CN102237736A - 新永磁电机 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机,特别是一种几乎无铁损的新永磁电机。
背景技术
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***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。
发明内容
本发明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,本发明还对新永磁电机(用悬浮式轴承)经简单地封闭后作为储能电机(装置)。
本发明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,构成本发明的转子。
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***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***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***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。在本发明中,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。本发明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;若有多个电枢线圈,其接法相似,只要保证各电枢线圈的电流流出本线圈后能会合相加而增大。
在所述新永磁电机(轴承用悬浮式轴承)的***隔离一间隙制作非磁性封闭外壳,其内壁与电机的定子联接,在其上打孔将电枢线圈的导电线引出,并将空隙密封,然后将非磁性封闭外壳内抽成真空,这样成为储能电机(相当于飞轮储能装置)。当给电机供电时,所述电机充当直流电动机,可使其转子高速旋转而获能,当电枢线圈的导电线端外接负载时,所述新永磁电机充当直流发电机向外供能,在储能期,电枢线圈的导电线端悬空。
以上所述电枢线圈还可以用非磁性导电材料制作成空心管状的,然后躲开所述凸耳和所述非磁性绝缘条套在所述导磁圆环外。
本发明有益的效果:
1、所述新永磁电机与现有的直流电机相比,无换向器,无电刷,无硅钢片叠成的铁芯,所以结构简单,造价低;
2、所述新永磁电机中的涡流损耗和磁滞损耗,即铁损,只发生在电机启停过程或调速过程中,若电机稳定工作(电动机通恒稳直流电,发电机输入转矩和转速不变)时,处在恒定磁场中的电枢线圈中是恒稳直流电,所以无铁损,节能显著,效率极高;
3、因为无电刷、所述新永磁电机稳定工作时无铁损,所以可以连续工作较长的时间,且使用寿命长;
4、只改变所述新永磁电机电枢线圈中的电流的大小,就可改变转子的转速,极易实现调速,这使调速器极为简单,不用现有复杂昂贵的现有电机变频调速器。
5、若所述新永磁电机使用悬浮式轴承,且所述新永磁电机无电刷、无换向器、转子在真空中旋转,因而无机械摩擦能量损耗,而且由于所述优点2,所以所述新永磁电机作储能装置,比现有的飞轮储能、电感线圈储能、蓄电池储能、压缩空气储能等装置优越。
附图说明
图1为具体实施方式一的结构示意图;
图2为图1的A-A、B-B剖视图;
图3为具体实施方式二的结构示意图;
图4为图3的C-C、D-D剖视图;
图5为具体实施方式三的结构示意图;
图6为具体实施方式四的结构示意图;
图7为具体实施方式五的结构示意图;
图8为具体实施方式六的结构示意图;
图9为具体实施方式七的结构示意图;
