CN110138111A - 一种新型扁平单相四极串激电机 - Google Patents
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Abstract
本发明创造涉及一种新型扁平单相四极串激电机,包括:电刷组件,呈环绕阵列分布有四个成套的刷盒和电刷;励磁绕组,呈环绕阵列分布有四个所述励磁绕组,所述四个励磁绕组形成两个N极和两个S极且N极和S极两两相邻,四个所述励磁绕组通过四个所述电刷形成两对并联的励磁绕组对,每对所述励磁绕组对分别具有一N极和S极;电枢绕组,所述电枢绕组同所述励磁绕组串联。本发明创造的新型扁平单相四极串激电机,理想环境下四极电机的扭力是二极电机的2倍,励磁绕组形成两对极,且N极和S极两两相邻,通过电刷和电枢绕组连接形成单相四极串激电机,极大的提高了电机的扭力,为单相串激电机应用于家用大功率搅拌电机领域奠定了基础。
Description
技术领域
本发明创造涉及电机技术领域,尤其涉及一种新型扁平单相四极串激电机。
背景技术
目前的家用大功率搅拌机,一般都采用无刷直流电机,但是无刷直流电机造价高昂,不利于市场竞争。单相串激电机技术成熟、成本低、易生产,但是现有的单相串激电机无法简单适用于家用大功率搅拌机。
传统的单相串激电机普遍为二极电机,即具有由N极和S极组成的一对极,它具有启动力矩大、转速高、体积小、重量轻、成本低的特点,但是无法满足市场在小型化的趋势下对长寿命、大扭力、高功率的追求,且传统的单相串激电机还具有换向难、火花大和体积大的缺点。
而市场上现有的四极电机普遍为直流电机,采用四片磁铁,普遍用于气泵,油泵一些大扭力、长寿命场合,但是缺点是直流电机启动力矩小:不适合做家用大功率搅拌机,大功率搅拌除了要求大扭力、长寿命,还要求启动力矩大。
发明内容
鉴于上述状况,有必要提供一种能够提高扭力的新型扁平单相四极串激电机。
为了解决上述技术问题,本发明创造采用的技术方案为:一种新型扁平单相四极串激电机,包括:电刷组件,呈环绕阵列分布有四个成套的刷盒和电刷;励磁绕组,呈环绕阵列分布有四个所述励磁绕组,所述四个励磁绕组形成两个N极和两个S极且N极和S极两两相邻,四个所述励磁绕组通过四个所述电刷形成两对并联的励磁绕组对,每对所述励磁绕组对分别具有一N极和S极;电枢绕组,所述电枢绕组同所述励磁绕组串联。
进一步的,包括定子铁芯,所述定子铁芯具有环绕阵列向内凸出的四个定子齿部,所述定子齿部偏离相邻的所述电刷四十五度,每个所述齿部上缠绕有定子铁芯线包,所述定子铁芯线包形成所述励磁绕组。
进一步的,所述定子铁芯外径为120mm-200mm。
进一步的,包括转子芯片,套设在所述定子铁芯内并固定在转轴上,具有多个环绕阵列向所述定子铁芯放射延伸的多个转子齿部,所述多个转子齿部之间缠绕有转子线包,所述转子线包形成所述电枢绕组。
进一步的,所述转子齿部具有16个,所述16个转子齿部形成16个转子齿槽。
进一步的,由所述转子齿部形成的外径为70mm-140mm。
进一步的,所述转子芯片环绕阵列设置有若干通风孔。
进一步的,所述定子铁芯与所述转子芯片的径向表面平齐。
进一步的,包括与所述电刷配合的换向器,所述换向器与所述转子芯片的轴向距离为4-10mm。
进一步的,还包括前支架和后支架,所述电刷组件固定于所述后支架上,所述前支架、所述定子铁芯和所述后支架依次扣合螺接。
本发明创造的有益效果在于:四极电机相对于二极电机多出了一对极,理想环境下四极电机的扭力是二极电机的2倍,励磁绕组形成两对极,且N极和S极两两相邻,通过电刷和电枢绕组连接形成单相四极串激电机,将四极结构应用到交流电机,极大的提高了电机的扭力,为单相串激电机应用于家用大功率搅拌电机领域奠定了基础。
附图说明
图1是本发明创造实施例的一种新型扁平单相四极串激电机的原理示意图;
图2是本发明创造实施例的一种新型扁平单相四极串激电机的前支架的结构示意图;
