專利名稱：導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，主要涉及對(duì)圓盤(pán)電機(jī)關(guān)鍵部件的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
目前，人們?cè)谌粘Ｉ钪?，需要用直流電時(shí)要么由一般的交流電經(jīng)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等等過(guò)程實(shí)現(xiàn)，但通常得出的電流小而且過(guò)程復(fù)雜；而一般的直流電機(jī)也只是交流電機(jī)加上換向器構(gòu)成，但發(fā)出的電流也不是恒定直流電，其他的直流電機(jī)由于各種原因也未能將直流電機(jī)簡(jiǎn)約化、高效化，故未能將直流電機(jī)大規(guī)模普及。在輸電方面由于長(zhǎng)距離輸電時(shí)直流電無(wú)感抗、阻抗等，比起交流電來(lái)說(shuō)是優(yōu)越不少，可以大幅度減少能量損失，提高電能利用率等，故通常就是將交流電變?yōu)橹绷麟娫賹⑵漭敵?，在用電方面由于直流電機(jī)的綜合效能在交流電機(jī)之下，故而又將直流電逆變后再使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，導(dǎo)線圓盤(pán)能使直流電機(jī)更高效，結(jié)構(gòu)更緊湊，運(yùn)行更穩(wěn)定，輸出電流更加穩(wěn)定可調(diào)；做電動(dòng)機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，更方便調(diào)節(jié)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明提出的這種導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，它有殼體、電機(jī)軸、產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)的磁體、作為轉(zhuǎn)子或者定子的圓盤(pán)組合體，其特征在于所述圓盤(pán)組合體由多個(gè)導(dǎo)線圓盤(pán)互相疊加組合而成，每一塊導(dǎo)線圓盤(pán)均有內(nèi)圓環(huán)和外圓環(huán)，內(nèi)、外兩圓環(huán)間有導(dǎo)線連接，圓盤(pán)組合體作為轉(zhuǎn)子時(shí)，其內(nèi)圓環(huán)與電機(jī)軸固定轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)圓環(huán)和外圓環(huán)與相應(yīng)電刷連接；導(dǎo)線組合體作為定子時(shí)，電機(jī)軸與磁體固定轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線圓盤(pán)組合體在磁體內(nèi)或者在磁體的兩側(cè)，定子固定在殼體上。磁體為永久磁鐵、電磁鐵或通電線圈。圓盤(pán)組合體作為轉(zhuǎn)子時(shí)，各導(dǎo)線圓盤(pán)的內(nèi)、外圓環(huán)間有增加強(qiáng)度的徑向筋條。導(dǎo)線圓盤(pán)的徑向筋條可以是與內(nèi)、外圓環(huán)同質(zhì)的材料，也可以是異質(zhì)材料，徑向筋條與內(nèi)、外兩圓環(huán)間的連接可以融鑄為一體，也可以焊接或者螺栓連接。不過(guò)，徑向筋條以金屬導(dǎo)體為佳，以便增強(qiáng)傳輸大電流。內(nèi)、外兩圓環(huán)間的連接導(dǎo)線為細(xì)的漆包線，兩端的連接點(diǎn)為電連接。導(dǎo)線圓盤(pán)可以做成整塊的，也可以由多塊扇形拼接而成，各塊扇形間連接為電連接。內(nèi)、外兩圓環(huán)上可以設(shè)一圈圓柱體，連接導(dǎo)線繞在圓柱體上，繞行處為電接觸，其余部分互相絕緣。本發(fā)明的這種導(dǎo)線圓盤(pán)式(直流)電機(jī)，其圓盤(pán)組合體和磁體任意一個(gè)均可作為轉(zhuǎn)子，另一個(gè)作為定子；其中當(dāng)圓盤(pán)組合體作為定子時(shí)即為無(wú)刷電機(jī)，作為轉(zhuǎn)子時(shí)，內(nèi)、外兩圓環(huán)連接電刷。
本發(fā)明的特點(diǎn)是
1、細(xì)導(dǎo)線直接繞在內(nèi)外兩圓環(huán)的小圓柱上，繞行處電連接，將電流導(dǎo)到圓盤(pán)組合體上， 使用細(xì)導(dǎo)線可以減少導(dǎo)線所占空間，同時(shí)增加磁場(chǎng)空間內(nèi)導(dǎo)線的數(shù)量，讓更多導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，可以充分利用磁場(chǎng)能。2、徑向筋條用粗導(dǎo)線，可以導(dǎo)通大電流，同時(shí)其中粗導(dǎo)線可以起到支撐圓盤(pán)整體形狀、增加其強(qiáng)度的作用。3、磁體寬度大于圓盤(pán)組合體的寬度，有利于將磁場(chǎng)集中在圓盤(pán)組合體所在空間， 充分利用磁場(chǎng)；
