CN113472143B - 一种抗干扰运行稳定的高速电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗干扰运行稳定的高速电机，包括：电机抗干扰件，所述电机抗干扰件包括电机和换向抗干扰件，所述换向抗干扰件设置在所述电机上；碳刷防磨件，所述碳刷防磨件包括碳刷固定件、碳刷紧固传动件和碳刷紧固动力件，所述碳刷固定件设置在所述电机上，所述碳刷紧固传动件和所述碳刷紧固动力件均设置在所述碳刷固定件上；其中：所述换向抗干扰件套在所述碳刷固定件外部，并且对所述换向抗干扰件与所述碳刷固定件滑动接触产生的干扰信号进行屏蔽；所述碳刷紧固动力件将所述碳刷紧固传动件始终紧密贴合在所述换向抗干扰件上，以降低干扰信号源产生。本发明设计新颖、结构紧凑、体积小、抗干扰性能强、自动化程度高和故障率低。

Description

一种抗干扰运行稳定的高速电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地说，本发明涉及一种抗干扰运行稳定的高速电机。

背景技术

电机在生活中的各个领域中都有广泛的应用。通常意义上来说，电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，主要作用是产生驱动转矩，作为用于电器或各种机械的动力源。电机按工作电源的种类可以被划分为直流电机和交流电机。

通过国内外背景的调研和在市场上电机存在的技术缺陷与问题，其中主要包括在电机工作时因换向器与碳刷会产生火花信号而导致EMI(ElectromagneticInterference，电磁干扰)发生，为了抑制或消除EMI，目前通常的做法是在电机中、换向器外围设置能够吸收EMI的材料制成的结构，但是，这加重了电机的重量、相应加工工艺复杂度和制造成本。并且现有电机中碳刷和换向器接触力度不恒定，导致碳刷安装初中期碳刷和换向器接触紧密，安装后期常出现碳刷和换向器接触不良，加重了碳刷和换向器产生火花概率，加重了EMI产生，降低了碳刷使用寿命；同时更换碳刷时需要停转电机，降低了电机工作时间，影响生产效率。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种抗干扰运行稳定的高速电机，具体采用如下的技术方案：

一种抗干扰运行稳定的高速电机，包括：

电机抗干扰件，所述电机抗干扰件包括电机和换向抗干扰件，所述换向抗干扰件设置在所述电机上；

碳刷防磨件，其设置在所述电机抗干扰件上，所述碳刷防磨件包括碳刷固定件、碳刷紧固传动件和碳刷紧固动力件，所述碳刷固定件设置在所述电机上，所述碳刷紧固传动件和所述碳刷紧固动力件均设置在所述碳刷固定件上；

其中：所述换向抗干扰件套在所述碳刷固定件外部，并且对所述换向抗干扰件与所述碳刷固定件滑动接触产生的干扰信号进行屏蔽；所述碳刷紧固动力件将所述碳刷紧固传动件始终紧密贴合在所述换向抗干扰件上，以降低干扰信号源产生。

优选地，所述电机包括机壳、定子和转子，所述定子和所述转子均设置在所述机壳上；所述机壳两端面圆心处均嵌装有旋转轴承，所述定子固定嵌装在所述机壳内壁上；所述转子一端设置有屏蔽槽，所述屏蔽槽槽口上紧固有旋转挡板，所述旋转挡板圆心处嵌装有转换轴承。

优选地，所述换向抗干扰件包括换向固定座、换向片、绝缘层和屏蔽层，所述换向固定座一端固定设置在所述屏蔽槽槽底上；所述换向片一端垂直固定设置在所述换向固定座上，多片所述换向片围绕所述换向固定座轴线均匀分布；并且每一个所述换向片两端分别与所述转子上相应绕座上的绕线电连接。

优选地，所述绝缘层为电容纸，所述绝缘层包裹在八片所述换向片上；所述屏蔽层为紫铜片，所述屏蔽层包裹在所述绝缘层外部。

优选地，所述碳刷固定件包括碳刷固定管和碳刷滑动管，所述碳刷固定管嵌装在所述转换轴承内，所述碳刷滑动管贯通固定嵌装在所述碳刷固定管一端侧壁上；两个所述碳刷滑动管在所述碳刷固定管上对称分布。

优选地，所述碳刷紧固传动件包括碳刷、紧固弹簧、紧固推板、继动杆和传动杆，所述碳刷和所述紧固推板均设置在所述碳刷滑动管上，所述紧固弹簧设置在所述碳刷上，所述继动杆设置在所述紧固推板上，所述传动杆设置在所述继动杆上。