图3是本发明创造实施例的一种新型扁平单相四极串激电机的后支架的结构示意图;
图4是本发明创造实施例的一种新型扁平单相四极串激电机的爆炸结构示意图;
图5是本发明创造实施例的一种新型扁平单相四极串激电机的定子铁芯的结构示意图;
图6是本发明创造实施例的一种新型扁平单相四极串激电机的转子芯片的结构示意图;
图7是本发明创造实施例的一种新型扁平单相四极串激电机的电刷的结构示意图。
标号说明:
100、电刷组件;110、电刷;120、刷盒;200、定子铁芯;210、定子齿部;
220、定子线包;230、固定部;300、转子芯片;310、转子齿部;
320、转子线包;330、通风孔;340、轴孔;400、换向器;500、转轴;
600、前支架;610、前轴承座;620、前支架加强筋;621、前支架延伸段;
622、前支架倾斜段;630、前支架固定台;640、前支架连接筋;
700、后支架;710、后轴承座;720、后支架加强筋;721、后支架延伸段;
722、后支架倾斜段;730、后支架固定台;740、后支架连接筋;
800、前轴承;900、后轴承。
具体实施方式
为了使本发明创造的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明创造一种新型扁平单相四极串激电机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用以解释本发明创造,并不用于限定本发明创造。
请参见图1-图7,一种新型扁平单相四极串激电机,包括:电刷组件100,呈环绕阵列分布有四个成套的刷盒120和电刷110;励磁绕组,呈环绕阵列分布有四个励磁绕组,四个励磁绕组形成两个N极和两个S极且N极和S极两两相邻,四个励磁绕组通过四个电刷110形成两对并联的励磁绕组对,每对励磁绕组对分别具有一N极和S极;电枢绕组,电枢绕组同励磁绕组串联。
四极电机相对于二极电机多出了一对极,理想环境下四极电机的扭力是二极电机的2倍,励磁绕组形成两对极,且N极和S极两两相邻,通过电刷110和电枢绕组连接形成单相四极串激电机,将四极结构应用到交流电机,极大的提高了电机的扭力,为单相串激电机应用于家用大功率搅拌电机领域奠定了基础。另一方面,四个电刷110分流,使得电机火花下降,电机寿命增长;两对励磁绕组对使得电机换向相对于传统的单相二极串激电机的难度大大降低,也解决了换向难的问题。
请参见图4-图6,包括定子铁芯200,定子铁芯200具有环绕阵列向内凸出的四个定子齿部310,定子齿部310偏离相邻的电刷110四十五度,每个齿部上缠绕有定子线包,定子线包形成励磁绕组。
优选的,定子铁芯200外径为120mm-200mm。
目前市场上通用做家用电器产品电机,定子铁芯200外径最大为98mm,转子芯片外径最大为46.7mm,限制了电机扭力的增长,这是由于二极电机本身的缺陷所致;将二极按本发明创造改为四极之后定子外径得以突破,从而使得电机扭力得以突破,同时为了满足四极电机的磁力需要,定子铁芯200外径外径也不宜过小,另一方面过大也不适应电机小型化的趋势,定子铁芯200外径为120mm-200mm,可以满足四极电机的需要。需要特别说明的是,本发明创造增大定子铁芯200的外径,即增加了径向直径,但极大的压缩了轴向尺寸,使得电机扁平化,从而缩小了电机的尺寸而非增大了电机的尺寸。
请参见图4-图6,包括转子芯片,套设在定子铁芯200内并固定在转轴500上,具有多个环绕阵列向定子铁芯200放射延伸的多个转子齿部,多个转子齿部之间缠绕有转子线包320,转子线包320形成电枢绕组。
请参见图4-图6,转子齿部具有16个,16个转子齿部形成16个转子齿槽。
可以理解的,可以根据需要设计转子齿部的数量。
优选的,由转子齿部形成的外径为70mm-140mm。
由于定子铁芯200的外径增大,定子铁芯200的内径也增大,转子齿部的外径也随着增大。
请参见图5-图6,转子芯片环绕阵列设置有若干通风孔330。
