專利名稱：交、直流通用電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶換向器的交、直流通用電動機(jī)。
目前的現(xiàn)有技術(shù)中，交流電動機(jī)主要包括同步電動機(jī)和異步電動機(jī)，直流電動機(jī)主要為帶有機(jī)械換向裝置的直流電動機(jī)。直流電動機(jī)由于具有較好的起動和調(diào)速性能而在一些比較重要的電力拖動系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用，然而直流電動機(jī)的應(yīng)用卻存在一個缺陷，那就是必須為它的工作提供直流電源。
本發(fā)明提供了一種即可由交流電源供電而工作于交流狀態(tài)，又可由直流電源供電而工作于直流狀態(tài)的交、直流通用電動機(jī)，并且當(dāng)它作為交流電動機(jī)使用時，也具有較好的起動及調(diào)速性能。
本發(fā)明的交、直流通用電動機(jī)，由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。其定子部分主要包括主磁極、換向磁極、電刷及電刷架、端蓋等；轉(zhuǎn)子部分主要包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器和轉(zhuǎn)軸等。電機(jī)的勵磁方式包括串勵、并勵和復(fù)勵，均為自勵磁方式。當(dāng)電機(jī)采用并勵方式時，要求其并勵繞組支路與電樞繞組支路的復(fù)阻抗相同，或稱使這兩條支路阻抗的阻抗角相等，以使這兩條并聯(lián)支路在同一交變電壓作用下所流通的電流的初相同步；當(dāng)電機(jī)采用復(fù)勵聯(lián)接方式，包括積復(fù)勵和差復(fù)勵，同樣要求其并勵繞組支路與電樞繞組所在的支路的復(fù)阻抗相同，以保證兩條支路兩端加同一交變電壓時其中流通的電流的初相同步。
電機(jī)的工作原理是這樣的當(dāng)電機(jī)由單相交流電源供電時，電機(jī)的勵磁繞組和電樞繞組中流通初相一致的交變電流，從而使主磁極極性和電樞繞組中流通的電流同步變化，根據(jù)左手定則，該電樞元件邊在某一磁極下時總是能受到大小脈動而方向卻不變的電磁力矩的作用；當(dāng)該元件邊轉(zhuǎn)到另一個磁極下時，通過裝在轉(zhuǎn)子端部的換向器的換向作用，它與電源的兩個輸入端子的聯(lián)接也就改變一次，元件邊在這一磁極下其中所流通的電流方向與該磁極的極性同步變換，根據(jù)左手定則判斷，元件邊所受到的電磁力矩的方向仍然與前保持一致，這樣，電機(jī)的轉(zhuǎn)子就能在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下持續(xù)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)改由直流電源供電時，其工作過程和動態(tài)原理與現(xiàn)有的直流電動機(jī)完全一致。
為改善電機(jī)的換向性能，在電機(jī)內(nèi)部裝設(shè)有換向磁極，換向極的內(nèi)容為現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明的交、直流通用電動機(jī)，當(dāng)作為直流電動機(jī)使用時，其起動和調(diào)速方法與現(xiàn)有直流電動機(jī)完全一致；當(dāng)作為交流電動機(jī)使用時，其起動及調(diào)速途徑主要有以下幾種1.降低電源電壓起動和調(diào)速；2.減小電樞回路的電流強(qiáng)度起動和調(diào)速；3.改變電樞支路中流通的電流的相位調(diào)速，或者改變并勵繞組支路中流通的電流的強(qiáng)度及相位調(diào)速；此類方法是針對并勵和復(fù)勵電動機(jī)作為交流電動機(jī)工作時而言的。
由于本發(fā)明的電動機(jī)既可由交流電源供電而工作又可由直流電源供電工作，因此拓寬了電動機(jī)在不同供電條件下的應(yīng)用能力，可以根據(jù)具體情況將電動機(jī)作為直流電動機(jī)或交流電動機(jī)使用。
現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
附

圖1是交、直流通用電動機(jī)的工作原理圖；附圖2是交、直流通用電動機(jī)的徑向剖面示意圖；附圖3是圖2所示電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯沖片；附圖4是交、直流通用電動機(jī)的換向器的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5是一部小型交、直流通用電動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖6是交、直流通用電動機(jī)的勵磁方式圖；附圖1所示為交、直流通用電動機(jī)的物理模型。圖中采用的是串勵聯(lián)接方式，US為供電電源，既可以是交流電源，也可以是直流電源；圖中所標(biāo)示的均為參考方向。當(dāng)US為交流電源時，電路中流通交變電流；從圖中可以看出，電樞元件邊中流通的電流與主磁極極性同步變化，電樞元件每旋轉(zhuǎn)一周，換向片完成兩次換向，根據(jù)左手定則可以判斷出，無論元件邊中流通的電流如何變化，元件邊處于任何一個磁極下，其所受到的電磁力矩的方向都是前后一致的，電機(jī)也就可以獲得持續(xù)的電磁轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)。當(dāng)系統(tǒng)改由直流電源供電時，它的工作原理與普通直流電動機(jī)完全相同。