优选地，两个所述碳刷分别对应嵌装在两个所述碳刷滑动管一端内，两个所述紧固弹簧一端分别与两个所述碳刷逐一对应连接，两个所述紧固推板逐一对应设置在所述碳刷滑动管另一端管内，并且两个所述紧固推板分别与两个所述紧固弹簧另一端连接；所述继动杆设置有两根，两根所述继动杆一端分别逐一对应铰接在两个所述紧固推板上。

优选地，所述传动杆包括第一传动杆、压力传感器和第二传动杆，所述第一传动杆一端同时铰接在两根所述继动杆另一端上，所述压力传感器连接在所述第一传动杆另一端上，所述第二传动杆一端连接在所述压力传感器上，并且所述第一传动杆轴线和所述第二传动杆轴线重合；所述传动杆上设置有两根电线防护管，两根所述电线防护管内分别用于布置正极电源线和负极电源线，所述正极电源线和所述负极电源线一端分别贯穿所述紧固推板后与两个所述碳刷逐一对应电连接。

优选地，所述碳刷紧固动力件包括磁力线圈、紧固齿条、推进管、推进栓和推入弹簧，所述磁力线圈和所述紧固齿条均设置在所述碳刷固定管上，所述推进管设置在所述传动杆上，所述推进栓和所述推入弹簧均设置在所述推进管内；所述磁力线圈固定嵌装在所述碳刷固定管另一端管内壁上，两个所述紧固齿条分别对称固定设置在所述碳刷固定管内壁上。

优选地，两个所述推进管对称分布固定设置在所述第二传动杆上，两个所述推进栓逐一对应嵌装在所述推进管一端；两个所述推入弹簧逐一对应嵌装在两个所述推进管另一端。

本发明至少包括以下有益效果：

1)本发明抗干扰运行稳定的高速电机设计新颖、结构紧凑、体积小、抗干扰性能强、自动化程度高和故障率低；

2)本发明抗干扰运行稳定的高速电机设置了电机抗干扰件和碳刷防磨件，所述电机抗干扰件包括转子、换向片、绝缘层和屏蔽层，所述转子上设置有屏蔽槽，所述换向片、所述绝缘层和所述屏蔽层均位于屏蔽槽内，并且所述屏蔽层通过所述绝缘层包裹在所述换向片外，以屏蔽换向片与碳刷产生的干扰信号；所述碳刷防磨件包括碳刷固定管、碳刷滑动管、碳刷、紧固弹簧、紧固推板、继动杆、传动杆、压力传感器、磁力线圈、紧固齿条、推进管、推进栓和推入弹簧，所述磁力线圈能够根据压力传感器实时监测的传动杆压力，以通电推动所述传动杆轴向移动，进而先后通过所述继动杆、紧固推板和所述紧固弹簧将所述碳刷紧密贴合在所述换向片上，以防止碳刷和所述换向片发生异常放电；所述推进栓通过与所述紧固齿条配合能够将传动杆对碳刷推力锁定在恒定值，以稳定碳刷与换向片贴合力；最终降低电机整体体积和故障率，提高自动化程度和抗干扰性能。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明抗干扰运行稳定的高速电机主视图；

图2为本发明抗干扰运行稳定的高速电机侧视图；

图3为本发明抗干扰运行稳定的高速电机立体结构示意图；

图4为本发明抗干扰运行稳定的高速电机图2中A-A方向剖面主视图；

图5为本发明抗干扰运行稳定的高速电机图4中C的局部放大图；

图6为本发明抗干扰运行稳定的高速电机图2中A-A方向剖面立体结构示意图；

图7为本发明抗干扰运行稳定的高速电机图6中D的局部放大图；

图8为本发明抗干扰运行稳定的高速电机图2中B-B方向剖面主视图；

图9为本发明抗干扰运行稳定的高速电机图8中E的局部放大图；

图10为本发明抗干扰运行稳定的高速电机图2中B-B方向剖面立体结构示意图；

图11为本发明抗干扰运行稳定的高速电机图10中F的局部放大图；

图12为本发明抗干扰运行稳定的高速电机去除机壳和定子后的立体结构示意图。

其中：1-机壳，2-定子，3-转子，4-旋转轴承，5-转换轴承，6-换向固定座，7-换向片，9-屏蔽层，10-碳刷固定管，11-碳刷滑动管，12-碳刷，13-紧固弹簧，14-紧固推板，15-继动杆，16-第一传动杆，17-压力传感器，18-第二传动杆，19-正极电源线，20-电线防护管，21-磁力线圈，22-紧固齿条，23-推进管，24-推进栓，25-推入弹簧，26-松解轴,27-旋转挡板。

