本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)形轉(zhuǎn)子直流電機(jī)。

背景技術(shù)：

電機(jī)是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置，主要作用是利用電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。常用的電機(jī)有直流電機(jī)，傳統(tǒng)的直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成，運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，電動(dòng)機(jī)定子提供磁場，直流電源向轉(zhuǎn)子的繞組提供電流，換向器使轉(zhuǎn)子電流與磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持方向不變。

傳統(tǒng)電機(jī)的能耗主要用在了感抗上面，比如一臺48v/1000w的直流電機(jī)，直流電阻0.6歐姆，額定電流20安培，通過公式可以計(jì)算出它的交流感抗是48/20＝2.4歐姆。在沒有感抗的情況下，得到20安培的電流只需要0.6*20＝12v的電壓，那么輸入功率就是12v*20a＝240w.，如果在沒有感抗的情況下把這臺電機(jī)的直流電阻調(diào)整為0.1歐姆，那么電機(jī)在輸出力矩不變的情況下就只需40瓦功率，在現(xiàn)有的電機(jī)上是不能實(shí)現(xiàn)以上的這種狀態(tài)，因此現(xiàn)有的電機(jī)功耗高，功率轉(zhuǎn)換效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種環(huán)形轉(zhuǎn)子直流電機(jī)，解決目前技術(shù)中傳統(tǒng)的電機(jī)感抗高，功耗高，功率轉(zhuǎn)換效率低下的問題。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種環(huán)形轉(zhuǎn)子直流電機(jī)，其特征在于，包括定子線圈和轉(zhuǎn)子，定子線圈整體為沿周向纏繞著線圈的空心筒結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子呈圓環(huán)狀并且轉(zhuǎn)子沿圓周方向由導(dǎo)磁性段和非導(dǎo)磁性段組成，定子線圈包在轉(zhuǎn)子的圓周弧段上，定子線圈周期性通斷電驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿其自身圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明所述的環(huán)形轉(zhuǎn)子直流電機(jī)利用空心筒結(jié)構(gòu)的定子線圈在其通電時(shí)產(chǎn)生磁場，磁場的方向沿著空心筒的軸向，磁場對轉(zhuǎn)子的導(dǎo)磁性段產(chǎn)生磁性吸力，從而使得轉(zhuǎn)子沿其自身圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來，然后定子線圈斷電，轉(zhuǎn)子由于慣性會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子的導(dǎo)磁性段旋轉(zhuǎn)到達(dá)空心筒的洞口時(shí)，定子線圈再次通電產(chǎn)生磁場對轉(zhuǎn)子的導(dǎo)磁性段產(chǎn)生吸力，以上過程周而復(fù)始的進(jìn)行，使得轉(zhuǎn)子形成連續(xù)不斷的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子無電流不需要供電，不受溫度的影響，使用壽命長，運(yùn)轉(zhuǎn)更加順暢穩(wěn)定。

進(jìn)一步的，所述的定子線圈為超導(dǎo)線圈，超導(dǎo)線圈的電阻為零，線圈的線徑可以盡可能的小，砸數(shù)也盡量繞多，以小電流來工作降低功耗。

進(jìn)一步的，所述的定子線圈上設(shè)置有冷凍裝置，利用冷凍裝置單獨(dú)對定子線圈進(jìn)行降溫冷凍便于實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，無需對轉(zhuǎn)子等其他部件進(jìn)行冷凍，可以有效降低能源消耗，提高電機(jī)工作效率。

進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)磁性段為軟磁體，是磁場的良導(dǎo)體。

進(jìn)一步的，所述的定子線圈在轉(zhuǎn)子的圓周方向上間隔設(shè)置有若干個(gè)，多個(gè)定子線圈協(xié)同工作，使得轉(zhuǎn)子在定子線圈的空心內(nèi)以軸承支撐的狀態(tài)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，阻力小，降低發(fā)熱量，使用壽命長，噪音低，提高運(yùn)轉(zhuǎn)順暢性，降低損耗，提高輸出功率。

進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)磁性段和非導(dǎo)磁性段沿圓周方向相互間隔設(shè)置有若干段，提高運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，不同位置處的導(dǎo)磁性段可有由不同位置處的定子線圈產(chǎn)生的磁場驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，輸出功率高。

進(jìn)一步的，所述的轉(zhuǎn)子上設(shè)置了沿圓周方向的齒圈，轉(zhuǎn)子通過齒圈傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。

進(jìn)一步的，所述的轉(zhuǎn)子旁設(shè)置了與齒圈嚙合的動(dòng)力輸出輪，動(dòng)力輸出輪向外輸出動(dòng)力，可通過調(diào)整動(dòng)力輸出輪的尺寸來調(diào)整輸出扭矩。

