CN204993005U - 一种适配功率永磁直流电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适配功率永磁直流电机，包括电机前端盖、第一电刷、第二电刷、整流子接触器、整流子转接器、转子铁芯、电刷架、转子绕组、电机机壳、电机主轴、电机后端盖和散热风扇；所述整流子接触器具有第一整流片和第二整流片；所述整流子转接器具有第一导电片和第二导电片；双功率的应用延长了电机的使用寿命；整流子接触器和电刷可以安装在电机机壳外部，用电机前端盖密封，这样当整流子接触器和电刷磨损时不用拆卸电机机壳就可以进行更换，电机的维修更加方便，减少成本。电刷沿电机径向方向自由滑动进而与整流片接触的形式，使得电机在外观上能够呈现扁平型结构，可以安装在扁平型空间中。

Description

一种适配功率永磁直流电机

技术领域

本实用新型涉及永磁直流电机领域，具体为一种适配功率永磁直流电机。

背景技术

现有的永磁直流电机都是单一功率的，在很多工作环境下，对电机功率的要求不是单一。例如，电动汽车，在平坦的路面运行时对电机的功率要求不高，但当汽车行驶在上坡路段时，需要电机的功率加大。如果是单一功率电机，长时间处于过载状况，很容易烧毁电机，引起火灾，对驾驶人员的安全构成威胁。如果汽车始终使用大功率的电机，在平坦路面行驶时，就会造成功率过剩，电量消耗过快，影响行驶里程。而且，电动汽车对发动机机盖中的空间的要求较高，因此，根据发动机机盖中的空间选择长径比合适的电机，具有很重要的意义。

现有的永磁直流电机包括电刷和整流子。整流子和电刷是电机(除鼠笼式电动机外)传导电流的滑动接触体。在直流电机中，它还担负着对电枢绕组中感应的交变电动势，进行换向(整流)的任务。由于一般电机的整流子和电机转子固定在一起，在电机的整流子的保养维护和维修过程中，需要把电机整体拆开，保养维护成本高，过程繁琐，时间长，一旦整流子损坏，电机就报废，从而影响整个电机的寿命。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种适配功率永磁直流电机，包括电机前端盖、第一电刷、第二电刷、整流子接触器、整流子转接器、转子铁芯、电刷架、转子绕组、电机机壳、电机主轴、电机后端盖和散热风扇；所述整流子接触器具有第一整流片和第二整流片；所述整流子转接器具有第一导电片和第二导电片；双功率的应用延长了电机的使用寿命；整流子接触器和电刷可以安装在电机机壳外部，用电机前端盖密封，这样当整流子接触器和电刷磨损时不用拆卸电机机壳就可以进行更换，电机的维修更加方便，减少成本。电刷沿电机径向方向自由滑动进而与整流片接触的形式，使得电机在外观上能够呈现扁平型结构，可以安装在扁平型空间中。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种适配功率永磁直流电机，一种适配功率永磁直流电机，其特征在于所述电机包括电机前端盖、第一电刷、第二电刷、整流子接触器、整流子转接器、转子铁芯、电刷架、转子绕组、电机机壳、电机主轴、电机后端盖和散热风扇；所述整流子接触器具有第一整流片和第二整流片；所述整流子转接器具有第一导电片和第二导电片；

所述电机前端盖和电机后端盖连接在电机机壳上；所述整流子接触器与整流子转接器安装在电机主轴上；所述整流子接触器通过整流子转接器和电缆与转子绕组电连接；所述整流子转接器通过电缆与转子绕组连接；所述转子绕组镶嵌在转子铁芯内，所述转子铁芯安装在电机主轴上；所述电机主轴的两端分别安装在电机机壳和电机后端盖上；转子铁芯一侧安装有散热风扇；所述电刷架固定在电机前端盖上；所述第一电刷以沿电机径向方向自由滑动的方式安装在电刷架中，从而与第二整流片接触或分离；所述第二电刷以沿电机径向方向自由滑动的方式安装在电刷架中，从而与第一整流片接触或分离；所述第一整流片与第二整流片中间有绝缘体；所述第一导电片与第二导电片中间有绝缘体；所述第一整流片与第一导电片之间导通，与第二导电片之间绝缘；所述第二整流片与第二导电片之间导通，与第一导电片之间绝缘。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：

