特殊直流电机

1、一种特殊直流电机主要由机壳、前端盖、轴辊、后端盖组成，其特征 在于：前端盖(2)和后端盖(10)的内壁均贴有磁钢(5)，轴辊(3)的中 部具有楔形槽(301)并镶嵌有数量为n的铜片，上述铜片之间装有一叠硅钢 片(6)，两者紧压在一起，并有断路环将各铜片的外端联结在一起；在后端 盖(10)的内孔中装有换相座(12)、电碳刷(11)及两个接线座(17)。
2、根据权利要求1所述的特殊直流电机，其特征在于：在接线座(17) 的内孔中还装有螺栓(19)，它作为电源接线端穿过后罩壳(13)，并用螺母 (20)、垫圈(21)紧固联结在一起，在两个接线座(17)之间装有绝缘垫 (22)，并在螺栓(19)上套有套管(18)。
3、根据权利要求1所述的特殊直流电机，其特征在于：所说的铜片(8) 呈辐射形插入轴辊(3)的楔形槽(301)中，在铜片(8)之间各装有一叠硅 钢片(6)。
4、根据权利要求1或3所述的特殊直流电机，其特征在于：铜片(8)的 数量n＝90～160片。
5、根据权利要求1或3所述的特殊直流电机，其特征在于：铜片(8)的 数量n＝132片。
6、根据权利要求1所述的特殊直流电机，其特征在于：所说的铜片 (8′)弯折呈具有α角和β角的人字形，并插入轴辊(3)的楔形槽(301) 中，在铜片(8′)之间各装有一叠硅钢片(6)。
7、根据权利要求1所述的特殊直流电机，其特征在于：铜片(8″)呈圆 片状，其轮辐部分具有m个长条形槽孔(802″)，周边有m+2个凹槽 (803″)，安装在轴辊(3)上时，前一铜片(8″)与后一个铜片(8″)均 错开一个凹槽(803″)，在凹槽(803″)中还装有截面呈∪字形的断路环 (9″)。
8、根据权利要求1或6、7所述的特殊直流电机，其特征在于：铜片 (8″)上的长条形槽孔(802″)的数量m＝132个。
9、根据权利要求1或3、6所述的特殊直流电机，其特征在于：每一叠硅 钢片(6)由7片大小不同的硅钢片叠成一个梯形。
10、根据权利要求1或3、6所述特殊直流电机，其特征在于：轴辊(3) 作成可分式结构，通过螺栓(15)联结轴联结件(14)，并将铜片(8)或 (8′)、(8″)以及硅钢片(6)牢牢压紧在轴辊(3)的楔形槽(301)中。

本发明涉及电机。\n现有的电机类型很多，但它们存在一些共同的缺点，包括：重量重，体积 大、效率低，而且一般均有线圈绕组，因而制造工艺比较复杂，浪费大量原材 料。以一个300W的小电机为例，其成品重量达到5kg以上，而一个5KW的直 流电机则重达90kg。\n现有的普通有刷直流电机的碳刷不直接接触在电机的转子上，需要一个 换向器装置，因此结构比较复杂，而且碳刷的使用寿命相对比较短。由于结 构和设计上的关系，现有的普通直流电机不具备一个宽幅的使用电压和不同 功率的范围，一个电机不能适用多种不同功率输出的使用要求，其额定输出 功率是固定的，功率范围不变，因此不适合电动汽车的需要，而且使用时升 温较高，怕受潮，使用寿命较低。\n本发明的目的即在于针对上述现有技术存在的重量重、体积大、效率低、 线圈绕组工艺复杂等方面的缺点，而提供一种特殊直流电机。\n本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：\n一种特殊直流电机主要由机壳、前端盖、轴辊、后端盖组成，前端盖 (2)和后端盖(10)的内壁均贴有磁钢(5)，轴辊(3)的中部具有楔形槽 (301)并镶嵌有数量为n的铜片(8)或(8′)(8″)，上述铜片之间装有一 叠硅钢片(6)，两者紧压在一起，并有断路环将各铜片的外端联结在一起； 在后端盖(10)的内孔中装有换相座(12)、电碳刷(11)及两个接线座 (17)。在接线座(17)的内孔中还装有螺栓(19)，它作为电源接线端穿过 后罩壳(13)，并用螺母(20)、垫圈(21)紧固联结在一起，在两个接线座 (17)之间装有绝缘垫(22)并在螺栓(19)上套有套管(18)。所说的铜 片可作成三种形式，第一种铜片(8)呈辐射形插入轴辊(3)的楔形槽 (301)中，在铜片(8)之间各装有一叠硅钢片(6)。第二种铜片(8′)弯 折呈具有α角和β角的人字形，并插入轴辊(3)的楔形槽(301)中，在铜片 (8′)之间各装有一叠硅钢片(6)。第三种铜片(8″)呈圆片状，其轮辐 部分具有m个长条形槽孔(802″)周边有m+2个凹槽(803″)，安装在轴辊 (3)上时，前一铜片(8″)与后一个铜片(8″)均错开一个凹槽 (803″)，在凹槽(803″)中还装有截面呈U字形的断路环(9″)。铜片 (8″)上的长条形槽孔(802″)的数量m＝132个。上述的每一叠硅钢片 (6)由7片大小不同的硅钢片叠成一个梯形。轴辊(3)作成可分式结构，通 过螺栓(15)联结轴联结件(14)，并将铜片(8)或(8′)、(8″)以及硅 钢片(6)牢牢压紧在轴辊(3)的楔形槽(301)中。