CN216721130U - 一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘，包括外壳，位于外壳内的电枢本体，设于电枢本体一端的换向器，位于电枢本体中心的电机轴，间隙设于电枢本体外围的励磁线圈，以及与换向器接触的电刷装置；励磁线圈的中央设有铁芯；励磁线圈的横截面为矩形，其宽为2.4mm高为7.1mm；电枢本体包括矽钢片，矽钢片在轴向上的叠加厚度为63mm。与现有技术相比，本绞盘在不明显增加电机直径，却能提高电机输出扭矩，以及提供高牵引力。现有的矽钢片的叠高为50mm,绞盘在安装所需的横向空间不变的情况下，经试验，将矽钢片的叠高加长13mm，与励磁线圈截面增加,共同作用，绞盘的牵引力能力，提高约51.2％。

Description

一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘

技术领域

本实用新型属于汽车绞盘的直流电机领域，具体涉及一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘。

背景技术

汽车绞盘有基本的几部分构成：直流电机、减速机、卷筒、离合、控制部分、刹车部分、索具等。其中，能量来自汽车蓄电池，动力源就是直流电机。直流电机的性能直接决定着绞盘的性能。

直流有刷电机的基本结构：

励磁线圈加铁芯的结构，在电流作用下，负责产生磁场。

电枢绕组由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，它是直流电机的电路部分，也是感生电动势，产生电磁转矩进行机电能量转换的部分。线圈用绝缘的圆形或矩形导线绕成，分上下两层嵌放在电枢铁芯槽内，上下层以及线圈与电枢铁芯之间都要可靠绝缘。绕组线圈称为绕组元件。分单匝和多匝。一个元件有两条元件边和端线组成，元件边放在槽内。能切割磁力线而产生感应电动势，叫“有效边”。端线放在槽外，不切割磁力线，作连接导线用。每个元件的一个元件边放在某一个槽的上层，另一个元件边放在另一个槽的下层。

一个元件的两条元件边所跨过的槽的数量，称为槽距。

电枢的一端是换向器。

每个元件均引出两根线与换向片相连。其中一根称为首端，另一根称为末端。每一个元件的两个端点分别接在不同的换向片上。每个换向片接两个不同的线圈端头。

换向器的作用是保证在元件受到自身所产生的电磁转矩推动而旋转时，及时准确改变元件边中的电流方向，使元件边所产生的转矩，只要磁力线方向不变，就永远朝着相同的旋向。

在电机直径大体不变的前提下，能够提高电机输出轴的扭矩，提高绞盘的牵引性是当前的研发重点。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供结构布局合理、不明显增加电机直径，却能提高电机输出扭矩，以及提供高牵引力的一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘，包括外壳，位于外壳内的电枢本体，设于电枢本体一端的换向器，位于电枢本体中心的电机轴，间隙设于电枢本体外围的励磁线圈，以及与换向器接触的电刷装置；

励磁线圈的中央设有铁芯；

励磁线圈的横截面为矩形，其宽为2.4mm高为7.1mm；

电枢本体包括矽钢片，矽钢片在轴向上的叠加厚度为63mm。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的励磁线圈位于电枢本体和外壳的内壁之间，铁芯与外壳之间连有固定螺钉。

上述的励磁线圈和铁芯共有4个，并且两两成对设置。

上述的铁芯沿着电枢本体的外围环形分布。

上述的外壳包括管状壳体、绞盘立板和电机后盖；绞盘立板和电机后盖各自位于管状壳体的两个端部；绞盘立板和电机后盖之间连有螺栓。

上述的绞盘立板和管状壳体之间设有第一密封圈，电机后盖和管状壳体之间设有第二密封圈。

与现有技术相比，本实用新型的一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘，包括外壳，位于外壳内的电枢本体，设于电枢本体一端的换向器，位于电枢本体中心的电机轴，间隙设于电枢本体外围的励磁线圈，以及与换向器接触的电刷装置；励磁线圈的中央设有铁芯；励磁线圈的横截面为矩形，其宽为2.4mm高为7.1mm；电枢本体包括矽钢片，矽钢片在轴向上的叠加厚度为63mm。与现有技术相比，本绞盘在不明显增加电机直径，却能提高电机输出扭矩，以及提供高牵引力。现有的矽钢片的叠高为50mm,绞盘在安装所需的横向空间不变的情况下，也就是电机外径不变的情况下，将矽钢片的叠高加长13mm，绞盘的牵引力能力能提高约51.2％，牵引能力得到了较大幅度的提高。

附图说明

图1是本实用新型绞盘电机部分的结构示意图；

图2是图1的分解示意图；

图3是图2中励磁线圈的结构示意图；

图4是励磁线圈横截面示意图；

图5是电枢本体上矽钢片轴向厚度示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

图1至图5为本实用新型的结构示意图。

其中的附图标记为：外壳1、绞盘立板11、管状壳体12、电机后盖13、第一密封圈14、第二密封圈15、螺栓16、电机轴2、电枢本体3、矽钢片31、换向器4、铁芯51、固定螺钉511、励磁线圈52、电刷装置6、电枢接线柱61、轴承7。

