CN106787519B - 一种单相直流永磁有刷电机的漆包线绕线方法 - Google Patents

一种单相直流永磁有刷电机的漆包线绕线方法 Download PDF

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Abstract

一种单相直流永磁有刷电机的漆包线绕线方法，其特征在于：包括十槽电枢绕线、十四槽电枢绕线和十八槽电枢绕线，其总的绕线总是对称进行，以保证铜线在磁场中产生的安培力是中心对称的。本发明对于效率，该绕线方法避免了线圈的浪费，使电枢内的所有有效线圈在任何时刻都能产生有效的安培力；对于绕线方式，绕线工艺上考虑了电枢的动态磁拉力平衡；将绕线设计为单相对称分布，使电枢中对称分布的有效线圈在任何时刻的磁拉力都能等大、反向，避免电枢在运行中发生振动。

Description

一种单相直流永磁有刷电机的漆包线绕线方法
技术领域
本发明涉及一种单相直流永磁有刷电机的漆包线绕线，该绕线方法用于两对极分数槽 （电枢槽数无法被极数整除）电机中电枢部件的漆包线分布设计。
背景技术
现有雨刮电机的绕线方式，在应用于多对极分数槽单相直流永磁电机时存在铜损较大、电机输出效率低的弊病。为提高电机线圈的利用率与电机的效率，我们在设计电枢绕线时，就需要自主研发适合于自己电机的、拥有专利的绕线设计方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单相直流永磁有刷电机的漆包线绕线方法，该方法克服了现有电机输出功率低的问题，同时对绕线的工艺方式进行了设计，使电机线圈的利用率变高，动态平衡效果好。
本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种单相直流永磁有刷电机的漆包线绕线方法，其特征在于：包括十槽电枢绕线、十四槽电枢绕线和十八槽电枢绕线，其总的绕线总是对称进行，以保证铜线在磁场中产生的安培力是中心对称的，
其中，十槽的绕线过程：任意选定一个挂钩为1号挂钩，对应的槽为1号槽，并依次给其余挂钩、冲片槽按顺序编号，从1号挂钩挂线开始；
从5号槽进线，3号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从10号槽进线，8号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂2号钩，接着挂对面的7号钩；
从1号槽进线，9号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从6号槽进线，4号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂8号钩，接着挂对面的3号钩；
从7号槽进线，5号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从2号槽进线，10号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂4号钩，接着挂对面的9号钩；
从3号槽进线，1号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从8号槽进线，6号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂10号钩，接着挂对面的5号钩；
从9号槽进线，7号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从4号槽进线，2号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂6号钩，接着挂对面的1号钩，即回到了初始进线位置；
所需匝数为10～99匝。
其中的十四槽电枢绕线过程为：
任意选定一个挂钩为1号挂钩，对应的槽为1号槽，并依次给其余挂钩、冲片槽按顺序编号，从4号挂钩挂线开始；
从5号槽进线，2号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从12号槽进线，9号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂3号钩，接着挂对面的10号钩；
从11号槽进线，8号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从4号槽进线，1号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂9号钩，接着挂对面的2号钩；
从3号槽进线，14号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从10号槽进线，7号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂1号钩，接着挂对面的8号钩；
从9号槽进线，6号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从2号槽进线，13号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂7号钩，接着挂对面的14号钩；
从1号槽进线，12号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从8号槽进线，5号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂13号钩，接着挂对面的6号钩；
从7号槽进线，4号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从14号槽进线，11号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂5号钩，接着挂对面的12号钩；
从13号槽进线，10号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从6号槽进线，3号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂11号钩，接着挂对面的4号钩，即回到了初始进线位置；
所需匝数为10～99匝。
其中的十八槽电枢绕线过程为：
任意选定一个挂钩为1号挂钩，对应的槽为1号槽，并依次给其余挂钩、冲片槽按顺序编号，从1号挂钩挂线开始；
从17号槽进线，13号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从8号槽进线，4号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂2号钩，接着挂对面的11号钩；
从9号槽进线，5号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从18号槽进线，14号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂12号钩，接着挂对面的3号钩；
