CN101841221B - 一种强磁电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种强磁电动机，本发明在普通永磁直流电机的基础上，将所述永磁体的厚度加厚，加厚成截面为正方形的长方体或圆柱体，特别是所述永磁体的长度A与其截面边长B的尺寸之比为1.5∶1时，在永磁体截面积不变的情况下，可最大限度增加磁场作用面的磁场强度。所述转子为球形单绕组转子，可最大限度增加线圈的匝数，所述两个永磁体的两相对面均为与转子相适应的凹球面，该结构能够充分利用两永磁体之间的空间，在有限空间内最大限度地增加线圈导体的长度，使得在有限空间内更多的导体暴露在磁场内，有效地增加了转子磁场作用面的磁场强度，从而增加了转子与定子之间的作用力，因此上述两处改进的结合，将恒定的永磁能转变为机械能，提高了电机的能效比。

Description

一种强磁电动机

技术领域

本发明涉及一种强磁电动机。

背景技术

传统的永磁直流电动机，一般定子为瓦片状永磁铁，由于磁铁厚度较薄，其磁场强度较弱，与线圈产生的作用力较弱，在将电能转化为机械能的时候，其能效比较低，在世界能源供应紧张的今天，在将电能转化为机械能时，提供更高能效比的动力机械无疑是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种具有更高能效比的强磁电动机。

按照本发明提供的强磁电动机，包括定子、转子、换向器，所述定子为异极相对的两个永磁体，所述转子设置在两个永磁体之间，所述永磁体为截面为正方形的长方体或圆柱体，所述转子为球形单绕组转子，所述转子包括铁芯和缠绕在铁芯上的线圈，所述铁芯包括一柱体和设置在柱体两端的大端，所述大端形成球形的一部分，所述线圈缠绕在柱体上并且缠绕成球形的另一部分，所述永磁体的长度A与其截面边长或直戏B的尺寸之比为1.4至1.6∶1，所述转子设置在转子壳体内，所述转子壳体前后两侧分别设有支承轴和输出轴，所述支承轴和输出轴分别通过轴承支承，所述两个永磁体的两相对面均为与转子相适应的凹球面。

本发明还有以下附加技术特征：

所述轴承为单向轴承。

所述永磁体的长度A与其截面边长或直径B的尺寸之比为1.5∶1。

按照本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明是在普通永磁直流电机的基础上，将所述永磁体的厚度加厚，加厚成截面为正方形的长方体或圆柱体，所述永磁体的长度A与其截面边长B的尺寸之比为1.4至1.6∶1，特别是所述永磁体的长度A与其截面边长B的尺寸之比为1.5∶1时，在永磁体截面积不变的情况下，可最大限度增加磁场作用面的磁场强度，同时将转子制成球形单绕组转子，可最大限度增加线圈的匝数，所述两个永磁体的两相对面均为与转子相适应的凹球面，该结构能够充分利用两永磁体之间的空间，在有限空间内最大限度地增加线圈导体的长度，使得在有限空间内更多的导体暴露在磁场内，有效地增加了转子磁场作用面的磁场强度，从而增加了转子与定子之间的作用力，因此上述两处改进的结合，将恒定的永磁能转变为机械能，大大提高了永磁直流电机的能效比，其非常节能。

附图说明

图1是本发明一种优选方式的结构俯视示意图。

图2为图1中C-C向剖视示意图。

图3为图1的正视示意图。

图4为图1中转子不包括转子壳体的结构示意图。

具体实施方式

参见图1至图4，示出本发明的一种强磁电动机的一种优选方式，包括定子1、转子2、换向器3，所述换向器3的结构、与转子及直流电源30的具体连接方式为现有技术，这里不再详述。所述定子为异极相对的两个永磁体，所述转子设置在两个永磁体之间，所述永磁体为截面为正方形的长方体，所述永磁体也可为圆柱体，所述永磁体为强磁，采用钕铁硼材料制成，所述永磁体的长度A与其截面边长或直径B的尺寸之比为1.4至1.6∶1，特别是所述永磁体的长度A与其截面边长B的尺寸之比为1.5∶1时，在永磁体截面积不变的情况下，可最大限度增加磁场作用面的磁场强度。所述转子为球形单绕组转子，可最大限度增加线圈的匝数，所述两个永磁体的两相对面均为与转子相适应的凹球面，该结构能够充分利用两永磁体之间的空间，在有限空间内最大限度地增加线圈导体的长度，使得在有限空间内更多的导体暴露在磁场内，有效地增加了转子磁场作用面的磁场强度，从而增加了转子与定子之间的作用力，因此上述两处改进的结合，将恒定的永磁能转变为机械能，大大提高了永磁直流电机的能效比，其非常节能。

本发明中，所述转子包括铁芯和缠绕在铁芯上的线圈21，所述铁芯包括一柱体200和设置在柱体两端的大端201，所述大端形成球形的一部分，所述线圈缠绕在柱体上并且缠绕成球形的另一部分，所述铁芯由电工纯铁制成，所述转子设置在转子壳体4内，所述转子壳体前后两侧分别设有支承轴40和输出轴41，所述支承轴和输出轴分别通过轴承42支承，每个轴承由轴承支架43支承，所述轴承为单向轴承，主要利用单向轴承的止逆特点和转子在转动过程中的惯性，防止转子在断电停下来时停留在换向器的绝缘处，导致电机无法启动。在本发明中，换向器的绝缘处为两个定子的中心连线，即转子内的电流在此位置换向。

本发明在工作时，所述转子1设置在两个永磁体1之间，利用磁场同极相斥、异极相吸的原理，当直流电源30对转子的线圈21供电时，线圈21产生磁场，线圈的一端为S极，另一端为N极，转子的磁场与两个永磁体的磁场产生作用力，形成转矩向一个方向旋转，通过换向器不断换向，及时改变线圈的电流方向，使转子能够沿一个方向连续旋转下去，转子上的输出轴带动皮带轮31旋转，从而实现电能到机械能的转化。

Claims (3)

1.一种强磁电动机，包括定子(1)、转子(2)、换向器(3)，所述定子为异极相对的两个永磁体，所述转子设置在两个永磁体之间，其特征在于所述永磁体为截面为正方形的长方体或圆柱体，所述转子为球形单绕组转子，所述转子包括铁芯和缠绕在铁芯上的线圈(21)，所述铁芯包括一柱体(200)和设置在柱体两端的大端(201)，所述大端形成球形的一部分，所述线圈缠绕在柱体上并且缠绕成球形的另一部分，所述永磁体的长度(A)与其截面边长或直径(B)的尺寸之比为1.4至1.6∶1，所述转子设置在转子壳体(4)内，所述转子壳体前后两侧分别设有支承轴(40)和输出轴(41)，所述支承轴和输出轴分别通过轴承(42)支承，所述两个永磁体的两相对面(10)均为与转子相适应的凹球面。

2.如权利要求1所述的强磁电动机，其特征在于所述轴承为单向轴承。

3.如权利要求2所述的强磁电动机，其特征在于所述永磁体的长度(A)与其截面边长或直径(B)的尺寸之比为1.5∶1。

Images