图1至图5为本实用新型的结构示意图，如图所示，本实用新型的一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘，包括外壳1，位于外壳1内的电枢本体3，设于电枢本体3一端的换向器4，位于电枢本体3中心的电机轴2，间隙设于电枢本体3外围的励磁线圈 52，以及与换向器4接触的电刷装置6；

励磁线圈52的中央设有铁芯51；

励磁线圈52的横截面为矩形，其宽为2.4mm高为7.1mm,励磁线圈52的横截面是从原来的2mm*7.1mm到2.4mm*7.1mm如图4所示；

电枢本体3包括矽钢片31，矽钢片31在轴向上的叠加厚度为63mm，如图5所示。

直流电机遵守如下基本的电磁规律：

1.关于磁场强度：毕奥-萨伐尔定律：

(1)无限长载流长直导线的磁场强度

其中μ₀是真空中的磁导率。数值是4π×10^-7N·A^-2电流元在空中产生的磁场：

(2)N匝线圈的情况下：

如果x＝0,则

其中R为线圈的半径，而

可以视为

在基本结构确定情况下，将

视为系数k,于是B＝k*I电机结构确定，可以近似认为x＝0，所以：

(3)简单地说，B＝k*I，规律就是电流I越大，磁场强度B越强。

2.导体在磁场中受力的公式：F＝BIL。所以，当其他条件一定，直流有刷电机的转子电枢的电流I越大，受到的磁力F也就越大。导体的长度越长，受力也越大。

3.还有一个问题：Q＝I²Rt，发热量跟电流的平方成正比。电压一定的情况下，因为Q＝U²/R·t，所以：电流I不可能无限大，电阻R不可以无限小。所以在热平衡和磁场强度以及产生的电磁转矩大小之间取舍寻找一个最佳平衡点，就显得尤为重要。

4.在一定温度下，导体的电阻R＝fl/s，其中，f为电阻率、l为长度、s为截面积。

5.根据欧姆定律：

所以，在电压一定的条件下，提高电流数值的方法，就是降低导体的电阻。降低电阻的方法，有改变环境温度、改变导体材料、加大导体截面积等方法。经济可行的方法是增加导体的截面积。

在其他条件确定的前提下，增加驱动力F＝BIL的另一个因素是加长磁场中导体的长度。导体长度的加长，相应配套，矽钢片31的堆叠高度，一起加高。

实施例中，电刷装置6上是有电枢接线柱61；电机轴2的两端是有轴承7。

实施例中，励磁线圈52位于电枢本体3和外壳1的内壁之间，如图1至图3所示，铁芯51与外壳1之间连有固定螺钉511。

实施例中，如图2和图3所示，励磁线圈52和铁芯51共有4个，并且两两成对设置。

实施例中，如图2所示，铁芯51沿着电枢本体3的外围环形分布。

实施例中，如图2所示，外壳1包括管状壳体12、绞盘立板11和电机后盖13；绞盘立板11和电机后盖13各自位于管状壳体12的两个端部；绞盘立板11和电机后盖13之间连有螺栓16。

实施例中，如图2所示，绞盘立板11和管状壳体12之间设有第一密封圈14，电机后盖13和管状壳体12之间设有第二密封圈15。

本实用新型的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本实用新型的范围。

Claims (6)

1.一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘，其特征是：包括外壳(1)，位于外壳(1)内的电枢本体(3)，设于电枢本体(3)一端的换向器(4)，位于电枢本体(3)中心的电机轴(2)，间隙设于电枢本体(3)外围的励磁线圈(52)，以及与换向器(4)接触的电刷装置(6)；

所述的励磁线圈(52)的中央设有铁芯(51)；

所述的励磁线圈(52)的横截面为矩形，其宽为2.4mm高为7.1mm；

所述的电枢本体(3)包括矽钢片(31)，所述的矽钢片(31)在轴向上的叠加厚度为63mm。

2.根据权利要求1所述的一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘，其特征是：所述的励磁线圈(52)位于电枢本体(3)和外壳(1)的内壁之间，所述的铁芯(51)与所述的外壳(1)之间连有固定螺钉(511)。

3.根据权利要求2所述的一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘，其特征是：所述的励磁线圈(52)和铁芯(51)共有4个，并且两两成对设置。

4.根据权利要求3所述的一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘，其特征是：所述的铁芯(51)沿着电枢本体(3)的外围环形分布。

5.根据权利要求4所述的一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘，其特征是：所述的外壳(1)包括管状壳体(12)、绞盘立板(11)和电机后盖(13)；所述的绞盘立板(11)和电机后盖(13)各自位于管状壳体(12)的两个端部；所述的绞盘立板(11)和电机后盖(13)之间连有螺栓(16)。

6.根据权利要求5所述的一种直流有刷电机励磁线圈和电枢改进后的绞盘，其特征是：所述的绞盘立板(11)和管状壳体(12)之间设有第一密封圈(14)，所述的电机后盖(13)和管状壳体(12)之间设有第二密封圈(15)。

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