图10为具体实施方式八的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进一步说明。
具体实施方式一:如图1图2示,是内转子式新永磁电机,其转子这样构成:在径向充磁的圆环形永磁体29两端固结轴向充磁的圆盘形永磁体28、31,永磁体28、29、31围成的U形环槽磁场是一个单N(或S)极磁场;在径向充磁的圆环形永磁体25两端固结轴向充磁的圆盘形永磁体24、26,永磁体24、25、26围成的U形环槽磁场是一个单S(或N)极磁场;将两个U形环槽磁场的永磁体用导磁圆盘7、12、17及导磁圆环2、23等导磁体组合联结起来,所述两个U形环槽磁场的永磁体与所述导磁体相贴的面是异极性的,因而导磁件中的磁力线相接通,如图中虚线示;将导磁圆环2、23及导磁圆盘7、12、17固套在非磁性轴3的外圆。
所述内转子式新永磁电机的定子这样构成:制作导磁圆环9、14,在导磁圆环9、14各自的外圆有数个轴向凸耳(图2只画左右两个仅作示意),凸耳的两端面均比导磁圆环9、14各自的两端面长,在导磁圆环9、14各自的内圆对应所述凸耳联结非磁性绝缘条9-1、14-1;在导磁圆环9、14上躲开所述凸耳和非磁性绝缘条9-1、14-1同方向绕带绝缘***的非磁性导线制成电枢线圈10、15,电枢线圈10、15的端面分别与所述凸耳和非磁性绝缘条9-1、14-1的端面齐平,电枢线圈10、15的内圆分别与非磁性绝缘条9-1、14-1的内圆对正,电枢线圈10、15的外圆分别与所述凸耳的外弧对正;在电枢线圈10的外圆和所述凸耳外圆、电枢线圈15的外圆和所述凸耳外圆分别套非磁性绝缘圆环8、13;在电枢线圈10、非磁性绝缘圆环8和电枢线圈15、非磁性绝缘圆环13之间沿轴向夹持导磁筒或轴向充磁的永磁筒11,导磁筒或轴向充磁的永磁筒11的端面紧贴所述凸耳的端面;导磁筒或轴向充磁的永磁筒11的外圆与非磁性绝缘圆环8和13的外圆相同,而内圆比非磁性绝缘圆环8和13的内圆小;紧贴非磁性绝缘圆环8的左端面沿轴向放置圆环6,紧贴非磁性绝缘圆环13的右端面沿轴向放置圆环16,圆环6和16的外圆与非磁性绝缘圆环8和13的外圆相同,而内圆比非磁性绝缘圆环8和13的内圆小;在圆环6和16的外圆、非磁性绝缘圆环8和13的外圆、导磁筒或轴向充磁的永磁筒11的外圆固套非磁性绝缘圆筒32;在圆环6和16、非磁性绝缘圆筒32的左右端面分别联接非磁性圆盘1、18;轴承的内圈4、20联接到非磁性轴3的外圆,将轴承的外圈5、19分别与非磁性圆盘圆1、18的内圆过盈配合并联接,件21为紧固螺母,22为非磁性垫圈,其端面分别与导磁圆盘17的外端面和轴承内圈的内端面贴合,其内圆与非磁性轴3的外圆成过盈配合,其外圆不大于轴承内圈20的外圆;圆环6和16的内圆、导磁筒或轴向充磁的永磁筒11的内圆离开转子的最大外圆一间隙,非磁性圆盘圆1、18的内端面分别离开导磁圆盘7、17的外端面一间隙。
电枢线圈10、15放入U形环槽磁场内,但每面都离开永磁体一间隙;将电枢线圈10的输入端与电枢线圈15的输出端用带绝缘***的导线30接在一起,将电枢线圈10的输出端与电枢线圈15的输入端用带绝缘***的导线27接在一起,并穿过非磁性绝缘圆环圆环8和13两端面上的缺口从非磁性圆筒32的轴向槽引出作为接电端。
具体实施方式二:如图3图4示,是外转子式新永磁电机,其转子这样构成:在径向充磁的圆环形永磁体64两端固结轴向充磁的圆盘形永磁体62、65,永磁体62、64、65围成的U形环槽磁场是一个单N(或S)极磁场;在径向充磁的圆环形永磁体60两端固结轴向充磁的圆盘形永磁体58、61,永磁体58、60、61围成的U形环槽磁场是一个单S(或N)极磁场;将两个U形环槽磁场的永磁体外表面用导磁圆盘43、46、49及导磁圆环59、63等导磁件组合联结起来,所述两个U形环槽磁场的永磁体与导磁体相贴的面是异极性的,因而导磁件中的磁力线相接通,如图中虚线示;将导磁圆环59、63和导磁圆盘43、46、49固套在非磁性圆环42的内圆,在导磁圆盘43、49的外端面放置非磁性垫圈41、50,在非磁性圆环42的端面联接非磁性圆盘33、51,非磁性垫圈41、50的外端面与非磁性圆盘33、51的内端面相贴。
