CN211930448U

CN211930448U - 直流有刷电机及其换向器和电刷布置

Info

Publication number: CN211930448U
Application number: CN202020124400.4U
Authority: CN
Inventors: 郭来贤
Original assignee: Shanghai Brose Electric Motors Co Ltd
Current assignee: Shanghai Brose Electric Motors Co Ltd
Priority date: 2020-01-19
Filing date: 2020-01-19
Publication date: 2020-11-13
Anticipated expiration: 2030-01-19

Abstract

本实用新型涉及直流有刷电机及其换向器和电刷布置。用于直流有刷电机的换向器和电刷布置具有至少3个换向片；和接在彼此相邻的换向片之间的相同数量的转子线圈绕组，其中换向片之间接有压敏电阻。直流有刷电机包括电机定子和上述的换向器和电刷布置。根据本实用新型，过电压得到限制，并且保护换向器和电刷布置。

Description

直流有刷电机及其换向器和电刷布置

技术领域

本实用新型涉及电机领域。具体而言，本实用新型涉及直流有刷电机及其换向器。

背景技术

直流有刷电机一般包括换向器、电刷、转子等组件。换向器包括沿周向分布的多个换向片，通常是大于3个。当电机运转时，换向器将随电机转子一起旋转，并且由于换向片与电刷之间的滑动接触而有电流流过转子线圈。

例如，图1公开了一种现有直流有刷电机的传统布置。该布置具有组装在电机定子上的两个电刷，即Brush 1和Brush 2，其分别连接电源线Wire 1和Wire 2；和12个换向片，即Bar 1-Bar 12。当电机运转时，由于换向片与电刷之间的滑动接触而有电流流过转子线圈绕组 Co.1-Co.12，其中每2个相邻的换向片之间接有一个转子线圈绕组。

在上述传统布置下，若换向片与电刷之间的滑动接触不良，转子感应线圈中流过的电流会产生过电压。过电压会导致换向片与电刷之间火花放电，并且进一步导致以下不利后果：换向器烧蚀，过热，换向器和电刷布置的使用寿命减少，EMC干扰等。

CN206962648U公开了一种换向器和电刷布置，其使用电容接在换向器的每2个相邻的换向片之间，以通过电容吸收换向器每换向一次而在电刷与换向片之间产生的火花所产生的电磁干扰来减小EMC干扰。图2显示的是这种换向器的示例布置，其具有3个换向片，即P1-P3；和接在相邻的换向片之间的3个转子线圈绕组，即L1-L3，每2个相邻的换向片之间接有一个电容，即C1-C3，使得每个转子线圈绕组并联有一个相应的电容。此外，与图1的传统布置类似，图2还显示组装在电机定子上的两个电刷，即D1和D2，其分别连接电源线X1和X2。但是，电容无法限制接触不良所导致的过电压，由此无法避免过电压带来的缺点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种改进的布置，以限制过电压并且保护换向器和电刷布置，从而克服传统布置的上述缺点。

本实用新型的构思是在换向器的换向片之间连接压敏电阻。压敏电阻在电压低于其阈值时具有高电阻，而在电压达到其阈值时具有低电阻。因此，当换向片之间连接了压敏电阻时，由于接触不良而在换向片之间由转子感应线圈所产生的过电压将被限制到压敏电阻的阈值电压，由此克服过电压带来的缺点。

根据本实用新型，提供一种用于直流有刷电机的换向器和电刷布置，具有至少3个换向片；和接在彼此相邻的换向片之间的相同数量的转子线圈绕组，其中换向片之间接有压敏电阻。

根据实施例，换向片的数量为3或12。

根据实施例，每2个相邻的换向片之间接有一个压敏电阻，使得每个转子线圈绕组并联有一个相应的压敏电阻。

根据实施例，压敏电阻的数量与换向片的数量相同。作为替选，压敏电阻的数量与换向片的数量不相同。

根据实施例，换向片沿周向顺序编号的情况下，奇数编号的换向片和偶数编号的换向片与分别沿顺时针和逆时针相隔相同数量的换向片之间接有一个压敏电阻。优选的，每个压敏电阻还并联有一个电容。作为替选，可以仅在换向片之间连接电容。