具体实施方式

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

根据图1-图12所示，一种抗干扰运行稳定的高速电机，包括电机抗干扰件和碳刷防磨件，所述碳刷防磨件设置在所述电机抗干扰件上。所述电机抗干扰件包括电机和换向抗干扰件，所述换向抗干扰件设置在所述电机上。所述电机包括机壳1、定子2和转子3，所述定子2和所述转子3均设置在所述机壳1上。所述机壳1呈管状，所述机壳1两端面圆心处均设置有旋转贯穿孔，每一个所述旋转贯穿孔内均嵌装有旋转轴承4，所述旋转轴承4为密封轴承，所述旋转轴承4用于支撑所述转子3。所述定子2固定嵌装在所述机壳1内壁上。所述转子3一端设置有屏蔽槽，所述屏蔽槽深度小于所述转子3长度。所述屏蔽槽槽口上通过螺钉紧固有旋转挡板27，所述旋转挡板27圆心处设置有转换贯穿孔，所述转换贯穿孔内嵌装有转换轴承5，所述转换轴承5为密封轴承，所述转换轴承5用于安装所述碳刷防磨件使用。

所述换向抗干扰件包括换向固定座6、换向片7、绝缘层和屏蔽层9，所述换向固定座6设置在所述转子3上，所述换向片7设置在所述换向固定座6上，所述绝缘层设置在所述换向片7上，所述屏蔽层9设置在所述绝缘层上。所述换向固定座6为圆柱状绝缘体，所述换向固定座6一端固定设置在所述屏蔽槽槽底上，并且所述换向固定座6轴线与所述屏蔽槽轴线重合。所述换向片7一端垂直固定设置在所述换向固定座6上，所述换向片7设置八片，八片所述换向片7围绕所述换向固定座6轴线均匀分布。进一步的，所述换向片7数量与所述转子3上绕线座数量相同。并且所述换向片7两端分别与所述转子3上相应绕座上的绕线电连接，使得由所述碳刷防磨件传输的电能能够通过所述换向片7流入所述转子3的绕线上，以在绕线座上形成磁场推动所述转子3转动。具体的，所述转子3相应绕线座上的绕线一端贯穿进入所述屏蔽槽内后与对应的所述换向片7一端电连接，所述转子3相应绕线座上的绕线另一端贯穿进入所述屏蔽槽内后与预定的所述换向片7另一端电连接，以实现所述碳刷防磨件经所述换向片7向所述转子3上的绕线循环输入正反向电流。所述绝缘层由绝缘纸构成，具体的所述绝缘层为电容纸。所述绝缘层包裹在八片所述换向片7上。所述屏蔽层9为紫铜片，所述屏蔽层9包裹在所述绝缘层外部。所述屏蔽层9通过所述绝缘层能够与所述换向片7绝缘。当所述碳刷防磨件与所述换向片7发生异常电压、异常火花放电，所述屏蔽层9将会对其内部的异常干扰信号进行屏蔽，以防止电磁干扰发生，并且所述屏蔽层9、所述绝缘层和所述换向片7共同构成的电容器将会缓存一定异常电压，以减轻异常干扰信号发生。所述换向抗干扰件设置在所述转子3内，既能够降低所述抗干扰运行稳定的高速电机体积，又能够通过绕线通电产生的磁场对所述换向片7和碳刷12产生的异常干扰源进行压制，进一步提高电磁抗干扰性能。

所述碳刷防磨件包括碳刷固定件、碳刷紧固传动件和碳刷紧固动力件，所述碳刷固定件设置在所述转子3上，所述碳刷紧固传动件和所述碳刷紧固动力件均设置在所述碳刷固定件上。所述碳刷固定件包括碳刷固定管10和碳刷滑动管11，所述碳刷固定管10设置在所述转子3上，所述碳刷滑动管11设置在所述碳刷固定管10上。所述碳刷固定管10一端开放，另一端封闭。所述碳刷固定管10嵌装在所述转换轴承5内，以满足所述碳刷固定管10与所述转子3间相对转动。所述碳刷滑动管11呈矩形管状，所述碳刷滑动管11横截面尺寸不小于所述换向片7尺寸，所述碳刷滑动管11贯通固定嵌装在所述碳刷固定管10一端侧壁上，所述碳刷滑动管11用于碳刷12与所述换向片7紧密接触。所述碳刷滑动管11设置有两个，两个所述碳刷滑动管11在所述碳刷固定管10上对称分布。

