CN221428752U - 一种电机和电动设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电磁装置技术领域，涉及一种电机和电动设备，电机包括定子、转子和碳刷，定子包括定子铁芯和励磁绕组，定子铁芯具有沿圆周方向间隔设置的第一磁极和第二磁极；励磁绕组包括第一绕组和第二绕组，且第一绕组的线圈匝数大于第二绕组的线圈匝数，第一绕组绕设于第一磁极，第二绕组绕设于第二磁极；转子包括转子铁芯、转子绕组和换向器，转子铁芯与定子铁芯间隔设置，转子绕组绕设于转子铁芯，转子绕组与换向器电连接；碳刷与换向器滑动接触，励磁绕组与碳刷电连接。本申请提供的电机，在达到相同的力矩时，能减少定子中绕设的总的线圈匝数，降低电机的电阻和电感，从而降低电机的端部漏电抗。

Description

一种电机和电动设备

技术领域

本实用新型属于电磁装置技术领域，更具体地说，是涉及一种电机和电动设备。

背景技术

随着社会不断发展进步，人们生活品质不断提高，家电行业对于电机的要求也不断提高，发展趋势要求电机体积小、扭力大。串激电机因转速高、体积小、重量轻、调速方便,所以在家用行业中的应用越来越多。

现有技术中，四极电机的励磁绕组形成两对极，且N极和S极两两相邻，通过碳刷和电枢绕组连接形成单相四极串激电机。但这种电机需要两个第一磁极和两个第二磁极均设置励磁绕组，且励磁绕组的线圈匝数均相同，导致电机的端部漏电抗很大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电机和电动设备，以解决现有电机的端部漏电抗很大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种电机，包括：

定子，包括定子铁芯和励磁绕组，所述定子铁芯具有沿圆周方向间隔设置的第一磁极和第二磁极；所述励磁绕组包括第一绕组和第二绕组，且所述第一绕组的线圈匝数大于所述第二绕组的线圈匝数，所述第一绕组绕设于所述第一磁极，所述第二绕组绕设于所述第二磁极；

转子，包括转子铁芯、转子绕组和换向器，所述转子铁芯与所述定子铁芯间隔设置，所述转子绕组绕设于所述转子铁芯，所述转子绕组与所述换向器电连接；

碳刷，与所述换向器滑动接触，所述励磁绕组与所述碳刷电连接。

在一些实施例中，所述定子铁芯位于所述转子铁芯的外周；所述电机还包括安装支架，所述转子铁芯转动安装于所述安装支架，所述安装支架包括分别固定于所述定子铁芯的轴向上的两端的第一支架和第二支架；

所述第一支架和第二支架均包括固定板和连接件，所述固定板与所述定子铁芯在轴向上间隔设置，所述连接件的一端连接于所述固定板的外周，所述连接件的另一端固定于所述定子铁芯的端面；

所述第一绕组沿轴向在所述定子铁芯上的投影位于所述固定板沿轴向在所述定子铁芯上的投影的外侧，且所述连接件固定于所述第二磁极的端面。

在一些实施例中，所述定子还包括套设于所述定子铁芯外的定子线架，所述第一绕组绕设于所述定子线架对应所述第一磁极处，所述第二绕组绕设于所述定子线架对应所述第二磁极处，所述定子线架上设有多个隔离件；

所述连接件包括第一部分和第二部分，所述第一部分连接于所述固定板的外周，所述第二部分的一端连接于所述第一部分背离所述固定板的一端，所述第二部分的另一端固定于所述定子线架对应所述第二磁极处的端面；

