【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及永磁直流电机，尤其是一种双向提前换向的永磁直流电机。
技术介绍
1、符合人体工学及舒适便捷功能的电动化、智能化的产品越来越多地应用于人们的生活、工作场景中，而线性致动器成为各应用产品中最关键的驱动执行单元。终端产品日趋电动化、自动化、智能化的快速发展对线性致动器的空间结构紧凑、高响应速度、高性能（高转速高功率）、低成本提出了新的要求。
2、线性致动器一般由以下主要模块组成：电机、减速机构、螺杆传动结构等。在线性致动器中常采用永磁直流电机作为优选动力源，其具有体积小、安全性好、成本低等优点。
3、显然，减小永磁直流电机转子外径能使电机的体积大大减小，同时转动惯量也大为减小，有利于提高电机动态响应速度，专利技术专利cn115664064b中提出了一种更小体积、更低成本、更高效率的永磁直流电机的技术解决方案，其采用2对磁极、较小的转子外径和较少的槽数，采用不同的绕线方法且绕组跨距为一个槽距，很好的满足了线性致动器外形紧凑美观、功率密度高、性价比高的要求。
4、线性致动器的驱动电机在满足电机功率密度高的同时，还无法很好地满足更高转速和更高功率的要求。通常，减小转子外径增大了电机线负荷a，根据直流电机换向理论，较高的线负荷a和较高的转速n使换向元件中产生较大的电抗电动势er，使电抗电动势er与旋转电动势ek合成的电动势∑e大于零，即运行在延后换向的不利状态，存在电机换向火花恶劣所带来的emi性能差、电刷电蚀磨损严重等问题。同时，电机直径的减小限制了电刷尺寸空间，很难通过增加电刷长度满足电机
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：为抑制永磁直流电机换向器产生的火花，提出一种双向提前换向的永磁直流电机，电机正反转都能通过逆向移刷实现提前换向，改善永磁直流电机换向性能，有效抑制换向火花，提高电刷寿命。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双向提前换向的永磁直流电机，包含端盖、定子组件、与所述定子组件同轴设置的转子组件、换向装置，所述换向装置包括刷架板、至少一对滑动设置在所述刷架板上的电刷、同轴套设在所述转子组件的转轴上的摩擦件，所述摩擦件的内缘通过若干摩擦瓦与所述转轴过盈配合并在所述转轴的带动下转动，所述摩擦件通过传动件带动所述刷架板绕所述转轴转动一定角度，且所述刷架板的转向与所述转轴转向相反。
3、进一步地，所述传动件为小齿轮，所述摩擦件外缘设置若干外齿，所述外齿与所述小齿轮的外齿形成外啮合，所述小齿轮的外齿又与所述刷架板的内齿形成内啮合。
4、进一步地，所述传动件为拨杆，所述拨杆中部的铰接点设于端盖上，所述拨杆两端皆具有长圆孔，一端与所述摩擦件上的销轴连接，另一端与所述刷架板上的销轴连接；所述摩擦件转动时带动刷架板向相反方向转动一定角度。
5、进一步地，所述摩擦件上设置至少一种内磁块，所述刷架板上设置与所述内磁块磁性相反的外磁块，所述摩擦件转动时在磁性相吸或相斥的作用下使刷架板向相反方向转动一定角度。
6、进一步地，所述摩擦瓦通过弹性连接部与所述摩擦件内缘连接。
7、进一步地，所述摩擦件的材质为ppa或pps或peek。
8、进一步地，所述刷架板上设置阻挡刷架板转动的限位部。
9、进一步地，所述刷架板转动角度为-5°～+5°。
10、进一步地，所述定子组件的磁极对数为2对。
11、所述端盖为弹性材料或所述端盖上设置可弹性变形的安装座。
12、本专利技术的有益效果是：
13、1.通过可调节角度的换向结构，实现双向提前换向的有利换向条件，改善了永磁直流电机换向性能，有效抑制火花，提高电刷使用寿命，能更好地满足emi电磁兼容标准的要求，较好地满足了线性致动器对高载荷、高转速、高功率密度电机的需求。
14、2.可调节角度的换向结构中的摩擦件通过转轴的摩擦传动，通过换向角度调节结构实现刷架反向转动，自动实现双向提前换向的功能，简单可靠易制造，降低了电机换向控制的难度。
15、3.可调节角度的换向结构，将刷架与端盖之间采用柔性连接的设计，很好地将电机本体的振动及外部的振动进行阻尼吸收，大大减小电刷的振动，从而更好的抑制了换向火花，还有效降低了电刷与换向器摩擦振动产生的噪音。
16、4.摩擦件与刷架设置调节限位，调节限位保证了在两个转动方向上刷架上的电刷相对于换向中性线一定角度，并根据实验确定最佳换向位置来确定该角度，实现了双向换向性能改善的效果。
