CN219592257U - 一种具有分布绕组的直流电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有分布绕组的直流电机，包括定子、转子、轴和两个碳刷，定子为6级均匀分布，转子由一个叠片组构成的铁芯组成，铁芯圆周上设置13个均匀分布的极齿，铁芯上部设置整流子，整流子与轴固定安装；在极齿之间形成用于容纳线圈的槽，线圈作为分布绕组分别在相邻两个极齿之间绕线，形成组线圈，两个碳刷与整流子接触，定子与转子之间保留一条环形工作气隙。该电机采用6极定子，配合1极转子，通过相邻2极绕线，完成极间空隙填充，从而降低转子绕组极间槽满率，提高散热效率。

Description

一种具有分布绕组的直流电机

技术领域

本实用新型属于汽车电机生产技术领域，尤其是一种具有分布绕组的直流电机，该电机用于汽车的E 系统中。

背景技术

电机把电能以转矩的形式转换成机械能，电流流过包裹在定子上的铜线线圈，产生一个电磁场，电磁场与永磁体的相互作用是产生转矩。电机的转矩输出由施加在导线上的电压、导线的密度和线圈的数量决定，最大速度是由流过线圈的电流量决定的。由于电机的应用要求在很大程度上决定了线圈绕组的要求，槽满率给线圈设计带来了挑战。

槽满率是转子槽内铜线所占的横截面积与裸槽内可用空间总量的比值，实际上，100%槽满率理论上会导致电机的最大可能输出转矩，但是这样的设计是不可能建立的。因此，槽满率始终小于1。线圈绕组中常用的圆导线，无论排列多么有效，都会留下间隙，平均而言，铜线占整个槽填充的65%。对于功率密度作为重点的应用来说，较高的槽填充是可能的，但是随着槽满率的增加，制造复杂度增加，从而导致成本上升，并增加质量问题的风险。

对于直流电机来说，其体积一般较小。在设计直流电机时，在保证功率的情况下，需要能够及时散热，保证长时间良好运行。直流电机中转子内的铜线密度太高时，嵌线困难，容易造成槽绝缘受损，同时严重影响电机散热效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有分布绕组的直流电机，该电机采用6极定子，配合1 极转子，通过相邻2极绕线，完成极间空隙填充，从而降低转子绕组极间槽满率，提高散热效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种具有分布绕组的直流电机，其特征在于：包括定子、转子、轴和两个碳刷，所述定子为6级均匀分布，所述转子由一个叠片组构成的铁芯组成，铁芯圆周上设置13个均匀分布的极齿，所述铁芯上部设置整流子，整流子与轴固定安装；在极齿之间形成用于容纳线圈的槽，所述线圈作为分布绕组分别在相邻两个极齿之间绕线，形成13组线圈，两个碳刷与整流子接触，所述定子与转子之间保留一条环形工作气隙。

对上述方案做进一步限定，所述整流子是有13个整流子片组成，13个整流子片以轴为中心均匀分布，整流子片与极齿一一对应，每组所述线圈两端分别与两个整流子片连接。

对上述方案做进一步限定，两个所述碳刷在固定位置成1 °分布，在在给电机供直流电时，两个碳刷交替与13个所述整流子片接触，在线圈上有规律的形成交流电，并与定子周围的气隙磁场作用产生电磁力，驱动转子旋转。

对上述方案做进一步限定，所述线圈作为分布绕组分别在相邻两个极齿之间绕线，是指线圈的首端与整流子片连接，并在相邻两个极齿外侧的槽内顺时针绕线，线圈的末端与附近整流子片连接，最终收尾极齿绕线完毕，形成13组线圈。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型中的直流电机采用6极定子，配合1 极转子，通过相邻2极绕线，完成极间空隙填充，相比传统中具有4级定子的直流电机，一般采用3个相邻的极间进行绕线而言，该结构中绕线连接可以省去现有的一个空隙，同时减少转子绕组极间槽满率高的问题，提高散热效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中线圈绕线原理图；

