电动助力转向系统及其有刷电机技术方案

本发明专利技术涉及电动助力转向系统及其有刷电机，该有刷电机包括定子和可转动地安装到定子的转子；所述转子包括转轴、固定到转轴的换向器和转子磁芯，以及绕制到转子磁芯的转子绕组；所述换向器具有若干换向片，所述转子磁芯具有若干齿，所述转子绕组包括若干元件；相邻齿之间形成线槽用于收容所述元件；所述若干元件包括若干第一元件和若干第二元件，所述若干第一元件经由换向片相互串联形成第一闭环，所述若干第二元件经由换向片相互串联形成第二闭环，所述第一元件和第二元件分别收容于不同的线槽内。实施本发明专利技术，能提高产品的可靠性。

Electric power steering system and its brush motor

The present invention relates to an electric power steering system and a brush motor, the brush motor comprises a stator and rotatably mounted to the rotor stator; the rotor comprises a rotating shaft, fixed to the shaft of the commutator and rotor core, and winding to the rotor winding of the rotor core; the change to the device has a plurality of commutator segments, the the rotor core has a plurality of teeth, wherein the rotor winding comprises a plurality of components; wire slot used for accommodating the element is formed between adjacent teeth; the number of elements including a plurality of first components and a plurality of second components, the number of the first element through the commutator are connected in series to form the first loop, the number second element through the commutator are connected in series to form second loop, the first and second elements are contained in the different line slot. The implementation of the invention can improve the reliability of the product.