根据实施例，在电机定子上组装有两个电刷，其分别连接电源正负极线。

根据本实用新型，还提供一种直流有刷电机，其包括电机定子和上述的换向器和电刷布置。

附图说明

在附图中将更加详细地解释本实用新型的实施例，其中：

图1是现有技术的换向器和电刷布置的示意图；

图2是现有技术的另一换向器和电刷布置的示意图；

图3是本实用新型的实施例的换向器和电刷布置的示意图；

图4是本实用新型的另一实施例的换向器和电刷布置的示意图；

图5是本实用新型的又一实施例的换向器和电刷布置的示意图；

图6是本实用新型的再一实施例的换向器和电刷布置的示意图；

图7是本实用新型的第五实施例的换向器和电刷布置的示意图。

在附图中，为了清楚起见，本实用新型的实施例被以简化方式示出。

具体实施方式

为了便于描述，以下描述使用了顺时针或逆时针等方向性术语，其参照的是图中所示的方向，实际情况可以是不同的。

图3示出本实用新型实施例的换向器和电刷的示例布置，与图2 类似，其具有3个换向片，即Bar-a、Bar-b和Bar-c；和接在彼此相邻的换向片之间的3个转子线圈绕组，即Co.-a、Co.-b和Co.-c，每2个相邻的换向片之间接有一个压敏电阻，即V-a、V-b和V-c，使得每个转子线圈绕组并联有一个相应的压敏电阻。在本例中，压敏电阻的数量与换向片的数量相同。此外，在电机定子(未示出)上组装有两个电刷，即Brush-a和Brush-b，其分别连接电源线Wire-a和Wire-b。当电机运转时，换向器随着转子旋转，使得换向片与电刷之间形成滑动接触，从而有电流流过转子线圈绕组Co.-a-Co.-c。

图4示出本实用新型另一实施例的换向器和电刷的示例布置。与图1类似，该布置具有组装在电机定子上的两个电刷，即Brush 1和Brush 2，其分别连接电源线Wire 1和Wire 2；和12个换向片，即Bar 1-Bar 12。当电机运转时，换向片与电刷之间形成滑动接触，从而有电流流过转子线圈绕组Co.1-Co.12。此外，该布置具有接在相邻的换向片之间的12个转子线圈绕组，即Co.1-Co.12，每2个相邻的换向片之间接有一个压敏电阻，即Vr.1-Vr.12，使得每个转子线圈绕组并联有一个相应的压敏电阻。在本例中，压敏电阻的数量与换向片的数量相同。

上述实施例中的压敏电阻在电压低于其阈值时具有高电阻，而在电压达到其阈值时具有低电阻。因此，当换向片之间连接了压敏电阻时，由于接触不良而在换向片之间由感应线圈所产生的过电压将被限制到压敏电阻的阈值电压，由此克服过电压带来的缺点。

图5示出本实用新型又一实施例的换向器和电刷的示例布置。与图4一样，该布置具有组装在电机定子上的两个电刷，即Brush 1和 Brush 2，其分别连接电源线Wire 1和Wire 2；和12个换向片，沿周向顺序编号为Bar 1-Bar 12。此外，该布置具有12个转子线圈绕组，即 Co.1-Co.12，其连接在每2个相邻的换向片之间。然而，与图4中所示的布置不同，不是每2个相邻的换向片之间接有一个压敏电阻，而是奇数编号的换向片和偶数编号的换向片与分别沿顺时针和逆时针相隔 7个的换向片之间接有一个压敏电阻，即压敏电阻V1接在换向片Bar 1 和Bar 8之间，压敏电阻V2接在换向片Bar 2和Bar 7之间，压敏电阻 V3接在换向片Bar 3和Bar 10之间，压敏电阻V4接在换向片Bar 4和Bar 9之间，压敏电阻V5接在换向片Bar 5和Bar 12之间，而压敏电阻V6接在换向片Bar 6和Bar 11之间。在本例中，压敏电阻的数量为 6，与换向片的数量不同。

