专利名称：直流节能电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直流电动机，特别是涉及一种直流节能电动机。
目前已应用的直流电动机，耗能大，全靠外给能量才能工作，这是因为直流电动机在工作运转时产生一种反向电动势，所以才消耗了大量的能量，如何将反向电动势变小，至少基本上消灭，至今还没有解决这个问题。
本发明的目的就是为了将工作运转时直流电动机的反向电动势尽量变小甚至忽略不计，由于这个问题的解决所以使直流电动机在工作运转时尽量能达到节能自给。
本发明是这样实现的就是把直流电动机的定子、转子和绕组的结构进行了改进，把定子原来的励磁磁极和换相磁磁极改成变换磁极，换相器在定子上，定子变换磁极绕组是通过定子换相器和电刷接到直流电源上，产生方向不变的电磁转矩。把原来转子的变换磁极(即电枢)，换相器在转子上，转子变换磁旋转绕组是通过换相器和电刷接到直流电源上，产生方向不变的电磁转矩的。而现在转子是励磁磁极，电刷在转子上。原绕组结构如定子励磁(也可以用永磁铁)绕组原分、他励、自励两种，换相磁极(又名中间极)它是改善换相用的。转子绕组选绕组、波绕组等、下线方式为双层，绕组无件相互串联，绕组两边等于一个极距。而改进后的绕组结构如定子是变换磁极绕组，变换磁极绕组是个集中独立小节距绕组，下线方式为单层。转子励磁绕组是集中绕组(可以用永磁铁)分为他励和自励两种。工作时起动是外给能量如直流蓄电池，电动机起动后本身自代发电机开始发电通过直流蓄电池供给电动机，直流蓄电池起动辅助能源作用，原直流电动机耗能大，是因为工作运转时产生反向电动势所造成的，这种反向电动势是由于转子变换磁极的旋转绕组工运转时绕组两个有效边同时切割异性磁场(即N、S极磁场)产生的。改变结构后的定子变换磁极绕组的两个有效边不同时切割异性磁场，所以它不产生反向电动势。因此能有效地利用电能转换成磁能从而达到了高节能效果，基本上做到能量自给循环的目的。本电动机工作性能好、转速可调，本身自耗功率是总功率的30～50%，有效轴功率输出50～70%。
图1是本发明单级式的电动机外观结构简2是本发明双级接力式电动机外观结构简3是本发明单级式的电动机内部结构简4是本发明双级接力式的电动机内部结构简5是本发明双级定子换相器结构简6是本发明的转子电刷滑环结构简图如图1所示，直流节能电动机由直流节能电动机1和发电机2组成，发电机2交流或直流的结构为人们早熟知的，机轴3和电动机1及发电机2相连，电动机后端盖4、电动机前端盖5、观察窗6在电动机后端盖4的上面，电动机后端盖4后面连接着发电机2、发电机接线盒7，发电机最后由发电机风罩10盖住，电动机前通风窗8在前端盖5上，而后通风窗9在电动机的后端盖4上，而后通风窗9的上面有电动机接线盒11，在电动机上面还有吊环12，如图2所示，这个双极接力式和单级式外观结构是相同的(其中36为机座(机壳))。
如图3所示，这是单级式电动机内部结构简图，发电机转子16在发电机定子17的里面，而发电机风叶19在发电机风罩10之内，电动机的定子换相器13在电动机转子电刷滑环14的里面，而电源电刷架座在电刷滑环14的后面固定在电动机后端盖4上，电动机风叶18在前端盖5的里面，而电动机转子20在电动机定子21里面。如图4所示，这个双极接力式内部结构和单级式内部结构是相同的，只是定子转子是一个还是两个之区别。
如图5所示是双极定子换相器装在电动机后端机壳内和定子同心，绝缘材料22、V形压环30外面有紧固螺母23，两个换相片24中间有引线道29，压环30外由连接螺孔28固定在换相接盘27上，引线孔25，压环30和换相器金属内套26连接。如图6所示电刷滑环结构，输入电源滑环32和刷座接盘33相邻，刷架34和刷座35相接。转子电刷滑环整体是装在转子轴上和转子同轴运转，电源电刷架座15与输入电源滑环32接触。电动机的定子是由铁芯、绕组、定子换相器13组成，定子环形铁芯结构有两种，第一种由冲了均匀分布槽的硅钢片选成，儿芯槽内嵌放定子绕组，绕组的两端都与相应换相片相边接，第二种是由硅钢片或普通钢板制成工字型铁芯块在用螺丝固定在机壳内组成环形铁芯，这种铁芯是先绕好线圈后在固定机壳内，绕组两端都与相应换相片连接，定子绕组是一个集中绕组。电动机转子(21)磁极有两种。第一种电磁结构由铁芯(极身、极靴两部分)绕组、铁芯用硅钢片或普通钢板冲成凸形极身，极靴是用铸钢或普通钢板制成，转子绕组是个集中绕组;第二种是永磁铁做转子磁极，定子绕组是个变换磁极绕组，本绕组采用短节距集中绕组，这种绕组的两个有效边同在一个极性的磁场内，这种绕组在工作运转时不产生反向电动势，本电动机有单级式、双极接力式、大功率做多极接力式、本直流节能电动机起动可以用直流蓄电池，起动后发电机开始发电回充蓄电池，此时蓄电池又起到蓄能和循环作用，整机配线用双级接力式。
