[其他]具有永磁磁場系統的直流電動機

無效

• 申請號: 85106290
• 申請日: 1985-08-21
• 公開（公告）號: CN1003833B
• 公開（公告）日: 1989-04-05
• 發明（設計）人: 虻川俊美;田原和雄;高橋典義;田島文男;富手壽男
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 劉暉

本發明涉及一種直流電動機，其轉子包括一個整流子，一個電樞鐵心和一個電樞繞組。轉子受到支承并能在一個磁場系統中繞軸轉動。該磁場系統由一個圓柱形機殼和放于其內側的永久磁鐵組成。本發明目的是設法減少由電樞電流產生電樞反應造成的退磁效應。本發明所用的方法是利用一個具有高飽和磁通密度的材料制成的磁板，裝設在上述永久磁鐵磁場系統中磁極的部分極面上，該部分極面是處在退磁磁場的作用之下。

本發明是關于具有永磁磁場系統的直流電動機，永磁磁場有著輔助磁極，其中磁場系統由永久磁鐵和輔助磁極共同組成。

迄今為止，眾所周知的一種電動機，其磁場系統由永久磁鐵和通常形式的輔助磁極所組成，可見日本公告的專利第35721/1973號，其中在圓柱形磁軛內部，沿圓周分布著永久磁鐵，相互對著的磁極有著相反的極性，而在兩個磁極之間則是電極電樞和空氣氣隙。輔助磁極是由磁性材料制成的，它的作用是在電動機運轉時，加強電樞反應的磁動勢。這些輔助磁極裝在永久磁鐵周向的終端。

在美國專利號為4，469，969中公開了一種起動電機，其中有一個永久磁鐵和一個用非永久磁性材料作成的輔助磁極，該輔助磁極具有比永久磁鐵高的可逆磁導率，緊靠在永久磁鐵的電樞反應助磁側，在徑向方向上的厚度是均勻的，因此電機在有負載運轉時永久磁鐵產生的磁通量大于沒有負載時的磁通量。在美國專利號為4，471，252中公開的一種電動機，（可參見上述文件中的圖5）其中屏蔽板的軸向邊緣位于磁極非后掠的軸向邊界，并成圓錐形，在磁極的末端其厚度基本上近于零。在非后掠邊界上的延伸部分提高了各個磁極末端之間的磁通量，其磁效應朝著磁極軸向的最末端而減小。在該區域內屏蔽板的厚度逐漸減小，這樣還可以減小電動機的重量，在某些應用中還可去掉圓錐形的軸向末端，屏蔽板在軸向上也沒有磁極末端，使電動機進一步減小其重量和成本。

而在本發明，由于去掉位于電樞反應去磁磁場處的永久磁鐵的部分內表面，并裝上另一個磁板，使永久磁鐵的橫截面變小，就使電動機在沒有負載時，永久磁鐵產生的磁通量變得更小，因而采用本發明制作的直流電動機就可以在沒有負載運轉的時候，大大增加旋轉速度，非常適于做汽車的起動電機。同時，當電樞電流很大時，例如在起動或在大負載運轉時，因為在本發明中裝有磁板10，從磁板10到輔助磁板9的徑向距離比上述美國專利所述的短，就可以起聚集反應磁通量的作用，因此，本發明的電動機輔助磁極上可產生更多的磁通量。這種在沒有負載時磁通量很小，初始運轉和大負載時，磁通量可以很大，是本發明的特點。此外，因為在永久磁鐵的內表面上裝有磁板，使整個永久磁鐵上的磁通量平均分布，還可減小電動機的噪聲和振動。

在美國專利號為4，471，252的電動機中，只有永久磁鐵，沒有輔助磁極。其中的磁板沿軸方向蓋住永久磁鐵去磁磁場部位的整個徑向表面。本發明與之不同。按照本發明，沿軸向方向制作的磁板沒有蓋住永久磁鐵去磁端的整個徑向表面，而是用一個尺寸為電樞鐵心疊層厚度l的1.3倍的磁板蓋在永久磁鐵的部分表面，永久磁鐵沿軸向的兩端不被覆蓋。從而，當電動機處于負載運轉或起動的時候，電樞鐵心上有很大的磁通量，比上述美國專利中所述結構的磁通量大得多。因此按照本發明制作的電動機可以得到足夠大的力矩，而現有技術中的電動機卻不可能得到足夠大的力矩。

現有技術中電動機的缺點是其中的永久磁鐵受到電樞反應的去磁場的作用，從而使主磁場場強受到削弱。一旦永久磁鐵受到削弱，由于電動機的轉矩不足，電動機就不能正常地工作和開始承擔載荷。當然可以設計磁場系統，使其永久磁鐵在半徑方向有更大的寬度，從而得以保持必要的磁場強度。但是這樣一來就會使電動機有著不經濟的過大重量和尺寸。

本發明的主要目的是消除上述現有技術中的缺點，并提供一種新型直流電動機，這種直流電動機的磁場系統由永久磁鐵和輔助磁極共同組成，這種輔助磁極能提供有效的抵消使永久磁鐵去磁的效應。