从1号槽进线，15号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从10号槽进线，6号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂4号钩，接着挂对面的13号钩；
从11号槽进线，7号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从2号槽进线，16号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂14号钩，接着挂对面的5号钩；
从3号槽进线，17号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从12号槽进线，8号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂6号钩，接着挂对面的15号钩；
从13号槽进线，9号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从4号槽进线，18号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂16号钩，接着挂对面的7号钩；
从5号槽进线，1号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从14号槽进线，10号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂8号钩，接着挂对面的17号钩；
从15号槽进线，11号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从6号槽进线，2号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂18号钩，接着挂对面的9号钩；
从7号槽进线，3号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从16号槽进线，12号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂10号钩，接着挂对面的1号钩，即回到了初始进线位置；
所需匝数为10～99匝。
本发明绕线设计原理：
1、永磁单相直流电机中，同一个线圈的绕进与绕出的电流是相反的，为了让其产生积极有效的安培力，需要保证同一个线圈在转动中任何时刻都能横跨两处相反极性的磁场，这样就能确定线圈的跨距。
2、电机在运动中的某一个时刻，都有会两个线圈是因为刚好运动到某极的中心位置而产生相反的安培力，使其无效。也就是说，当某个线圈运动到沿着某极磁钢的中心线刚好对称的位置时，线圈左右两端的电流相反，但都处于同样的极性下，这样左右两边就会产生相反的安培力，导致此线圈此刻无效。根据对称原则，那么此时会同时有两个对称线圈处于无效中。这是电机单相永磁的必然现象，无法避免。
3、两对极分数槽电机的一个显著特点就是：正负极碳刷呈90°摆放，碳刷宽度若小于一个换向片宽度，且实际接触宽度为半个换向片宽度时，某根碳刷在某时刻若只接触到一个换向片，另一根碳刷必然横跨在两个换向片之间。也就是说，运动过程中，电路要么是从一个换向片输入电流，沿着两条分路最终从两个被横跨的换向片输出电流，形成回路；要么是从两个横跨的换向片输入电流，从另一端的一个换向片输出电流，形成回路。电流只有两种情况，即“一进二出”或者“二进一出”。那么被碳刷横跨的两个换向片之间的线圈全部无效，根据前面描述的绕线过程可以知道任意两个相邻的换向片之间有两个线圈。
4、根据前面的说明，发明人将某时刻被一根碳刷同时接触两个换向片之间的无效线圈设计成此时刻处于沿磁极中心对称的线圈，那么电机在任何时刻，无效化的线圈始终只有两个，而不是四个。这样就有更多的线圈产生了积极的安培力。线圈利用率提高了，电机的效率也就变高了。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明对于效率，该绕线方法避免了线圈的浪费，使电枢内的所有有效线圈在任何时刻都能产生有效的安培力；对于绕线方式，绕线工艺上考虑了电枢的动态磁拉力平衡；将绕线设计为单相对称分布，使电枢中对称分布的有效线圈在任何时刻的磁拉力都能等大、反向，避免电枢在运行中发生振动。
附图说明
图1是十槽电枢绕线设计的示意图，
图2是十槽电枢绕线完成后的示意图，
图3是十四槽电枢绕线设计的示意图，
图4是十四槽电枢绕线完成后的示意图，
图5是十八槽电枢绕线设计的示意图，
图6是十八槽电枢绕线完成后的示意图。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种单相直流永磁有刷电机的漆包线绕线方法具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
一种单相直流永磁有刷电机的漆包线绕线方法，包括十槽电枢绕线、十四槽电枢绕线和十八槽电枢绕线，其总的绕线总是对称进行，以保证铜线在磁场中产生的安培力是中心对称的，
其中，十槽电枢的绕线过程为：
任意选定一个挂钩为1号挂钩，对应的槽为1号槽，并依次给其余挂钩、冲片槽按顺序编号，从1号挂钩挂线开始；
从5号槽进线，3号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从10号槽进线，8号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂2号钩，接着挂对面的7号钩；
从1号槽进线，9号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从6号槽进线，4号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂8号钩，接着挂对面的3号钩；
从7号槽进线，5号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从2号槽进线，10号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂4号钩，接着挂对面的9号钩；
从3号槽进线，1号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从8号槽进线，6号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂10号钩，接着挂对面的5号钩；
从9号槽进线，7号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从4号槽进线，2号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂6号钩，接着挂对面的1号钩，即回到了初始进线位置。
图1中电枢绕线设计为短距绕组，粗线圈代表某时刻该线圈处于同极磁场中而产生无效的安培力，此绕线方法将无效线圈连接到该时刻被碳刷同时覆盖（短路）的两个换向片之间，使得这种绕线方法下的电枢部件能输出较大的有效功率。
图2所示为绕线完成后的示意图，此时瞬态下，当正极碳刷从2号挂钩输入电流时，电流流经所有线圈后分别从4、5号换向片输送至负极碳刷。
其中十四槽电枢绕线过程为：
任意选定一个挂钩为1号挂钩，对应的槽为1号槽，并依次给其余挂钩、冲片槽按顺序编号，从4号挂钩挂线开始；
