[其他]無電刷無換向器式直流電機

無效

• 申請號: 86104917
• 申請日: 1986-08-08
• 公開（公告）號: CN86104917A
• 公開（公告）日: 1988-02-17
• 發明（設計）人: 馮秀琳
• 申請（專利權）人: 馮秀琳
• 主分類號: H02K57/00
• 分類號: H02K57/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請對象屬于直流電機技術領域。

現有的旋轉型直流電機，雖然有優點：調速（對電動機而言）或調節（對發電機而言）特性平滑無級、范圍大，控制方便。對電動機而言，能頻繁地進行無級快速起動、制動、反轉，能滿足生產過程自動化的各種要求。但又有缺點：有一套容易損壞的“刷一器”裝置，使之與其它電機相比，結構較復雜、制造較困難（全國只有少數電機廠才能生產）、價格較昂貴（以換向器與電樞繞組加工費用為主）、維護修理很不方便（修理周期最長），從而使該電機使用范圍很有限，其中的直流發電機目前已逐漸被可控硅整流裝置所取代。

現有技術：1、《淺談無刷直流電動機的現狀和發展方向》毛鼎品，西安微電機研究所，見《中國電工技術學會年會論文集”專題論文報告摘要”》中國電工技術學會編86年7月P₁₉，文中提到的國內、外這種旋轉型直流電機無刷是不假，但都不是真正直流電機，而是交流電機，它們都離不開電子式位置檢測裝置。2、《直線電機科技成果匯編》第一集、中國電工技術學會直線電機研究組編85年12月P₄₂，文中提到的也是“機電結合的精密電子產品”與本申請對象的完全兩樣，并且后者的功率很小。

本申請對象的任務是：保留、甚至擴大該電機上述最可貴的優點，設法去掉“刷一器”裝置，使之成為各電機中結構較簡單，制造較容易（任一工廠都能制造）、價格較便宜（以金屬機械加工費用為主，其成本將要降低三分之二以上）、運行較可靠、維護修理較方便、使用范圍較廣泛的電動機或發電機。

解決上述任務的方案是：如附圖1所示，在現有的二極直流電機原理圖中，把放置在原理位置即電樞表面幾何中性線上的一個電刷（例如正電刷）及顯示某個磁極（例如N極）厚度的某個側面a，二者沿電樞園周方向移動，一直移到正刷與負刷相重合、a側面與b側面相遇為止，即附圖1（a）→（b）→（c）→（d），這樣由原來圖1（a）里只占定子一定寬度的磁極，最后擴展為占據電機整個定子空間的環形磁極，如圖1（d）所示，同時使轉子電樞上切割定子磁極感應同一方向電勢e_a的電樞導體數，由原來圖1（a）的只占半個電樞最后擴展到整個電樞，如圖1（d）所示。于是①由于整個電樞導體的電勢都是同一個方向，故不會出現現有直流電機那種過程極復雜的變換電流方向問題，即換向問題，因而不再需要換向器、換向極、及其經典式的換向理論;②由于環形磁極是個勻強磁場，故不會再出現現有直流電機那種令初學者難以理解的磁極禮帽形磁密分布波與電樞馬鞍形磁密分布波的逐點合成“過程”。更不會出現由于合成的和尚帽形磁密分布波波峰過高，使局部磁路過飽和而導致每極磁通量略為變小的電樞反應“結果”。故也不需要穩定繞組了。也不會出現由于帽峰磁密過高而使局部換向片間電位梯度劇增而導致環火的危險，因而不再需要在磁極掌表面開槽嵌入補償繞組，③由于電樞繞組上沒有換向器（片）與電刷，故再也不會有現有直流電機那種復雜多變的，也是令初學者難以理解的電樞繞組展開圖、繞線表與支路圖，從而簡化了該電機的電樞繞組構成原理。

由此可見本申請對象的新型直流電機不僅從現有直流電機的構造上徹底去掉最容易損壞的換向器，甚至電刷，還簡化了令初學者難懂的“電樞繞組構成原理”及“電樞反應原理”，徹底廢棄掉復雜的“換向理論及其改善措施”，為電機書的編著者、印刷出版者、教書者、讀書者、電機設計制造者都節省了時間、精力、人力、物力與財力。還使目前仍處于研究階段復雜的交流調速理論及其昂貴的電子調速裝置失去意義。