CN1055800C - 电动机转子 - Google Patents

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Abstract

一种电动机的转子，包括一根主轴，一个安装在主轴上的整流子，并向围绕电枢铁心绕制成的绕组相连接，并有一个噪声抑制装置。噪声抑制装置40有一些片状电容器44，同整流子片32的接线部38相连接。电容器44有共同的端面45通过一个圆环连接在一起形成一个星形连接点，圆环是由在一圆环权41上形成的导电层42或由弹性导线形成的。电容器44可利用钎焊连接在导线圆环上和连接在整流子片上，或者可保持在由整流子座形成的凹槽中，在圆环弹力的紧压下直接同整流子片相接触，形成非钎焊式的连接。转子特别适用于采用机械连接型的整流子，来构成非钎焊型的转子。

Description

电动机转子
本发明涉及电动机转子，特别是涉及含有用以抑制电噪声的电容器的微型永磁直流电动机的转子。
整流子是微型永磁直流电动机电噪声的主要来源。当碳刷从一片整流子片换到另一片整流子片时发出的火花产生了电噪声，并且增加了碳刷和整流子的磨损。通过抑制电火花，就可降低噪声的水平和提高电动机的使用寿命。为了抑制电火花，在整流子上可装上变阻器或电阻圈，一般是把它们钎焊在用以把转子绕组连接在整流子上的弯钩尾部。如在GB2202688专利上所披露的。另一种情况，可把电容器或扼流圈连接在电动机的接线端上来抑制电噪声传递到电动机的电源上，一般是把它们装在电动机端盖里面或者装在碳刷的安装板上。
不过，把电容器直接连接在转子绕组上会得到更佳的噪声抑制、电容器的一端接线可连通在一起构成一个星形接线点，而另一端接线连接在具有相等数量的转子磁极和电容器的对应的整流子弯钩尾部上。这种布局披露在GB2246913专利上，其中电容器是电解质电容器，布置在转子绕组的槽中，而星形连接点则连接在转子对面的整流子上。
这样虽然运行可令人满意，可是有一些缺点，特别是不适合于自动装配，电容器尺寸又较大，这一技术不适用于绕组槽内装有较满的绕线组。
本发明提供一种转子可克服这一问题，其中的片状电容器是连接在整流子的接线端和星形接线圈之间。
照此，本发明提供一种电动机的转子，包括：一根主轴；一个具有多个磁极的电枢铁心，其装在主轴上；一绕在电枢铁心的磁极四周的转子绕组；一个装在主轴上的整流子，其具一整流子座和多个支承在整流子座上的整流子片，每一整流子片有一个供同碳刷滑动接触的接触部位和一个用以同转子绕组电气连接的接线部；以及噪声抑制装置，其包含多个片状电容器，每一个电容器各具有第一端面和第二端面，并且在绕整流子的圆周上相间隔；一导电构件与电容器的各第一端面接触以形成一个公共连接点，各第二端面(46)配置连接在相应的一个整流子片上；其特征在于，导电构件(47)构成一弹性圆环的至少一部分，其弹性地压迫电容器，使它们同整流子相接触。
利用片状电容器安装在转子上的优质降噪性能，那怕绕组槽中基本上已被转子绕组占满时也可得以实现。
电容器的各第二端面最好通过一个导电的圆圈连接在一起，这一圆圈可由一种片材如黄铜或PC板制成，由导电的橡胶圈或条或者由一种长的弹性导线构成。通过采用弹性导线构成圆圈，导线的弹性当电容器钎焊在整流子片上时，可协助维持电容器的就位。事实上，在某些布局上，圆圈的弹性加力足可以维持电容器同整流子片之间的优良电接通，而避免需用钎焊，不过，在某些实施方案中，把电容器钎焊在导电圆圈上可能对组装有利。
把电容器连接在整流子片的接线部上，转子一整流子的总长度可保持在最小的长度。
整流子片的接线部，最好是采用可剥除绝缘层的机械式连接型接线部来同转子绕组连接，并且可装进整流子座的冕状部件内。这样转子的结构就是非钎焊式的了，通过在整流子座上做成的安放电容器的凹槽或开孔，片状电容器也就有了适当的位置，整流子座也可为导电圆圈提供安装的方法。理想的做法，电容器是安装在接线部的向外经向上。
电容器可以是径向或轴向地安装，接线部可做成有一些指状接触片，使之不论是在径向或轴向上都可同电容器的第一端面相接触，如果采用固定环来固定整流子座上的整流子片，固定环也可保持电容器同整流子片相接通。
本发明的优选实施例，仅以举例的方式，结合附图加以说明。
图1是一转子上半部的简单侧视图，示出一个可焊式的整流子固定好在转子绕组以前的情况。
图2是图1的整流子固定在转子绕组之后并根据本发明的第一种实施例装配一个噪声抑制装置的简单侧视图。
图3是图2的整流子的放大截面视图，示出噪声抑制装置的连接。
图4是图3整流子组装的端视图。
图5是同图3相似带有另一种噪声抑制装置实施例的横截面视图。
图6是图5整流子组装的端视图。
图7是根据另一种实施例，接线部是非钎焊式的部份组装的整流子的横截面简图。
图8是图7的整流子组装后的端视图，不过为了表示清晰起见，去除了固定环。
图9是图7和图8的整流子片的等角视图。
图10是形成图9的整流子片的毛坯。
图11是图7整流子另一种组装型式的横截图。
图12是图11组装整流子的端视图。
在图1和图2上所示出的是转子20的上半部。转子20含有一根主轴21，主轴上装有一个含有许多叠置的电枢薄钢片的电枢铁心22。转子绕组23绕在电枢铁心的周围以形成线绕电枢磁极。
在电枢铁心22的旁边，主轴21上装有一个整流子30。整流子包含有整流子座31，一些整流子片32和一个固定环33，整流子座是由合适的塑料如酚醛塑料或尼隆模塑制成，带有整流子片支座34，圆圈35和一块定距部36，定距部36靠近电枢铁心22，使整流子的整流子片32和电枢铁心22保持一定的轴向间隔，整流子片32是通过一个固定环33固定在整流子座。