从5号槽进线，2号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从12号槽进线，9号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂3号钩，接着挂对面的10号钩；
从11号槽进线，8号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从4号槽进线，1号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂9号钩，接着挂对面的2号钩；
从3号槽进线，14号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从10号槽进线，7号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂1号钩，接着挂对面的8号钩；
从9号槽进线，6号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从2号槽进线，13号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂7号钩，接着挂对面的14号钩；
从1号槽进线，12号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从8号槽进线，5号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂13号钩，接着挂对面的6号钩；
从7号槽进线，4号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从14号槽进线，11号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂5号钩，接着挂对面的12号钩；
从13号槽进线，10号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从6号槽进线，3号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂11号钩，接着挂对面的4号钩，即回到了初始进线位置。
图3中电枢绕线设计为短距绕组，粗线圈代表某时刻该线圈处于同极磁场中而产生无效的安培力，此绕线方法将无效线圈连接到该时刻被碳刷同时覆盖（短路）的两个换向片之间，使得这种绕线方法下的电枢部件能输出较大的有效功率。
图4所示为绕线完成后的示意图，此时瞬态下，当正极碳刷从1号挂钩输入电流时，电流流经所有线圈后分别从4、5号换向片输送至负极碳刷。
其中十八槽电枢绕线过程为：
任意选定一个挂钩为1号挂钩，对应的槽为1号槽，并依次给其余挂钩、冲片槽按顺序编号，从1号挂钩挂线开始；
从17号槽进线，13号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从8号槽进线，4号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂2号钩，接着挂对面的11号钩；
从9号槽进线，5号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从18号槽进线，14号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂12号钩，接着挂对面的3号钩；
从1号槽进线，15号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从10号槽进线，6号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂4号钩，接着挂对面的13号钩；
从11号槽进线，7号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从2号槽进线，16号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂14号钩，接着挂对面的5号钩；
从3号槽进线，17号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从12号槽进线，8号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂6号钩，接着挂对面的15号钩；
从13号槽进线，9号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从4号槽进线，18号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂16号钩，接着挂对面的7号钩；
从5号槽进线，1号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从14号槽进线，10号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂8号钩，接着挂对面的17号钩；
从15号槽进线，11号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从6号槽进线，2号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂18号钩，接着挂对面的9号钩；
从7号槽进线，3号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
从16号槽进线，12号槽绕出，在缠绕所需匝数（一般为10～99匝）后；
挂10号钩，接着挂对面的1号钩，即回到了初始进线位置。
图5中电枢绕线设计为短距绕组，粗线圈代表某时刻该线圈处于同极磁场中而产生无效的安培力，此绕线方法将无效线圈连接到该时刻被碳刷同时覆盖（短路）的两个换向片之间，使得这种绕线方法下的电枢部件能输出较大的有效功率。
图6所示为绕线完成后的示意图，此时瞬态下，当正极碳刷从7号挂钩输入电流时，电流流经所有线圈后分别从2、3号换向片输送至负极碳刷。
以上绕线步骤仅为所有绕线工艺方法中的一种，上述所有绕线工艺均可反向，或按其他方式进行，任何以其他绕线工艺形式所达到的同样分布形式的绕线方法，均仍属于本发明技术方案的范围内。该绕线方法适用于所有两对极分数槽的电机电枢部件，包括两对极磁场中所有分数槽单相直流电机电枢部件。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对发明型作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种单相直流永磁有刷电机的漆包线绕线方法，其特征在于：包括十槽电枢绕线、十四槽电枢绕线或十八槽电枢绕线，其总的绕线总是对称进行，以保证铜线在磁场中产生的安培力是中心对称的，
其中，十槽的绕线过程：任意选定一个挂钩为1号挂钩，对应的槽为1号槽，并依次给其余挂钩、冲片槽按顺序编号，从1号挂钩挂线开始；