其中，所述隔离件位于所述第二绕组和所述第二部分之间。

在一些实施例中，所述定子线架将所述第二绕组与所述连接件之间隔离开。

在一些实施例中，所述转子还包括套设于所述转子铁芯外的转子线架，所述转子绕组绕设于所述转子线架上；

所述转子线架包括线架本体和多个线架齿，多个所述线架齿沿圆周方向间隔设于所述线架本体的外周侧壁；

所述线架齿的轴向端面沿轴向凸设有沿圆周方向间隔设置的散热片，所述散热片沿径向延伸。

在一些实施例中，所述散热片的数量与所述线架齿的数量相同且一一对应设置。

在一些实施例中，所述固定板上开设有轴向贯通的通孔。

在一些实施例中，所述第一绕组的轴向高度小于等于所述固定板的轴向高度。

在一些实施例中，所述电机还包括转轴和散热风扇，所述转轴转动设于所述安装支架，所述转子铁芯和所述散热风扇在轴向上间隔设置且均固定套设于所述转轴。

本实用新型还提供了一种电动设备，包括如前述的电机。

本申请提供的电机，将第一绕组绕设于第一磁极，第二绕组绕设于第二磁极，且第一绕组的线圈匝数大于第二绕组的线圈匝数，与现有技术中第一磁极和第二磁极分别绕设匝数相同的第一绕组和第二绕组相比，在达到相同的力矩时，能减少定子中绕设的总的线圈匝数，降低电机的电阻和电感，从而降低电机的端部漏电抗；而端部漏电抗是电机的重要性能指标，降低电机的端部漏电抗能带来如下效果：

(1)提高电机的效率，降低电机的功率损失；

(2)提高电机的转矩，可以满足更高的负载要求；

(3)提高电机的转速，可以满足更高的转速要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电机的爆炸图；

图3为本实用新型实施例提供的电机的定子的爆炸图；

图4为本实用新型实施例提供的电机的转子线架的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-定子；11-定子铁芯；111-第一磁极；112-第二磁极；113-定子线架；1131-隔离件；21-第一绕组；22-第二绕组；3-转子；31-转子铁芯；32-转子绕组；33-换向器；34-转子线架；341-线架本体；342-线架齿；3421-散热片；4-碳刷；5-安装支架；51-第一支架；511-固定板；5111-通孔；512-连接件；5121-第一部分；5122-第二部分；52-第二支架；6-转轴；7-散热风扇。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图3，现对本实用新型提供的电机进行说明，电机包括定子1、转子3和碳刷4，定子1包括定子铁芯11和励磁绕组，定子铁芯11具有沿圆周方向间隔设置的第一磁极111和第二磁极112；励磁绕组包括第一绕组21和第二绕组22，且第一绕组21的线圈匝数大于第二绕组22的线圈匝数，第一绕组21绕设于第一磁极111，第二绕组22绕设于第二磁极112；转子3包括转子铁芯31、转子绕组32和换向器33，转子铁芯31与定子铁芯11间隔设置，转子绕组32绕设于转子铁芯31；碳刷4与换向器33滑动接触，励磁绕组与碳刷4电连接，转子绕组32与换向器33电连接。

以四极电机、第一磁极111和第二磁极112均为二的情况为例，相对于第一绕组21绕设于第一磁极111，第二绕组22绕设于第二磁极112，且第一绕组21的线圈匝数等于第二绕组22的线圈匝数的情况，本申请提供的电机，能够减少第二绕组22中线圈的匝数，从而降低电机的端部漏电抗。

例如，对于第一绕组21绕设于第一磁极111，第二绕组22绕设于第二磁极112，且第一绕组21的线圈匝数等于第二绕组22的线圈匝数且均为200匝时，因为第一磁极111和第二磁极112的数量都为两个，定子1中绕设的线圈匝数为800匝；对于串激电机而言，因为励磁绕组中的线圈匝数越多，电阻和电感越大，电机的端部漏电抗越大，因此，励磁绕组的材料越多，性能更差，经试验验证，采用本申请的电机为了达到同样的力矩效果，两个第一绕组21的线圈匝数可以均为200匝，两个第二绕组22的线圈匝数可以均为120匝，即，本申请的电机，定子1中绕设的线圈匝数为640匝。当然可以理解的是，第一绕组21和第二绕组22的线圈匝数可以根据实际需要选择设置，本实施例对此不做具体限定。

