CN104518595A - 电动机的线圈卷绕结构 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种电动机的线圈卷绕结构。从整流子(2)的各片向铁心(3)侧的线圈(C)在引入某一个槽后，引出到距离2节距间隔的槽，缠绕于2个齿；在电动机中，卷绕于整流子(2)的片与铁心(3)的齿及槽，所述电动机的整流子(2)的片个数由13个构成，铁心(3)的齿及槽个数由13个构成，对应于铁心(3)外侧的磁铁(4)的极数由6极构成；从而，与以往以3节距以上间隔卷绕的卷绕结构相比，能够减小整体卷绕长度和卷绕量，显著减小电流流经线圈(C)时发生的铜损，即使只缠绕比线圈在铁心(3)中设置3节距以上间隔进行卷绕的以往电动机的线圈(C)量更少的量的线圈(C)，也能够发挥同等以上的效率，在提高电动机效率的同时显著节省制造成本，使电动机的大小和重量实现小型化。

Description

电动机的线圈卷绕结构
技术领域
本发明旨在提供电动机的线圈卷绕结构，如果更详细说明，旨在提供一种当把电动机的线圈卷绕成分布绕组时，改善结构，使线圈按铁心的2节距间隔缠绕，减小线圈的消耗量，因而能够大幅节省制造成本的电动机的线圈卷绕结构。
背景技术
一般来说，就各种电动机而言，在整流子(commutator)和铁心(core)上缠绕线圈(coil)，从外部供应电流，借助于与磁铁的磁场而使轴旋转，使电能转换成旋转的运动能，就原有的汽车制动器(brake)电动机等直流电动机而言，通过电刷(brush)，向卷绕于整流子的片(segment)与铁心的槽(slot)的线圈供应电流，此时，根据线圈卷绕于铁心的槽的方法，大致分为集中绕组(concentrated winding)与分布绕组(distributedwinding)，集中绕组是把线圈集中卷绕于1个槽的卷绕方式，分布绕组是把线圈分开缠绕于3～5个槽的卷绕方式，就所述本发明的线圈卷绕方法包括的分布绕组而言，已经开发了诸如大韩民国公开专利2006年第79147号(2006年7月5日公开)中登载的波状绕组(wave winding)或诸如大韩民国公开专利1994年第1519号(1994年1月11日公开)中登载的叠绕组(lap winding)等各种卷绕方式，但却存在诸多问题，当以这种以往的波状绕组或叠绕组方式卷绕线圈时，铁心的槽之间间隔的节距(pitch)为3个以上，对线圈进行卷绕，从而以往分布绕组的线圈的卷绕结构由于线圈过度重叠于铁心的上下部进行卷绕，因而导致线圈的浪费，具有制造成本上升的缺点，同时，大量线圈重复卷绕，造成电动机的体积和重量上升，在制造成本上升的同时，由于沉重的电动机的搬运导致物流费也上升，因而具有在经济上不利的缺点，而且，较长的线圈导致电阻增加，铜损(copper loss)上升，具有电动机效率下降的缺点。
【在线技术文献】
【专利文献】
KR10-2006-0079147A2006.7.5.
KR10-1994-0001519A1994.1.11.
发明内容
本发明为解决所述以往技术的各项问题而研发了一种新技术，本发明要解决的技术课题是提供一种电动机的线圈卷绕结构，在线圈卷绕成分布绕组的电动机的线圈卷绕结构中，当把线圈卷绕于铁心的槽时，把作为齿之间的槽间隔的节距从以往卷绕3节距以上变为卷绕2节距，使得符合6极磁铁、13槽铁心，在提高磁铁的极数的同时，减少缠绕于铁心的槽的节距，使电阻实现最小化，因而在提高电动机效率的同时，减小电动机的大小和重量，能够显著节省制造成本，从而完成本发明。
作为旨在解决所述发明的课题的具体手段，本发明在构成电动机的线圈卷绕结构方面，所述电动机的线圈卷绕结构的特征在于，从整流子的各片向铁心侧的线圈在引入某一个槽后，引出到距离2节距间隔的槽，缠绕于2个齿。
而且，本发明借助于如上所述的结构，也可以在电动机中限定为卷绕于整流子的片与铁心的齿及槽进行构成，所述电动机的整流子的片个数由13个构成，铁心的齿及槽个数由13个构成，对应于铁心外侧的磁铁的极数由6极构成。
