替代電機碳刷的滾動式傳導電流裝置製造方法
2023-10-26 13:39:32 3
替代電機碳刷的滾動式傳導電流裝置製造方法
【專利摘要】本發明是替代電機碳刷的滾動式傳導電流裝置，有兩種結構，分別適用於大功率和小功率電機。本發明將碳刷傳導電流改為軸承滾動傳導電流方式，因沒有碳刷所以沒摩擦沒磨損，從而減少故障率，延長使用壽命，避免因重複製造碳刷產生的資源和能源的損耗，同時避免了因碳刷磨損產生粉塵而汙染環境的問題；另外保留了以機械方式原理工作的方式，對電機的改動不大，控制方面簡單，因而造價低成本小，是一項具有很高應用推廣價值的發明。
【專利說明】替代電機碳刷的滾動式傳導電流裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於電機結構領域，特別是涉及一種替代電機碳刷的滾動式傳導電流裝置。
技術背景
[0002]傳統的電機是用碳刷來傳導電流，稱為「有刷電機」，有刷電機是以機械方式原理工作的，突出的優點是控制方面簡單，致命的缺點是存在碳刷磨擦造成機械磨損，所以碳刷使用壽命短，必須經常更換。另外，碳刷與電機轉子的接觸面或滑環面常被磨擦產生的火花燒蝕，易發生故障等。隨著電子技術的快速發展，當前市場上出現了一些「無刷電機」，無刷電機是以電子元件代替機械工作的，顯著的優點是無碳刷不存在機械磨損，克服了傳統有刷電機的致命缺點，突出的缺陷是控制複雜，對電機的改動較大，如電子換向式直流無刷電機，其驅動電路結構複雜成本較高不易推廣。所以當前的「無刷電機」雖然去除了碳刷，但卻帶來了結構複雜、造價昂貴成本高的問題，因此當前對有刷電機的技術改進還不盡人意。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種既能實現電機無刷運行，又能達到結構簡單製作成本低的可替代電機碳刷傳導電流的裝置，以克服現有技術的不足之處。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
[0005]本發明的設計方案是:用軸承替代碳刷來傳導電流，在電機轉子高速轉動時該軸承亦隨電機轉子高速轉動，這樣軸承是以滾動方式與電機轉子的接觸面或滑環面接觸，不產生摩擦，而且該軸承是金屬的所以可以順暢傳導電流。
[0006]本發明的具體實施技術是:根據電機功率有大小之別，本發明分為兩種結構:其一，是由高速軸承、軸承安裝體和軸承保持架組成，本結構直接用軸承面與電機轉子或滑環面的接觸，適用於小功率電機；其二，是由齒輪狀電機轉子或齒輪狀滑環、鑲嵌齒圈的高速軸承、軸承安裝體和軸承保持架組成，其中軸承齒輪與電機轉子齒輪或滑環齒輪相嚙合，本結構適用於大功率電機。
[0007]本發明突出的優點是:它既實現了電機的無刷運行，又保留了原來有刷電機的以機械方式原理工作的優點，收到了 「雙贏」的技術效果。因此本設計對原電機的改動不大，結構簡單，所以製造成本較低，對電機的更新換代具有廣泛的推廣應用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1傳統的有刷電機示意圖
[0009]圖2本發明用於小功率電機的示意圖
[0010]圖3用於大功率電機的本發明結構圖
[0011]圖4本發明用於大功率電機的示意圖
[0012]其中:1電機轉子或滑環2碳刷3碳刷保持架4接觸面5導線6高速軸承7軸承安裝體8齒輪狀電機轉子或齒輪狀滑環9鑲嵌齒圈的高速軸承10軸承保持架【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0014]參照圖1，傳統的電機是用碳刷2來傳導電流的，碳刷2在碳刷保持架3的支撐下與電機轉子/滑環I之間形成接觸面4，當電機轉動時，接觸面4產生摩擦，碳刷2易被磨損，使用壽命較短，用一段時間後就要更換新的。另外，碳刷2與電機轉子的接觸面或滑環面常被磨擦產生的火花燒蝕，易發生故障等，因此人們對傳統有刷電機的更新換代要求迫切。
