CN101635494A - 电机转子及含有所述转子的电机 - Google Patents

电机转子及含有所述转子的电机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电机，包括转子和定子，所述转子包括转轴、装设于转轴上的换向器、套置于转轴上的转子铁芯，所述转子铁芯包括5n个极臂，n为正整数，每个极臂上绕有两绕组，每一绕组具有两个端，所述换向器具有沿周向均匀分布的10n个铜钩；所述定子包括铁轭、装设于铁轭内侧的4n个沿周向均匀分布的永久磁铁朝向所述转子铁芯，及沿周向均匀分布的4n个碳刷，缠绕于同一极臂上的两绕组的终端分别连接至两对相邻铜钩，所述两对相邻铜钩中，其中一对相邻铜钩间的中心线与另一对相邻铜钩间的中心线相差180度的机械角，从而使得同一极臂上的两绕组的换向位置相同。本发明的电机，由于缠绕于同一极臂上的上下绕组的换向位置相同，从而可减小换向火花。

Description

电机转子及含有所述转子的电机
技术领域
本发明涉及一种电机，尤其涉及一种电机转子绕组的连接方式。
背景技术
通常，永磁直流电机的换向器瓣数、芯片槽数，及绕组线圈数相等。换向器的每瓣仅能承受大致稳定的换向电压，否则会在毗邻的换向器铜瓣间产生较明显的换向火花。为了改善换向火花，有时取换向器瓣数、绕组线圈数双倍于芯片槽数。微电机通常采用4极5槽，因其具有简单结构、通风好，使用铜线少等优点。
图5所示为一种传统的采用4极5槽微电机的绕线方法，此方法采用上部绕组71和下部绕组72依次连接毗邻的换向器铜瓣钩1～10，即：每个极臂A～E上缠绕有上下两绕组线圈71、72，每组线圈有两个终端。如上部绕组线圈71连接到换向器的铜瓣钩1和2，下部绕组线圈则连接到换向器的铜瓣钩2和3；上部绕组线圈71在下一个极臂两边的齿槽里连接到换向器的铜瓣钩3和4，下部绕组线圈72在所述下一个极臂两边的齿槽里连接到换向器的铜瓣钩4和5，以此类推。
然而，上述传统的绕线方法因为两个绕组分别连接毗邻的换向器铜瓣钩，当一个绕组在较好的换向位置时，另一个绕组将滞后或超前36度的机械角度，从而在换向中换向火花较明显。
图6所示为另一种传统的绕线方法，每个极臂A～E上缠绕一个绕组，每个绕组的两端分别连接到一对相应的铜钩1～10上，绕完一个绕组后，通过等位线61～65到达下一个绕组，共5个绕组构成回路，每个绕组的电流等于图5中绕组电流的两倍，因此，前者绕组的线径通常需要为后者的两倍。图6所示的绕线方式，机械手的绕线动作会变得复杂，需要一个绕绕组线圈的动作和一个绕等位线的动作。而且，因为等位线61-65需要通电流，因此需要象绕组线圈一样粗，由于等位线是直接从一个铜钩连到另一个铜钩，因而等位线将在铜钩下堆积，不利于散热。
发明内容
本发明解决现有的技术问题所采用的技术方案是：提供一种电机转子，包括转轴、装设于转轴上的换向器、套置于转轴上的转子铁芯，所述转子铁芯包括5n个极臂，n为正整数，每个极臂上绕有两绕组，每组线圈有两个终端，所述换向器具有沿周向均匀分布的10n个铜钩，缠绕于同一极臂上的两绕组的终端分别连接至两对相邻铜钩，所述两对相邻铜钩中，其中一对相邻铜钩间的中心线与另一对相邻铜钩间的中心线相差180度的机械角。
本发明解决现有的技术问题所采用的另一技术方案是：提供一种电机，包括转子和定子，所述转子包括转轴、装设于转轴上的换向器、套置于转轴上的转子铁芯，所述转子铁芯包括5n个极臂，n为正整数，每个极臂上绕有两绕组，每一绕组具有两个端，所述换向器具有沿周向均匀分布的10n个铜钩；所述定子包括铁轭、装设于铁轭内侧的4n个沿周向均匀分布的永久磁铁朝向所述转子铁芯，及沿周向均匀分布的4n个碳刷，缠绕于同一极臂上的两绕组的终端分别连接至两对相邻铜钩，所述两对相邻铜钩中，其中一对相邻铜钩间的中心线与另一对相邻铜钩间的中心线相差180度的机械角，从而使得同一极臂上的两绕组的换向位置相同。
本发明所举实施例具有的有益效果是：由于缠绕于同一极臂上的两绕组的换向位置相同，从而可减小换向火花。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
图1为依本发明一实施例的电机的轴向示意图，图中省略了转轴；
图2为依本发明一实施例的电机转子的结构示意图；
图3为依本发明一实施例的电机周向展开示意图；
图4为依本发明另一实施例的电机周向展开示意图；
图5为现有技术的电机周向展开示意图；
图6为另一种现有技术的电机周向展开示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
请参阅图1至图2，依本发明一实施例的电机包括定子和转子，所述定子包括铁轭11、装设于铁轭11内侧的四个永久磁铁51～54，及四个碳刷21～24；所述转子包括转轴12、装设于转轴12上的换向器13、套置于转轴12上的转子铁芯，所述转子铁芯包括五个极臂41～45朝向永久磁铁51～54，每个极臂41～45上绕有两个绕组31～40，所述换向器13具有十个铜钩1～10。