【技术实现步骤摘要】
电动助力转向系统及其有刷电机
本专利技术涉及电动领域，更具体地，涉及一种有刷电机以及应用该有刷电机的电动助力转向系统。
技术介绍
电动助力转向系统例如汽车方向盘电动助力转向系统使用电机作为动力源，该种电机通常为有刷电机，电机转子包括转轴、固定到转轴的换向器、固定到转轴的转子磁芯、绕组到转子磁芯的齿上并与换向器的换向片电连接的转子绕组。传统的转子绕组采用单叠绕组，当某个元件出现断路时，电机性能显著下降，导致助力急剧下降，从而严重影响了电动助力转向系统的可靠性和安全性。因此，亟需一种改进方案。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种有刷电机，包括定子和可转动地安装到定子的转子；所述转子包括转轴、固定到转轴的换向器和转子磁芯，以及绕制到转子磁芯的转子绕组；所述换向器具有若干换向片，所述转子磁芯具有若干齿，所述转子绕组包括若干元件；相邻齿之间形成线槽用于收容所述元件；所述若干元件包括若干第一元件和若干第二元件，所述若干第一元件经由换向片相互串联形成第一闭环，所述若干第二元件经由换向片相互串联形成第二闭环，所述第一元件和第二元件分别收容于不同的线槽内。进一步地，对于任意相邻的两线槽，其中一线槽用于收容第一元件，另一线槽用于收容第二元件。进一步地，对于任意相邻的两换向片，其中一换向片与第一元件电连接，另一换向片与第二元件电连接。进一步地，所述若干第一元件由一根绕线连续绕制而成，所述若干第二元件由一根绕线连续绕制而成。进一步地，所述换向器的换向片数量为偶数，所述转子磁芯的齿的数量为偶数。进一步地，所述换向片的数量等于所述齿的数量。进一步地，所述元件的跨距为偶数。进一步地，由同一根绕线连续绕制的元件中，相邻的两个元件沿转子的周向错开两个线槽，并沿换向器的周向错开两个换向片。进一步地，每个元件的跨距与用转子齿数量计算的极距的差值不大于1，每个元件的两个出线端分别直接连接到两个换向片。进一步地，每个元件的两个出线端分别直接连接到两个换向片，每个元件的换向器节距与用换向片数量计算的极距的偶数倍的差值不大于2。进一步地，每个元件的换向器节距与用换向片数量计算的极距的两倍的差值等于1。进一步地，所述换向片沿换向器的周向均匀设置，相邻的两换向片之间具有一间隔，所述定子具有若干电刷与所述换向器的换向片接触，每一电刷沿所述换向器周向的尺寸被设置为在任意时刻所述电刷至少同时与相邻的两个换向片接触。进一步地，所述定子具有4个定子极，所述换向片的数量为22，所述线槽的数量为22。进一步地，所述定子具有4个定子极，所述换向片的数量为18，所述线槽的数量为18。进一步地，所述定子具有4个定子极，所述换向片的数量为14，所述线槽的数量为14。进一步地，所述定子具有6个定子极，所述换向片的数量为20，所述线槽的数量为20。本专利技术的另一个方面，提供一种电动助力转向系统，包括转矩传感器和电控单元，还包括上述技术方案中所述的有刷电机，所述有刷电机接受所述电控单元的控制作为助力电机。实施本专利技术，电机两个相邻线槽的元件位于不同的闭环上，提高了电机的可靠性，从而能提高产品的可靠性。附图说明下面通过参考附图并结合实例具体地描述本专利技术，本专利技术的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本专利技术的解释说明，而不构成对本专利技术的任何意义上的限制，在附图中：图1为本专利技术第一实施例的有刷电机的示意图；图2是图1所述有刷电机的爆炸示意图；图3是图1所示电机的转子绕组的展开示意图；图4是图3所示转子绕组的第一元件的绕线示意图；图5是图3所示转子绕组的所有第二元件的绕线示意图；图6是本专利技术第二实施例的有刷电机的转子绕组的展开示意图；图7是图6示转子绕组的所有第一元件的绕线示意图；图8是图6所示转子绕组的所有第二元件的绕线示意图；图9是本专利技术第三实施例的有刷电机的转子绕组的展开示意图；图10是图9示转子绕组的所有第一元件的绕线示意图；图11是图9所示转子绕组的所有第二元件的绕线示意图；图12是本专利技术第四实施例的有刷电机的转子绕组的展开示意图；图13是图12示转子绕组的所有第一元件的绕线示意图；图14是图12所示转子绕组的所有第二元件的绕线示意图；图15是本专利技术提供的电动助力转向系统的示意图。具体实施方式参考图1和图2，本专利技术一个实施例提供的电机100是一种直流有刷电机，包括定子和转子。定子包括一端开口的外壳51、安装到外壳51内壁的抵压环53、夹持在外壁51与抵压环53之间的永磁体(图中未显示)、安装到外壳51开口端的端盖61。本实施例中，外壳51开口端的翻边设有通孔55供螺钉67穿过，螺钉67旋入端盖61从而将端盖61与外壳51固定在一起。本实施例中，永磁体安装到磁体安装架54，磁体安装架54包括两个平行的环体、以及连接于该两个环体之间的若干平行的连接杆，每块永磁体位于两根连接杆之间。永磁体与磁体安装架54一起被夹持在外壁51与抵压环53之间。抵压环53由弹性片弯卷成环状，用于防止永磁体脱离外壁51。转子包括转轴81、同轴地固定到转轴81的换向器85和转子磁芯87，以及绕制到转子磁芯87的转子绕组89。转子安装到外壳51内，转轴81被安装于外壳51底部52的轴承(图中未显示)、端盖61内的轴承(图中未显示)支撑，从而使转子能够相对于定子转动。端盖61的中心设通孔63供转轴81伸出，转轴81的伸出端具有或安装有齿轴82用于对外驱动。请同时参阅图3，换向器85具有绝缘基座以及固定到绝缘基座的若干换向片S1-S22。转子磁芯87具有若干沿电机径向向外伸出的齿，相邻齿之间形成线槽。转子绕组89包括若干元件，每个元件由绕线缠绕相应的齿若干匝形成。元件的有效边落入相应的线槽内，元件的线端与换向片导电连接。端盖61安装有电刷71与换向片导电接触，从而实现了通过电刷71对转子绕组89供电。图3为转子绕组89的展开示意图。本实施例中，定子具有4个定子极，端盖61安装有4根电刷，换向器85具有22个换向片S1-S22，本专利技术中，将S1、S3、S5等带有奇数标号的换向片称为奇数号换向片，将将S2、S4、S6等带有偶数标号的换向片称为偶数号换向片；转子磁芯87具有22个齿T1～T22，该22个齿共形成22个线槽。，本专利技术中，将T1、T3、T5等带有奇数号的齿称为奇数号齿，将将T2、T4、T6等带有偶数号的齿称为偶数号齿；将奇数号齿左侧的线槽称为奇数号线槽，将偶数号齿左侧的线槽称为偶数号线槽。图3的第一行显示了电机的4根电刷71，第二行显示了22个换向片S1至S22，第三行显示了22个齿T1至T22。图3中，为了清晰地显示转子绕组，图3重复绘制了8片换向片，即第一行右侧的换向片S21、S22、S1至S6。根据电机极距的定义，如果使用转子齿数量或线槽数量计算则本电机的极距为22/4，即，5.5个齿或线槽；如果使用换向片数量计算则极距为22/4，即，5.5个换向片。图3所示的绕组由两根绕线绕制而成。为了便于显示，本专利技术使用分别使用图4和图5显示该两根绕线的绕组展开图。参考图4，第一根绕线先挂接到某个奇数号换向片S1，该绕线从换向片S1出来，进入齿T22与T1之间的线槽，并跨绕齿T1至T6若干匝从而形成一个元件，然后挂接到换向片S13。接着，绕线从换向片S13出来，进入T12与T13之间的线槽，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有刷电机，包括定子和可转动地安装到定子的转子；所述转子包括转轴、固定到转轴的换向器和转子磁芯，以及绕制到转子磁芯的转子绕组；所述换向器具有若干换向片，所述转子磁芯具有若干齿，所述转子绕组包括若干元件；相邻齿之间形成线槽用于收容所述元件，其特征在于：所述若干元件包括若干第一元件和若干第二元件，所述若干第一元件经由换向片相互串联形成第一闭环，所述若干第二元件经由换向片相互串联形成第二闭环，所述第一元件和第二元件分别收容于不同的线槽内。

