1吴彬昊 2吴江丰
1青海省湟源县大华镇中心卫生院
2青海省祁连县默勒镇寄宿制民族小学
电机是把电能转换成机械能或把机械能转化为电能的主要设备。目前普遍使用的电机都是由一个定子和一个转子组成。而我们要谈的双定悬浮转减速电机却是由两个定子和一个悬浮的鼠笼（或绕线组、也可以是永磁的）飞轮式转子组成，它与可控硅技术相结合，会开启人们更好利用电磁学的新时代。下面我们分步谈谈它的组成及功用的设想：
一、双定悬浮转减速电机的组成
本论文所论述的双定悬浮转减速电机由外定子、内定子、悬浮的鼠笼（或绕线组、也可是永磁的）飞轮式转子、动力外传扇风臂、减速、变速、调极组合箱和其它附件六个主要部分构成，下面就其构成及工作原理论述如下：
（一）外定子：（外静止部分）
外定子由外定子铁心和外定子绕组两部分组成。
1.外定子铁心
作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。
构造：定子铁心片一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心片的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放外定子绕线组。
外定子铁心槽型的三种类型：
（1）半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。
（2）半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。
（3）开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。
2、外定子绕组
作用：是电动机的电路部分，通入单相、三相交流电，产生旋转磁场。
构造：由2n个在空间互隔360°/2n电角度、对称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。（或3n个在空间互隔360°/3n电角度、对称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。n为1、2、3、……对应的绕组数。）
外定子绕组的主要绝缘项目有以下三种：（保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘）。
⑴对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。
⑵相间绝缘：各相定子绕组间的绝缘。
⑶匝间绝缘：每相定子绕组各线匝间的绝缘。
（二）内定子（内静止部分）
内定子由内定子铁芯片和内定子绕组两部分构成。
1、内定子铁芯片
作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。
构造：内定子铁芯片一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心片的内圆心冲有均匀分布的“□”槽口，用以嵌放内定子铁芯片固定的固定轴上。在铁芯片的外圆边冲有均匀分布的槽，用以嵌放内定子绕组。
内定子铁芯片的三种外檐槽型：
（1）半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。
（2）半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。
（3）开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。
2、内定子绕组
作用：是电动机的电路部分，通入单相、三相交流电，产生旋转磁场。
构造：由2N个在空间互隔360°/2N电角度、对称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。（或3N个在空间互隔360°/3N电角度、对称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。）
内定子绕组的三种主要绝缘项目：（保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘）。
⑴对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。
⑵相间绝缘：各相定子绕组间的绝缘。
⑶匝间绝缘：每相定子绕组各线匝间的绝缘。
（三）悬浮的鼠笼（或 绕线、永磁）式飞轮转子
悬浮的鼠笼（或 绕线组、也可以是永磁的）式飞轮转子是该电机产生旋转动力的核心部件。外定子、内定子、悬浮的鼠笼（或绕线组）飞轮式它们三者之间以内外两层定子的旋转磁场就像一组最佳搭档一样按“外拉内推外送”的方式在旋转的磁场中相互配合，不断提供一个连续不断地随旋转磁场而旋转的力矩，使转子与内外定子形成绝配，使电磁效能按人的意愿为人服务。
1、转子铁芯圆环片
作用：电机磁路的一部分，并在其上浇筑鼠笼铝框或放置转子绕组。
构造：转子铁芯圆环片一般由0.35-0.5毫米厚、表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁芯圆环片的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放铝框或转子绕组。在铁芯圆环片的外圆也冲有均匀分布的槽，用以嵌放铝框或转子绕组。
转子铁心芯圆环片的内外均匀分布槽型有以下几种：
（1）半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。