方便散热。通过导风风扇将风流导入通风孔330,从而提高散热效果。
请参见图5-图6,定子铁芯200与转子芯片的径向表面平齐。
请参见图4-图7,包括与电刷110配合的换向器400,换向器400与转子芯片的轴向距离为4-10mm。
由于定子铁芯200外径和转子齿部形成的外径增大,单相串激电机由二极改为四极,电机的轴向尺寸得以压缩。
请参见图2-图4和图7,还包括前支架600和后支架700,电刷组件100固定于后支架700上,前支架600、定子铁芯200和后支架700依次扣合螺接。
经过实际测试,做到同样负载扭力点(10000RPM/1N.m)时单相二极串激电机和本发明创造的单相四极串激电机的性能对比数据如下:
表1:单相二极串激电机与单相四极串激电机性能对比
特别的,若需要电机换向更轻松,可以根据需要加厚定子铁芯200、加大电刷110尺寸。
请参见图2-图4,后支架700中部设有后轴承座710,后轴承座710内安装有后轴承900,转轴500套设在后轴承900内,四个电刷110环绕转轴500阵列固定在后支架700上,在后轴承900外换向器400套设在转轴500上与电刷110配合,在换向器400远离后轴承900的一侧设有转子芯片,转子芯片套设在转轴500上,转子齿部上环绕转轴500阵列设有若干通风孔330,在通风孔330外转子芯片远离转轴500阵列放射延伸有转子齿部,转子齿部上缠绕有转子线包320,转子芯片外设有定子铁芯200,定子铁芯200具有四个定子齿部310,四个定子齿部310在径向平面上偏离相邻的电刷110四十五度角,每个定子齿部310上分别缠绕有定子线包,定子铁芯200远离后支架700的一侧设有前支架600,前支架600中部设有前轴承座610,前轴承座610内安装有前轴承800,后支架700、定子铁芯200和前支架600依次叠放螺接固定。
请参见图3、图4和图7,后支架700中部设有后轴承座710,轴承座向外十字放射有后支架加强筋720;后支架加强筋720包括后支架延伸段721和后支架倾斜段722,后支架延伸段721由后轴承座710径向延伸形成,后支架倾斜段722由后支架延伸段721向前支架600方向倾斜延伸形成;后支架倾斜段722的末端设有后支架固定台730,后支架固定台730中部设有螺孔,在螺孔外后支架固定台730外缘设有向前支架600方向凸出的弧形凸条,弧形凸条的凹面面向螺孔;延伸段远离轴承座的末端设有环形固定圈,环形固定圈被加强筋分隔为4个弧条,每个弧条上设有固定孔;相邻后支架固定台730之间连接有后支架连接筋740;后支架700背向前支架600的一面在倾斜段设背离前支架600延伸有与外部连接的内螺纹柱。
请参见图2和图4,前支架600中部设有前轴承座610,前轴承座610向外十字放射延伸有前支架加强筋620;前支架加强筋620包括前支架延伸段621和前支架倾斜段622,前支架倾斜段622由前轴承座610径向延伸形成,前支架倾斜段622由前支架延伸段621向后支架700方向倾斜延伸形成,前支架倾斜段622末端设有前支架固定台630,前支架固定台630中部设有螺孔,在螺孔外后支架固定台730外缘设有向后支架700方向凸出的弧形凸条,弧形凸条的凹面面向螺孔;相邻前支架固定台630之间连接有前支架连接筋640。
前支架600和后支架700的结构,使得支架中的空隙多,散热空间多,提高了电机的散热性能;压缩了电机的轴向高度,使得电机的整体体积缩小。
请参见图4和图7,电刷组件100,包括4个成套的电刷110和刷盒120,电刷110套设在刷盒120内,刷盒120向长度方向的两侧延伸有固定耳,固定耳与环形固定圈上的固定孔螺接固定将刷盒120固定在后支架700上。4个电刷110中部设有与电刷110配合的换向器400,换向器400套设在转轴500上。