所述碳刷紧固传动件包括碳刷12、紧固弹簧13、紧固推板14、继动杆15和传动杆，所述碳刷12和所述紧固推板14均设置在所述碳刷滑动管11上，所述紧固弹簧13设置在所述碳刷12上，所述继动杆15设置在所述紧固推板14上，所述传动杆设置在所述继动杆15上。所述碳刷12设置有两个，两个所述碳刷12分别对应嵌装在两个所述碳刷滑动管11一端内。所述紧固弹簧13设置有两个，两个所述紧固弹簧13一端分别与两个所述碳刷12逐一对应连接。所述紧固推板14设置有两个，两个所述紧固推板14逐一对应设置在所述碳刷滑动管11另一端管内，并且两个所述紧固推板14分别与两个所述紧固弹簧13另一端连接。使得所述紧固推板14受推力由所述碳刷滑动管11另一端向所述碳刷滑动管11一端滑动时，将通过所述紧固弹簧13推动所述碳刷12与所述换向片7紧密接触传输电流。所述继动杆15设置有两根，两根所述继动杆15一端分别逐一对应铰接在两个所述紧固推板14上。所述传动杆包括第一传动杆16、压力传感器17和第二传动杆18，所述第一传动杆16一端同时铰接在两根所述继动杆15另一端上，所述压力传感器17连接在所述第一传动杆16另一端上，所述第二传动杆18一端连接在所述压力传感器17上，并且所述第一传动杆16轴线和所述第二传动杆18轴线重合。所述压力传感器17能够实时监测所述第一传动杆16和所述第二传动杆18间压力。所述传动杆上设置有两根电线防护管20，两根所述电线防护管20对称分布在所述传动杆上，并且所述电线防护管20轴线与所述传动杆轴线平行。两根所述电线防护管20内分别用于布置正极电源线19和负极电源线，所述正极电源线19和所述负极电源线一端分别贯穿所述紧固推板14后与两个所述碳刷12逐一对应电连接。

所述碳刷紧固动力件包括磁力线圈21、紧固齿条22、推进管23、推进栓24和推入弹簧25，所述磁力线圈21和所述紧固齿条22均设置在所述碳刷固定管10上，所述推进管23设置在所述传动杆上，所述推进栓24和所述推入弹簧25均设置在所述推进管23内。所述磁力线圈21固定嵌装在所述碳刷固定管10另一端管内壁上。所述紧固齿条22设置有两个，两个所述紧固齿条22分别对称固定设置在所述碳刷固定管10内壁上。所述推进管23设置有两个，两个所述推进管23对称分布固定设置在所述第二传动杆18上。所述推进栓24设置有两个，两个所述推进栓24逐一对应嵌装在所述推进管23一端。所述推入弹簧25设置有两个，两个所述推入弹簧25逐一对应嵌装在两个所述推进管23另一端。当磁力线圈21通电时，将推动所述第一传动杆16由所述转子3一端向所述转子3另一端轴向移动，进而推动所述紧固推板14使碳刷12与所述换向片7紧密贴合；所述第一传动杆16轴向移动过程中，所述推入弹簧25将所述推进栓24推入所述紧固齿条22齿牙内，当磁力线圈21停止通电时将锁定所述传动杆对所述紧固推板14推力，进而锁定所述碳刷12与所述换向片7紧密贴合力，并且保证贴合力度恒定，以防止发生异常电压和提高碳刷12使用寿命，降低所述抗干扰运行稳定的高速电机故障率。同时压力传感器17实时监测第二传动杆18对第一传动杆16压力，待压力传感器17监测压力小于预定值时将启动所述磁力线圈21通电，将第一传动杆16向所述转子3另一端移动一定距离，以维持所述碳刷12对所述换向片7贴合力，提高自动化程度和降低停机检修率。

作为一种选择，每一个所述推进管23上均设置有松解长条贯穿孔，所述松解长条贯穿孔内嵌装有松解轴26，所述松解轴26一端固定连接在所述推进栓24上。当需要更换碳刷12时只需推动所述推进栓24，使推进栓24由所述紧固齿条22齿牙内退出即可。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种抗干扰运行稳定的高速电机，其特征在于，包括：