从5号槽进线，3号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从10号槽进线，8号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂2号钩，接着挂对面的7号钩；
从1号槽进线，9号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从6号槽进线，4号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂8号钩，接着挂对面的3号钩；
从7号槽进线，5号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从2号槽进线，10号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂4号钩，接着挂对面的9号钩；
从3号槽进线，1号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从8号槽进线，6号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂10号钩，接着挂对面的5号钩；
从9号槽进线，7号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从4号槽进线，2号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂6号钩，接着挂对面的1号钩，即回到了初始进线位置；
所需匝数为10～99匝；
所述的十四槽电枢绕线过程为：
任意选定一个挂钩为1号挂钩，对应的槽为1号槽，并依次给其余挂钩、冲片槽按顺序编号，从4号挂钩挂线开始；
从5号槽进线，2号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从12号槽进线，9号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂3号钩，接着挂对面的10号钩；
从11号槽进线，8号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从4号槽进线，1号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂9号钩，接着挂对面的2号钩；
从3号槽进线，14号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从10号槽进线，7号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂1号钩，接着挂对面的8号钩；
从9号槽进线，6号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从2号槽进线，13号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂7号钩，接着挂对面的14号钩；
从1号槽进线，12号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从8号槽进线，5号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂13号钩，接着挂对面的6号钩；
从7号槽进线，4号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从14号槽进线，11号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂5号钩，接着挂对面的12号钩；
从13号槽进线，10号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从6号槽进线，3号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂11号钩，接着挂对面的4号钩，即回到了初始进线位置；
所需匝数为10～99匝；
所述的十八槽电枢绕线过程为：
任意选定一个挂钩为1号挂钩，对应的槽为1号槽，并依次给其余挂钩、冲片槽按顺序编号，从1号挂钩挂线开始；
从17号槽进线，13号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从8号槽进线，4号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂2号钩，接着挂对面的11号钩；
从9号槽进线，5号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从18号槽进线，14号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂12号钩，接着挂对面的3号钩；
从1号槽进线，15号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从10号槽进线，6号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂4号钩，接着挂对面的13号钩；
从11号槽进线，7号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从2号槽进线，16号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂14号钩，接着挂对面的5号钩；
从3号槽进线，17号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从12号槽进线，8号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂6号钩，接着挂对面的15号钩；
从13号槽进线，9号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从4号槽进线，18号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂16号钩，接着挂对面的7号钩；
从5号槽进线，1号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从14号槽进线，10号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂8号钩，接着挂对面的17号钩；
从15号槽进线，11号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从6号槽进线，2号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂18号钩，接着挂对面的9号钩；
从7号槽进线，3号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
从16号槽进线，12号槽绕出，在缠绕所需匝数后；
挂10号钩，接着挂对面的1号钩，即回到了初始进线位置；
所需匝数为10～99匝。
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