所述外转子式新永磁电机的定子这样构成:制作导磁圆环45、48,在导磁圆环45、48各自的内圆有数个轴向凸耳(图4只画左右两个仅作示意),凸耳的两端面均比导磁圆环45、48各自的两端面长,在导磁圆环45、48各自的外圆对应所述凸耳联结非磁性绝缘条45-1、48-1;在导磁圆环45、48上躲开所述凸耳和非磁性绝缘条45-1、48-1同方向绕带绝缘***的非磁性导线制成电枢线圈44、47,电枢线圈44、47的各自端面均与所述凸耳和非磁性绝缘条45-1、48-1的端面齐平,电枢线圈44、47的外圆分别与非磁性绝缘条45-1、48-1的外圆对正,电枢线圈44、47的内圆分别与所述凸耳的内弧对正;在电枢线圈44的内圆和所述凸耳内圆、电枢线圈47的内圆和所述凸耳内圆分别***非磁性绝缘圆环34、55;在电枢线圈44、非磁性绝缘圆环34和电枢线圈47、非磁性绝缘圆环55之间沿轴向夹持导磁筒或轴向充磁的永磁筒57,导磁筒或轴向充磁的永磁筒57的端面紧贴所述凸耳的端面;导磁筒或轴向充磁的永磁筒57的内圆与非磁性绝缘圆环34和55的内圆相同,而外圆比非磁性绝缘圆环34和55的外圆大;紧贴非磁性绝缘圆环34的左端面沿轴向放置圆环40,紧贴非磁性绝缘圆环55的右端面沿轴向放置圆环56,圆环40、56的内圆与非磁性绝缘圆环34和55的内圆相同,而外圆比非磁性绝缘圆环34和55的外圆大;在非磁性绝缘轴37的外圆固套圆环40和56、非磁性绝缘圆环34和55、导磁筒或轴向充磁的永磁筒57;轴承的内圈38、53过盈套在非磁性绝缘轴37的外圆并联接之,轴承的外圈39、52过盈放入非磁性圆盘圆33、51的内圆并联接之,件54为紧固螺母;圆环40、导磁筒或轴向充磁的永磁筒57、圆环56的外圆离开转子的最小内圆一间隙。
电枢线圈44、47放入U形环槽磁场内,但每面都离开永磁体一间隙;将电枢线圈44的输入端与电枢线圈47的输出端接在一起,将电枢线圈44的输出端与电枢线圈47的输入端接在一起,然后分别用带绝缘***的导线36、35连接,并穿过非磁性绝缘圆环34和55两端面上的缺口从非磁性轴37的轴向槽引出作为接电端。
具体实施方式三:如图5示,将具体实施方式一(如图1示)所述的内转子式新永磁电机的轴向充磁圆盘形永磁体26、28及导磁圆盘12做成一个轴向充磁圆盘形永磁体66,将导磁圆环2、23做成一个导磁圆筒67。
具体实施方式四:如图6示,将具体实施方式二(如图3示)所述的外转子式新永磁电机的轴向充磁圆盘形永磁体61、62及导磁圆盘46做成一个轴向充磁圆盘形永磁体68,将导磁圆环59、63做成一个导磁圆筒69。
具体实施方式五:如图7示,将具体实施方式一(如图1示)所述的内转子式新永磁电机的轴3改短为轴70,轴承用悬浮式轴承,然后在所述电机外作封闭外壳,外壳由与定子的非磁性绝缘圆环32联结的壳底71和壳体72构成,壳底71和壳体72相焊接,导电线从封闭外壳穿孔引出,并用密封粘结材料密封其空隙,73为其密封结,最后将电机外壳和封闭外壳之间的空气抽出形成真空,从而制成一台储能电机。
具体实施方式六:如图8示,将具体实施方式二(如图3示)所述的外转子式新永磁电机的轴37改短为轴75,轴承用悬浮式轴承,然后在所述电机外作封闭外壳,外壳由与定子的非磁性绝缘轴70联结的壳底76和壳体77构成,壳底76和壳体77相焊接,导电线从轴端引出,并用密封粘结材料密封其空隙,74为其密封结,最后将电机转子外壳和封闭外壳之间的空气抽出形成真空,从而制成一台储能电机。