本申请提供的电机，将第一绕组21绕设于第一磁极111，第二绕组22绕设于第二磁极112，且第一绕组21的线圈匝数大于第二绕组22的线圈匝数，与现有技术中第一磁极111和第二磁极112分别绕设匝数相同的第一绕组21和第二绕组22相比，在达到相同的力矩时，能减少定子1中绕设的总的线圈匝数，降低电机的电阻和电感，从而降低电机的端部漏电抗；而端部漏电抗是电机的重要性能指标，降低电机的端部漏电抗能带来如下效果：

(1)提高电机的效率，降低电机的功率损失；

(2)提高电机的转矩，可以满足更高的负载要求；

(3)提高电机的转速，可以满足更高的转速要求。

定子铁芯11的外缘轮廓不做具体限定，可以为圆形、多边形、弧形，或者为圆形、多边形和弧形的组合，具体可根据实际需要选择设置。

当电机为二极电机时，第一磁极111和第二磁极112的数量均为一，第一磁极111和第二磁极112在圆周方向间隔设置。当电机为四极电机时，第一磁极111和第二磁极112的数量均为二，以此为例，两个第一磁极111与两个第二磁极112在圆周方向上交替间隔均匀设置，即，第一个第一磁极111、第一个第二磁极112、第二个第一磁极111和第二个第二磁极112在圆周方向上依次间隔均匀设置，第一个第一磁极111和第二个第一磁极111之间沿径向相对设置，第一个第二磁极112和第二个第二磁极112之间沿径向相对设置。

当电机为八极电机时，第一磁极111和第二磁极112的数量均为四，四个第一磁极111与四个第二磁极112在圆周方向上交替间隔均匀设置，即，第一个第一磁极111、第一个第二磁极112、第二个第一磁极111、第二个第二磁极112、第三个第一磁极111、第三个第二磁极112、第四个第一磁极111和第四个第二磁极112在圆周方向上依次间隔均匀设置，第一个第一磁极111和第三个第一磁极111相对设置，第一个第二磁极112和第三个第二磁极112相对设置，第二个第一磁极111和第四个第一磁极111相对设置，第二个第二磁极112和第四个第二磁极112相对设置。

第一磁极111和第二磁极112的形状可以相同，也可以不相同，具体可根据实际需要选择设置。

在一实施例中，定子铁芯11位于转子铁芯31的外周；电机还包括安装支架5，转子铁芯31转动安装于安装支架5，安装支架5包括分别固定于定子铁芯11的轴向上的两端的第一支架51和第二支架52；第一支架51和第二支架52均包括固定板511和连接件512，固定板511与定子铁芯11在轴向上间隔设置，连接件512的一端连接于固定板511的外周，连接件512的另一端固定于定子铁芯11的端面；第一绕组21沿轴向在定子铁芯11上的投影位于固定板511沿轴向在定子铁芯11上的投影的外侧；且连接件512固定于第二磁极112的端面。

在此需要说明的是，本申请所涉及的轴向是指平行于定子铁芯11的中心线的方向，也是平行于转子铁芯31的中心线的方向。

以轴向为上下方向，第一支架51在上侧，第二支架52在下侧为例进行说明。

具体地，定子铁芯11位于转子铁芯31的外周，第一支架51的固定板511位于定子铁芯11和转子铁芯31的上方，第一支架51的连接件512的一端连接于第一支架51的固定板511的外周，另一端固定于定子铁芯11的上端面；第二支架52的固定板511位于定子铁芯11和转子铁芯31的下方，第二支架52的连接件512的一端连接于第二支架52的固定板511的外周，另一端固定于定子铁芯11的下端面。

在实际应用中，固定板511为金属件，将定子铁芯11位于转子铁芯31的外周，固定板511与定子铁芯11在轴向上间隔设置，即，固定板511与转子铁芯31在轴向上也间隔设置，可以避免第一支架51和第二支架52的固定板511与励磁绕组或转子绕组32接触而发生短路。

