一種磁懸浮半給電直流電動機的製作方法

2023-10-29 14:37:09

本實用新型屬於電動機領域，尤其涉及一種磁懸浮半給電直流電動機。

背景技術：

直流電機是電機的主要類型之一，廣泛應用於燃料電池車、電動摩託車、起重機等需要快速、頻繁地啟動的設備行業。一臺直流電機既可作為發電機使用，也可作為電動機使用，用作直流發電機可以得到直流電源，而作為直流電動機，由於其具有良好的調速性能，在許多調速性能要求較高的場，得到了廣泛使用。

如中國專利公告號為「CN202160084U」的現有技術在2012年3月7日公開了一種磁隙式直流發電機或電動機，其技術方案為磁隙式直流發電機或電動機包括轉軸、永磁環和電樞，永磁環和電樞同心重疊設置或設置在轉軸的同一水平面上。該專利利用了磁隙儲能的原理，在電流通過電樞後，電樞兩端所產生的磁場和磁鐵兩端同時作功，進而減少了能量損失，增加功能密度。該磁隙式直流發電機或電動機的結構為：相鄰兩永磁體的S極和N極緊貼在一起，相鄰兩永磁體之間無空閒間隔區，且電樞緊靠永磁體。在實際應用過程中，採用該結構的磁隙式直流發電機或電動機的電樞在運動時，主要依靠換向器實現換向，整個運動過程中需要對電樞持續供電，這導致電動機工作時電能消耗較多，其節能效果較差。並且，換向器還存在著容易損壞的問題，也間接導致出現增加維修成本和降低工作效率的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服現有技術中存在的上述問題，提供一種磁懸浮半給電直流電動機，本實用新型解決的技術問題是取消了換向器，只需均衡間歇供電即可驅動電樞運動，從而達到節能省電的目的。

為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下：

一種磁懸浮半給電直流電動機，其特徵在於：包括至少兩層同心重疊設置的永磁環，每層永磁環包括多個呈扇形環狀的永磁體，每層永磁環中相鄰兩永磁體的N極和S極錯位排列，每層永磁環中相鄰兩永磁體之間間隔設置並形成磁場吸附區；相鄰兩層永磁環之間設置有多個電樞，多個電樞分別磁懸浮於相鄰兩層永磁環的相鄰兩永磁體之間。

所述磁場吸附區的寬度與電樞的寬度相適配。

所述電樞上固定設置有兩塊電工純鐵板，所述電樞固定夾持在兩塊電工純鐵板之間。

所述電工純鐵板為扇形環狀結構。

採用本實用新型的優點在於：

一、本實用新型中的電樞磁懸浮於相鄰兩層永磁環的相鄰兩永磁體之間，且每層永磁環中相鄰兩永磁體之間間隔設置並形成磁場吸附區；該結構中，由於電樞通過電流時，在電樞兩端同時產生的磁場能夠做功把電樞推向磁場吸附區，因此，通過磁場吸附區能夠自動將運動到磁場吸附區的電樞迅速吸入到下一相鄰兩永磁體之間。在整個過程中，當電樞到達磁場吸附區極限後，可立即斷開電源，不再給電樞供電，僅依靠永磁體發出的磁場本能吸附電樞，並在電樞運動到下一相鄰兩永磁體之間的相應位置後再次供電，電樞的運動只需均衡間歇供電即可，達到了節能省電的目的。另外，與現有技術相比，本實用新型還取消了換向器，減少了因使用換向器而導致間接出現增加維修成本和降低工作效率的問題。

二、本實用新型中的磁場吸附區的寬度與電樞的寬度相適配，該結構保證磁場吸附區對電樞的吸力最佳，使得電樞能夠穩定、準確地從上一相鄰兩永磁體之間進入下一相鄰兩永磁體之間。

三、本實用新型將電樞固定夾持在兩塊電工純鐵板之間，能夠增大永磁體所產生的磁力對電樞的接觸面積，進而增大對電樞的吸附力度，有利於使電樞到達磁場吸附區後的斷電時間提前，即有利於進一步減少電能消耗。

四、本實用新型中的電工純鐵板為扇形環狀結構，電工純鐵板的形狀與永磁體的形狀相同，有利於使電樞穩定地磁懸浮於永磁體之間。

附圖說明

圖1為實施例1的結構示意圖；

圖2為實施例1中永磁環的結構示意圖；

圖3為實施例1中電樞的結構示意圖；

圖4為實施例2的結構示意圖；

圖5為實施例2的裝配結構示意圖；

圖中的標記為：1、永磁體，2、磁場吸附區，3、電樞，4、電工純鐵板。

具體實施方式

實施例1

一種磁懸浮半給電直流電動機，包括至少兩層同心重疊設置在轉軸上的永磁環，每層永磁環包括多個呈扇形環狀的永磁體1，每個永磁體1上的N極和S極分別位於扇形環的上表面和下表面，每層永磁環中相鄰兩永磁體1的N極和S極錯位排列，即任一永磁體1的上表面設為N/S極時，與其相鄰的兩個永磁體1的上表面均為S/N極；每層永磁環中相鄰兩永磁體1之間間隔設置並形成磁場吸附區2；相鄰兩層永磁環之間設置有多個電樞3，多個電樞3分別磁懸浮於相鄰兩層永磁環的相鄰兩永磁體1之間。

本實施例中，所述磁場吸附區2的寬度與電樞3的寬度相適配，即磁場吸附區2的寬度與電樞3的寬度大致相同，斷開電樞3的電源後，在磁場吸附區2的作用下，電樞3能夠穩定並準確地運動到下一相鄰兩永磁體1之間。

本實施例中，所述永磁環同心重疊設置在轉軸上後，相鄰兩永磁環上的永磁體1相對稱。

實施例2

一種磁懸浮半給電直流電動機，包括至少兩層同心重疊設置在轉軸的同一水平面上的永磁環，每層永磁環包括多個呈扇形環狀的永磁體1，每個永磁體1上的N極和S極分別位於扇形環的內表面和外表面，每層永磁環中相鄰兩永磁體1的N極和S極錯位排列，即任一永磁體1的內表面設為N/S極時，與其相鄰的兩個永磁體1的外表面均為S/N極；每層永磁環中相鄰兩永磁體1之間間隔設置並形成磁場吸附區2；相鄰兩層永磁環之間設置有多個電樞3，多個電樞3分別磁懸浮於相鄰兩層永磁環的相鄰兩永磁體1之間。

本實施例中，所述永磁環同心重疊設置在轉軸的同一水平面上後，相鄰兩永磁環上的永磁體1相對應。

實施例3

在上述任一實施例的基礎上，所述電樞3上固定設置有兩塊電工純鐵板4，所述電樞3固定夾持在兩塊電工純鐵板4之間。其中，所述電工純鐵板4為扇形環狀結構，其面積與永磁體1的面積相同。

本實用新型的實施原理為：首先接通電樞3電源，電樞3兩端同時產生磁場，並作功把電樞3推向磁場吸附區2，當電樞3到達磁場吸附區2極限後，立即斷開電源，不再給電樞3供電，此時永磁體1發出磁場本能，迅速吸動電樞3（無電情況下）繼續向向前運動直至到下一相鄰兩永磁體1之間的相應位置，然後又可接通電樞3電源，如此周而復始，電樞3在通電、斷電的半給電狀況下運行，從而達到半供電的小電目的，同時也使電機的效率達到最大化。