具体实施方式七:如图9示,将具体实施方式三(如图5示)所述的内转子式新永磁电机的轴3改短为轴70后,在电机外面制作一个与具体实施方式五同样的外壳,外壳与电机联结方法同具体实施方式五,最后将电机转子外壳和封闭外壳之间的空气抽出形成真空,从而制成一台储能电机。
具体实施方式八:如图10示,将具体实施方式四(如图6示)所述的外转子式新永磁电机的轴37改短为轴75后,在电机外面制作一个与具体实施方式六同样的外壳,外壳与电机联结方法同具体实施方式六,最后将电机转子外壳和封闭外壳之间的空气抽出形成真空,从而制成一台储能电机。
Claims (10)
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,构成本发明的转子;
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***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***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***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。
2.根据权利要求1所述的新永磁电机,其特征是:其内转子式新永磁电机的转子这样构成:在径向充磁的圆环形永磁体(29)两端固结轴向充磁的圆盘形永磁体(28)、(31),永磁体(28)、(29)、(31)围成的U形环槽磁场是一个单N或S极磁场;在径向充磁的圆环形永磁体(25)两端固结轴向充磁的圆盘形永磁体(24)、(26),永磁体(24)、(25)、(26)围成的U形环槽磁场是一个单S或N极磁场;将两个U形环槽磁场的永磁体用导磁圆盘(7)、(12)、(17)及导磁圆环(2)、(23)等导磁体组合联结起来,所述两个U形环槽磁场的永磁体与所述导磁体相贴的面是异极性的,因而导磁件中的磁力线相接通;将导磁圆环(2)、(23)及导磁圆盘(7)、(12)、(17)固套在非磁性轴(3)的外圆;
所述内转子式新永磁电机的定子这样构成:制作导磁圆环(9)、(14),在导磁圆环(9)、(14)各自的外圆有数个轴向凸耳,凸耳的两端面均比导磁圆环(9)、(14)各自的两端面长,在导磁圆环(9)、(14)各自的内圆对应所述凸耳联结非磁性绝缘条(9-1)、(14-1);在导磁圆环(9)、(14)上躲开所述凸耳和非磁性绝缘条(9-1)、(14-1)同方向绕带绝缘***的非磁性导线制成电枢线圈(10)、(15),电枢线圈(10)、(15)的端面分别与所述凸耳和非磁性绝缘条(9-1)、(14-1)的端面齐平,电枢线圈(10)、(15)的内圆分别与非磁性绝缘条(9-1)、(14-1)的内圆对正,电枢线圈(10)、(15)的外圆分别与所述凸耳的外弧对正;在电枢线圈(10)的外圆和所述凸耳外圆、电枢线圈(15)的外圆和所述凸耳外圆分别套非磁性绝缘圆环(8)、(13);在电枢线圈(10)、非磁性绝缘圆环(8)和电枢线圈(15)、非磁性绝缘圆环(13)之间沿轴向夹持导磁筒或轴向充磁的永磁筒(11),导磁筒或轴向充磁的永磁筒(11)的端面紧贴所述凸耳的端面;导磁筒或轴向充磁的永磁筒(11)的外圆与非磁性绝缘圆环(8)和(13)的外圆相同,而内圆比非磁性绝缘圆环(8)和(13)的内圆小;紧贴非磁性绝缘圆环(8)的左端面沿轴向放置圆环(6),紧贴非磁性绝缘圆环(13)的右端面沿轴向放置圆环(16),圆环(6)和(16