CN101958625A - 有刷电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有刷电机，包括具有2p个定子磁极的定子以及可转动的安装到定子内部的转子，转子包括转轴、固定在转轴上的转子铁心和换向器、缠绕于转子铁芯上的多数个绕组，所述绕组连接到所述换向器，所述转子铁心包括n个齿，所述换向器包括m个换向片，沿换向器周向依次分别表示为Z1…Zx…Zy…Zm，换向片的个数大于齿的个数，每一绕组的两末端分别连接至两个换向片Zx，Zy，两换向片Zx，Zy的位置满足以下关系：|y-x|＝(m±1)/p，至少部分绕组的两末端之间具有若干个线圈分别缠绕于若干个齿上，每一绕组的匝数总和基本相等，其中，m大于n，p为整数，(m±1)/p为整数。本发明的有刷电机具有以下优点：使用少槽绕组，可提高槽面积利用率，从而提高电机效率。

Description

有刷电机
技术领域
本发明涉及一种有刷电机，尤其涉及一种有刷电机的绕线。
背景技术
现有的有刷电机包括永磁直流电机和交流串激电机，通常采用相同数目的电枢槽数和换向片数，如较常用的采用25个槽和25个换向片。然而，由于每个槽中通常设有用于绝缘绕组线圈与转子铁心的槽嵌，槽数较多时，槽面积的利用率就较低。
本发明旨在发明一种能提高槽面积利用率的有刷电机绕线方式。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种有刷电机，包括具有2p个定子磁极的定子以及可相对定子转动的转子，所述转子包括转轴、固定在转轴上的转子铁心和换向器、缠绕于所述转子铁芯上的多数个绕组，所述绕组连接到所述换向器，所述转子铁心包括n个极齿，相邻极齿间形成电枢槽供绕组穿越，所述换向器包括m个换向片，沿换向器周向依次分别表示为Z1…Zx…Zy…Zm，换向片的个数大于齿的个数，每一绕组具有两末端分别连接至两个换向片Zx，Zy，两换向片Zx，Zy的位置满足以下关系：|y-x|＝(m±1)/p，至少部分绕组的两末端之间具有若干个线圈分别缠绕于若干个齿上，每一绕组的匝数总和基本相等，其中，m大于n，p为整数，(m±1)/p为整数。
本发明进一步的改进在于：至少部分绕组中缠绕于不同齿上的线圈匝数不相等。
本发明进一步的改进在于：每一线圈缠绕于一个齿上。
本发明进一步的改进在于：部分绕组由一个线圈构成，其余绕组由两个分别缠绕于两相邻齿上的绕线方向相反的线圈构成。
本发明进一步的改进在于：所述电机具有4个定子磁极、5个极齿、25个换向片和25个绕组。
本发明进一步的改进在于：每一线圈缠绕于多数个齿上。
本发明进一步的改进在于：部分绕组由一个线圈构成，其余绕组由两个绕线方向相反的线圈构成。
本发明进一步的改进在于：所述相邻的包含两个绕线方向相反的线圈的绕组中，其中一绕组的尾线圈与另一绕组的首线圈缠绕于相同的齿上。
本发明进一步的改进在于：所述电机具有4个定子磁极、15个极齿、45个换向片和45个绕组，每一线圈缠绕于三个齿上。
本发明所举实施例具有的有益效果是：使用少槽绕组，从而可提高槽面积利用率，进而提高电机效率。
附图说明
图1所示为本发明一实施例的有刷电机的绕线示意图。
图2所示为图1的有刷电机的绕组与齿及换向片的连接关系表。
图3所示为本发明另一实施例的有刷电机的绕线示意图。
图4所示为图3的有刷电机的绕组与齿及换向片的连接关系表。
具体实施方式
为了使本发明的所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示为本发明一实施例的电机的绕线示意图。所述电机包括定子和安装于定子内的可相对定子转动的转子。所述定子包括2p个磁铁分别形成2p个定子磁极。所述转子包括转轴、固定在转轴上的转子铁心和换向器、缠绕于所述转子铁芯上的多数个绕组。所述转子铁心包括n个极齿，相邻极齿间形成电枢槽供绕组穿越，所述换向器包括m个换向片，沿换向器周向依次分别表示为Z1…Zx…Zy…Zm，每一绕组具有两末端分别连接至两个换向片Zx，Zy，所述转子包括至少一绕线组合形成于两相邻换向片之间，所述绕线组合由若干个上述绕组构成，所述若干个上述绕组中的首尾两个绕组分别直接连接至所述两相邻换向片，至少部分绕组具有若干个线圈分别缠绕于若干个齿上，每一绕组的匝数总和基本相等，其中，m大于n，p为整数。
优选地，两换向片Zx，Zy的位置满足以下关系：|y-x|＝(m±1)/p，(m±1)/p为整数。至少部分绕组中缠绕于不同齿上的线圈匝数不相等。