進(jìn)一步的，所述的動(dòng)力輸出輪與控制系統(tǒng)連接監(jiān)測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，控制系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置來控制定子線圈的通斷電，動(dòng)力輸出輪與轉(zhuǎn)子上的齒圈嚙合，從而通過動(dòng)力輸出輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)便能推算出轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，從而確定導(dǎo)磁性段和非導(dǎo)磁性段的位置，通過導(dǎo)磁性段的旋轉(zhuǎn)位置來控制定子線圈的通斷電，在導(dǎo)磁性段剛要進(jìn)入定子線圈的空心洞口時(shí)通電產(chǎn)生磁性力，在導(dǎo)磁性段與定子線圈的磁性力得到平衡前定子線圈斷電，磁性力消失，轉(zhuǎn)子在慣性作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，周而復(fù)始的通過轉(zhuǎn)子上導(dǎo)磁性段的位置來控制定子線圈的通斷電，并且定子線圈的第二次通電時(shí)間總是在第一次斷電產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢消失以后。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明所述的環(huán)形轉(zhuǎn)子直流電機(jī)利用定子線圈的通斷電來驅(qū)動(dòng)環(huán)形的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，定子線圈的電流方向一直是單方向，轉(zhuǎn)子無電流不需要供電，不受溫度的影響，使用壽命長，阻力小，發(fā)熱量低，使用壽命長，噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)順暢性高，子線圈為超導(dǎo)線圈，超導(dǎo)線圈的電阻為零，線圈的線徑可以盡可能的小，砸數(shù)也盡量繞多，以小電流來工作降低功耗，提高輸出功率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為定子線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例公開的一種環(huán)形轉(zhuǎn)子直流電機(jī)，降低感抗，電阻低，降低功率損耗，提高電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率，傳動(dòng)效率高，降低發(fā)熱量，使用壽命長，噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)順暢。

如圖1至圖3所示，一種環(huán)形轉(zhuǎn)子直流電機(jī)，包括定子線圈1和轉(zhuǎn)子2，定子線圈1整體呈空心筒結(jié)構(gòu)，沿空心筒周向纏繞著線圈，轉(zhuǎn)子2呈圓環(huán)狀，并且轉(zhuǎn)子2沿圓周方向由導(dǎo)磁性段21和非導(dǎo)磁性段22組成，導(dǎo)磁性段21為軟磁體鐵芯，導(dǎo)磁性段21和非導(dǎo)磁性段22分別呈半圓環(huán)狀然后對接組成完整的圓環(huán)，或者導(dǎo)磁性段21只占整個(gè)圓環(huán)的一段弧長，還可設(shè)置為導(dǎo)磁性段21和非導(dǎo)磁性段22分別有多段，導(dǎo)磁性段21和非導(dǎo)磁性段22沿圓周方向間隔排列組成完整圓環(huán)，定子線圈1包在轉(zhuǎn)子2的圓周弧段上，將定子線圈1的位置固定，轉(zhuǎn)子2從定子線圈1的空心穿過的同時(shí)可沿轉(zhuǎn)子2自身圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

轉(zhuǎn)子2上設(shè)置了沿圓周方向的齒圈23，齒圈23可設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的外圍、內(nèi)圈、上表面、下表面等位置，轉(zhuǎn)子2旁設(shè)置了與齒圈23嚙合的動(dòng)力輸出輪3，動(dòng)力輸出輪3對外輸出做功，同時(shí)，動(dòng)力輸出輪3與控制系統(tǒng)4連接，通過力輸出輪3的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)來推算轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，從而可以實(shí)時(shí)的掌握轉(zhuǎn)子2上導(dǎo)磁性段21的旋轉(zhuǎn)位置，利用導(dǎo)磁性段21的旋轉(zhuǎn)位置來控制定子線圈1的通斷電。

在導(dǎo)磁性段剛要進(jìn)入定子線圈的空心洞口時(shí)將定子線圈通電，定子線圈產(chǎn)生磁性力拉動(dòng)導(dǎo)磁性段向其內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)磁性段轉(zhuǎn)動(dòng)至與定子線圈的磁性力得到平衡前將定子線圈斷電，磁性力消失，轉(zhuǎn)子在慣性作用下會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)導(dǎo)磁性段再次到達(dá)定子線圈的空心洞口時(shí)，再將定子線圈通電，周而復(fù)始轉(zhuǎn)子形成連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子無電流不需要供電，不受溫度的影響，降低感抗，提高電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率，提高輸出功率。

定子線圈1為超導(dǎo)線圈，并且在定子線圈1上設(shè)置有獨(dú)立的冷凍裝置，單獨(dú)對定子線圈1進(jìn)行冷凍降溫實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，定子線圈電流盡量用小電流，線圈的匝數(shù)盡量多，例如要設(shè)計(jì)的電機(jī)線圈電流密度是100萬安培，就可以把線圈在匝數(shù)繞城100萬匝，而電流只需要1安培，這樣就得到了節(jié)能降低損耗的目的；定子線圈1可設(shè)置一個(gè)或者在轉(zhuǎn)子2的圓周方向上間隔設(shè)置有若干個(gè)，多個(gè)定子線圈協(xié)同工作，使得轉(zhuǎn)子在定子線圈的空心內(nèi)以軸承支撐的狀態(tài)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，阻力小，降低發(fā)熱量，使用壽命長，噪音低，提高運(yùn)轉(zhuǎn)順暢性。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。