专利名称：滑环换流磁阻电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动机，特别适用于汽车、摩托车起动和电动工具。
广泛用于汽车、摩托车、电动工具的直流串励电动机，转子具有分布绕组及换向器，电机的结构、制造工艺复杂、耗铜多、成本高。而用于功率变速驱动的开关磁阻电机，定、转子均为凸极结构，转子无绕组，结构简单坚固，作为调速驱动系统应用，需配置一套电子控制装置来控制电机定子绕组换流。
鉴于上述，本发明的目的是把直流串励电机与磁阻电机有机地结合起来，提出一种结构简单、制造、使用方便，材料省、成本低，运行安全可靠的滑环换流磁阻电机，作为电机新品种供汽车、摩托车、电动工具等使用。
本发明的技术解决方案是电机的定、转子铁心均为凸极式结构，一齿轮状导电换流滑环与转子铁心同轴旋转，并与固定在端盖上的若干正、负电刷滑动接触，在转子铁心上无绕组，在定子铁心的凸极上分别套置集中线圈，每两个凸极上的线圈构成为一相绕组，每相绕组经正、负电刷与换流滑环与电源相连，当换流滑环的齿与某相正、负电刷相触时，则该相绕组接通电源，产生磁阻性质的电磁转矩，驱动转子旋转。
图1是本发明电机的轴向剖视图；图2是本发明电机的横向截面示意图；图3是电机绕组一种接线实例；图4是电机绕组另一种接线实例；图5是电机工作原理图。
参照图1，图2，在电机机壳1内固定了定子凸极2，定子凸极上置有集中线圈3，凸极式转子铁心4与齿轮状导电换流滑环5同轴，换流滑环5与装置在端盖8上的若干个正、负电刷6，6′滑动接触。通常，使换流滑环的齿数与转子凸极数相等。为均衡电刷与换流滑环的摩擦系数，在换流滑环5的齿与齿间设置与换流滑环5相同材料的均衡块5′，换流滑环5与均衡块5′之间填充有绝缘材料7，而使其具有光滑的园周表面。图3是电机绕组一种接线实例，图示电机定子为8极，转子为6极，在图示具体实例中，采用定子相对两个凸极上的线圈构成一相绕组，则电机有A、B、C、D 4相，此例是将构成相绕组的两个线圈串联后，一端接正电源，另一端接电刷6，该电刷经换流滑环5与另一个接负电源的电刷6′连通。当换流滑环的齿与某相正、负电刷相触时，则该相绕组接通电源。或者也可使定子相对凸极上的两个线圈，每一个线圈的一端接电源，另一端接电刷，通过换流滑环与电刷相触而使绕组接通电源。定子绕组可以是相对两个凸极上的线圈构成一相绕组，也可以是相邻两个凸极上的线圈构成一相绕组。
为减少电刷数，还可采取各相绕组各连一个正电刷，共连一个负电刷，参见图4，这时，将换流滑环制成轴向具有环形圈，使负电刷始终与环形圈相触，或反之也可，即各相绕组各连一个负电刷，共连一个正电刷，使正电刷始终与环形圈相触。
工作时，该电机靠磁阻性质的电磁转矩驱动电机运转，参见图5。图5(a)状况时，与定子A相绕组相连的正、负电刷6，6′和换流滑环齿相触时，A相绕组通电，产生磁场，由于磁场扭曲，转子要驱向最小磁阻状态，故转子将逆时针转动；当转子凸极a，a′转到与定子A相凸极重合时，见图5(b)，A相电刷与换流滑环齿脱离，A相绕组断电，而此时，B相电刷已与换流滑环齿相触，B相绕组通电，产生磁阻性质的电磁转矩，使转子继续逆时针转动。由此可见，本发明电机，通过电刷与换流滑环的开关作用，使各相绕组顺序接通电源，从而实现电机连续运转。该电机可以是内转子，也可以是外转子。可以是单相电机，也可以是多相电机。根据相数的不同，可具有两相或两相以上绕组同时通电的情况。电机旋转方向取决于电刷和换流滑环齿的相对安装位置。
综上所述，本发明提供的滑环换流磁阻电机，转子无绕组，运行安全可靠，结构简单，材料省，成本低，制造、使用均很方便。
权利要求
1.滑环换流磁阻电机，具有凸极式定子铁心[2]，凸极式转子铁心[4]，其特征在于有一个齿轮状导电换流滑环[5]与转子铁心同轴旋转，并与装置在端盖上的正、负电刷[6，6′]滑动接触，在定子铁心的凸极上分别套置集中线圈[3]，每两个凸极上的线圈构成为一相绕组，每相绕组经正、负电刷及换流滑环与电源相连，当换流滑环的齿与某相正、负电刷相触时，则该相绕组接通电源。
2.按权利要求1所述的滑环换流磁阻电机，其特征在于所说的换流滑环的齿数与转子凸极数相等。
3.按权利要求1或2所述的滑环换流磁阻电机，其特征是在换流滑环[5]的齿与齿间设置有与换流滑环相同材料的均衡块[5′]，在均衡块[5′]与换流滑环[5]之间填充有绝缘材料[7]而具有光滑的外园周面。
4.按权利要求1所述的滑环换流磁阻电机，其特征是构成相绕组的两个凸极线圈是相对两个凸极线圈或相邻两个凸极线圈。
5.按权利要求1所述的滑环换流磁阻电机，其特征在于构成相绕组的定子相对两凸极的线圈串联后，一端接正电源，另一端接电刷[6]，该电刷经换流滑环与另一个接负电源的电刷[6′]连通。
6.按权利要求1所述的滑环换流磁阻电机，其特征在于构成相绕组的定子相对两凸极上的线圈，每一个线圈的一端接电源，另一端接电刷，电刷与换流滑环滑动接触。
7.按权利要求1所述的滑环换流磁阻电机，其特征是所说的换流滑环轴向具有环形圈，各相绕组各连一个正电刷，共连一个负电刷，或反之，各连一个负电刷，共连一个正电刷，其共用电刷始终与换流滑环的环形圈相接触。
8.按上述权利要求所述的任一滑环换流磁阻电机，其特征是转子为内转子或外转子。
全文摘要
本发明涉及一种电动机，其特征是定、转子均为凸极结构，一齿轮状导电换流滑环与无绕组的转子铁心同轴旋转，并与装在端盖的若干正、负电刷滑动接触，在定子铁心凸极上分别套置集中线圈，每两个凸极线圈构成一相绕组，每相绕组经正、负电刷及换流滑环与电源相连，产生磁阻性电磁转矩驱动转子旋转，随着各相绕组顺序接通电源，转子连续运转。该电机结构简单、运行安全可靠、材料省、成本低、制造使用均方便，特别适于汽车、摩托车、电动工具。
文档编号H02K23/40GK1168020SQ9710982
公开日1997年12月17日 申请日期1997年4月25日 优先权日1997年4月25日
发明者吴建华, 陈永校 申请人:浙江大学