整流子片上有供同电动机碳刷作滑动接触的滑动部位37，和一个同电枢绕组23的连接部24相连接的接线部38。在图1至图6的整流子的接线部是可焊式的，如图1所示，它有一个U型开口背向电枢铁心的弯钩39，在绕制电枢铁心22的绕线时，绕组23的连接部24就套绕在弯钩中。
转子一旦绕好，通过一个热压法，使弯钩39经受加热和压力而变形压在绕组的连接部24上，使同弯钩接触的绕组导线的绝缘层被除掉，绕组就可同整流子连接通电了。在热压过程中，弯钩39是靠在圆圈35上并由它支承着。弯钩就成为如图2和图3所示的形状。
整流子有同转子的磁极数相等的整流子片，不过为了表示清楚，只表示出一片。描述的转子结构，是公知的现有技术。
在图2上所示的是一台噪声抑制装置已经安装在整流子的弯上。噪声抑制装置和在图3和图4有更清晰的表示。
噪声抑制装置40含有一个由非导电材料做成的圆环板41，其中附有一种例如由铜箔制成的导电层42。导电层上有一些同圆环板成90度角伸展的指状接触片43钎焊在片状电容器44上。每一个电容器44有两个端面45和46，通过端面45同一个指状接触片43的钎焊，电容器就可被圆环板41支承着。电容器的另一端面46是钎焊在对应的整流子的弯钩上。在图3和图4的实施例中有3个电容器，每一片整流子片有一个，符合转子的磁极数目。由于每一个电容器是连接在导电层42上，导电层把每一个电容器的45端面连在一起形成一个星形连接环，并通过整流子同电枢绕组形成星形连接。在图3上，整流子座31的定距部的尾部有一个小的凸出部36′用以同电枢铁心上的一个凹槽(图上没有画出)相配合，使整流子装在主轴上同对应的电枢铁心有正确的取向以达到所要求的整流角。
图5和图6所示的有一些小的变化，噪声抑制装置40的圆环板4和导电层42是由一根弹性的导线环47代替。电容器44的外端面45是直接钎焊在导线环上，其内端面46是直接钎焊在整流子弯钩39上。把电容器钎焊在导线环47的当初，导线环的弹性可利用来把电容器压紧靠在弯钩上来帮助钎焊好，在某些布局上甚至可避免采用钎焊。在一些应用上，如电容器不钎焊在弯钩上，可以采用少量具有挠性的粘结剂在变速快的情况下，强化电容器的牢固性。
图7至图12是涉及如美国专利说明书USP4584498号所披露的一种机械连接式或非钎焊式的整流子，在这类整流子中，同前述的一样，整流子座也有整流子片支座34和定距部36，不过圆环35是由一个冕状部件50代替。冕状部件上有凹槽51用以接纳整流子片32的接线部38，以及凹槽52用以接纳同整流子片32连接的电枢绕组23的连接部24。
此外，冕状部件在接线凹槽51的径向外侧处还有凹槽53用以接纳片状电容器44，电容器凹槽53的顶部有一条狭缝54用来接纳导线环47。电容器44是轴向地放在电容器凹槽53中，导线环是弹性地紧靠在电容器的45端面上。如图所示，导线环47是弹性地靠紧在端面45的径向外沿上，不过导线环当然也可如图5和图6的实施方案那样钎焊在45端面上，只是电容器是轴向放置，电容器凹槽53要做些合适的变动来接纳导线环47，如果，整流子片配装有固定环33，电容器44就是由它保持在电容器凹槽53中。
在图9上更清楚示出的整流子片32同前述的一样也有滑动的部位37，但是接线部38是由一种机械连接或可剥除绝缘层式的接线连接部55构成。接线部55是插进冕状部件的一个凹槽51中的。这一接线部是盒式状，顶部开通，由前面沿两侧开有一条狭缝56。狭缝56在接线部的前面要比沿侧面的为宽，用以接纳在接线凹槽51内做成的触头57，当接线部55插进冕状部件50时用来支承绕组23的接线部24，狭缝56是叉开两脚，当接线部55插进时就夹紧接线部24，同时把绝缘层剥除，使它们能通电接通。
在接线部55的后壁径向地伸出一片指状接触片58，以便同对应的电容器44相接触，正如图7所示，有一固定环33用来固定整流子片在整流子座中，同时它也用以支承指状接触片58，接线部58上制成的倒剌59，同凹槽51的内壁相配合来阻止接线部55进入冕状部件后被拉出，整流子片32是如图7所示安装在整流子座31上，然后按箭头＂A＂所示的方向移动，把接线部55插进冕状部件50中的凹槽51。
图8上固定环33是被移去了，为的是要表示清楚，指状接触片58是径向地伸出同电容器44的端面46相接触。
图10所示的是做成图9的整流子片32接头的毛坯。毛坯60是从合适材料如铜铍合金板材裁切下来，再沿五条折线61折叠成图9的整流子片，滑动部位37是在成形过程中弯曲起来，以便组装成的整流子形成圆筒状的滑动接触表面。
图11和12的实施例，除了电容器44是径向放置外，同图7和8的方案是相似的。在这一布局中，指状接触片58是弯成轴向进入电容器凹槽53中。电容器凹槽可在前端和外径向侧开通，或者外径向侧只做成一条窄缝用以容纳导线环47。同上述的一样，导线环可以钎焊在电容器的外端面45。或者如果是受冕状部件的适当引导，可以弹压成直接的电接触，同时弹性地紧压电容器，使通过电容器的内端面46同整流子片的指状接触片58径向地接触，从而产生一种完全不需钎焊的噪声抑制的整流子装置。
对所述的实施方案可以做出各种不同的变更，并希望所有符合本发明在权利要求书中所限定的一切变更都包括在本发明的范围内。例如导线环可钎焊或可不钎焊在电容器上，电容器也可钎焊或不钎焊在整流子片上，在所示的实施例中，电容器是安放在整流子片接线部的径向外侧处，如果空间允许，电容器也可安装在整流子片的滑动部位上方，或者纳入冕状部件的接线凹槽中。为了简捷描述，所说明的是具有3个电容器位置和整流子的转子，也可采用其它结构的转子。