电机抗干扰件，所述电机抗干扰件包括电机和换向抗干扰件，所述换向抗干扰件设置在所述电机上；

碳刷防磨件，其设置在所述电机抗干扰件上，所述碳刷防磨件包括碳刷固定件、碳刷紧固传动件和碳刷紧固动力件，所述碳刷固定件设置在所述电机上，所述碳刷紧固传动件和所述碳刷紧固动力件均设置在所述碳刷固定件上；

其中：所述换向抗干扰件套在所述碳刷固定件外部，对所述换向抗干扰件与所述碳刷固定件滑动接触产生的干扰信号进行屏蔽；所述碳刷紧固动力件将所述碳刷紧固传动件始终紧密贴合在所述换向抗干扰件上，以降低干扰信号源产生；

所述电机包括机壳、定子和转子，所述定子和所述转子均设置在所述机壳上；所述机壳两端面圆心处均嵌装有旋转轴承，所述定子固定嵌装在所述机壳内壁上；所述转子两端逐一对应嵌装在两个所述旋转轴承内；所述转子一端设置有屏蔽槽，所述屏蔽槽槽口上紧固有旋转挡板，所述旋转挡板圆心处嵌装有转换轴承；

所述碳刷固定件包括碳刷固定管和碳刷滑动管，所述碳刷固定管嵌装在所述转换轴承内，所述碳刷滑动管贯通固定嵌装在所述碳刷固定管一端侧壁上；两个所述碳刷滑动管在所述碳刷固定管上对称分布；所述碳刷紧固传动件包括碳刷、紧固弹簧、紧固推板、继动杆和传动杆，所述碳刷和所述紧固推板均设置在所述碳刷滑动管上，所述紧固弹簧设置在所述碳刷上，所述继动杆设置在所述紧固推板上，所述传动杆设置在所述继动杆上。

2.根据权利要求1所述的抗干扰运行稳定的高速电机，其特征在于，所述换向抗干扰件包括换向固定座、换向片、绝缘层和屏蔽层，所述换向固定座一端固定设置在所述屏蔽槽槽底上；所述换向片一端垂直固定设置在所述换向固定座上，多片所述换向片围绕所述换向固定座轴线均匀分布；并且每一个所述换向片两端分别与所述转子上相应绕座上的绕线电连接。

3.根据权利要求2所述的抗干扰运行稳定的高速电机，其特征在于，所述绝缘层为电容纸，所述绝缘层包裹在八片所述换向片上；所述屏蔽层为紫铜片，所述屏蔽层包裹在所述绝缘层外部。

4.根据权利要求3所述的抗干扰运行稳定的高速电机，其特征在于，两个所述碳刷分别对应嵌装在两个所述碳刷滑动管一端内，两个所述紧固弹簧一端分别与两个所述碳刷逐一对应连接，两个所述紧固推板逐一对应设置在所述碳刷滑动管另一端管内，并且两个所述紧固推板分别与两个所述紧固弹簧另一端连接；所述继动杆设置有两根，两根所述继动杆一端分别逐一对应铰接在两个所述紧固推板上。

5.根据权利要求4所述的抗干扰运行稳定的高速电机，其特征在于，所述传动杆包括第一传动杆、压力传感器和第二传动杆，所述第一传动杆一端同时铰接在两根所述继动杆另一端上，所述压力传感器连接在所述第一传动杆另一端上，所述第二传动杆一端连接在所述压力传感器上，并且所述第一传动杆轴线和所述第二传动杆轴线重合；所述传动杆上设置有两根电线防护管，两根所述电线防护管内分别用于布置正极电源线和负极电源线，所述正极电源线和所述负极电源线一端分别贯穿所述紧固推板后与两个所述碳刷逐一对应电连接。

6.根据权利要求5所述的抗干扰运行稳定的高速电机，其特征在于，所述碳刷紧固动力件包括磁力线圈、紧固齿条、推进管、推进栓和推入弹簧，所述磁力线圈和所述紧固齿条均设置在所述碳刷固定管上，所述推进管设置在所述传动杆上，所述推进栓和所述推入弹簧均设置在所述推进管内；所述磁力线圈固定嵌装在所述碳刷固定管另一端管内壁上，两个所述紧固齿条分别对称固定设置在所述碳刷固定管内壁上。

7.根据权利要求6所述的抗干扰运行稳定的高速电机，其特征在于，两个所述推进管对称分布固定设置在所述第二传动杆上，两个所述推进栓逐一对应嵌装在所述推进管一端；两个所述推入弹簧逐一对应嵌装在两个所述推进管另一端。

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