)的外圆与非磁性绝缘圆环(8)和(13)的外圆相同,而内圆比非磁性绝缘圆环(8)和(13)的内圆小;在圆环(6)和(16)的外圆、非磁性绝缘圆环(8)和(13)的外圆、导磁筒或轴向充磁的永磁筒(11)的外圆固套非磁性绝缘圆筒(32);在圆环(6)和(16)、非磁性绝缘圆筒(32)的左右端面分别联接非磁性圆盘(1)、(18);轴承的内圈(4)、(20)联接到非磁性轴(3)的外圆,将轴承的外圈(5)、(19)分别与非磁性圆盘圆(1)、(18)的内圆过盈配合并联接,件(21)为紧固螺母,(22)为非磁性垫圈,其端面分别与导磁圆盘(17)的外端面和轴承内圈的内端面贴合,其内圆与非磁性轴(3)的外圆成过盈配合,其外圆不大于轴承内圈(20)的外圆;圆环(6)和(16)的内圆、导磁筒或轴向充磁的永磁筒(11)的内圆离开转子的最大外圆一间隙,非磁性圆盘圆(1)、(18)的内端面分别离开导磁圆盘(7)、(17)的外端面一间隙;
电枢线圈(10)、(15)放入U形环槽磁场内,但每面都离开永磁体一间隙;将电枢线圈(10)的输入端与电枢线圈(15)的输出端用带绝缘***的导线(30)接在一起,将电枢线圈(10)的输出端与电枢线圈(15)的输入端用带绝缘***的导线(27)接在一起,并穿过非磁性绝缘圆环圆环(8)和(13)两端面上的缺口从非磁性圆筒(32)的轴向槽引出作为接电端。
3.根据权利要求1所述的新永磁电机,其特征是:其外转子式新永磁电机的转子这样构成:在径向充磁的圆环形永磁体(64)两端固结轴向充磁的圆盘形永磁体(62)、(65),永磁体(62)、(64)、(65)围成的U形环槽磁场是一个单N或S极磁场;在径向充磁的圆环形永磁体(60)两端固结轴向充磁的圆盘形永磁体(58)、(61),永磁体(58)、(60)、(61)围成的U形环槽磁场是一个单S或N极磁场;将两个U形环槽磁场的永磁体外表面用导磁圆盘(43)、(46)、(49)及导磁圆环(59)、(63)等导磁件组合联结起来,所述两个U形环槽磁场的永磁体与导磁体相贴的面是异极性的,因而导磁件中的磁力线相接通,如图中虚线示;将导磁圆环(59)、(63)和导磁圆盘(43)、(46)、(49)固套在非磁性圆环(42)的内圆,在导磁圆盘(43)、(49)的外端面放置非磁性垫圈(41)、(50),在非磁性圆环(42)的端面联接非磁性圆盘(33)、(51),非磁性垫圈(41)、(50)的外端面与非磁性圆盘(33)、(51)的内端面相贴;
所述外转子式新永磁电机的定子这样构成:制作导磁圆环(45)、(48),在导磁圆环(45)、(48)各自的内圆有数个轴向凸耳,凸耳的两端面均比导磁圆环(45)、(48)各自的两端面长,在导磁圆环(45)、(48)各自的外圆对应所述凸耳联结非磁性绝缘条(45-1)、(48-1);在导磁圆环(45)、(48)上躲开所述凸耳和非磁性绝缘条(45-1)、(48-1)同方向绕带绝缘***的非磁性导线制成电枢线圈(44)、(47),电枢线圈(44)、(47)的各自端面均与所述凸耳和非磁性绝缘条(45-1)、(48-1)的端面齐平,电枢线圈(44)、(47)的外圆分别与非磁性绝缘条(45-1)、(48-1)的外圆对正,电枢线圈(44)、(47)的内圆分别与所述凸耳的内弧对正;在电枢线圈(44)的内圆和所述凸耳内圆、电枢线圈(47)的内圆和所述凸耳内圆分别***非磁性绝缘圆环(34)、(55);在电枢线圈(44)、非磁性绝缘圆环(34)和电枢线圈(47)、非磁性绝缘圆环(55)之间沿轴向夹持导磁筒或轴向充磁的永磁筒(57),导磁筒或轴向充磁的永磁筒(57)的端面紧贴所述凸耳的端面;导磁筒或轴向充磁的永磁筒(57)的内圆与非磁性绝缘圆环(34)和(55)的内圆相同,而外圆比非磁性