【技术特征摘要】
1.一种有刷电机，包括定子和可转动地安装到定子的转子；所述转子包括转轴、固定到转轴的换向器和转子磁芯，以及绕制到转子磁芯的转子绕组；所述换向器具有若干换向片，所述转子磁芯具有若干齿，所述转子绕组包括若干元件；相邻齿之间形成线槽用于收容所述元件，其特征在于：所述若干元件包括若干第一元件和若干第二元件，所述若干第一元件经由换向片相互串联形成第一闭环，所述若干第二元件经由换向片相互串联形成第二闭环，所述第一元件和第二元件分别收容于不同的线槽内。2.根据权利要求1所述的有刷电机，其特征在于，对于任意相邻的两线槽，其中一线槽用于收容第一元件，另一线槽用于收容第二元件。3.根据权利要求1所述的有刷电机，其特征在于，对于任意相邻的两换向片，其中一换向片与第一元件电连接，另一换向片与第二元件电连接。4.根据权利要求3所述的有刷电机，其特征在于，所述若干第一元件由一根绕线连续绕制而成，所述若干第二元件由一根绕线连续绕制而成。5.根据权利要求3所述的有刷电机，其特征在于，所述换向器的换向片数量为偶数，所述转子磁芯的齿的数量为偶数。6.根据权利要求5所述的有刷电机，其特征在于，所述换向片的数量等于所述齿的数量。7.根据权利要求5所述的有刷电机，其特征在于，所述元件的跨距为偶数。8.根据权利要求5所述的有刷电机，其特征在于，由同一根绕线绕制的各个元件中，相互之间沿转子的周向错开两个线槽，并沿换向器的周向错开两个换向片。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦锐锋，刘飞，
申请(专利权)人：德昌电机深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44