根据旨在解决所述课题的具体手段，本发明电动机的线圈卷绕结构是在把线圈从整流子的片卷绕于铁心的槽时，按2节距间隔卷绕于铁心的槽，缠绕2个齿，从而与以往以3节距以上间隔卷绕的卷绕结构相比，减小整体卷绕长度和卷绕量，显著减小电流流经线圈时发生的铜损，因而能够使电动机效率实现最大化。
另外，本发明减小了卷绕于电动机的线圈的体积和重量，使电动机的大小和重量显著减小，能够更大量地搬运电动机，因而具有以下预期效果，即，不仅能够大幅减少物流费，而且，即使缠绕比线圈在铁心中设置3节距以上间隔进行卷绕的以往电动机的线圈量更少的量的线圈，也能够发挥同等以上的效率，能够显著节省电动机的制造成本，因而在经济上具有更优越的效能。
附图说明
图1是显示本发明的线圈卷绕结构的一个优选示例的示例图。
图2是显示在本发明中线圈卷绕时的电刷、整流子、铁心及磁铁的配置的简要俯视图。
图3是比较以往3节距的线圈卷绕结构与本发明2节距的线圈卷绕结构的各个外形与重量的照片。
图4是比较应用以往3节距的线圈卷绕结构与本发明2节距的线圈卷绕结构的电动机性能的图表。
符号说明
1:电刷2:整流子
3:铁心4:磁铁
C:线圈
具体实施方式
下面参照所述附图，对本发明进行更具体说明。
本发明涉及各种电动机中的线圈卷绕结构，所述各种电动机包括：电刷(1)，其配备用于向卷绕于整流子(2)的片与铁心(3)的槽的线圈(C)供应电流而获得旋转力；整流子(2)，其接触电刷(1)，把电流传送到线圈(C)；及铁心(3)，其与整流子(2)一同固定安装于轴；线圈(C)，其卷绕于整流子(2)的片和铁心(3)的槽；磁铁(4)，其固定安装于外壳，当电流流经卷绕于铁心(3)的线圈(C)时，借助于磁场而使得由安装于轴的整流子(2)和铁心(3)及线圈(C)构成的电枢旋转。
所述本发明电动机的线圈卷绕结构如图1至2所示，在电动机的线圈卷绕结构中，从整流子(2)的各片向铁心(3)侧的线圈(C)在引入铁心(3)的呈放射状凸出的多个齿之间的槽中的某一个槽后，引出到引入的槽中第2号槽，即，引出到距离引入的槽2节距间隔的槽，缠绕于引入槽与引出槽之间的2个齿。
此时，在本发明中，整流子(2)的片个数由13个构成，铁心(3)的齿个数由13个构成，铁心(3)的槽个数也为13个，而且，对应于整流子(2)的外侧的电刷(1)可以安装2电刷(1)或4电刷(1)，对应于铁心(3)外侧的磁铁(4)的极数由6极构成，提高了与具有13个片与13个槽的电枢相符的磁铁(4)的极数。
作为本发明的电动机的线圈卷绕结构的一个示例，如上所述，当整流子(2)的片个数为13个、铁心(3)的齿及槽个数为13个时，如图1所示，13个片沿逆时针方向赋予1号至13号的序号，为使整流子(2)的1号片位于铁心(3)的1号与2号齿之间，整流子(2)与铁心(3)固定安装于电动机的轴，13个齿按与片相同的方向，即，按逆时针方向赋予1号至13号的序号后，从1号片开始卷绕线圈(C)，下面参照图2对这种结构进行考查。
如图2所示，一种模式是，线圈(C)从1号片开始，引入13号齿与1号齿之间的槽后，绕开12号及13号齿，引出到11号齿与12号齿之间的槽，沿顺时针方向在12号齿与13号齿上缠绕1圈后，挂接于10号片；接着，从10号片出来的线圈(C)引入9号齿与10号齿之间的槽后，绕开8号及9号齿，引出到7号齿与8号齿之间的槽，沿顺时针方向在8号齿与9号齿上缠绕1圈后，挂接于6号片；从6号片出来的线圈(C)引入5号齿与6号齿之间的槽后，绕开4号及5号齿，引出到3号齿与4号齿之间的槽，沿顺时针方向在4号齿与5号齿上缠绕1圈后，挂接于2号片；然后，从2号片出来线圈(C)在图1的平面中向逆时针方向绕过去，在铁心(3)上缠绕到2节距间隔的槽后，挂接于11号片；从11号片出来的线圈(C)在铁心(3)上缠绕于2节距间隔的槽后，挂接于7号片；从7号片出来的线圈(C)在铁心(3)缠绕于2节距间隔的槽后，挂接于3号片；如此连续，从3号到12号片，从12号到8号片，从8号到4号片，从4号到13号片，从13号到9号片，从9号到5号片，从5号到1号片，分别向逆时针方向绕过去，与此同时，缠绕于位于其间的2个齿，从而按2个齿外侧槽的间隔，即，按2节距单位，线圈(C)引入及引出铁心(3)的槽。
