CN211182758U - 一种改善电机性能的电刷及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种改善电机性能的电刷，包括通过烧结含有石墨粉及导电金属粉末的电刷粉形成的电刷主体，电刷主体沿横向方向分隔为火花抑制区和低阻值导电区，火花抑制区中含有至少一层火花抑制层，低阻值导电区中导电金属粉末组分重量含量大于火花抑制区中导电金属粉末组分重量含量。该电刷与导电体刚接触时能有效抑制电火花的产生，使电机具有较好的换向性，可有效提高电机的EMC性能；而随着导电体的旋转，导电体与电刷的低阻值导电区接触，该区域电阻值较小，能够降低电压降，使得电机的输出功率得以加大。

Description

一种改善电机性能的电刷及电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种能改善电机性能的电刷以及使用这种电刷的电机。

背景技术

电刷是与运动件做滑动接触而形成电连接的一种导电部件，通常用于换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触体。几乎所有的直流电机以及换向式电机都使用电刷，它是电机的重要组成部件。电机电刷通常是将含有碳粉及导电金属粉末的电刷粉通过烧结的方式制成电刷胚体，整个电刷材质往往是一样的。如发明专利（专利号：201610509270.4）就公开了一种种金属石墨电刷及其制备方法，该该方法就是通过将含有碳粉及导电金属粉末的电刷粉进行烧结形成电刷的。这种电刷的电阻值固定不变，在电刷与导电体时旋转接触的，采用这种电刷如果电刷的电阻值较小，则再刚接触时容易产生火花，但如果选择的电阻值较大则会降低电机的输出功率。

实用新型专利（专利号：200820240839.2 ）公开了一种多层粘接金属石墨结构电刷,它包括导线和电刷体,电刷体由两层外层电刷体以及设置在两层外层电刷体之间的中层电刷体构成，在外层电刷体与中层电刷体之间设置有高阻值粘接层，在外层电刷体与中层电刷体之间设置有高阻值粘接层，该电刷结构利用电刷纵向多层中间粘接技术,将传统的电刷一层结构改为多层,电刷基本层为一种综合性一致的材料构成，中间粘接层为经过高温烧结后形成的高电阻层，使电刷纵向电阻不变，横向电阻加大，改善了电刷在大功率启动机、电力机车牵引电动机换向性能，同时又具有抑制火花、抗电磁干扰（EMC）的性能。

上述电刷结构虽然在一定程度上多电机的抑制火花和抗电磁干扰有一定程度的改善，但其两侧的外层电刷体与中间层采用的仍是相同材质的电刷粉材料，这样仍然很难避免电刷与导电部件刚接触或分离时产生火花，而且也会对电机的EMC性能造成影响，因此有必要对现有的电刷结构做进一步的改进。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种既能有效方式电刷切换时产生火花，有效改善电机EMC性能，又能提升电机输出功率的电刷。

一种改善电机性能的电刷，包括通过烧结含有碳粉及导电金属粉末的电刷粉形成的电刷主体，所述电刷主体沿横向方向分隔为火花抑制区和低阻值导电区，所述火花抑制区中含有至少一层火花抑制层，所述低阻值导电区中导电金属粉末组分重量含量大于火花抑制区中导电金属粉末组分重量含量。

优选的，所述火花抑制区中含有至少两层火花抑制层，沿靠近所述低阻值导电区的方向，所述火花抑制层中导电金属粉末组分质量含量逐渐增加。

一种改善电机性能的电刷，包括通过烧结含有石墨粉及导电金属粉末的电刷粉形成的电刷主体，所述电刷主体沿横向方向分隔为第一火花抑制区、低阻值导电区及第二火花抑制区，所述低阻值导电区中导电金属粉末组分重量含量大于第一火花抑制区、第二火花抑制区中导电金属粉末组分重量含量。

优选的，所述第一火花抑制区中含有至少两层火花抑制层，沿靠近所述低阻值导电区的方向，所述第一火花抑制层中导电金属粉末组分质量含量逐渐增加。

优选的，所述第二火花抑制区中含有至少两层火花抑制层，沿远离所述低阻值导电区的方向，所述第二火花抑制层中导电金属粉末组分质量含量逐渐减少。

本专利还公开了一种采用上述技术方案的电机。

如上所述，本改善电机性能的电刷具有以下有益效果：该电刷沿横向方向被分为花抑制区、低阻值导电区，火花抑制区中电刷中的导电金属粉末组分重量含量低于低阻值导电区中的导电金属粉末组分重量含量，因此火花抑制区的电阻相对较大，这样在电刷与导电体刚接触时能有效抑制电火花的产生，使电机具有较好的换向性，可有效提高电机的EMC性能；而随这导电体的旋转，导电体与电刷的低阻值导电区接触，该区域电阻值较小，能够降低电压降，使得电机的输出功率得以加大。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

图3为本实用新型实施例三的结构示意图。

元件标号说明：1、电刷主体；11、第一火花抑制区；111、第一火花抑制层；112、第二火花抑制层；113、第三火花抑制层；12；低阻值导电区；13、第二火花抑制区。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供了一种改善电机性能的电刷，其包括电刷主体1，电刷主体1采用含有碳粉及导电金属粉末的电刷粉烧结而成，电刷粉为含有按一定的质量份数比碳粉及导电金属粉末，导电金属粉末可以为铜粉末、锌粉末等。该电刷主体沿横向方向分隔为第一火花抑制区11和低阻值导电区12，第一火花抑制区中含有至少一层火花抑制层，第一火花抑制区11和低阻值导电区12中导电金属粉末的重量含量不同，低阻值导电区中导电金属粉末组分重量含量大于火花抑制区中导电金属粉末组分重量含量。该电刷主体的第一火花抑制区11和低阻值导电区12在制造时，先在各种对应的区域内采用相应的电刷粉进行层叠堆积，然后进行烧结，形成一体结构。