Claims (12)

1.一种电动机的转子，包括：
一根主轴(21)；
一个具有多个磁极的电枢铁心(22)，其装在主轴(21)上；
一绕在电枢铁心(22)的磁极四周的转子绕组(23)；
一个装在主轴上的整流子(30)，其具一整流子座(31)和多个支承在整流子座(31)上的整流子片(32)，每一整流子片(32)有一个供同碳刷滑动接触的接触部位(37)和一个用以同转子绕组(23)电气连接的接线部(38)；以及
噪声抑制装置(40)，其包含多个片状电容器(44)，每一个电容器各具有第一端面(45)和第二端面(46)，并且在绕整流子(30)的圆周上相间隔；一导电构件与电容器(44)的各第一端面(45)接触以形成一个公共连接点，各第二端面(46)配置连接在相应的一个整流子片(32)上；
其特征在于，
导电构件(47)构成一弹性圆环的至少一部分，其弹性地压迫电容器(44)，使它们同整流子(30)相接触。
2.根据权利要求1的转子，其特征在于电容器(44)是径向布置的，并且导电构件(47)弹性压迫第二端面(46)与相应的整流子片(32)接触。
3.根据权利要求2的转子，其特征在于导电构件(47)压迫电容器(44)的第二端面(46)与相应的整流子片(32)的接触部位(37)相接触。
4.根据权利要求1的转子，其特征在于电容器(44)的第二端面(46)是钎焊在相应的整流子片(32)的接线部(38)上。
5.根据权利要求4的转子，其特征在于各接线部(38)形成有一个弯钩(39)，用来热压紧转子绕组(23)，电容器(44)被钎焊在弯钩(39)上。
6.根据权利要求1的转子，其特征在于电容器(44)的第一端面(45)是钎焊在导电构件(47)上。
7.根据权利要求1的转子，其特征在于有挠性的粘结剂帮助电容器(44)同整流子片(32)相接触。
8.根据权利要求1的转子，其特征在于整流子片(32)的接线部(38)包含有剥离绝缘层的机械连接式的接线部(55)，其是装进在整流子座(31)的冕状接线部(50)内，电容器(44)是容纳在冕状接线部(50)的凹槽(53)中，使第二端面(46)直接接触接线部(38)。
9.根据权利要求8的转子，其特征在于电容器(44)是轴向布置在凹槽(53)中，并且各接线部(38)具有指状接触片(58)，其接触一相应的电容器(44)的第二端面(46)，将电容器轴向保持在凹槽(53)中。
10.根据权利要求8的转子，其特征在于电容器(44)是径向布置在凹槽(53)中的，导电构件(47)弹性压迫电容器(44)，使之与接线部(38)的指状接触片(58)接触。
11.根据权利要求8的转子，其特征在于有挠性的粘结剂帮助电容器(44)保持在凹槽(53)中。
12.根据权利要求8至11中任一项的转子，其特征在于电容器(44)的第一端面(45)是钎焊在导电构件(47)上。
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