由于第一绕组21的线圈匝数大于第二绕组22的线圈匝数，因此第一绕组21在轴向上的高度大于第二绕组22在轴向上的高度。按照安全标准，线圈与非带电的不绝缘材料的距离要大于最小的爬电距离，若第一支架51的固定板511位于第一绕组21的正上方，第一支架51的固定板511与第一绕组21在轴向上的距离要大于最小的爬电距离；同理，若第二支架52的固定板511位于第一绕组21的正上方，第二支架52的固定板511与第一绕组21在轴向上的距离要大于最小的爬电距离，如此，会增加电机在轴向上的整体高度，从而增大电机的体积。

而本实施例中，第一绕组21沿轴向在定子铁芯11上的投影位于固定板511沿轴向在定子铁芯11上的投影的外侧，且连接件512固定于第二磁极112的端面，如此，固定板511在轴向上的高度与第一绕组21在轴向上的高度之间无需保持最小的爬电距离，连接件512也不会对第一绕组21造成干扰，从而降低电机在轴向上的整体高度，减小电机的体积；同时，还可以减轻安装支架5的重量，降低生产成本。

在一实施例中，第一绕组21的轴向高度小于等于固定板511的轴向高度。如此，在将电机安装于搅拌机或其他设备上时，可以避免第一绕组21与其他设备接触导致绝缘受损。

在一实施例中，如图2和图3所示，定子1还包括套设于定子铁芯11外的定子线架113，第一绕组21绕设于定子线架113对应第一磁极111处，第二绕组绕22设于定子线架113对应第二磁极112处，定子线架113上设有多个隔离件1131；连接件512包括第一部分5121和第二部分5122，第一部分5121连接于固定板511的外周，第二部分5122的一端连接于第一部分5121背离固定板511的一端，第二部分5122的另一端固定于定子线架113对应第二磁极112处的端面；其中，隔离件1131位于第二绕组22和第二部分5122之间。如此，通过隔离件1131起到绝缘作用，避免连接件512的第二部分5122与第二绕组22接触而发生短路。

由于连接件512固定于第二磁极112的端面，连接件512与第二绕组22之间也需要保持最小的爬电距离。在一实施例中，定子线架113将第二绕组22与连接件512之间隔离开。如此，可以避免电机工作时第二绕组22与连接件512接触而导致短路。

在一实施例中，如图4所示，转子3还包括套设于转子铁芯31外的转子线架34，转子绕组32绕设于转子线架34上；转子线架34包括线架本体341和多个线架齿342，多个线架齿342沿圆周方向间隔设于线架本体341的外周侧壁；线架齿342的轴向端面沿轴向凸设有沿圆周方向间隔设置的散热片3421，散热片3421沿径向延伸。

线架齿342的轴向端面沿轴向凸设有散热片3421，可以是线架齿342轴向上的两个端面均凸沿轴向凸设有散热片3421，也可以是线架齿342轴向上的两个端面中的一个凸设有散热片3421，具体可根据实际需要选择设置。

线架齿342可以与线架本体341一体成型，线架齿342也可以与线架本体341分体连接，对此不做具体限定。散热片3421可以与线架齿342一体成型，散热片3421也可以与线架齿342分体连接，对此不做具体限定。

具体地，当转子铁芯31转动，带动线架本体341转动时，线架齿342和设于线架齿342上的散热片3421会跟随线架本体341一起转动，在散热片3421转动的过程中，会带动散热片3421周围的空气流动，在空气流动过程中不仅能加速转子绕组32端部和励磁绕组端部的散热，从而加速电机的散热，避免因电机内部过热而损坏电机器件，提高电机运行的可靠性和电机的使用寿命；同时，由于线架齿342的轴向端面沿轴向凸设有沿圆周方向间隔设置的散热片3421，散热片3421还可以对转子绕组32进行阻挡，在转子3高速转动时，可以避免转子绕组32在离心力的作用下甩出，从而可以节省槽楔，可以帮助进入槽中的空气带走转子绕组32的热量。

