专利名称：无电刷式直流电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机技术领域，具体地说是无电刷式直流电动机。
目前世界上电动机主要分为直流与交流电动机，其中直流电动机具有优良的调速特性，过载能力大，能实现快速起动、制动和逆向运转，能适应生产过程自动化所需的各种特殊运行要求。以上特点和要求是交流电机难以实现的。但是直流电机最大的弱点是需要电刷对电枢电流换向，采用了复杂的换向器机构，使其消耗有色金属材料较多，制造工艺复杂，因此制造成本相对较高，而运行维护较困难，因而其应用也受到一些限制。
随着电子技术的发展，目前世界上已开发出无电刷直流电动机，就是利用电子器件和传感装置代替直流电动机的换向器，由一定极对数的永磁钢转子和一个多向的电枢铣组构成，这使电动机减少了滑动接触，消除了换向火花，减少了对无线电的干扰，它克服了直流电动机的换向器缺点，但这种无电刷直流电动机必须采用永磁钢转子结构方能实现。因而它受永磁材料的限制，只受限应用于小功率输出，效率低，仅应用于特殊环境，不以广泛应用。
本实用新型的目的在于提供一种能克服上述不足，用非永磁材料做转子，并适用于大功率应用领域的无电刷式直流电动机。
本实用新型是这样实现的无电刷式直流电动机，包括转子和定子及线圈，其特征在于主体结构由转子、闭合螺旋线圈铁芯环、主磁铁芯轴组成，铁芯环与铁芯轴同轴心，非永磁材料制成的转子为爪形平面结构，且水平放置与铁芯轴垂直，铁芯轴上有主磁线圈，铁芯环上有多相线圈。
这种工作原理的电动机相当于同步工作的电动机，如直接在铁芯环多组线圈中通以固定频相的多相电流，电动机无法起动，为让其有效迅速起动，必须用控制电路来实现。其实现方法有两种，一种为自感应式控制电路，另一种为变频变相起动式控制电路。
本实用新型具有以下特点调速性能优良，过载能力大，起动快，噪音低，由于有效地应用磁能，能大大缩小电动机体积，节省材料25－50％，以及结构简单，生产制造成本低，易于推广，可适于大功率应用领域。
图1为本实用新型的主体结构示意图图2为本实用新型的主磁回路流向示意图图3为本实用新型的线圈在铁芯环上的绕线结构示意图图4为本实用新型的四相电流图图5为本实用新型的四相线圈旋转磁极使转子运转过程示意图图6为本实用新型的自感应式控制电路示意图图7为本实用新型的变频变相控制电路示意图图8为本实用新型的实用结构示意图图9为本实用新型的实用结构俯视图图中，1－转子，2－铁芯环，3－铁芯轴，4－底盘，5－主磁线圈，6－位置传感器，7－控相电路，8－变频控相电路，9－转子，10－铁芯轴，11－铁芯环，12－转子。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图1所示，无电刷式直流电动机的主体结构由转子1、闭合螺旋线圈铁芯环2、主磁铁芯轴3，底盘4组成，铁芯环与铁芯轴同轴心，转子为一条形状，水平置于铁芯环上面与铁芯轴垂，铁芯轴上有主磁线圈5，铁芯环上绕有四相线圈，铁芯轴与底盘4连为一体。转子具体形状也可为十字形状等，还可置于铁芯环的上、下两面，与铁芯轴连为一体，主磁线圈固定在铁芯环(定子)上，如图8、图9所示，这种结构可将磁能最有效地利用起来。若不用激励主磁线圈，而转子用永久磁铁也能实现。
其工作原理为主磁回路，如图2所示，主磁线圈通电后产生磁埸，磁埸由主磁极通过转子，再通过闭合铁芯环回到底盘，完成主磁回路。如图3所示，在闭合铁芯环上绕上多组线圈，在线圈中通以图4所示的多相电流，各组线圈产生的磁极在多相电流作用下，在铁芯环内形成旋转的磁极。在主磁线圈的作用下，转子相当于一个磁极，受铁芯环旋转磁极的作用，将被卡在铁芯环中两相对磁极之间，与铁芯环磁极发生同步旋转，如图5所示。图8、图9所示的结构中，上下转子在主磁埸的作用下，分别受到铁芯环上多相线圈产生的旋转磁极的作用而同旋转方向受力运转。
实现起动的控制电路为自感应控制式和变频变相起动式。自感应控制式如图6所示，靠位置传感器6及控相器7控制铁芯环线圈上的各相电流，使得铁芯环线圈随转子转动而换相，始终保持推动转子转动。变频变相起动式如图7所示，采用变频控相器8，让铁芯环内磁极推动转子由慢到快地运转起来。
权利要求1.一种无电刷式直流电动机，包括转子和定子及线圈，其特征在于①主体结构由转子(1)、闭合螺旋线圈铁芯环(2)、主磁铁芯轴(3)组成，铁芯环与铁芯轴同轴心，转子为爪形平面结构，用非永磁材料制成，且水平放置与铁芯轴垂直，铁芯轴上有主磁线圈，铁芯环上有多相线圈；②电机起动电路为自感应式控制电路和变频变相起动式控制电路。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于转子可为一条形状，或十字形状，可 置于铁芯环的上面，也可置于铁芯环的上、下两面，铁芯轴可与底盘(4)连为一体，也可与上、下转子连为一体。
3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于铁芯环上有四相线圈。
4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于不用激励主磁线圈，而转子用永久磁铁也能实现。
5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于自感应式控制电路由位置传感器(6)和控相器(7)组成，变频变相起动式控相电路由变频控相器构成(8)。
专利摘要本实用新型是一种无电刷式直流电动机，包括转子和定子及线圈。其特征在于主体结构由转子(1)、闭合螺旋线圈铁芯环(2)、主磁铁芯轴(3)组成，铁芯环与铁芯轴同轴心，转子为非圆形、方形的封闭型平面，用非永磁材料制成，且水平放置与铁芯轴垂直，铁芯轴上有主磁线圈，铁芯环上有多相线圈。本实用新型调速性能优良，过载能力大，起动快，噪音低，节省材料25—50％，结构简单，成本低，易于推广，可适于大功率应用领域。
文档编号H02K29/00GK2191493SQ9420498
公开日1995年3月8日 申请日期1994年3月22日 优先权日1994年3月22日
发明者杨红俊 申请人:昆明市公安局看守所