新永磁电机制造技术

一种新永磁电机，该电机由定子、转子及轴承组成，转子上有由永磁体围成的U形环槽单极磁场，定子上有放入转子的U形环槽单极磁场且与转子永磁体离开一间隙的电枢线圈；给所述新永磁电机接直流电就成为直流电动机，用其它动力驱动新永磁电机，该电机就成为直流发电机；还可在该直流电机外部只加一个封闭外壳就能作为储能电机。该电机无换向器、无电刷、铁损很小、节能、效率极高、寿命长、易调速，因而用途广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机，特别是一种几乎无铁损的新永磁电机。
技术介绍
现有的电机由于有铁芯，因而铁损大。直流电机在航空、航天、船舰、机床、机器人、 自动控制、汽车、家电等方面应用日益重要和广泛。直流电动机起动转矩大且调速性能好。 直流电机按其磁体类型分为电磁式和永磁式，永磁式无励磁绕组，比电磁式结构简单、体积小、重量轻、用铜少、损耗小、效率高、更可靠，所以永磁直流电机应用更广。但是，现有的电磁式直流电机既有换向器，又有电刷；现有的永磁直流电机要么有换向器，要么有电刷，要么既有换向器，又有电刷；电刷和换向器影响着现有直流电机的使用寿命。现有的直流电机中围绕电枢的磁极沿圆周极性交替分布，且相邻的磁极隔有间隙，由于相邻的磁极隔有间隙，电枢相对定子转一周，与电枢发生作用的磁力线不充分多，因而效率不充分高。现有的直流发电机，工作时，电枢线圈种的磁场交替变化，除了能产生欲求的感应电动势(大小和方向是变化的)，还在电枢铁芯中产生涡流和磁滞效应，这里的涡流和磁滞效应必然产生铁损和有害的热量；电机的使用是可逆的，直流电机作为电动机，结构与直流发电机完全相同，现有的直流电动机工作时，因为电枢中的电流方向不断交替变化而产生交变磁场，所以同直流发电机一样，也会产生铁损和有害的热量。现有直流电机，有电刷、有换向器、存在较大的铁损，因而不能通过加封闭外壳且抽真空作为储能装置使用。现有的各种交流电机同样存在严重的铁损、发热缺陷。所以现有的电机能耗大，效率不够高。
技术实现思路
本专利技术设计一中新永磁电机，旨在解决现有电机结构复杂及工作中会产生铁损和有害的热量、能耗大，效率低等问题，力图降低成本，减少损耗，提高效率，延长使用寿命，本专利技术还对新永磁电机(用悬浮式轴承)经简单地封闭后作为储能电机(装置)。本专利技术按下述技术方案实现。新永磁电机由定子、转子、非磁性圆盘、轴承组成，如图1至图4所示。在径向充磁的圆环形永磁体每端固套一个轴向充磁的圆盘形永磁体，所述的三个永磁体围成的U形环槽磁场是一个单极性磁场；按前述方法再制作一个U形环槽单极性磁场，但其极性与前一个相反，将两个U形环槽磁场的永磁体外表面用圆盘形和圆环形导磁体组合联接起来，两个U形环槽磁场的永磁体与导磁体相贴的面是异极性的，因而磁力线相接通，如图1、图3中虚线所示；导磁圆环及导磁圆盘与非磁性圆环的内圆或非磁性轴的外圆联结，在非磁性圆环或非磁性轴两端联接带有中孔的非磁性圆盘，非磁性圆盘与非磁性圆环联接，而非磁性圆盘与非磁性轴是通过轴承联接的，非磁性圆盘的中孔与轴承外圈的外圆联接，轴承内圈的内圆与非磁性轴的外圆联接；以上所述的磁体组件，磁性及非磁性联接件，构成本专利技术的转子。