请参阅图3，绕组31的左端连接到铜钩2而右端连接到铜钩1，当然也可以是绕组31的左端连接到铜钩1而右端连接到铜钩2，假如绕组31反向连接，所有绕组都将反向连接。为简化叙述，下面以绕组31的左端连接到铜钩2而右端连接到铜钩1为例进行说明。绕组31绕完连接到换向器铜钩1和2后，在铜钩2处有一个线头，此时绕线机将拽着线头到极臂44并围绕极臂44绕线，绕完预定圈数之后完成绕组38，之后，绕线机又将拽着线头至铜钩3和极臂42，并继续下去。如此，绕组的绕线顺序为31-38-33-40-35-32-37-34-39-36，相应的铜钩顺序是1-2-3-4-5-6-7-8-9-10，绕完绕组36连接到铜钩1，整个绕线动作完成。绕组3 1连接到铜钩1和2，绕组32连接到铜钩6和7；绕组33连接到铜钩3和4，绕组34连接到铜钩8和9；绕组35连接到铜钩5和6，绕组36连接到铜钩10和1；绕组37连接到铜钩7和8，绕组38连接到铜钩2和3；绕组39连接到铜钩9和10，绕组40连接到铜钩4和5。
可以理解地，上述绕线可以从任何绕组开始，每一绕组可以由若干根线同时绕成。
电机运行时，当铜钩1和2转到碳刷21的位置时，铜钩6和7转到碳刷23的位置，绕组31和绕组32分别被短路，碳刷21与碳刷23位于相同的磁极处，因此绕组31和32位于相同的换向位置；当铜钩3和4转到碳刷21的位置时，铜钩8和9转到碳刷23的位置，绕组33和绕组34换向，依此类推。这样，缠绕于同一极臂上的上下绕组的换向位置相同，从而可减小换向火花。
图4所示为依照本发明另一绕线顺序绕成的转子绕线。
请参阅图4，绕组131连接到铜钩1和7，绕组132连接到铜钩2和6；绕组133连接到铜钩3和9，绕组134连接到铜钩4和8；绕组135连接到铜钩5和1，绕组136连接到铜钩6和10；绕组137连接到铜钩7和3，绕组138连接到铜钩8和2；绕组139连接到铜钩9和5，绕组140连接到铜钩10和4。当铜钩1和2转到碳刷21的位置时，铜钩6和7转到碳刷23的位置，两绕组131、132处于相同的换向位置；当铜钩3和4转到碳刷21的位置时，铜钩8和9转到碳刷23的位置，两绕组133、134处于相同的换向位置，依此类推。
在上述绕线方式中，缠绕于同一极臂上的两绕组的终端分别连接至两对相邻铜钩，所述两对相邻铜钩中，其中一对相邻铜钩间的中心线与另一对相邻铜钩间的中心线相差180度的机械角。
可以理解地，上述绕线方式适用于4n极5n槽微电机的绕线方法，其中n为正整数。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种电机转子，包括转轴、装设于转轴上的换向器、套置于转轴上的转子铁芯，所述转子铁芯包括5n个极臂，n为正整数，每一极臂上绕有两绕组线圈，每一绕组线圈有两个终端，所述换向器具有沿周向均匀分布的10n个铜钩，其特征在于：缠绕于每一极臂上的两绕组的终端分别连接至两对相邻铜钩，所述两对相邻铜钩中，其中一对相邻铜钩间的中心线与另一对相邻铜钩间的中心线相差180度的机械角。
2、根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于：缠绕于同一极臂上的其中一绕组的终端分别连接至其中一对相邻铜钩，另一绕组的终端分别连接至另一对相邻铜钩。
3、根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于：缠绕于同一极臂上的每一绕组的其中一终端连接至其中一对相邻铜钩中的其中一铜钩，所述绕组的另一终端连接至另一对相邻铜钩中的其中一铜钩。
4、根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于：所述电机转子为4极5槽微电机的转子。
5、一种电机，包括转子和定子，所述转子包括转轴、装设于转轴上的换向器、套置于转轴上的转子铁芯，所述转子铁芯包括5n个极臂，n为正整数，每个极臂上绕有两绕组，每一绕组具有两个端，所述换向器具有沿周向均匀分布的10n个铜钩；所述定子包括铁轭、装设于铁轭内侧的4n个沿周向均匀分布的永久磁铁朝向所述转子铁芯，及沿周向均匀分布的4n个碳刷，其特征在于：缠绕于每一极臂上的两绕组的终端分别连接至两对相邻铜钩，所述两对相邻铜钩中，其中一对相邻铜钩间的中心线与另一对相邻铜钩间的中心线相差180度的机械角，从而使得每一极臂上的两绕组的换向位置相同。
6、根据权利要求5所述的电机，其特征在于：缠绕于同一极臂上的其中一绕组的终端分别连接至其中一对相邻铜钩，另一绕组的终端分别连接至另一对相邻铜钩。
7、根据权利要求5所述的电机，其特征在于：缠绕于同一极臂上的每一绕组的其中一终端连接至其中一对相邻铜钩中的其中一铜钩，所述绕组的另一终端连接至另一对相邻铜钩中的其中一铜钩。
8、根据权利要求5所述的电机，其特征在于：所述电机为4极5槽微电机。
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