(1)本实用新型使用单一转子铁芯，绕制两组不同参数转子绕组与带有双入功能的整流子分别连接，使用两组电刷结构，实现一台电动机达到两种不同的功率双功率的应用延长了电机的使用寿命。

(2)此电机不仅仅能够实现双功率，由于使用了整流子接触器和整流子转接器，所以整流子转接器等常规部件安装在电机机壳内部，而整流子接触器和电刷可以安装在电机机壳外部，用电机前端盖密封，这样当整流子接触器和电刷磨损时不用拆卸电机机壳就可以进行更换，电机的维修更加方便，减少成本。

(3)电刷沿电机径向方向自由滑动进而与整流片接触的形式，使得电机在外观上能够呈现扁平型结构，可以安装在扁平型空间中。

附图说明

图1是本实用新型适配功率永磁直流电机一种实施例的整体内部结构示意图；(图中：1、电机前端盖；2、第一电刷；3、第二电刷；4、整流子接触器；5、整流子转接器；6、转子铁芯；7、电刷架；8、转子绕组；9、电机机壳；10、电机主轴；11、电机后端盖；12、散热风扇)

图2是本实用新型适配功率永磁直流电机一种实施例的整流子接触器结构示意图；(图中：41、第一整流片；42、第二整流片)

图3是本实用新型适配功率永磁直流电机一种实施例的整流子转接器结构示意图；(图中：51、第一导电片；52、第二导电片)

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种适配功率永磁直流电机(参见图1-3，简称电机)，包括电机前端盖1、第一电刷2、第二电刷3、整流子接触器4、整流子转接器5、转子铁芯6、电刷架7、转子绕组8、电机机壳9、电机主轴10、电机后端盖11和散热风扇12；所述整流子接触器4具有第一整流片41和第二整流片42；所述整流子转接器5具有第一导电片51和第二导电片52；

所述电机前端盖1和电机后端盖11连接在电机机壳9上；所述整流子接触器4与整流子转接器5安装在电机主轴10上；所述整流子接触器4通过整流子转接器5和电缆与转子绕组8电连接；所述整流子转接器5通过电缆与转子绕组8连接；所述转子绕组8镶嵌在转子铁芯6内，所述转子铁芯6安装在电机主轴10上；所述电机主轴10的两端分别安装在电机机壳9和电机后端盖11上；转子铁芯6一侧安装有散热风扇12；所述电刷架7固定在电机前端盖1上；所述第一电刷2安装在电刷架7中，可以沿电机径向方向自由滑动，从而与第二整流片42接触或分离；所述第二电刷3安装在电刷架7中，可以沿电机径向方向自由滑动，从而与第一整流片41接触或分离；这种电刷沿电机径向方向自由滑动进而与整流片接触的形式，使得电机在外观上能够呈现扁平型结构，电机的长径比为0.9-1.2:1；所述第一整流片41与第二整流片42中间有绝缘体；所述第一导电片51与第二导电片52中间有绝缘体；所述第一导电片51通过电缆接入转子绕组8的全部，所述第二导电片52通过电缆转子绕组8的部分；所述第一整流片41与第一导电片51之间导通，与第二导电片52之间绝缘；所述第二整流片42与第二导电片52之间导通，与第一导电片51之间绝缘。

当第一电刷2与第二整流片42相接触，第二电刷3与第一整流片41相分离时，此时电机处于第一种工作状态。电流流经第一电刷2、第二整流片42、第二导电片52后到达转子绕组8，此刻转子绕组8部分接入，电机输出第一种功率。当第二电刷3与第一整流片41相接触，第一电刷2与第二整流片42相分离时，此时电机处于第二种工作状态。电流流经第二电刷3、第一整流片41、第一导电片51后到达转子绕组8，此刻电机转子绕组8全部接入，电机输出第二种功率。通过控制电刷的状态就可以使电机在高输出功率和低输出功率之间相互转化，这样就实现了电机的双功率。