所述新永磁电机的定子构成制作导磁圆环，在导磁圆环的外圆或内圆有数个轴向凸耳，凸耳的两端面均比导磁圆环的两端面长，在导磁圆环的内圆或外圆对应所述凸耳联结非磁性绝缘条；在所述导磁圆环上躲开所述凸耳和所述非磁性绝缘条同方向绕带绝缘包皮的非磁性导线制成电枢线圈，电枢线圈的端面与所述凸耳和非磁性绝缘条的端面齐平，电枢线圈的内圆、外圆与所述凸耳和非磁性绝缘的内圆或外圆对正；在所述电枢线圈的外圆或内圆、所述凸耳外圆或内圆分别放置非磁性绝缘圆环；在一个所述电枢线圈、一个所述非磁性绝缘圆环和另一个所述电枢线圈、另一个所述非磁性绝缘圆环之间沿轴向夹持导磁筒或轴向充磁的永磁筒，导磁筒或轴向充磁的永磁筒的端面紧贴所述凸耳的端面；导磁筒或轴向充磁的永磁筒的外圆与所述非磁性绝缘圆环的外圆相同，而内圆比所述非磁性绝缘圆环的内圆小；或者，所述导磁筒或轴向充磁的永磁筒的内圆与所述非磁性绝缘圆环的内圆相同，而外圆比所述非磁性绝缘圆环的外圆大；紧贴所述非磁性绝缘圆环的外端面沿轴向放置圆环；圆环的外圆与所述非磁性绝缘圆环的外圆相同，而内圆比非磁性绝缘圆环的内圆小；或者，圆环的内圆与所述非磁性绝缘圆环的内圆相同，而外圆比非磁性绝缘圆环的外圆大；在所述圆环的外圆、所述非磁性绝缘圆环的外圆、所述导磁筒或轴向充磁的永磁筒的外圆固套非磁性绝缘筒；或者，在非磁性绝缘轴的外圆固套所述圆环、所述非磁性绝缘圆环、所述导磁筒或轴向充磁的永磁筒。将所电枢线圈两端面的大部分及外圆或内圆插入到转子U形环槽磁场内，同时使包在电枢线圈中的导磁环的磁极性与所对应的与转子U形环槽磁场极性相异，并与永磁体围成的U形环槽的壁离开一间隙；所述圆环的端面与非磁性圆盘内端面联接或与轴承内圈的内端面相接，将轴承的外圈与非磁性圆盘的中孔过盈配合并联接；与转子外圆或内圆相对应的定子的内圆或外圆之间有一间隙，与转子外端面或内端面相对应的定子的内端面或外端面之间有一间隙；电枢线圈的输入端、输出端用带绝缘包皮的导线连接引到电机的外面，并分别接电源的正极、负极，要求使左右电枢线圈横截面中电流的流转方向相反。联系所述定子与转子的轴承为通用的机械轴承或悬浮式轴承。所述电枢线圈与围成U形环槽磁场的永磁体组组数相等，根据实际情况，可设计成若干组，但最少为两组。所述新永磁电机作为电动机时，其工作原理是电磁学揭露，磁场中的通电导体会受到作用力，作用力的大小由关系式F = BIL计算，其中B表示磁感应强度，I表示导体中的电流强度，L表示与磁场的磁力线垂直的导体在磁场中的总长度尺寸，对线绕电枢线圈， L等于电枢线圈匝数与每圈平均周长之积；作用力的方向依左手定则判定，即伸开左手，使大拇指与其余四指在同一手掌平面内垂直，让手心正对磁场的N极，四指指向与导体中的电流方向一致，这时大拇指就指示出导体的受力方向。在本专利技术中，如图1示，若给左电枢线圈通入的直流电在电枢线圈剖面的上部看是顺时针方向的，而在下部看就是逆时针方向的，同时，给右电枢线圈通入的同样大小的直流电在电枢线圈剖面的上部看是逆时针方向的，而在下部看就是顺时针方向的，用左手定则容易判定出，两个电枢线圈上半部分在磁场中每边受到的作用力方向都离开观看者而去，即垂直指向纸里，而两个电枢线圈下半部分在磁场中每边受到的作用力方向都向着观看者而来，即垂直指向纸外，这样，两个电枢线圈同时产生相对转子的同转向转矩，但电枢线圈被固定，所以转子将相对电枢线圈转动。若同时改变两个电枢线圈中的电流方向，转子转动方向就改变。所述的电机，一旦造就，B、L就为相对的定值，显然，只改变I的大小就可改变转子的转速，而改变I的大小是容易实现的技术。当所述转子运行时切断电源后，转子有惯性运动，那么电枢线圈中的感生电流的磁场与转子永磁场相互作用，将阻碍转子转动动，因而只要减小电枢线圈中的电流强度，不但减少了动力，而且同时产生制动力，实现刹车减速，所以电枢线圈能辅助刹车。由此，可将电源设计制作成具有双向可调功能的——既能给电枢线圈供电，又能从电枢线圈回收感应电能。所述新永磁电机作为发电机时，其工作原理与现有的直流发电机相同，遵循电磁感应原理，即当转子被外界动力驱动旋转，电枢线圈相对于转子做切割转子磁场磁力线的运动，从而在电枢线圈中产生感生电动势，其方向用右手定则判定(这里不赘述)，若电枢线圈外接负载，则在闭合电路中形成感生电流。