17、5.电机停止时，摩擦件在转轴的摩擦传动下同步转动，并带动刷架板到达设定角度调节限位后停止转动，摩擦件内侧与转轴外圆产生相对转动并有一定的滑动摩擦力，阻止转轴转动，从而提升了电机自锁能力。
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1.一种双向提前换向的永磁直流电机，包含端盖（7）、定子组件（1）、与所述定子组件（1）同轴设置的转子组件、换向装置，其特征在于：所述换向装置包括刷架板（3）、至少一对滑动设置在所述刷架板（3）上的电刷（4）、同轴套设在所述转子组件的转轴（2）上的摩擦件（5），所述摩擦件（5）的内缘通过若干摩擦瓦（51）与所述转轴（2）过盈配合并在所述转轴（2）的带动下转动，所述摩擦件（5）通过传动件带动所述刷架板（3）绕所述转轴（2）转动一定角度，且所述刷架板（3）的转向与所述转轴（2）转向相反。
2.根据权利要求1所述的双向提前换向的永磁直流电机，其特征在于：所述传动件为小齿轮（6），所述摩擦件（5）外缘设置若干外齿（53），所述外齿（53）与所述小齿轮（6）的外齿形成外啮合，所述小齿轮（6）的外齿又与所述刷架板（3）的内齿（31）形成内啮合。
3.根据权利要求1所述的双向提前换向的永磁直流电机，其特征在于：所述传动件为拨杆（8），所述拨杆（8）中部的铰接点设于端盖（7）上，所述拨杆（8）两端皆具有长圆孔，一端与所述摩擦件（5）上的销轴连接，另一端与所述刷架板（3）上
4.根据权利要求1所述的双向提前换向的永磁直流电机，其特征在于：所述摩擦件（5）上设置至少一种内磁块（92），所述刷架板（3）上设置与所述内磁块（92）平行设置的外磁块（91），所述摩擦件（5）转动时在磁性相吸或相斥的作用下使刷架板（3）向相反方向转动一定角度。
5.根据权利要求1～4任一项所述的双向提前换向的永磁直流电机，其特征在于：所述摩擦瓦（51）通过弹性连接部（52）与所述摩擦件（5）内缘连接。
6.根据权利要求1～4任一项所述的双向提前换向的永磁直流电机，其特征在于：所述摩擦件（5）的材质为PPA或PPS或PEEK。
7.根据权利要求1～4任一项所述的双向提前换向的永磁直流电机，其特征在于：所述刷架板（3）上设置阻挡刷架板（3）转动的限位部（33）。
8.根据权利要求1～4任一项所述的双向提前换向的永磁直流电机，其特征在于：所述刷架板（3）转动角度为-5°～+5°。
9.根据权利要求1～4任一项所述的双向提前换向的永磁直流电机，其特征在于：所述定子组件（1）的磁极对数为2对。
10.根据权利要求1～4任一项所述的双向提前换向的永磁直流电机，其特征在于：所述端盖（7）为弹性材料或所述端盖（7）上设置柔性可变形的安装座（71）。
...【技术特征摘要】
1.一种双向提前换向的永磁直流电机，包含端盖（7）、定子组件（1）、与所述定子组件（1）同轴设置的转子组件、换向装置，其特征在于：所述换向装置包括刷架板（3）、至少一对滑动设置在所述刷架板（3）上的电刷（4）、同轴套设在所述转子组件的转轴（2）上的摩擦件（5），所述摩擦件（5）的内缘通过若干摩擦瓦（51）与所述转轴（2）过盈配合并在所述转轴（2）的带动下转动，所述摩擦件（5）通过传动件带动所述刷架板（3）绕所述转轴（2）转动一定角度，且所述刷架板（3）的转向与所述转轴（2）转向相反。
2.根据权利要求1所述的双向提前换向的永磁直流电机，其特征在于：所述传动件为小齿轮（6），所述摩擦件（5）外缘设置若干外齿（53），所述外齿（53）与所述小齿轮（6）的外齿形成外啮合，所述小齿轮（6）的外齿又与所述刷架板（3）的内齿（31）形成内啮合。
3.根据权利要求1所述的双向提前换向的永磁直流电机，其特征在于：所述传动件为拨杆（8），所述拨杆（8）中部的铰接点设于端盖（7）上，所述拨杆（8）两端皆具有长圆孔，一端与所述摩擦件（5）上的销轴连接，另一端与所述刷架板（3）上的销轴连接；所述摩擦件（5）转动时带动刷架板（3）向相反方向转动一定角度。
4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱更兴，刘国庆，杜宁，
申请(专利权)人：常州市凯迪电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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