本发明直流节能电动机包括直流节能电动机1、发电机2是直流节能电动机的能源。双级定子换相器13是直流节能电动机1的定子绕组作换相之用。
这种电动机可广泛应用在各种机动车辆、船舶、发电、机械工程、农业动力等方面下面对本发明的附图加以阐述图1是本发明的单级式的外观结构简2是本发明的双级接力式的外观结构简3是本发明单级式内部结构简4是本发明双级接力式几个内部结构简5是本发明双级定子换相器结构简6是本发明电刷滑环结构简1说明如下件号1-直流节能电动机件号2-发电机件号3-机轴件号4-后端盖件号5-前端盖件号6-观察窗件号7-发电机接线盒件号8-前通风窗件号9-后通风窗件号10-发电机风罩件号11-电动机接线盒件号12-吊环图2说明职下件号36-直流节能电动机件号2-发电机件号3-机轴件号4-后端盖件号5-前端盖件号6-观察窗件号7-发电机接线盒件号8-前通风窗件号9-后通风窗件号10-发电机风罩件号11-电动机接线盒件号12-吊环图3说明如下件号13-双极定子换相器件号14-转子电刷滑环件号15-电源电刷架座件号16-发电机转子件号17-发电机定子件号18-电动机风叶件号19-发电机风叶件号20-电动机转子件号21-电动机定子图4说明如下件号13-双级定子换相器件号14-转子电刷滑环件号15-电源电刷架座件号16-发电机转子件号17-发电机定子件号18-电动机风叶件号19-发电机风叶件号20－电动机转子件号21-电动机定子图5说明如下件号22-绝缘材料件号23-紧固螺母件号24-换相片件号25-引线孔件号26-换相器金属内套件号27-换相器接盘件号28-连接螺孔件号29-引线道件号30-V形压环图6说明如下件号22-绝缘材料件号23-紧固螺母件号31-引线道件号32-输入电源滑环件号33-刷座接盘件号34-刷架件号35-刷座
权利要求
1.一种直流节能电动机，它是由定子、转子、绕组、磁极、换相器组成，其特征在于把定子原来的励磁磁极和换相磁极改成变换磁极，换相器在定子上，定子变换磁极绕组是通过定子换相器变换磁级，把转子的原来变换磁极旋转绕组去掉，改成励磁磁极，电刷在转子上，绕结构改为定子变换磁极绕组是集中、独立、小节距、单层下法，转子励磁绕组是集中绕组(也可用永磁铁)。
2.按照权利要求1所述的电动机，其特征在于电动机内部结构分单级式和双级接力式，二者之间的区别是指定子和转子是一个还是两个。
3.按照权利要求1所述的电动机，其特征在于定子换相器13装在电动机机壳内和定子同心。
4.按照权利要求1所述的电动机，其特征在于电刷滑环(14)结构为输入电源滑环(32)和刷座接盘(33)相邻，刷架(34)和刷座(35)与刷座接盘(33)相接，转子电刷滑环整体是装在转子轴上和转子同轴运转，电源电刷架座(15)是固定在电动机端盖上与输入电源滑环(32)接触。
5.按照权利要求1所述的电动机，其特征在于电动机的定子21是由铁芯，绕组、定子换相器(13)组成，定子环形铁芯结构有两种，第一种是由冲了均匀分布槽的硅钢片选成，铁芯槽内嵌放定子绕组，绕组的两端都与相应的换相片相连接，第二种是由硅钢片或普通钢板制成工字型铁芯块在用螺丝固定在机壳内组成环形铁芯，这种铁芯是先绕好线圈后再固定于机壳内，绕组两端都与相应换相片连接，定子绕组是一个集中绕组。
6.按照权利要求1所述的电动机，其特征在于电动机转子(20)磁极有两种，第一种电磁结构由铁芯(极身、极靴两部分)绕组，铁芯用硅钢片或普通钢板冲成凸形极身，极靴是用铸钢或普通钢板制成，转子励磁绕组是个集中绕组，第二种是永磁铁做转子磁极。
7.按照权利要求1所述的电动机，其特征在于电动机的定子绕组是个变换磁极绕组，绕组采用集中、独立、小节距、单层下法，这种绕组在工作运转时不产生反向电动势。
全文摘要
一种直流节能电动机，其定子的变换磁极、换相器在定子上，定子变换磁极绕组是通过定子换相器变换磁极，其转子是励磁磁极，电刷在转子上，定子变换磁极是集中独立小节距单层下法，转子励磁绕组是集中绕组(也可以用永磁铁)，此电动机转速可调，可用于各种机动车辆，船舶、发电、机械工程，农业动力和其他需用动力的地方。
文档编号H02K23/26GK1062245SQ9010970
公开日1992年6月24日 申请日期1990年12月7日 优先权日1990年12月7日
发明者张德洪 申请人:张德洪