\n本发明具有以下优点和效果：\n1、本发明的特殊直流电机改变了传统的绕组式结构，采用了特殊工艺制 造加工的复合装配式结构，具有额定电压、电流、功率辐度较大的特殊性能和 不怕受潮，升温低、体积小、重量轻、效率高的特点，其重量只有普通同功率 直流电机的1/10，本发明的5KW特殊直流电机重量只有9kg左右，如果全国 生产10万台特殊直流电机，可节省材料8100多吨，合价值1.5亿元左右。因而 本发明是电机领域的一项重大发明。\n2、适用范围广，该特殊直流电机除可以取代原有的普通直流电机外，还 可以大力发展电动车，如电动摩托车、电动汽车等，为国家的环境保护，降低 污染和节能作出巨大贡献。\n附图的图面说明如下：\n图1是本发明的特殊直流电机的结构图\n图2a、2b是外壳上的通风孔断面图\n图3为实施例一的铜片安装结构图\n图4为硅钢片叠成梯形图\n图5a～5c为实施例二的铜片结构图和安装图\n图68～6b为实施例三的铜片结构图和安装图\n实施例一：请参图图1，本发明的特殊直流电机由外壳1、前端盖2、轴辊 3、后端盖10和换相座12等构成，其中外壳1采用1.2mm冷轧板冲压成型，周 圈具有两排72个正反方向开翅的通风孔101和102，其按圆周方向正、反开翅 的形状见图2a、2b，外壳1左端与前端盖2联结在一起，右端与后端盖10联结 在一起，在前端盖2的内壁贴有磁钢5，在前端盖2的中心装有轴承4、轴辊3和 轴承盖7，轴辊3的中段镶嵌铜片8，铜片8之间装有硅钢片6，两者紧压在一 起，并有断路环将各铜片8联结在一起。\n请同时参阅图1和图3，即为上述轴辊3、铜片8、硅钢片6和断路环9的一 种结合方案，图3中只画出一部分铜片8的安装，从图中可见辐射形插入轴辊3 的楔形槽301中，在铜片8之间各装有一叠硅钢片6，每一叠硅钢片6由大小不 同的单片硅钢片叠成一个梯形(见图4)，在各铜片8的外端装有断路环9。\n外壳1的右端与后端盖10紧密联接，后端盖10的内壁也贴有磁钢5，和前 端盖2内壁的磁钢5对称，达到较高的磁场作用。后端盖10右端装有换相座12 和碳刷11，碳刷11的接线端联结在接线座17上，接线座17的内孔中装有M8 的六角螺栓19，作为电源接线端和后罩壳13联结在一起。接线座17共有两个 (图中只能看到一个，另一个与它并列)，在两个接线座17之间用绝缘垫22隔 开，这样当把两根正负极电源线接上接线座后，电源通过碳刷11在铜片8、硅 钢片6、断路环9及磁钢5的作用下开始旋转动作，变动输入电源正负极的位置 则电动机的转向随之起正反方向的变动。\n实施例二，请参阅图5a～5c，其中图5a表示铜片8′的下料形状，铜片 8′顶部有一与轴辊3的楔形槽301相配合的楔形端801′，其中间有一宽度为 2mm的槽802′一直通到底，图5b表示铜片8′从中间的槽802′分开并弯折 成人字形，弯折角α为24°，β约大于90°，图5c为铜片8′在轴辊3上的安装 情况，(图中只表示一部分铜片8′的安装情况)，从图5c可看到铜片8′的楔 形端801′插入轴辊3的楔形槽301中，上面的第1片与下面第33片用断路环 9′联结，共联结成8个极每个极为33片，共264个接头。\n实施例二除上述结构与实施例一不同以外，其它与实施例一完全相同。\n实施例三，请参阅图6a～6b，其中图6a表示铜片8″的结构图，铜片8″ 的中心具有插入轴辊3楔形槽301的孔801″，轮辐部分具有m个长条形槽孔 802″，周边有m+2个凹槽803″(槽孔802″和凹槽803″在图中均只画出一 部分)。m＝132。当安装在轴辊3上时前一铜片8″与后一铜片8″之间错开一 个凹槽803″，这样使前片与后片之间的槽孔802″也错开一个小的角度。图 6b是在铜片8″的凹槽803″中装断路环9″的情况，从图中可以看到断路环 9″的截面呈∪字形，在每个∪字形之间留有1.5～2.5mm间隙。除上述结构 外，其它结构与实施例一完全相同。\n为了使实施例一、二、三中的铜片8或8′、8″安装在轴辊3上方便，在 轴辊3的右端作成可分式结构，用螺栓15联结轴联结件14并将铜片8或8′、 8″以及硅钢片6牢牢压紧，上述各零件均采用了特殊的表面处理，起到相互 之间的绝缘作用。\n本发明的电机经过有关单位测试，各项指标达到设计要求如下：\n实测的数据为：\n①适用电压范围：12V～72V\n②功率范围：300W～12KW\n③最高电流：500A\n④最高温升：小于80℃\n⑤噪音：小于40分贝\n⑥效率：86～90％\n⑦最大转矩：43Nm\n⑧堵转特性：\n6.8V、320A  51.5Nm\n9.4V、440A  62.5Nm\n⑨空载特性：24V、2291rpm、4A\n⑩净重：9kg\n使用寿命(在电动摩托车上使用测定)20万KM以上。\n上述数据均达到设计要求，超过国内普通直流电机标准。