对于电刷以及整流子接触器4，由于长期摩擦的原因，其容易磨损，需要更换。对于现有市售电机，更换整流子时需要拆卸电机，但电机的拆卸过程复杂，电机容易损坏，使得电机无法继续使用。对于本电机，更换整流子接触器4时只需拆开电机前端盖1，就可以在不破坏电机主体结构的情况下，通过把整流子接触器4与整流子转接器5分离，从而进行对整流子接触器4的更换，同时电刷也便于更换。

本实用新型的工作原理和工作流程是：当电机处于需要大功率工作时，如电机应用于汽车爬坡时，第一电刷2与第二整流片42相分离，同时第二电刷3与第一整流片41相接触。此时，第二电刷3、第一整流片41、第一导电片51之间是导通的，电流从外部进入电机后，流经第二电刷3、第一整流片41、第一导电片51后到达转子绕组。此时转子绕组全部接入，具有较多的绕组，因此在电磁场的作用下，同样电压下全部转子绕组产生较大的电磁扭矩和较大的感应电动势，随着电机转速升高，感应电动势迅速增大至输入电压，此时电机具有较硬机械特性并且能够输出较大扭矩。

当电机处于需要较小功率工作时，如电机应用于汽车正常行驶时，第二电刷3与第一整流片41相分离，同时第一电刷2与第二整流片42相接触。此时，第一电刷2、第二整流片42、第二导电片52之间是导通的，电流从外部进入电机后，流经第一电刷2、第二整流片42、第二导电片52到达转子绕组。此时转子绕组部分接入，具有较少的绕组，因此在电磁场的作用下，同样电压下全部转子绕组产生较小的电磁扭矩和较小的感应电动势，此时电机输出较小扭矩。

当电机控制系统将第二电刷3与第一整流片41相分离，第一电刷2与第二整流片42相接触时，电机绕组由全部接入状态进入部分接入状态，双功率电机由大转矩状态向小转矩状态转换，感应电动势随之减小。当电机处于超速点速度时，感应电动势减小到低于输入电压，电机可以继续提速从而完成超速点以上的调速；感应电动势随转速变化的速率减小，机械特性相对变软，电机的额定输出功率减小且输出扭矩减小，同时机械特性变软，便于电机提速。

当电机控制系统将第一电刷2与第二整流片42相分离，第二电刷3与第一整流片41相接触时，电机绕组由部分接入状态进入全部接入状态，双功率电机由小转矩状态向大转矩状态转换，感应电动势随之增大。当感应电动势增大到高于输入电压时，电机减速，从而产生制动作用。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (2)

1.一种适配功率永磁直流电机，其特征在于所述电机包括电机前端盖、第一电刷、第二电刷、整流子接触器、整流子转接器、转子铁芯、电刷架、转子绕组、电机机壳、电机主轴、电机后端盖和散热风扇；所述整流子接触器具有第一整流片和第二整流片；所述整流子转接器具有第一导电片和第二导电片；

所述电机前端盖和电机后端盖连接在电机机壳上；所述整流子接触器与整流子转接器安装在电机主轴上；所述整流子接触器通过整流子转接器和电缆与转子绕组电连接；所述整流子转接器通过电缆与转子绕组连接；所述转子绕组镶嵌在转子铁芯内，所述转子铁芯安装在电机主轴上；所述电机主轴的两端分别安装在电机机壳和电机后端盖上；转子铁芯一侧安装有散热风扇；所述电刷架固定在电机前端盖上；所述第一电刷以沿电机径向方向自由滑动的方式安装在电刷架中，从而与第二整流片接触或分离；所述第二电刷以沿电机径向方向自由滑动的方式安装在电刷架中，从而与第一整流片接触或分离；所述第一整流片与第二整流片中间有绝缘体；所述第一导电片与第二导电片中间有绝缘体；所述第一整流片与第一导电片之间导通，与第二导电片之间绝缘；所述第二整流片与第二导电片之间导通，与第一导电片之间绝缘。

2.根据权利要求1所述的适配功率永磁直流电机，其特征在于所述电机的长径比为0.9-1.2:1。