请参见图4-图6,定子铁芯200向主轴方向环绕转轴500阵列延伸有4个定子齿部310,每个定子齿部310上均套设有定子线包,由定子线包形成励磁绕组;定子外缘延伸有4个固定部,固定部卡定在前支架600和后支架700的弧形凸条内,通过穿过螺孔的螺柱将前支架600、定子铁芯200和后支架700固定连接。可以理解的,前支架600、定子铁芯200和后支架700的外边缘相契合适配。
请参见图4-图6,转子芯片,其中部设有轴孔340用于与转轴500配合,通孔外阵列环绕转轴500设有6个用于散热的通气孔,通气孔外远离转子放射延伸有16个转子齿部,转子齿部上缠绕有转子线包320,由转子线包320形成电枢绕组。
综上所述,本发明创造提供的一种新型扁平单相四极串激电机,通过电刷和电枢绕组连接形成单相四极串激电机,将四极结构应用到交流电机,极大的提高了电机的扭力,为单相串激电机应用于家用大功率搅拌电机领域奠定了基础。另一方面,四个电刷分流,使得电机火花下降,电机寿命增长;两对励磁绕组对使得电机换向相对于传统的单相二极串激电机的难度大大降低,也解决了换向难的问题;设计了配套的前支架和后支架,增加了电机的散热性能。
以上所述,仅是本发明创造的较佳实施例而已,并非对本发明创造作任何形式上的限制,虽然本发明创造已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明创造,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明创造技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明创造技术方案内容,依据本发明创造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,均仍属于本发明创造技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种新型扁平单相四极串激电机,其特征在于,包括:
电刷组件,呈环绕阵列分布有四个成套的刷盒和电刷;
励磁绕组,呈环绕阵列分布有四个所述励磁绕组,所述四个励磁绕组形成两个N极和两个S极且N极和S极两两相邻,四个所述励磁绕组通过四个所述电刷形成两对并联的励磁绕组对,每对所述励磁绕组对分别具有一N极和S极;
电枢绕组,所述电枢绕组同所述励磁绕组串联。
2.根据权利要求1所述的一种新型扁平单相四极串激电机,其特征在于,包括定子铁芯,所述定子铁芯具有环绕阵列向内凸出的四个定子齿部,所述定子齿部偏离相邻的所述电刷四十五度,每个所述齿部上缠绕有定子铁芯线包,所述定子铁芯线包形成所述励磁绕组。
3.根据权利要求2所述的一种新型扁平单相四极串激电机,其特征在于,所述定子铁芯外径为120mm-200mm。
4.根据权利要求2所述的一种新型扁平单相四极串激电机,其特征在于,包括转子芯片,套设在所述定子铁芯内并固定在转轴上,具有多个环绕阵列向所述定子铁芯放射延伸的多个转子齿部,所述多个转子齿部之间缠绕有转子线包,所述转子线包形成所述电枢绕组。
5.根据权利要求4所述的一种新型扁平单相四极串激电机,其特征在于,所述转子齿部具有16个,所述16个转子齿部形成16个转子齿槽。
6.根据权利要求4所述的一种新型扁平单相四极串激电机,其特征在于,由所述转子齿部形成的外径为70mm-140mm。
7.根据权利要求4所述的一种新型扁平单相四极串激电机,其特征在于,所述转子芯片环绕阵列设置有若干通风孔。
8.根据权利要求4所述的一种新型扁平单相四极串激电机,其特征在于,所述定子铁芯与所述转子芯片的径向表面平齐。
9.根据权利要求4所述的一种新型扁平单相四极串激电机,其特征在于,包括与所述电刷配合的换向器,所述换向器与所述转子芯片的轴向距离为4-10mm。
10.根据权利要求4所述的一种新型扁平单相四极串激电机,其特征在于,还包括前支架和后支架,所述电刷组件固定于所述后支架上,所述前支架、所述定子铁芯和所述后支架依次扣合螺接。
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