[其他]单极直流电机

说明书

发明是一种不换向直流电机。

现在广泛使用的直流电机由于有换向问题，使得结构复杂，体积大，只能作为定子磁场的型式，要使用大量有色金属，造价昂贵。在运行中维护量大，故障多，而且有相当大的电能和机械能损失。

本发明的目的，是设计一种不需要换向的真正的直流电机，每台电机都有两个以上的平行的磁极，相邻磁极的极性相反，通过定子、转子和气隙形成磁路。运用外部连线，使得在同一磁极下的所有绕组元件有效边的电流方向相同，不同磁极下绕组元件有效边的电流方向相反。电动机既可以作成定子磁场，也可以作成转子磁场的形式，磁极既可以采用永磁材料，也可以采用电磁材料。由于在运转中不产生交变电势，没有铁损，铁芯可不用矽钢片，而用整体矽钢件或其它导磁率高的材料。单极直流电机也可以作成直线电机。

下面根据附图所描述的一种转子磁场式单极直流电动机的实施例，来详细解释发明：

图1：单极直流电动机的半剖面图。

图2：定子展开图（部分）。

这台电动机包括一个带有N磁极1、S磁极2和激磁线圈3的转子4，电动机定子5上作有线槽6和线孔18，绕子元件7就放在线槽6内，每个磁极下的所有绕组元件都通过线孔18用外部连线8连接起来，接电源时，极性必须正确，使不同磁极下绕组元件有效边上的电流方向相反。通电后，绕组元件有效边在磁场作用下，按左手定侧的规律运动，但由于绕子元件7放在定子上，不能运动，所以转子4就向相反的方向转动。

磁极通过定子5转子4和气隙形成磁路，除了主磁通9以外，还存在漏磁通10，可以在轴承11外套上加一个非导磁材料作的套圈12，在端盖13下垫上用非导磁材料作的垫圈14，也可以用非导磁材料制造转子的轴或端盖，以减少漏磁通，在两磁极对应的绕组元件有效边之间作有一道宽槽17，防止磁通短路。

通过电刷15和滑环16给激磁线圈提供电源，滑环和电刷的数量是线圈个数的二倍，转子磁极和轴上留有线孔或线槽以引出导线，本电动机假定有两个激磁线圈。如果磁极采用永磁材料，就不需要电刷、滑环和激磁线圈。

绕组元件7通过外部连线8可以全部串联，也可以并连后再串联，不同磁极的绕组元件可以串联也可以并联，电动机在工作时，可以通过改变外部连线8的接法来调速，其工作特性相当于改变电源电压。

单极直流发电机可以看作是工作在第4象限的单极直流电动机。