[发明专利]无轴承电机

说明书

技术领域

本发明涉及电动机领域，具体而言，涉及无轴承电机。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。

传统电机的转子是用两个机械轴承来支承，因此转子转动过程中存在机械摩擦，机械摩擦不仅增加了转子的摩擦阻力，使轴承磨损、降低轴承的使用寿命，由于在高速运转电机中，机械轴承收到的冲击力更大，机械轴承的磨损更快，使轴承和电机的使用寿命大大缩短。另外，由于机械轴承的装配要求较高，若机械轴承在高速状态下磨损会影响加工的精度。

发明内容

本发明提供了一种无轴承电机，使上述问题得到改善。

本发明是这样实现的：

一种无轴承电机，包括：

机筒，所述机筒为管状，所述机筒的内侧设置有多个相互之间首尾相连的扇环形的磁钢，所述磁钢组成环状且与所述机筒的内壁贴合，所述磁钢的两端设置有磁环；

用于将所述机筒的两端封闭的前盖和后盖，所述前盖和所述后盖分别设置在所述机筒的两端，所述前盖和所述后盖均为筒状且设置有凹槽，所述前盖和所述后盖的外壁均与所述机筒的内壁贴合，所述前盖和所述后盖的相互靠近的一端的侧壁均设置有倾斜面，所述磁环与所述倾斜面贴合，所述磁环的内侧倾斜；

转动轴，所述转动轴贯穿所述前盖和所述后盖并伸出所述机筒，所述转动轴的靠近所述前盖的一端设置有限位环，所述限位环位于所述前盖的凹槽内，所述限位环的直径大于所述转动轴的直径且小于所述凹槽的内径；

相互连接的第一铁芯和两个第二铁芯，所述第一铁芯为圆柱状，所述第二铁芯为圆台状，所述第一铁芯和所述第二铁芯均套设在所述转动轴上，两个所述第二铁芯分别设置在所述第一铁芯的两端，两个所述第二铁芯的侧面分别靠近所述前盖的倾斜面和所述后盖的倾斜面，其中一个所述第二铁芯的远离所述第一铁芯的一端抵住所述限位环，所述第一铁芯和所述磁钢之间、所述第二铁芯的侧面与所述磁环之间均设置有气隙，所述第一铁芯与所述磁钢对应，所述第二铁芯与所述磁环对应，所述第一铁芯和所述第二铁芯均设置有用于缠绕转子绕线的绕线槽；

相互配合的换向器和碳刷架，所述换向器套设在所述转动轴的远离所述限位环的一端，所述换向器包括触片，所述碳刷架包括胶木环和嵌设在所述胶木环内的碳刷，所述触片和所述碳刷配合，所述胶木环贯穿所述后盖；

胶木盖，所述胶木盖固定设置在所述机筒的远离所述前盖的一端，所述胶木盖上设置有通孔。

机筒为管状，用于将其余部件覆盖；扇环形的磁钢贴合固定在机筒的内壁，提供稳定的磁场，多个磁钢首尾相接，相邻的两个磁钢的内表面磁极相反，磁环的内表面和外表面均倾斜形成圆台状，磁钢和磁环分别与第一铁芯和第二铁芯发生作用使其悬浮，从而使得转动轴悬浮。前盖和后盖共同作用，将机筒封闭，使磁钢和第一铁芯、第二铁芯等处于一个相对密封的空间内，避免其损坏或污染；另外，由于前盖和后盖的端部倾斜，可以放置圆台状的磁环，磁钢与第一铁芯之间、磁环与表面倾斜的第二铁芯之间一一对应且均存在一定的间隙，磁钢对第一铁性形成与转动轴的轴心线垂直的磁性推力使转动轴悬浮，磁环对第二铁芯形成与磁环的内表面垂直的磁性推力限制转动轴的位置，第一铁芯和第二铁芯受到的叠加力使转动轴只能悬浮在同一个位置并可以绕自身轴心线进行转动，转动轴难以沿其轴心线方向发生水平移动。第一铁芯和第二铁芯受到磁场作用，自身重力远远低于磁力可以忽略不计，转动轴收到的力相互之间处于平衡状态，使转动轴的轴心线维持在适当的范围并自动对中，使气隙维持在稳定的范围；绕线槽用于缠绕转子绕线，并通过外部电流使第一铁芯和第二铁芯产生磁场，与磁环形成的磁场共同作用使转动轴悬浮并可以绕轴心线转动，不需要使用轴承，提高电机的效率和转速，延长电机的使用寿命，保证无轴承电机可以稳定工作；磁钢与第一铁芯之间的作用力及磁环与第二铁芯之间的作用力全部通过磁钢形成的磁场与第一铁芯的绕线槽内的转子绕线形成的磁场之间相互作用以及磁环形成的磁场与第二铁芯的绕线槽内的转子绕线形成的磁场之间相互作用实现，并非相互之间直接发生作用。换向器，俗称整流子，换向器与碳刷架上的触片共同作用使电机的转动轴可以持续转动。胶木盖将机筒的原理前盖的一端封闭，后盖也处于前盖与胶木盖形成的封闭空间内，使碳刷架处于一个相对密闭的空间内，保护碳刷架不被外力破坏，延长电机的使用寿命；胶木盖可以绝缘，通孔可以通过导线等用于使碳刷架可以与其他结构连接。