下面以4极5槽25换向片的电机为例进行详细说明。
请参阅图1和图2，所述定子包括4个磁铁分别形成4个定子磁极100，4个碳刷200。所述转子铁心300包括5个齿A～E，相邻齿之间形成槽以供绕组穿越，所述换向器400包括25个换向片，沿换向器周向依次分别为1～25。所述转子包括25个绕组501～525(图1中只显示两个绕组501、502)，每一绕组501～525具有两末端分别连接至两个换向片，25个绕组的绕线顺序和连接关系如图2所示。如绕组501由一个缠绕于齿A上的线圈组成，如匝数为15匝，绕组501的始端连接至换向片1，绕组501的末端连接至换向片14；绕组502由两个分别缠绕于齿A和齿E上的线圈组成，绕组502的始端连接至换向片14，绕组502的末端连接至换向片2，缠绕于齿A和齿E上的两线圈的匝数不等，如缠绕于齿A的线圈的匝数为9，缠绕于齿E的线圈的匝数为6，缠绕于齿A和齿E上的两线圈的绕线方向相反，图2中大写字母表示缠绕于该齿上的线圈为正绕，小写字母表示缠绕于此齿上的线圈为反绕，括号中的数字代表缠绕于该齿上的线圈匝数，缠绕于齿A上的线圈与缠绕于齿E上的线圈的旋转电势合成后的位置与换向片2的位置对应，绕组502的匝数总和与绕组501的匝数总和相等，如都为15匝。由多个线圈构成的绕组中，不同线圈的匝数不相等，但每一绕组的匝数总和基本相等。
可以理解地，当电机的磁极数、槽数和换向片数为不同的组合时，有些绕组缠绕于不同齿上的线圈的匝数也有可能相等，只要所述线圈在换向时的合成后的旋转电势(BACK-EMF)与所需的换向电势基本对应即可。
图3所示为本发明另一实施例的电机的绕线示意图，图4所示为图3的有刷电机的绕组与齿及换向片的连接关系表。本实施例与前述实施例的绕线方式基本相同，不同之处在于：本实施例的电机采用4极15槽45个换向片，每一线圈缠绕于三个齿上。部分绕组由一个线圈构成，其余绕组由两个绕线方向相反的线圈构成，所述相邻的包含两个绕线方向相反的线圈的绕组中，其中一绕组的尾线圈与另一绕组的首线圈缠绕于相同的齿上。
可以理解地，本发明的电机可以是串激电机或永磁直流电机等，可应用于洗衣机、搅拌机、电动工具、吸尘器等场合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有刷电机，包括具有2p个定子磁极的定子以及可相对定子转动的转子，所述转子包括转轴、固定于转轴上的转子铁心和换向器、缠绕于所述转子铁心上的多数个绕组，其特征在于：所述转子铁心包括n个极齿，相邻极齿间形成电枢槽供绕组穿越，所述换向器包括m个换向片，所述换向片沿换向器周向依次分别表示为Z1…Zx…Zy…Zm，每一绕组具有两末端分别直接连接至两个换向片Zx，Zy，所述转子包括至少一绕线组合形成于两相邻换向片之间，所述绕线组合由若干个上述绕组构成，所述若干个上述绕组中的首尾两个绕组分别直接连接至所述两相邻换向片，至少部分绕组的两末端之间具有若干个线圈分别缠绕于不同的齿上，每一绕组的匝数总和基本相等，其中，m大于n，p为整数。
2.如权利要求1所述的有刷电机，其特征在于：其中m为奇数，两换向片Zx，Zy的位置满足以下关系：|y-x|＝(m±1)/p，(m±1)/p为整数。
3.如权利要求2所述的有刷电机，其特征在于：至少部分绕组中缠绕于不同齿上的线圈匝数不相等。
4.如权利要求2所述的有刷电机，其特征在于：每一线圈缠绕于一个齿上。
5.如权利要求4所述的有刷电机，其特征在于：部分绕组由一个线圈构成，其余绕组由两个分别缠绕于两相邻齿上的绕线方向相反的线圈构成。
6.如权利要求1至5任一项所述的有刷电机，其特征在于：所述电机具有4个定子磁极、5个极齿、25个换向片和25个绕组。
7.如权利要求2所述的有刷电机，其特征在于：每一线圈缠绕于多数个齿上。
8.如权利要求7所述的有刷电机，其特征在于：部分绕组由一个线圈构成，其余绕组由两个绕线方向相反的线圈构成。
9.如权利要求8所述的有刷电机，其特征在于：所述相邻的包含两个绕线方向相反的线圈的绕组中，其中一绕组的尾线圈与另一绕组的首线圈缠绕于相同的齿上。
10.如权利要求7、8或9所述的有刷电机，其特征在于：所述电机具有4个定子磁极、15个极齿、45个换向片和45个绕组，每一线圈缠绕于三个齿上。
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