与图4所示的实施例相比，图5所示的实施例的制造成本低，更容易实施。

图6示出本实用新型再一实施例的换向器和电刷的示例布置。与图5一样，该布置具有组装在电机定子上的两个电刷，即Brush 1和 Brush 2，其分别连接电源线Wire 1和Wire 2；和12个换向片，即Bar 1-Bar 12。此外，该布置同样具有12个转子线圈绕组，即Co.1-Co.12，其连接在每2个相邻的换向片之间，并且压敏电阻V1接在换向片Bar 1 和Bar8之间，压敏电阻V2接在换向片Bar 2和Bar 7之间，压敏电阻 V3接在换向片Bar 3和Bar 10之间，压敏电阻V4接在换向片Bar 4和 Bar 9之间，压敏电阻V5接在换向片Bar 5和Bar 12之间，而压敏电阻V6接在换向片Bar 6和Bar 11之间。然而，与图5中所示的布置不同，除了分别沿顺时针和逆时针相隔7个的换向片之间接有一个压敏电阻V1-V6之外，每个压敏电阻还并联有一个电容，即Ca.1-Ca.6。在本例中，压敏电阻和电容的数量均为6，与换向片的数量不同。

与图5所示的实施例相比，图6所示的实施例由于还采用电容与压敏电阻并联，有助于减缓过电压的变化。虽然电容不能限制过电压，但是能减缓过电压的变化。当压敏电阻未响应时，例如当感应的电压未达到压敏电阻的阈值电压时，或当过电压的频率高于压敏电阻的响应频率时，电容能够起到减缓过电压的变化的作用。

图7示出本实用新型另一实施例的换向器和电刷的示例布置。与图5一样，该布置具有组装在电机定子上的两个电刷，即Brush 1和 Brush 2，其分别连接电源线Wire 1和Wire 2；和12个换向片，即Bar 1-Bar 12。此外，该布置具有12个转子线圈绕组，即Co.1-Co.12，其连接在每2个相邻的换向片之间。然而，与图5中所示的布置不同，不是沿顺时针和逆时针相隔7个的换向片之间接有一个压敏电阻，而是接有一个电容，即电容Ca.1接在换向片Bar 1和Bar 8之间，电容 Ca.2接在换向片Bar 2和Bar 7之间，电容Ca.3接在换向片Bar3和 Bar 10之间，电容Ca.4接在换向片Bar 4和Bar 9之间，电容Ca.5接在换向片Bar 5和Bar 12之间，而电容Ca.6接在换向片Bar 6和Bar 11 之间。在本例中，电容的数量为6，与换向片的数量不同。

与图4所示的实施例相比，图7所示的实施例的制造成本低，更容易实施。

本实用新型中使用的措辞和表述都是说明性的而非限制性的，因此使用这些措辞和表述并不意图将图示和描述的特性的任何等同物排除在本实用新型的范围之外。例如，换向片和转子线圈绕组的数量可以不同于3和12，且压敏电阻和电容也可以以不同于上述的方式接在换向片之间。此外，上述实施例针对的是具有1对磁极的有刷电机，因此有2个电刷，而对于具有多对磁极的有刷电机，可以有多对电刷。在权利要求书的范围内可能存在各种修改、变型和替代例。权利要求书意图涵盖所有此类等同物。

Claims

1.一种用于直流有刷电机的换向器和电刷布置，具有至少3个换向片；和接在彼此相邻的换向片之间的相同数量的转子线圈绕组，其特征在于，换向片之间接有压敏电阻，并且压敏电阻的数量与换向片的数量不相同。

2.根据权利要求1所述的换向器和电刷布置，其特征在于，换向片的数量为3或12。

3.根据权利要求1或2所述的换向器和电刷布置，其特征在于，换向片沿周向顺序编号的情况下，奇数编号的换向片和偶数编号的换向片与分别沿顺时针和逆时针相隔相同数量的换向片之间接有一个压敏电阻。

4.根据权利要求3所述的换向器和电刷布置，其特征在于，优选的，每个压敏电阻还并联有一个电容。

5.根据权利要求3所述的换向器和电刷布置，其特征在于，在相应的换向片之间仅接有一个电容，以代替压敏电阻。

6.根据权利要求1或2所述的换向器和电刷布置，其特征在于，在电机定子上组装有一对或多对电刷，每对电刷分别连接电源正负极线。

7.一种直流有刷电机，其特征在于，其包括电机定子和根据权利要求1-6中任一项所述的换向器和电刷布置。