（2）半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。
（3）开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。
每片外定子铁芯片、转子铁芯圆环片、内定子铁芯片可由同张0.35–0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片按同心圆冲制。每片中裁取外定子铁芯片、转子铁芯圆环片、内定子铁芯片三者之间缝隙0.35~0.5毫米，后按角度发散规律给外定子铁芯片、转子铁芯圆环片、内定子铁芯片的内、外边按需要开槽，再叠压而成。并在上打上“四面八方洞”，为安装动力外传扇风臂备用。转子绕组的主要绝缘项目有以下三种：（保证绕组的各导电部分与铁芯间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘）。
（1）对地绝缘：转子绕组整体与转子铁芯间的绝缘。
（2）相间绝缘：各相转子绕组间的绝缘。
（3）匝间绝缘：每相转子绕组各线匝间的绝缘。
（四）动力外传扇风臂
动力外传扇风臂就是从转子铁芯圆环片的外沿到内定子铁芯片固定的固定轴上之间的圆环形的、能转动的、能把固定连片与内定子轴连接起来的环形连片，同时冷却电机、传输动力，电能等。
作用：把磁悬浮的鼠笼（或 绕线组、永磁）式飞轮转子产生的旋转势能通过动力外传扇风臂传递到固定轴，再从固定轴传递给减速箱及外界，同时冷却电机、传输电能等。（或反之，将外加的电流通过它输入到磁悬浮的鼠笼（或 绕线组）式飞轮转子中励磁）。
构造：是固定飞轮式鼠轮转子铁芯圆环片（或绕组）到内定子铁芯片固定的固定轴之间的距离为半径圆环形的固定连片。连片上按需求设有拉风扇叶、传力轮、换向器等 ，与固定飞轮式鼠轮转子铁芯圆环片（或绕组）、圆环形的固定连片等与固定轴两端的轴承组成一个传输电流、传输动力的总成。制作要保证铝框或绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘、摩擦、通电等。
（五）减速、变速、调极组合箱
减速、变速、调极组合箱就是通过改变机械的转速来实现电机的带动机械转动、制动和电动机中电流的变化，磁极极数数量的改变、电动机与发电机的互为变换等，从而实现电机智能化，使用效益最大化。
1.减速器，主要实现电机的平稳起步，无极变速器的往复推助器实现往复推助到适宜的位置。实现无级变速付出动力。或因有益发电而实现同步进行制动等。
2.变速器，根据阻力和动力的抵抗状况，通过无极变速适时配置正要需求动力的磁极级数。改变减速器中的转速比。
3.调极组合箱，根据无极变速器付出的转速信号、无极变速器的往复推助器实现往复推助到适宜的位置，改变滑动调极器，从而实现电机磁极极数的改变、交直流电源的配置。
4.电刷和换向器、断电续电器：备用于电动机与发电机的转换时的配电、发电机电流的收储等。
（六）其它附件
其它附件主要有：
1、机座、端盖：支撑作用。
作用：固定外定子铁芯片与前后端盖以支撑悬浮式转子、动力外传臂，并起防护、散热等作用。
构造：机座通常为铸铁件，或用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。
2、轴承或轴瓦
动力外传臂与固定轴链接的轴瓦，连接转动部分与不动部分。
3、轴承端盖：保护轴承。
二、双定悬浮转减速电机的的工作原理
电机都是由一个定子和一个转子组成的。本论文所谈的双定悬浮转减速的电机却是由两个定子和一个悬浮的鼠笼（或绕线组、永磁）飞轮式转子组成。它的构造其实就是一个鼠笼式电机和悬浮式电机揉合的产物，是两种电机的结合物。按需输入电能是电动机，按需输入机械动能和励磁，它又是发电机，是建立在电磁感应定律、全电路欧姆定律、和电磁力定律等基础上的。当磁极沿顺时针方向旋转，磁极的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运动是相对的，假如磁极不动，转子导条沿逆时针方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用,而使转子导条受到电磁力(安培力)，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来。磁场对电流受力的作用，使电动机转子转动起来或线圈在外来力的作用下在磁场中运动而产生了电流。在给外定子、内定子分别通上不同方向的电流动后，可产生相吸的大磁场，在这个相吸的磁场两极中间放上一个悬浮的鼠笼（或 绕线组、永磁）飞轮式转子，转子的铝框（绕组线圈）中产生较大电流，铁芯中同时产生与外磁场相抗衡相斥磁场，在一个推拉助的旋转磁场中运动起来，带动扇风片将动力传递出来，或反向处事，可进行发电、制动。
三、双定悬浮转减速电机的利与弊
双定悬浮转减速电机与现有的电机相比有体积大、重量重、结构复杂的特点，但这也是“打铁还需自身硬”优势。
由于该电机的内心有内定子，故该电机的动力臂就比原有电机的动力臂就要长出那么一节，这就以为着该电机的动力较大，且该电机是减速的，反之利用起来进行发电或制动时，就以为着该电机的阻动能力也较大。
该电机采用双定子提供旋转磁场式，磁场中的飞轮转子在磁悬浮力的作用下，相当是一个磁悬浮的铁锤在磁场中匀速旋转，它既不能逃跑，也不能坠落，这个特点减少了轴瓦的磨损。
该电机采用双定子提供旋转磁场式，若将可控硅技术利用到该电机上，对改变磁场的强弱就有更多的方式和方法。若将该电机利用到代步工具上，就能有更进一步体现经济、节能的效果。
该电机的制作工艺复杂，维修繁琐，故对制作流程的要求更高。