附圖2繪出了交、直流通用電動機(jī)的徑向剖面圖，圖中標(biāo)示的磁通方向?yàn)閰⒖挤较?。圖2-1是電樞鐵芯，圖2-2是主磁極鐵芯，圖2-3是極靴，圖2-4是磁軛，圖2-5是換向極。
電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯由較薄的硅鋼片沖槽疊制，主磁極鐵芯由薄鋼板疊制。附圖3為電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯沖片。
附圖4為換向器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4-1是V形套筒，圖4-2是云母片，圖4-3是換向片，圖4-4是連接片。
附圖5是本發(fā)明的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖?，F(xiàn)對圖中標(biāo)號說明如下圖5-1軸承，5-2軸，5-3刷架，5-4前端蓋，5-5電刷，5-6換向器，5-7電樞繞組，5-8換向極繞組，5-9機(jī)座，5-10換向器鐵芯，5-11主磁極鐵芯，5-12主磁極繞組，5-13電樞鐵芯，5-14后端蓋，5-15風(fēng)扇。
附圖6是本發(fā)明的交、直流通用電動機(jī)的勵磁方式圖。圖6-1為串勵方式，圖6-2并勵方式，圖6-3積復(fù)勵方式，圖6-4差復(fù)勵方式。對于并勵和復(fù)勵電動機(jī)，要求并勵繞組支路與電樞繞組所在的支路具有相同的復(fù)阻抗。
權(quán)利要求
1.一種帶換向器的交、直流通用電動機(jī)，由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成，根據(jù)電磁感應(yīng)原理設(shè)計，其特征在于定子部分主要包括主磁極、換向磁極、電刷及電刷架、端蓋等；轉(zhuǎn)子部分主要包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器和轉(zhuǎn)軸等；電樞繞組的工作電流通過轉(zhuǎn)子端部的換向器和電刷的滑動接觸輸入；電機(jī)的勵磁方式為自勵，包括串勵，并勵和復(fù)勵；對于電機(jī)的并勵和復(fù)勵兩種勵磁方式，電機(jī)的并勵繞組支路與電樞繞組支路的復(fù)阻抗相同，阻抗角相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于電機(jī)即可用作交流電動機(jī)，也可以用作直流電動機(jī)；當(dāng)電機(jī)用作交流電動機(jī)時，由單相交流電源供電；當(dāng)電機(jī)用作直流電動機(jī)時，由直流電源供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于電機(jī)可以通過以下途徑進(jìn)行起動和調(diào)速；降低電源電壓進(jìn)行起動和調(diào)速；減小電樞回路中流通的電流強(qiáng)度進(jìn)行起動和調(diào)速；對于并勵和復(fù)勵式電機(jī)用作交流電動機(jī)時，還可以改變電樞回路支路中流通電流的相位調(diào)速，或者改變并勵繞組支路中流通電流的強(qiáng)度及相位進(jìn)行調(diào)速。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種交、直流通用的電動機(jī)，它根據(jù)流通直流電流的導(dǎo)體在穩(wěn)定的磁場中與磁力線垂直放置時受到的是方向衡定的電磁力矩，而流通交流電流的導(dǎo)體在一個與電流同步交變的磁場中垂直于磁力線放置時所受到的也是方向始終如一的電磁力矩的原理設(shè)計。由于實(shí)現(xiàn)了電動機(jī)的交、直流通用，所以優(yōu)化了電動機(jī)的運(yùn)行性能，改善了電動機(jī)在不同供電條件下的應(yīng)用能力，可以根據(jù)不同情況具體將電機(jī)用作直流電動機(jī)或者交流電動機(jī)。
文檔編號H02K19/12GK1160944SQ9710036
公開日1997年10月1日 申請日期1997年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月31日
發(fā)明者張寧寧 申請人:張寧寧