在这种线圈卷绕结构的一个示例中，如果对从所述2号片开始的其余卷绕结构进行更详细说明，从2号片出来的线圈(C)引入1号齿与2号齿之间的槽后，绕开13号及1号片，引出到12号齿与13号齿之间的槽，沿顺时针方向在13号齿与1号齿上缠绕1圈后，挂接于11号片；从11号片出来的线圈(C)引入10号齿与11号齿之间的槽后，绕开9号及10号齿，引出到8号齿与9号齿之间的槽，沿顺时针方向在9号齿与10号齿上缠绕1圈后，挂接于7号片；从7号片出来的线圈(C)引入6号齿与7号齿之间的槽后，绕开5号及6号齿，引出到4号齿与5号齿之间的槽，沿顺时针方向在5号齿与6号齿上缠绕1圈后，挂接于3号片；从3号片出来的线圈(C)引入2号齿与3号齿之间的槽后，绕开1号及2号齿，引出到13号齿与1号齿之间的槽，沿顺时针方向在1号齿与2号齿上缠绕1圈后，挂接于12号片；从12号片出来的线圈(C)引入11号齿与12号齿之间的槽后，绕开10号及11号齿，引出到9号齿与10号齿之间的槽，沿顺时针方向在10号齿与11号齿上缠绕1圈后，挂接于8号片；从8号片出来的线圈(C)引入7号齿与8号齿之间的槽后，绕开6号及7号齿，引出到5号齿与6号齿之间的槽，沿顺时针方向在6号齿与7号齿上缠绕1圈后，挂接于4号片；从4号片出来的线圈(C)引入3号齿与4号齿之间的槽后，绕开2号及3号齿，引出到1号齿与2号齿之间的槽，沿顺时针方向在2号齿与3号齿上缠绕1圈后，挂接于13号片；从13号片出来的线圈(C)引入12号齿与13号齿之间的槽后，绕开11号及12号齿，引出到10号齿与11号齿之间的槽，沿顺时针方向在11号齿与12号齿上缠绕1圈后，挂接于9号片；从9号片出来的线圈(C)引入8号齿与9号齿之间的槽后，绕开7号及8号齿，引出到6号齿与7号齿之间的槽，沿顺时针方向在7号齿与8号齿上缠绕1圈后，挂接于5号片；从5号片出来的线圈(C)引入4号齿与5号齿之间的槽后，绕开3号及4号齿，引出到2号齿与3号齿之间的槽，沿顺时针方向在3号齿与4号齿上缠绕1圈后，与1号片的线圈(C)端部实现接线。
如上所述构成的本发明电动机的线圈卷绕结构是线圈(C)沿逆时针方向绕过整流子(2)的13个片，每4个挂接1次，在13个片上各挂接1次，最终接线到最初开始的片，此时，在片与下一片之间，在具有13个齿及槽的铁心(3)的2节距间隔的槽中引入及引出，同时在2个齿缠绕1次，因此，当线圈(C)缠绕于铁心(3)时，按2节距间隔缠绕，因而与以往按3节距以上间隔缠绕相反，END-TURN缩短，所以电动机整体缠绕的线圈(C)的卷绕长度与卷绕量及铜线的体积减小，在铁心(3)的上下端部凸出的线圈(C)的高度也缩小，从而当电流流经线圈(C)时发生的铜损减小，同时，在电动机制造时，显著缩小了电动机的大小和长度等，因而整体上能够使电动机的效率实现最大化，能够极大地节省电动机制作所需的成本。
图3是把线圈(C)卷绕于在轴上固定安装有整流子(2)和铁心(3)的电枢时，比较线圈(C)按以往的3节距间隔进行卷绕与按本发明的2节距间隔进行卷绕的外形的照片，以及解开分别使用的线圈(C)后团成团，用秤称重量时的比较照片，图4是比较应用以往3节距型卷绕结构的电动机与应用2节距型卷绕结构的电动机的效能的图表，在具有相同整流子(2)与铁心(3)的电枢上，按3节距间隔缠绕线圈(C)的以往卷绕结构与按2节距间隔卷绕的本发明卷绕结构，其线圈(C)总长度与总重量如下表1所示，可知以往3节距型卷绕结构的长度为9,338mm，重量为15.61g，相反，本发明2节距型卷绕结构的长度为7,841mm，重量为9.17g，当把线圈(C)卷绕于铁心(3)的槽时，与3节距相比，如果按2节距间隔卷绕，则能够大幅节省整体线圈(C)的卷绕长度与卷绕重量等，重量在图3的比较照片中观察分别拍摄秤的照片可知，如上所述，根据本发明，能够减小线圈(C)重量约40％。
【表1】
项目 以往3节距型 本发明2节距型
线圈(C)的总长度(mm) 9,338 7,841