[0015]參照圖2，本裝置結構之一，用於小功率電機，是以高速軸承6滾動傳導電流為主體的結構，包括軸承安裝體7和軸承保持架10構成，其中高速軸承6與軸承安裝體7組合後，固定在軸承保持架10上，使高速軸承6的軸承面與電機轉子或滑環I的面接觸。高速軸承6和軸承安裝體7是金屬導電體，導線5與軸承安裝體7連接，軸承安裝體7與軸承保持架10絕緣。
[0016]一部電機使用兩個本裝置，安裝在電機轉子兩側的相應位置，為了保證傳導電流的穩定性，可在電機轉子兩側以並聯方式安裝多個高速軸承6。如果是對有碳刷的舊電機進行升級改造，本裝置所述的軸承保持架10可利用原機中的碳刷保持架3(見圖1所示)。
[0017]參照圖3、圖4，本裝置結構之二，用於大功率電機，是以鑲嵌齒圈的高速軸承(9)滾動傳導電流為主體的結構，包括齒輪狀電機轉子或齒輪狀滑環8、鑲嵌齒圈的高速軸承9、軸承安裝體7和軸承保持架10構成，其中鑲嵌齒圈的高速軸承9與軸承安裝體7組合後，固定在軸承保持架10上，使鑲嵌齒圈的高速軸承9的齒輪與齒輪狀電機轉子或齒輪狀滑環8的齒輪相嚙合，鑲嵌齒圈的高速軸承9和軸承安裝體7是金屬導電體，導線5與軸承安裝體7連接，軸承安裝體7與軸承保持架10絕緣。本結構因用於大功率電機，電流大，要求有足夠的接觸面才能確保電流傳遞暢通，因此在軸承外徑面鑲嵌加工成齒輪形的銅質齒圈，電機轉子(換向器)或滑環也加工成齒輪狀，兩齒輪相互嚙合增大了接觸面，滿足大功率電機的工作需要。
[0018]同樣，一部電機使用兩個本裝置，安裝在電機轉子兩側的相應位置，為了保證傳導電流的穩定性，可在電機轉子兩側以並聯方式安裝多個鑲嵌齒圈的高速軸承9。如果是對有碳刷的大功率舊電機進行升級改造，本裝置所述的軸承保持架10可利用原機中的碳刷保持架3(見圖1所示)。
[0019]本替代電機碳刷的滾動式傳導電流裝置的技術特點:本發明將碳刷傳導電流改為軸承滾動傳導電流方式，具有兩大優勢:一、軸承並不與電機轉子的接觸面或滑環面產生摩擦，而是滾動過接觸面或滑環面，因而沒摩擦沒磨損，延長了電機使用壽命，還避免了因磨擦火花所造成的侵害，從而減少故障率，避免因重複製造碳刷產生的資源和能源的損耗，同時避免了因碳刷磨損產生粉塵而汙染環境的問題；二、保留了以機械方式原理工作的方式，這樣對電機的改動不大，控制方面簡單，因而造價低成本小，利於推廣。縱觀這兩大優勢，恰恰克服了傳統「有刷電機」的致命缺點和當下「無刷電機」的突出缺陷，具有很高的應用推廣價值。
【權利要求】
1.一種替代電機碳刷的滾動式傳導電流裝置，其特徵在於，以高速軸承(6)為滾動傳導主體構成，其中高速軸承(6)與軸承安裝體(7)組合，固定在軸承保持架(10)上，高速軸承(6)的軸承面與電機轉子或滑環⑴的面接觸，高速軸承(6)和軸承安裝體(7)是金屬導電體，導線(5)與軸承安裝體(7)連接，軸承安裝體(7)與軸承保持架(10)絕緣。
2.根據權利要求1的裝置，其特徵在於，在電機轉子兩側以並聯方式安裝多個高速軸承(6)。
3.一種替代電機碳刷的滾動式傳導電流裝置，其特徵在於，以鑲嵌齒圈的高速軸承(9)為滾動傳導主體構成，其中，鑲嵌齒圈的高速軸承(9)與軸承安裝體(7)組合，固定在軸承保持架(10)上，鑲嵌齒圈的高速軸承(9)的齒輪與齒輪狀電機轉子或齒輪狀滑環(8)的齒輪相嚙合，鑲嵌齒圈的高速軸承(9)和軸承安裝體(7)是金屬導電體，導線(5)與軸承安裝體(7)連接，軸承安裝體(7)與軸承保持架(10)絕緣。
4.根據權利要求3的裝置，其特徵在於，在電機轉子兩側以並聯方式安裝多個鑲嵌齒圈的高速軸承(9)。
【文檔編號】H02K5/173GK104037971SQ201410235625
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月25日 優先權日:2014年5月25日
【發明者】莊龍 申請人:莊龍