本专利技术作为直流发电机使用，若只有两个电枢线圈，两个电枢线圈中的电流方向相反，若两个电枢线圈的绕向相同，分别将一个的输入端与另一个的输出端相接，从而形成两个线端，就相当于电源的正极和负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．新永磁电机，其特征是，由定子、转子、非磁性圆盘、轴承组成：在径向充磁的圆环形永磁体每端固套一个轴向充磁的圆盘形永磁体，所述的三个永磁体围成的Ｕ形环槽磁场是一个单极性磁场；按前述方法再制作一个Ｕ形环槽单极性磁场，但其极性与前一个相反，将两个Ｕ形环槽磁场的永磁体外表面用圆盘形和圆环形导磁体组合联接起来，两个Ｕ形环槽磁场的永磁体与导磁体相贴的面是异极性的，因而磁力线相接通；导磁圆环及导磁圆盘与非磁性圆环的内圆或非磁性轴的外圆联结，在非磁性圆环或非磁性轴两端联接带有中孔的非磁性圆盘，非磁性圆盘与非磁性圆环联接，而非磁性圆盘与非磁性轴是通过轴承联接的，非磁性圆盘的中孔与轴承外圈的外圆联接，轴承内圈的内圆与非磁性轴的外圆联接；以上所述的磁体组件，磁性及非磁性联接件，构成本专利技术的转子；所述新永磁电机的定子构成：制作导磁圆环，在导磁圆环的外圆或内圆有数个轴向凸耳，凸耳的两端面均比导磁圆环的两端面长，在导磁圆环的内圆或外圆对应所述凸耳联结非磁性绝缘条；在所述导磁圆环上躲开所述凸耳和所述非磁性绝缘条同方向绕带绝缘包皮的非磁性导线制成电枢线圈，电枢线圈的端面与所述凸耳和非磁性绝缘条的端面齐平，电枢线圈的内圆、外圆与所述凸耳和非磁性绝缘的内圆或外圆对正；在所述电枢线圈的外圆或内圆、所述凸耳外圆或内圆分别放置非磁性绝缘圆环；在一个所述电枢线圈、一个所述非磁性绝缘圆环和另一个所述电枢线圈、另一个所述非磁性绝缘圆环之间沿轴向夹持导磁筒或轴向充磁的永磁筒，导磁筒或轴向充磁的永磁筒的端面紧贴所述凸耳的端面；导磁筒或轴向充磁的永磁筒的外圆与所述非磁性绝缘圆环的外圆相同，而内圆比所述非磁性绝缘圆环的内圆小；或者，所述导磁筒或轴向充磁的永磁筒的内圆与所述非磁性绝缘圆环的内圆相同，而外圆比所述非磁性绝缘圆环的外圆大；紧贴所述非磁性绝缘圆环的外端面沿轴向放置圆环；圆环的外圆与所述非磁性绝缘圆环的外圆相同，而内圆比非磁性绝缘圆环的内圆小；或者，圆环的内圆与所述非磁性绝缘圆环的内圆相同，而外圆比非磁性绝缘圆环的外圆大；在所述圆环的外圆、所述非磁性绝缘圆环的外圆、所述导磁筒或轴向充磁的永磁筒的外圆固套非磁性绝缘筒；或者，在非磁性绝缘轴的外圆固套所述圆环、所述非磁性绝缘圆环、所述导磁筒或轴向充磁的永磁筒；将所电枢线圈两端面的大部分及外圆或内圆插入到转子Ｕ形环槽磁场内，同时使包在电枢线圈中的导磁环的磁极性与所对应的与转子Ｕ形环槽磁场极性相异，并与永磁体围成的Ｕ形环槽的壁离开一间隙；所述圆环的端面与非磁性圆盘内端面联接或与轴承内圈的内端面相接，将轴承的外圈与非磁性圆盘的中孔过盈配合并联接；与转子外圆或内圆相对应的定子的内圆或外圆之间有一间隙，与转子外端面或内端面相对应的定子的内端面或外端面之间有一间隙；电枢线圈的输入端、输出端用带绝缘包皮的导线连接引到电机的外面，并分别接电源的正极、负极，要求使左右电枢线圈横截面中电流的流转方向相反；联系所述定子与转子的轴承为通用的机械轴承或悬浮式轴承；所述电枢线圈与围成Ｕ形环槽磁场的永磁体组组数相等，可设计成若干组，但最少为两组。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新广，
申请(专利权)人：刘新广，
类型：发明
国别省市：11