作为一种具体实施方式，第一火花抑制区11中铜粉末的质量含量为30%，低阻值导电区12中铜粉末的质量含量为50%。采用这种结构火花抑制区中电刷中的导电金属粉末组分重量含量低于低阻值导电区中的导电金属粉末组分重量含量，因此火花抑制区的电阻相对较大，这样在电刷与导电体刚接触时能有效抑制电火花的产生，而随这导电体的旋转，导电体与电刷的低阻值导电区接触，该区域电阻值较小，能够降低压降，使电机具有较好的换向性，可有效提高电机的EMC性能。

实施例二：

如图2所示，为本专利另一实施例，该实施例中火花抑制区11中含有至少两层火花抑制层，图中含有第一火花抑制层111、第二火花抑制层112和第三火花抑制层113。沿靠近低阻值导电区12的方向，第一火花抑制层111、第二火花抑制层112和第三火花抑制层113中导电金属粉末组分质量含量逐渐增加。作为一种具有实施例，第一火花抑制层111中铜金属粉末质量含量为20%、第二火花抑制层112中铜金属粉末质量含量为30%、第三火花抑制层113中铜金属粉末质量含量为40%；低阻值导电区12中铜金属粉末质量含量为50%。采用这种方式，电刷的阻抗是随电机的旋转逐渐降低的，这样不但能有效防止电火花的产生，而且能起到更好的换向作用，改善电机的EMC性能。上述第一火花抑制层111、第二火花抑制层112、第三火花抑制层113在制造时，也是先使用相应份数比例的电刷粉进行层叠堆积烧结，然后烧结为一体结构。

实施例三：

如图3所示，为本实用新型另一实施例，该实施例中，电刷主体1沿横向方向分隔为第一火花抑制区11、低阻值导电区12及第二火花抑制区13，低阻值导电区12中导电金属粉末组分重量含量大于第一火花抑制区11、第二火花抑制区12中导电金属粉末组分重量含量。采用这种结构，在低阻值导电区的两侧分别设置火花抑制区，这样电刷无论是与导电体刚接触或要脱离时都能起到抑制产生火花的作用，使用效果更好。

作为一种优选实施方式，在第一火花抑制区11中可设置多层火花抑制层，沿靠近低阻值导电区的方向，第一火花抑制层中导电金属粉末组分质量含量逐渐增加，如每层中铜粉末质量含量增加5%-10%。第二火花抑制区13中也设置多层火花抑制层，沿远离低阻值导电区的方向，第二火花抑制层13中导电金属粉末组分质量含量逐渐减少。如每层中铜粉末质量含量减少5%-10%。采用这种方式，电刷与导电体接触时电阻先是逐渐减小，然后再逐渐增加，这样可保证电刷两端与导电体接触时抑制火花产生，而在电刷中间段与导电体接触时能有效能够降低压降，使电机具有较好的换向性，同时可有效改善电机的EMC性能。

该电刷沿横向方向被分为花抑制区、低阻值导电区，火花抑制区中电刷中的导电金属粉末组分重量含量低于低阻值导电区中的导电金属粉末组分重量含量，因此火花抑制区的电阻相对较大，这样在电刷与导电体刚接触时能有效抑制电火花的产生，而随这导电体的旋转，导电体与电刷的低阻值导电区接触，该区域电阻值较小，能够降低压降，使电机具有较好的换向性，可有效提高电机的EMC性能。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种改善电机性能的电刷，包括通过烧结含有石墨粉及导电金属粉末的电刷粉形成的电刷主体，其特征在于：所述电刷主体沿横向方向分隔为火花抑制区和低阻值导电区，所述火花抑制区中含有至少一层火花抑制层，所述低阻值导电区中导电金属粉末组分重量含量大于火花抑制区中导电金属粉末组分重量含量。

2.根据权利要求1所述的改善电机性能的电刷，其特征在于：所述火花抑制区中含有至少两层火花抑制层，沿靠近所述低阻值导电区的方向，所述火花抑制层中导电金属粉末组分质量含量逐渐增加。

3.一种改善电机性能的电刷，包括通过烧结含有碳粉及导电金属粉末的电刷粉形成的电刷主体，其特征在于：所述电刷主体沿横向方向分隔为第一火花抑制区、低阻值导电区及第二火花抑制区，所述低阻值导电区中导电金属粉末组分重量含量大于第一火花抑制区、第二火花抑制区中导电金属粉末组分重量含量。

4.根据权利要求3所述的改善电机性能的电刷，其特征在于：所述第一火花抑制区中含有至少两层火花抑制层，沿靠近所述低阻值导电区的方向，所述第一火花抑制区中各火花抑制层的导电金属粉末组分质量含量逐渐增加。

5.根据权利要求3所述的改善电机性能的电刷，其特征在于：所述第二火花抑制区中含有至少两层火花抑制层，沿远离所述低阻值导电区的方向，所述第二火花抑制区中各火花抑制层的导电金属粉末组分质量含量逐渐减少。

6.一种电机，其特征在于：其包括权利要求1至5中任意一项权利要求所述的电刷。

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