一种永磁直流有刷电机制造技术

本发明专利技术提供一种永磁直流有刷电机，包括定子和转子，所述转子包括转轴（３１）、固定到转轴的转子铁芯（３２）和换向器（３３）、缠绕在转子铁芯（３２）的齿上的绕组，其中：换向器（３３）的换向片数量小于转子铁芯（３２）的齿数量；所述绕组包括若干元件组，每个元件组包括至少两个直接串接的元件，位于每个元件组首尾的两个元件直接连接到换向片，每个元件组仅直接连接两个换向片。本发明专利技术具有以下有益效果：因为每个元件组包括直接串接的至少两个元件，且每个元件组仅直接连接两个换向片，减少了换向片数，从而使换向器加工变得更简单，这对换向器直径较小的情况尤其有利。此外，实施本发明专利技术不需要在换向器上设置均压线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种永磁直流有刷(PMDC)电机，尤其涉及一种多极PMDC电机，这里采 用的术语“多极”意指具有四个或者更多定子极的电机。本专利技术尤其适用于具有四个或者 八个定子极的PMDC电机。
技术介绍
图10所示为广泛使用的一种PMDC电机。该电机包括定子和转子，定子包括外壳 21、安装在外壳内侧的永磁磁极22、安装到外壳两端的端盖23和24。转子安装到定子内可 相对于定子转动，转子包括转轴31、转子铁芯32、换向器33和绕组(图中未标出)，其中， 转子铁芯32和换向器33固定到转轴31上，转子铁芯32具有若干齿34形成凸极，绕组缠 绕在齿上并与换向器33的换向片电连接。定子的端盖安装有轴承26用来支承转子的转轴 31，其中一个端盖23上还安装有碳刷25用于与换向器33的换向片摩擦接触。图11是现有的一种4极(4个定子极)10槽(10个电枢槽)PMDC电机的碳刷和换 向器的位置关系示意图。如图11所示，该电机使用4个碳刷，这4个碳刷排列在换向器的周 围，相邻的两个碳刷在换向器的外圆周方向相距180°的电角度，对应的机械角度是90°。 换向器包括10个换向片，S卩，换向片数量等于槽数，为了便于说明，沿换向器的圆周方向将 这10个换向片顺次标记为换向片A J，相邻的两个换向片在换向器的圆周方向相距72° 的电角度，对应的机械角度为36°。图12是图11所示的4极10槽电机的绕组连接示意图，它是假想把绕组从某个槽 的中心线剖开，然后沿着圆周方向展开绕组元件、齿和碳刷。图12中，第一行是四个碳刷， 为了便于描述，在行末重复绘制了位于行首的碳刷。第二行是换向器的10个换向片A J， 类似地，在行末重复绘制了位于行首的2个换向片A和B。第三行是转子的10个齿以及缠 绕其上的10个元件，类似地，沿转子铁芯的圆周方向将这10个齿顺次标记为齿Tl T10， 将这10个元件顺次标记为元件Wl W10，并在行末重复绘制了齿T1、T2和元件Wl以便于 描述。第四行是4个磁极(定子极)，同样，为了便于描述，在行末重复绘制了行首的1个定 子极，相邻的两个定子极在圆周方向相距180°电角度(对应于90°机械角度)。再次参考图12，元件Wl从换向片A出发，上元件边绕在1号槽(齿Tl左边的槽)， 下元件边绕在3号槽(齿Τ3左边的槽)，然后挂在换向片B上；接着，元件W2从换向片B出 发，上元件边绕在2号槽(齿Τ2左边的槽)，下元件边绕在4号槽(齿Τ4左边的槽)，然后 挂在换向片C上。其他元件以此类推，最后的元件WlO从换向片J出发，上元件边绕在10 号槽，下元件边绕在2号槽并回到换向片Α，整个绕组形成一个闭合回路。上述现有的PMDC电机的缺陷在于，在某些应用领域特别是汽车用微电机领域，由 于空间限制，电机换向器的直径通常比较小。在换向器直径不变的情况下，如果采用槽数较 多的极槽配合，这会增加换向器的制造难度；另一方面，换向片数越多，必然要求相应地减 小碳刷宽度，这也会导致很多不利影响。因此，有必要设计一种能充分利用换向器空间的电机。
技术实现思路
