側(cè)對(duì)應(yīng)磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生作用，推動(dòng)裝有磁鐵的圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省材料，轉(zhuǎn)矩大，效率高。
本發(fā)明是這樣設(shè)計(jì)的，通過一個(gè)機(jī)座兩端的軸承座安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，軸上安裝數(shù)個(gè)鐵質(zhì)圓盤，兩端的圓盤單面有環(huán)形槽，槽口向內(nèi)對(duì)應(yīng)，槽口內(nèi)沿周向把永磁鐵塊N極與S極相間排列固定，中間鐵質(zhì)圓盤兩面均有環(huán)形槽，槽內(nèi)亦沿周向把永磁鐵塊N極與S極相間排列固定，在兩塊鐵質(zhì)圓盤中間，固定在機(jī)座底板上數(shù)塊絕緣板，板中間加工有圓孔，以便讓轉(zhuǎn)軸通過。板上與鐵質(zhì)圓盤上的磁鐵對(duì)應(yīng)成圓形固裝2n個(gè)線圈，n＝1、2、3……，在絕緣板固定線圈處打孔，線圈從孔穿入，線圈軸向中剖面與絕緣板中剖面重合，這樣線圈可受兩端同性磁場(chǎng)作用。每個(gè)絕緣板上的線圈軸對(duì)稱兩兩串聯(lián)，然后與板上其它兩兩串聯(lián)線圈并聯(lián)，最后把各絕緣板上的線圈都并聯(lián)在一起并通過電刷與換向器相連。換向器的結(jié)構(gòu)為，在本發(fā)明電機(jī)的軸端套裝固定一個(gè)絕緣軸套，軸套的外表面嵌裝四條梳狀金屬導(dǎo)電環(huán)帶，其表面與軸套表面平齊，環(huán)帶上的梳齒兩兩相對(duì)，互相錯(cuò)開插入齒間空檔，輸入直流電源的兩個(gè)電刷與兩內(nèi)側(cè)梳狀環(huán)帶的帶脊相觸，與線圈相連的兩個(gè)電刷在兩對(duì)互相錯(cuò)開插入的梳狀環(huán)帶的梳齒中間位置，并與梳齒相觸，且在旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，不斷分別交替與這對(duì)梳齒接通或斷開。在梳狀環(huán)帶的下表面用導(dǎo)線穿過絕緣軸套把環(huán)帶相間錯(cuò)開連接，這樣在給本電機(jī)通電后，線圈內(nèi)即可產(chǎn)生交變電流，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永磁鐵的磁場(chǎng)互相作用，即可推動(dòng)鐵質(zhì)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)軸即可輸出扭矩做功。
本發(fā)明的更詳細(xì)結(jié)構(gòu)通過實(shí)施例可進(jìn)一步闡述如下

圖1 盤式永磁直流電機(jī)結(jié)構(gòu)2 鐵質(zhì)圓盤裝配3 A-A剖面圖4 線圈與絕緣板裝配5 B-B剖面圖6 梳狀導(dǎo)電環(huán)帶展開7 試驗(yàn)裝置圖1.機(jī)座 2.軸承座 3.旋轉(zhuǎn)軸4.鐵質(zhì)圓盤 5a.N極 5b.S極
6.鐵帶 7.螺釘 8.螺母9.底板 10.固定條槽 11.絕緣板12.線圈 13.電刷 14.換向器15.絕緣軸套 16.導(dǎo)電環(huán)帶 17.電刷18.導(dǎo)線 19.外罩 20.蓄電池21.本發(fā)明電機(jī) 22.三角皮帶 23.發(fā)電機(jī)24.電動(dòng)機(jī)實(shí)施例在機(jī)座1的軸承座2上安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸3，軸上安裝3個(gè)鐵質(zhì)圓盤4，兩端的圓盤單面有環(huán)形槽，槽口向內(nèi)對(duì)應(yīng)，沿環(huán)形槽周向把永磁鐵N極5a、S極5b相間排列，用鐵帶6、螺釘7、螺母8固定;中間鐵質(zhì)圓盤兩面均有環(huán)形槽，槽內(nèi)亦沿周向把永磁鐵塊N極、S極相間排列并固定。在鐵圓盤中間插固在與機(jī)座底板9焊在一起的固定條槽10上兩塊夾布膠木絕緣板11，板中間加工有圓孔，旋轉(zhuǎn)軸從此孔穿過，板上與鐵質(zhì)圓盤上的磁鐵對(duì)應(yīng)成圓形安裝4個(gè)線圈12，每個(gè)線圈相隔90°，其固裝方法為在絕緣板安裝線圈處打孔，線圓從孔中穿入，線圈軸向中剖面與絕緣板中剖面重合，線圈外表面正好卡在絕緣板孔中并用膠粘住。