线圈(C)的总重量(g) 15.61 9.17
另外，如上述表1所示，在显著减小线圈(C)的整体长度与重量的同时，从图4的比较图表看，如果比较以往3节距型卷绕结构的电动机与本发明2节距型卷绕结构的电动机，可知在TORQUE(N.m,＝扭矩)可变下的SPEED(rpm,＝旋转速度)、CURRENT(A,＝电流)中，以往技术与本发明没有大的差异，具有相同的性能，因此，根据本发明，在相同的性能下，能够显著减小线圈(C)的长度和重量等的卷绕的量，电动机效率变好，而且还能够极大地节省电动机的制造成本。
在实施所述发明所需的具体内容和附图中，就本发明的具体实施例进行了说明，但在不超出本发明的技术范畴的范围内，可以实现多种变形，因此，本发明的保护范围并不局限于说明的实施例进行确定，应由后述的权利要求书以及与其均等者确定。

Claims (3)

1.一种电动机的线圈卷绕结构，在电动机的线圈卷绕结构中，其特征在于，
从整流子(2)的各片向铁心(3)侧的线圈(C)在引入铁心(3)的呈放射状凸出的多个齿之间的槽中的某一个槽后，引出到距离引入的槽2节距间隔的槽，缠绕于引入的槽与引出的槽之间的2个齿。
2.根据权利要求1所述的电动机的线圈卷绕结构，其特征在于，
在电动机的铁心(3)上，卷绕于2节距间隔的槽，所述电动机的整流子(2)的片个数由13个构成，铁心(3)的齿及槽个数由13个构成，对应于铁心(3)外侧的磁铁(4)的极数由6极构成。
3.一种电动机的线圈卷绕结构，其特征在于，包括：
整流子(2)，其由从平面上观察沿逆时针方向赋予1号至13号序号的13个片以放射状形成；
铁心(3)，其由从平面上观察沿逆时针方向赋予1号至13号序号的13个齿以放射状形成，使得整流子(2)的1号片位于1号齿与2号齿之间；
6极的磁铁(4)，其与铁心(3)的外侧相向的极性相异地呈放射状配备；
卷绕于所述整流子(2)的片与铁心(3)的齿及槽的线圈(C)构成得
从1号片开始，引入13号齿与1号齿之间的槽后，引出到11号齿与12号齿之间的槽，沿顺时针方向在12号齿与13号齿上缠绕1圈后，挂接于10号片；
从10号片引入9号齿与10号齿之间的槽后，引出到7号齿与8号齿之间的槽，沿顺时针方向在8号齿与9号齿上缠绕1圈后，挂接于6号片；
从6号片引入5号齿与6号齿之间的槽后，引出到3号齿与4号齿之间的槽，沿顺时针方向在4号齿与5号齿上缠绕1圈后，挂接于2号片；
从2号片引入1号齿与2号齿之间的槽后，引出到12号齿与13号齿之间的槽，沿顺时针方向在13号齿与1号齿上缠绕1圈后，挂接于11号片；
从11号片引入10号齿与11号齿之间的槽后，引出到8号齿与9号齿之间的槽，沿顺时针方向在9号齿与10号齿上缠绕1圈后，挂接于7号片；
从7号片引入6号齿与7号齿之间的槽后，引出到4号齿与5号齿之间的槽，沿顺时针方向在5号齿与6号齿上缠绕1圈后，挂接于3号片；
从3号片引入2号齿与3号齿之间的槽后，引出到13号齿与1号齿之间的槽，沿顺时针方向在1号齿与2号齿上缠绕1圈后，挂接于12号片；
从12号片引入11号齿与12号齿之间的槽后，引出到9号齿与10号齿之间的槽，沿顺时针方向在10号齿与11号齿上缠绕1圈后，挂接于8号片；
从8号片引入7号齿与8号齿之间的槽后，引出到5号齿与6号齿之间的槽，沿顺时针方向在6号齿与7号齿上缠绕1圈后，挂接于4号片；
从4号片引入3号齿与4号齿之间的槽后，引出到1号齿与2号齿之间的槽，沿顺时针方向在2号齿与3号齿上缠绕1圈后，挂接于13号片；
从13号片引入12号齿与13号齿之间的槽后，引出到10号齿与11号齿之间的槽，沿顺时针方向在11号齿与12号齿上缠绕1圈后，挂接于9号片；
从9号片引入8号齿与9号齿之间的槽后，引出到6号齿与7号齿之间的槽，沿顺时针方向在7号齿与8号齿上缠绕1圈后，挂接于5号片；
从5号片引入4号齿与5号齿之间的槽后，引出到2号齿与3号齿之间的槽，沿顺时针方向在3号齿与4号齿上缠绕1圈后，挂接于1号片。
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