本专利技术提供一种永磁直流有刷电机，包括定子和转子，所述转子包括转轴、固定到 转轴的转子铁芯和换向器、缠绕在转子铁芯的齿上的绕组，其中换向器的换向片数量小于 所述转子铁芯的齿数量；所述绕组包括若干元件组，每个元件组包括至少两个直接串接的 元件，位于每个元件组首尾的两个元件直接连接到换向片，每个元件组仅直接连接两个换 向片。在一个优选实施例中，换向器的换向片数量等于所述转子铁芯的齿数量的一半； 每个元件组包括直接串接的两个元件，这两个元件相距360°电角度。本专利技术具有以下有益效果因为每个元件组包括直接串接的至少两个元件，且每 个元件组仅直接连接两个换向片，使绕线工艺变得更简单，减少了换向片数，从而使换向器 加工变得更简单，充分利用了换向器的空间。为了能更进一步了解本专利技术的特征以及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细 说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图说明附图中图1是本专利技术第一实施例4极10槽5换向片的PMDC电机的碳刷和换向器的位置 关系示意图；图2是本专利技术第一实施例的PMDC电机的绕组连接关系示意图；图3是图2所示的绕组的某个元件组的两个元件的示意图；图4是图3所示的两个元件在转子铁芯中的相对位置示意图；图5是本专利技术第一实施例的PMDC电机的槽电势相量图；图6是本专利技术第二实施例4极14槽7换向片的PMDC电机的碳刷与换向器的位置 关系示意图；图7是本专利技术第二实施例的PMDC电机的绕组连接关系示意图；图8是本专利技术第三实施例8极18槽9换向片的PMDC电机的碳刷与换向器的位置 关系示意图；图9是本专利技术第三实施例的PMDC电机的绕组连接关系示意图；图10是现有的一种PMDC电机的分解示意图；图11是现有的4极10槽10换向片的PMDC电机的碳刷与换向器的位置关系示意 图；图12是现有的4极10槽10换向片的PMDC电机的绕组连接关系示意图。 具体实施例方式本专利技术的PMDC电机可参考图10，包括定子和转子，定子包括外壳21、安装在外壳 内壁的永磁磁极22及安装在外壳端部的端盖23和24，转子安装到定子内可相对于定子转 动。转子包括转轴31、转子铁芯32、换向器33和绕组(图中未标出)，其中，转子铁芯32 和换向器33固定到转轴31上，转子铁芯32具有若干齿34形成凸极，绕组缠绕在齿34上并与换向器33的换向片电连接。定子的端盖23和24上安装有轴承26用来支承转子的转 轴31，其中一个端盖23上还安装有碳刷25用于与换向器33的换向片摩擦接触。本专利技术的 PMDC电机的特点在于，换向片数量小于转子铁芯的齿数量，并配合有新型的绕组结构。下 面将结合附图对本专利技术的具体实施方式详细描述，以阐明本专利技术的技术方案及其他有益效果。第一实施例图1是本专利技术第一实施例的4极10槽5换向片的PMDC电机的碳刷和换向器的位 置关系示意图。如图1所示，该电机使用2个碳刷和换向器摩擦接触，这两个碳刷在换向器 的外圆周方向相距180°的电角度，对应的机械角度大约是90°。换向器包括5个换向片， 艮口，换向片数量等于槽数的一半，为了便于说明，沿换向器的圆周方向将这5个换向片顺次 标记为换向片A E，相邻的两个换向片沿换向器的外圆周方向相距144°的电角度，对应 的机械角度为72°。图2为图1所示的PMDC电机的绕组连接示意图，它是假想把绕组从某个槽的中心 线剖开，然后沿着圆周方向展开绕组元件、齿和碳刷。在图2中，第一行是两个碳刷。第二 行是换向器的5个换向片A E，为了便于说明，在行末重复绘制了位于行首的换向片A。 第三行是转子的10个齿以及缠绕其上的10个元件，每个元件缠绕相邻的两个齿，沿转子铁 芯的圆周方向将这10个齿顺次标记为齿Tl T10，将这10个元件顺次标记为元件Wl W10，类似地，在行末重复绘制了位于行首的两个齿Tl和T2以便于描述。第四行是4个磁 极(定子极)，相邻的磁极在转子的圆周方向大约相距180°电角度，对应的机械角度大约 是90°，类似地，在行末重复绘制了位于行首的1个磁极。如图2所示，元件Wl直接串接元件W6形成一个元件组，这个元件组首尾分别直接 连接换向片A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁直流有刷电机，包括定子和转子，所述转子包括转轴（３１）、固定到转轴的转子铁芯（３２）和换向器（３３）、缠绕在转子铁芯（３２）的齿上的绕组，其特征在于：换向器（３３）的换向片数量小于所述转子铁芯（３２）的齿数量；所述绕组包括若干元件组，每个元件组包括至少两个直接串接的元件，位于每个元件组首尾的两个元件直接连接到换向片，每个元件组仅直接连接两个换向片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦锐锋，杜成顺，梁吉玉，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：94[中国|深圳]