4、磁鐵兩側(cè)安裝圓盤(pán)組合體，磁體兩端的磁場(chǎng)都能得到利用。5、每個(gè)導(dǎo)線圓盤(pán)本身具有較大空隙，外側(cè)空隙大于內(nèi)側(cè)空隙，有利于整機(jī)的散熱，保持機(jī)器長(zhǎng)期正常工作，延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命?？傊?，本發(fā)明做到了所提出的導(dǎo)線圓盤(pán)使直流電機(jī)更高效，結(jié)構(gòu)更緊湊，運(yùn)行更穩(wěn)定，輸出電流更加穩(wěn)定可調(diào)；做電動(dòng)機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，更方便調(diào)節(jié)的發(fā)明目標(biāo)。


圖1是導(dǎo)線繞圓柱體形式的單塊導(dǎo)線圓盤(pán)主視圖(作為定子使用時(shí))。圖2是的導(dǎo)線繞圓柱體形式的單塊導(dǎo)線圓盤(pán)主視圖(作為轉(zhuǎn)子使用時(shí))。圖3是省略導(dǎo)線的放射狀導(dǎo)線圓盤(pán)主視圖(作定子使用時(shí))。圖4是省略導(dǎo)線的放射狀導(dǎo)線圓盤(pán)主視圖(作轉(zhuǎn)子使用時(shí))。圖5是放射狀導(dǎo)線圓盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圓盤(pán)組合體作轉(zhuǎn)子時(shí)直流電機(jī)軸向剖面示意圖。圖7是磁體作轉(zhuǎn)子圓盤(pán)組合體置于兩側(cè)的直流電機(jī)軸向剖面示意圖。圖8是磁體作定子圓盤(pán)組合體置于兩側(cè)的直流電機(jī)軸向剖面示意圖。圖1-8中，各零部件的標(biāo)號(hào)如下
0-電機(jī)軸；2-圓柱齒；3-細(xì)導(dǎo)線；4-外圓環(huán)；5-內(nèi)圓環(huán)(作轉(zhuǎn)子時(shí));6_徑向筋條；7-放射狀導(dǎo)線圓盤(pán)的內(nèi)圓環(huán)(作定子時(shí))；8_放射狀導(dǎo)線圓盤(pán)的外圓環(huán)；9-放射狀導(dǎo)線圓盤(pán)的內(nèi)圓環(huán)(作轉(zhuǎn)子時(shí))；10_單層導(dǎo)線圓盤(pán)的內(nèi)圓環(huán)；11-粗導(dǎo)線；12-單層導(dǎo)線圓盤(pán)的外圓環(huán)； 13-圓盤(pán)組合體；14-圓盤(pán)組合體與磁體的間隙；15-線圈托槽或者鐵芯；16-線圈。
具體實(shí)施例方式由于這種方法獲得的實(shí)現(xiàn)方案很多，下面參考附圖結(jié)合不同的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，在任何情況下這些描述不能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。如圖1 -8所示，圓盤(pán)組合體13作為定子時(shí)，由于它不負(fù)載，所以內(nèi)圓環(huán)1和外圓環(huán)4間無(wú)需特別用高強(qiáng)度的部件連接，只需用導(dǎo)線細(xì)導(dǎo)線3連接保持其基本形狀不變就行。 內(nèi)、外兩圓環(huán)上均有一圈圓柱齒2，細(xì)導(dǎo)線3就一一對(duì)應(yīng)地繞在這些柱齒上，細(xì)導(dǎo)線與圓柱齒接觸的地方去掉導(dǎo)線的漆包線，實(shí)現(xiàn)電連接，導(dǎo)線的其他地方仍然保持互相絕緣。多塊這樣的導(dǎo)線圓盤(pán)平行地疊加在一起用螺栓從軸向連接固定便成了圓盤(pán)組合體。為了不影響組合體的電磁感應(yīng)功能，軸向的螺栓用塑料或尼龍等非導(dǎo)電材料做成。不過(guò)由于螺栓是與磁力線平行的，即使用金屬螺栓影響也不會(huì)太大。
如圖2所示單塊導(dǎo)線圓盤(pán)的結(jié)構(gòu)與圖1所示的基本相同，不同的是在內(nèi)、外兩圓環(huán)間增加了徑向筋條6。徑向筋條用與兩圓環(huán)相同的導(dǎo)體材料做成，如用銅、鋁、合金等有一定強(qiáng)度的金屬鑄造或焊接而成，也可以沖、軋等方式做成。徑向筋條的作用主要是增加導(dǎo)線圓盤(pán)的整體性和強(qiáng)度，保證其負(fù)載的能力。所以，為了充分利用磁場(chǎng)能，徑向筋條越少越好。 本例用三根互成120角的筋條。在筋條間連接細(xì)導(dǎo)線，當(dāng)然連接的方式可以是與圖1所示的一樣繞在內(nèi)、外兩圓環(huán)間的柱齒上。多塊導(dǎo)線圓盤(pán)疊加成組合體的方式同上。作轉(zhuǎn)子時(shí)，導(dǎo)線圓盤(pán)內(nèi)圓環(huán)的內(nèi)孔就是電機(jī)軸0的安裝孔，所以一般開(kāi)有鍵槽。如圖3所示。導(dǎo)線做成放射狀時(shí)，放射狀導(dǎo)線圓盤(pán)的內(nèi)圓環(huán)7 (作定子時(shí))和-放射狀導(dǎo)線圓盤(pán)的外圓環(huán)8的橫截面形狀做成直角形，以增加其強(qiáng)度。