線圈用φ1.04mm的銅線三股并做一股繞制而成，每個(gè)線圈有52匝，上下兩個(gè)線圈串聯(lián)，左右兩個(gè)線圈串聯(lián)，然后并聯(lián)，最后再把兩個(gè)絕緣極上的線圈并聯(lián)在一起，并通過電刷13與換向器14相聯(lián)，換向器是由固裝在旋轉(zhuǎn)軸端的一個(gè)由夾布膠木制作的絕緣軸套15、軸套外表面嵌裝的四條梳狀銅導(dǎo)電環(huán)帶16組成，導(dǎo)電環(huán)帶與軸套表面平齊，環(huán)帶上的梳齒兩兩相對(duì)，互相錯(cuò)開插入齒間空檔，輸入直流電源的兩個(gè)電刷17與兩內(nèi)側(cè)梳狀環(huán)帶的帶脊相觸，與線圈相連的兩個(gè)電刷在兩對(duì)互相錯(cuò)開插入的梳狀環(huán)帶的梳齒中間位置，并與梳齒相觸，且在軸旋轉(zhuǎn)過程中，不斷交替與這對(duì)梳齒接通或斷開，在梳狀環(huán)帶的下表面用導(dǎo)線18穿過絕緣軸套把環(huán)帶相間聯(lián)接，這樣在給本電機(jī)通電后，線圈內(nèi)即可產(chǎn)生交變電流，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)與兩邊永磁鐵的同性磁場(chǎng)互相作用，便可推動(dòng)鐵質(zhì)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸輸出扭矩作功。為安全與保潔，本機(jī)加上外罩19。
對(duì)本發(fā)明電機(jī)曾先后做了數(shù)次試驗(yàn)，試驗(yàn)是這樣進(jìn)行的，用蓄電池20做本發(fā)明電機(jī)的直流電源，本發(fā)明電機(jī)21通過三角皮帶22帶動(dòng)1個(gè)1.5瓩的發(fā)電機(jī)23，這個(gè)發(fā)電機(jī)再帶動(dòng)兩個(gè)0.75瓩的電動(dòng)機(jī)24做外載，待本試驗(yàn)系統(tǒng)工作正常、穩(wěn)定，測(cè)量置于蓄電池與本發(fā)明電機(jī)之間的電流表和電壓表值，其電壓為48伏，電流為45安;同時(shí)測(cè)量置于發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的電壓表、電流表值，其電壓為220伏，電流為8.53安，這樣測(cè)量得出的效率為0.86。如考慮發(fā)電機(jī)、皮帶輪傳動(dòng)的損失，本發(fā)明電機(jī)的效率還要大于0.86，比一般小型電機(jī)的效率要高得多。
權(quán)利要求
1.一種盤式永磁直流電機(jī)，由機(jī)座、軸承座、線圈、旋轉(zhuǎn)軸、永磁鐵、鐵質(zhì)圓盤、換向器、電刷組成，其特征在于(1)旋轉(zhuǎn)軸上安裝數(shù)個(gè)鐵質(zhì)圓盤，兩端的圓盤單面有環(huán)形槽，槽口向內(nèi)對(duì)應(yīng)，槽口內(nèi)沿周向把永磁鐵塊N極與S極相間排列固定，中間的鐵質(zhì)圓盤兩面均有環(huán)形槽，槽內(nèi)亦沿周向把永磁鐵塊N極與S極相間排列固定，在兩塊鐵質(zhì)圓盤中間，固定在機(jī)座底板上數(shù)塊絕緣板，板中央加工有圓孔，板上與鐵質(zhì)圓盤上的磁鐵對(duì)應(yīng)成圓形固裝2n個(gè)線圈，n=1、2、3……，在絕緣板固定線圈處打孔，線圈從孔穿入，線圈軸向中剖面與絕緣板中剖面重合；(2)每個(gè)絕緣板上的線圈軸對(duì)稱兩兩串聯(lián)，然后與板上其它兩兩串聯(lián)線圈并聯(lián)，最后把各絕緣板上的線圈并聯(lián)在一起，并通過電刷與換向器相連；(3)在電機(jī)的軸端套裝固定一個(gè)絕緣軸套，軸套外表面嵌裝四條梳狀金屬導(dǎo)電環(huán)帶，其表面與軸套表面平齊，環(huán)帶上的梳齒兩相對(duì)，互相錯(cuò)開插入齒間空檔，輸入直流電源的兩個(gè)電刷與兩內(nèi)側(cè)梳狀環(huán)帶的帶脊相觸，與線圈相連的兩個(gè)電刷在兩對(duì)互相錯(cuò)開插入的梳狀環(huán)帶的梳齒中間位置，并與梳齒相觸，在梳狀環(huán)帶的下表面用導(dǎo)線穿過絕緣軸套把環(huán)帶相間錯(cuò)開連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種盤式永磁直流電機(jī)。其結(jié)構(gòu)是把永磁鐵固裝在一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵質(zhì)圓盤上，線圈固定在一個(gè)絕緣板上，數(shù)個(gè)裝有磁鐵的圓盤和裝有線圈的絕緣板軸向相間排列，形成軸向氣隙，直流電源通過固裝在軸端的換向器、電刷使線圈內(nèi)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，絕緣板上的線圈穿過絕緣板，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)與兩側(cè)永磁鐵磁場(chǎng)發(fā)生作用，推動(dòng)鐵質(zhì)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)H02K23/54GK1054151SQ9010069
公開日1991年8月28日 申請(qǐng)日期1990年2月16日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月16日
發(fā)明者陶國(guó)珍 申請(qǐng)人:陶國(guó)珍