图中：1、定子，2、转子，3、工作气隙，4、铁芯，5、轴，6、整流子，L1~L13：极齿，B1~B2：碳刷，z1~z13、整流子片。

实施方式

下面根据附图和具体实施例来对本实用新型做进一步说明。

附图1为一种直流电机的结构示意图，该电机优选用于汽车的E 系统中。有图可知，本实用新型涉及一种具有分布绕组的直流电机，包括定子1和转子2，定子1包括6极，转子2包括13极，定子1与转子2通过一个工作气隙 起作用。

本实用新型中的定子1是由6块弧形磁铁收尾相连，置于电机壳内，形成具有一个6极均匀分布的环形定子，转子2是由一个叠片组构成的铁芯4组成，转子2固定在一个两端支撑的轴5上，铁芯4圆周上设置13个均匀分布的极齿，铁芯4上部设置整流子6，整流子6与轴5固定安装。整流子6是有13个整流子片组成，13个整流子片以轴5为中心均匀分布，整流子片与极齿一一对应。

由附图1可以看出，在极齿之间形成用于容纳线圈的槽，线圈作为分布绕组分别在相邻极齿之间绕线，两两相互缠绕，形成13组线圈，通过自动绕线机完成。绕线方式是线圈的首端与整流子片连接，并在相邻两个极齿外侧的槽内顺时针绕线，线圈的末端与附近整流子片连接，最终收尾极齿绕线完毕，形成13组线圈。每组线圈两端分别与两个整流子片连接。

在本实施例中，1 个极齿分别为L ~，13个整流子片分别为Z1~Z13，如图2所示。线圈的绕线实例如下：线圈的首端与整流子片Z 相连，在极齿L 、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子片Z 连接。然后在极齿L 、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子Z 连接。然后在极齿L 、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子Z 连接。然后在极齿L 、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子Z 连接。然后在极齿L 、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子Z 连接。然后在极齿L 、L 上顺时针绕线1匝，与整流子Z 连接。然后在极齿L 、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子Z 连接。然后在极齿L、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子Z 连接。然后在极齿L 、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子Z连接。然后在极齿L 、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子Z 连接。然后在极齿L 、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子Z 连接。然后在极齿L 、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子Z 连接。然后在极齿L 、L 上顺时针绕线1 匝，与整流子Z 连接。绕线结束。最终形成13组线圈。

另外，本直流电机中的两个碳刷在固定位置成1 °分布，在在给电机供直流电时，两个碳刷交替与13个整流子片接触，在线圈上有规律的形成交流电，并与定子1周围的气隙磁场作用产生电磁力，驱动转子2旋转。

通过以上所述的直流电机结构及线圈连接方式，形成的具有分布绕组的直流电机，与传统中直流电机相比，该电机中绕线连接可以省去现有的一个空隙，同时减少转子绕组极间槽满率高的问题，提高散热效率。

Claims (3)

1.一种具有分布绕组的直流电机，其特征在于：包括定子（1）、转子（2）、轴（5）和两个碳刷，所述定子（1）为6级均匀分布，所述转子（2）由一个叠片组构成的铁芯（4）组成，铁芯（4）圆周上设置13个均匀分布的极齿，所述铁芯（4）上部设置整流子（6），整流子（6）与轴（5）固定安装；在极齿之间形成用于容纳线圈的槽，所述线圈作为分布绕组分别在相邻两个极齿之间绕线，形成13组线圈，两个碳刷与整流子（6）接触，所述定子（1）与转子（2）之间保留一条环形工作气隙（3）。

2.根据权利要求1所述的一种具有分布绕组的直流电机，其特征在于：所述整流子（6）是有13个整流子片组成，13个整流子片以轴（5）为中心均匀分布，整流子片与极齿一一对应，每组所述线圈两端分别与两个整流子片连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有分布绕组的直流电机，其特征在于：所述线圈作为分布绕组分别在相邻两个极齿之间绕线，是指线圈的首端与整流子片连接，并在相邻两个极齿外侧的槽内顺时针绕线，线圈的末端与附近整流子片连接，最终收尾极齿绕线完毕，形成13组线圈。