圖中有剖面線的部分是兩圓環(huán)的橫斷面。如圖4所示。導(dǎo)線做成放射狀時(shí)，放射狀導(dǎo)線圓盤(pán)的內(nèi)圓環(huán)9 (作定子時(shí))和-放射狀導(dǎo)線圓盤(pán)的外圓環(huán)8的橫截面形狀做成直角形，以增加其強(qiáng)度。圖中有剖面線的部分是兩圓環(huán)的橫斷面。如圖5所示，放射狀導(dǎo)線圓盤(pán)單層結(jié)構(gòu)(做定子時(shí))，單層導(dǎo)線圓盤(pán)的內(nèi)圓環(huán)10和單層導(dǎo)線圓盤(pán)的外圓環(huán)12均較薄，此兩圓環(huán)間的導(dǎo)線為細(xì)導(dǎo)線和粗導(dǎo)線11。此處，粗導(dǎo)線除具有過(guò)載大電流外，還有徑向筋條的作用。放射狀的粗導(dǎo)線和細(xì)導(dǎo)線焊接在兩圓環(huán)上。同時(shí)取消圓柱齒。圖1-5所示的導(dǎo)線圓盤(pán)均有軸向連接、使之疊加成組合體的螺栓孔，圖中未畫(huà)出。為了增強(qiáng)安裝的便利性，特別是大尺寸的組合體時(shí)，可以將每一塊導(dǎo)線圓盤(pán)分解成多塊扇形，組裝時(shí)拼接成一個(gè)整體。磁體可以是現(xiàn)有產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)的任何一種形式，如永久磁鐵，電磁鐵或者感應(yīng)線圈。在圖6中磁體就是線圈16和其托槽15 ；在圖7和圖8中，磁體是線圈16和鐵芯15。圖6和圖8中，電機(jī)軸0固定在圓盤(pán)組合體上。圖7中電機(jī)軸固定在磁體上。另外，無(wú)論導(dǎo)線圓盤(pán)作定子還是作轉(zhuǎn)子。在其內(nèi)圓環(huán)和外圓環(huán)間加一個(gè)中圓環(huán)，讓導(dǎo)線與之進(jìn)行電連接，不僅可以充分利用磁場(chǎng)，而且可以調(diào)節(jié)電流。因此本發(fā)明不排除這種方式。其余未提及的零部件及標(biāo)號(hào)如上所述。 如此制作的導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)的可以作發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。(1)做發(fā)電機(jī)時(shí)軸向磁場(chǎng)由磁體提供，若使用電磁鐵或通電線圈，則在電磁鐵或通電線圈上通上電流，即可產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)，若使用永磁體則直接產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)；若再由外力矩帶動(dòng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線圓盤(pán)組成的圓盤(pán)組合體和磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線圓盤(pán)上的導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從導(dǎo)線圓盤(pán)上引出即可對(duì)外供電(直流電)。調(diào)節(jié)電磁鐵強(qiáng)度、通電線圈上的電流或轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速即可調(diào)節(jié)輸出電流，使用永磁體作磁體時(shí)則調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流。在生活中需要直流電時(shí)，可利用這種方法將電機(jī)小型化，可實(shí)現(xiàn)方便快速高效發(fā)電，實(shí)現(xiàn)家庭自給自足供電。( 2 )做電動(dòng)機(jī)時(shí)軸向磁場(chǎng)由磁體提供，若使用電磁鐵或通電線圈，則在電磁鐵或通電線圈上通上電流，即可產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)，若使用永磁體則直接產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)；若在導(dǎo)線圓盤(pán)的內(nèi)、外圓環(huán)上通上直流電，則通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力，轉(zhuǎn)子和磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)節(jié)輸入到導(dǎo)線圓盤(pán)上的電流或者通電線圈或電磁鐵上的電流比例即可調(diào)速。使用永磁體時(shí)則調(diào)節(jié)輸入到圓盤(pán)上的電流來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 按這種方式制造的直流電機(jī)就是可逆電機(jī)。