绝缘圆环(34)和(55)的外圆大;紧贴非磁性绝缘圆环(34)的左端面沿轴向放置圆环(40),紧贴非磁性绝缘圆环(55)的右端面沿轴向放置圆环(56),圆环(40)、(56)的内圆与非磁性绝缘圆环(34)和(55)的内圆相同,而外圆比非磁性绝缘圆环(34)和(55)的外圆大;在非磁性绝缘轴(37)的外圆固套圆环(40)和(56)、非磁性绝缘圆环(34)和(55)、导磁筒或轴向充磁的永磁筒(57);轴承的内圈(38)、(53)过盈套在非磁性绝缘轴(37)的外圆并联接之,轴承的外圈(39)、(52)过盈放入非磁性圆盘圆(33)、(51)的内圆并联接之,件(54)为紧固螺母;圆环(40)、导磁筒或轴向充磁的永磁筒(57)、圆环(56)的外圆离开转子的最小内圆一间隙;
电枢线圈(44)、(47)放入U形环槽磁场内,但每面都离开永磁体一间隙;将电枢线圈(44)的输入端与电枢线圈(47)的输出端接在一起,将电枢线圈(44)的输出端与电枢线圈(47)的输入端接在一起,然后分别用带绝缘***的导线(36)、(35)连接,并穿过非磁性绝缘圆环(34)和(55)两端面上的缺口从非磁性轴(37)的轴向槽引出作为接电端。
4.根据权利要求1或2所述的新永磁电机,其特征是:将所述的内转子式新永磁电机的轴向充磁圆盘形永磁体(26)、(28)及导磁圆盘(12)做成一个轴向充磁圆盘形永磁体(66),将导磁圆环(2)、(23)做成一个导磁圆筒(67)。
5.根据权利要求1或3所述的新永磁电机,其特征是:所述的外转子式新永磁电机的轴向充磁圆盘形永磁体(61)、(62)及导磁圆盘(46)做成一个轴向充磁圆盘形永磁体(68),将导磁圆环(59)、(63)做成一个导磁圆筒(69)。
6.根据权利要求1或2所述的新永磁电机,其特征是:将所述的内转子式新永磁电机的轴(3)改短为轴(70),轴承用悬浮式轴承,然后在所述电机外作封闭外壳,外壳由与定子的非磁性绝缘环(32)联结的壳底(71)和壳体(72)构成,壳底(71)和壳体(72)相焊接,导电线从封闭外壳穿孔引出,并用密封粘结材料密封其空隙,(73)为其密封结,最后将电机外壳和封闭外壳之间的空气抽出形成真空,从而制成一台储能电机。
7.根据权利要求1或3所述的新永磁电机,其特征是:将所述的外转子式新永磁电机的轴(37)改短为轴(75),轴承用悬浮式轴承,然后在所述电机外作封闭外壳,外壳由与定子的非磁性绝缘轴(70)联结的壳底(76)和壳体(77)构成,壳底(76)和壳体(77)相焊接,导电线从轴端引出,并用密封粘结材料密封其空隙,(74)为其密封结,最后将电机转子外壳和封闭外壳之间的空气抽出形成真空,从而制成一台储能电机。
8.根据权利要求1或4所述的新永磁电机,其特征是:将所述的内转子式新永磁电机的轴(3)改短为轴(70)后,在电机外面制作一个与权利要求六所述的同样的外壳,外壳与电机联结方法同权利要求六所述,最后将电机转子外壳和封闭外壳之间的空气抽出形成真空,从而制成一台储能电机。
9.根据权利要求1或5所述的新永磁电机,其特征是:将所述的外转子式新永磁电机的轴(37)改短为轴(75)后,在电机外面制作一个与权利要求七所述的同样的外壳,外壳与电机联结方法同权利要求七所述,最后将电机转子外壳和封闭外壳之间的空气抽出形成真空,从而制成一台储能电机。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的新永磁电机,其特征是:将电枢线圈(10)、(15)及(44)、(47)用非磁性导电材料制作成空心管状的,然后躲开所述凸耳和所述非磁性绝缘条套在所述导磁圆环外。
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