有功輸入時(shí)為發(fā)電機(jī)，對(duì)外做功時(shí)為電動(dòng)機(jī)，它的特點(diǎn)如上所述。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，它有殼體、電機(jī)軸、產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)的磁體、作為轉(zhuǎn)子或者定子的圓盤(pán)組合體，其特征在于所述圓盤(pán)組合體由多個(gè)導(dǎo)線圓盤(pán)互相疊加組合而成，每一塊導(dǎo)線圓盤(pán)均有內(nèi)圓環(huán)和外圓環(huán)，內(nèi)、外兩圓環(huán)間有導(dǎo)線連接，圓盤(pán)組合體作為轉(zhuǎn)子時(shí)，其內(nèi)圓環(huán)與電機(jī)軸固定轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)圓環(huán)和外圓環(huán)與相應(yīng)電刷連接；導(dǎo)線組合體作為定子時(shí)，電機(jī)軸與磁體固定轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線圓盤(pán)組合體在磁體內(nèi)或者在磁體的兩側(cè)，定子固定在殼體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，其特征在于磁體為永久磁鐵、電磁鐵或通電線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，其特征在于圓盤(pán)組合體作為轉(zhuǎn)子時(shí)，各導(dǎo)線圓盤(pán)的內(nèi)、外圓環(huán)間有增加強(qiáng)度的徑向筋條。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，其特征在于導(dǎo)線圓盤(pán)的徑向筋條是與內(nèi)、外圓環(huán)同質(zhì)的材料，與內(nèi)、外兩圓環(huán)間的連接融鑄為一體、焊接或者螺栓連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，其特征在于不過(guò)，徑向筋條是金屬導(dǎo)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，其特征在于內(nèi)、外兩圓環(huán)間的連接導(dǎo)線為細(xì)漆包線，兩端的連接點(diǎn)為電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，其特征在于導(dǎo)線圓盤(pán)由多塊扇形拼接而成，各塊扇形間連接為電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，其特征在于內(nèi)、外兩圓環(huán)上有一圈圓柱齒，連接導(dǎo)線繞在圓柱齒上，繞行處為電接觸，其余部分互相絕緣。
全文摘要
本發(fā)明為一種導(dǎo)線圓盤(pán)式電機(jī)，它有殼體、電機(jī)軸、產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)的磁體、作為轉(zhuǎn)子或者定子的圓盤(pán)組合體，圓盤(pán)組合體由多個(gè)導(dǎo)線圓盤(pán)互相疊加組合而成，每一塊導(dǎo)線圓盤(pán)均有內(nèi)圓環(huán)和外圓環(huán)，內(nèi)、外兩圓環(huán)間有導(dǎo)線連接，圓盤(pán)組合體作為轉(zhuǎn)子時(shí)，其內(nèi)圓環(huán)與電機(jī)軸固定轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)圓環(huán)和外圓環(huán)與相應(yīng)電刷連接；導(dǎo)線組合體作為定子時(shí)，電機(jī)軸與磁體固定轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線圓盤(pán)組合體在磁體內(nèi)或者在磁體的兩側(cè)，定子固定在殼體上，磁體為永久磁鐵、電磁鐵或通電線圈，圓盤(pán)組合體作為轉(zhuǎn)子時(shí)，各導(dǎo)線圓盤(pán)的內(nèi)、外圓環(huán)間有增加強(qiáng)度的徑向筋條，導(dǎo)線圓盤(pán)可以做成整塊的，也可以由多塊扇形拼接而成，各塊扇形間連接為電連接。本發(fā)明的特點(diǎn)是電機(jī)更高效，結(jié)構(gòu)更緊湊，運(yùn)行更穩(wěn)定，輸出電流更加穩(wěn)定可調(diào)；做電動(dòng)機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，更方便調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)H02K3/28GK102522842SQ20121000187
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者王紅興 申請(qǐng)人:王紅興