在实际应用中，可以在每个线架齿342的端面均设置沿轴向凸设的散热片3421，即，散热片3421的数量与线架齿342的数量相同且一一对应设置，如此，能够更有利于加速电机的散热；也可以在部分线架齿342的端面设置沿轴向凸设的散热片3421，即，散热片3421的数量小于等于线架齿342的数量，具体可根据实际需要选择设置。

在一实施例中，固定板511上开设有轴向贯通的通孔5111。通孔5111的数量可以为一个，也可以为多个，当通孔5111的数量为多个时，多个通孔5111的形状可以相同，也可以不相同，通孔5111的形状可以是规则的，也可以是不规则的，具体根据实际需要选择设置，在固定板511上开设有轴向贯通的通孔5111，能够有利于电机的散热，提高电机运行的可靠性和电机的使用寿命。

在一实施例中，电机还包括转轴6和散热风扇7，转轴6转动设于安装支架5，转子铁芯31和散热风扇7在轴向上间隔设置且均固定套设于转轴6。设置散热风扇7，更有利于电机的散热，避免因电机内部过热而损坏电机器件，提高电机运行的可靠性和电机的使用寿命；转子铁芯31和散热风扇7均固定套设于转轴6，在转轴6转动带动转子铁芯31转动时，能同时带动散热风扇7一起转动，无需额外设置驱动散热风扇7转动的部件，可以简化电机的结构，在转轴6停止转动时，散热风扇7也停止转动。

本实用新型还提供了一种电动设备，该电动设备包括上述电机。本实用新型实施例提供的电动设备，具有上述任一实施例中的电机，因此，具有前述的电机的全部有益效果，在此不再一一赘述。

具体地，该电动设备可以是自动化设备或半自动化设备。在此需要说明的是，自动化设备或半自动化设备为应用于各个领域的电动设备，比如，工业、教育、护理、家居或医疗等领域。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机，其特征在于，包括：

定子，包括定子铁芯和励磁绕组，所述定子铁芯具有沿圆周方向间隔设置的第一磁极和第二磁极；所述励磁绕组包括第一绕组和第二绕组，且所述第一绕组的线圈匝数大于所述第二绕组的线圈匝数，所述第一绕组绕设于所述第一磁极，所述第二绕组绕设于所述第二磁极；

转子，包括转子铁芯、转子绕组和换向器，所述转子铁芯与所述定子铁芯间隔设置，所述转子绕组绕设于所述转子铁芯，所述转子绕组与所述换向器电连接；

碳刷，与所述换向器滑动接触，所述励磁绕组与所述碳刷电连接。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子铁芯位于所述转子铁芯的外周；所述电机还包括安装支架，所述转子铁芯转动安装于所述安装支架，所述安装支架包括分别固定于所述定子铁芯的轴向上的两端的第一支架和第二支架；

所述第一支架和第二支架均包括固定板和连接件，所述固定板与所述定子铁芯在轴向上间隔设置，所述连接件的一端连接于所述固定板的外周，所述连接件的另一端固定于所述定子铁芯的端面；

所述第一绕组沿轴向在所述定子铁芯上的投影位于所述固定板沿轴向在所述定子铁芯上的投影的外侧，且所述连接件固定于所述第二磁极的端面。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述定子还包括套设于所述定子铁芯外的定子线架，所述第一绕组绕设于所述定子线架对应所述第一磁极处，所述第二绕组绕设于所述定子线架对应所述第二磁极处，所述定子线架上设有多个隔离件；

所述连接件包括第一部分和第二部分，所述第一部分连接于所述固定板的外周，所述第二部分的一端连接于所述第一部分背离所述固定板的一端，所述第二部分的另一端固定于所述定子线架对应所述第二磁极处的端面；

其中，所述隔离件位于所述第二绕组和所述第二部分之间。

4.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述定子线架将所述第二绕组与所述连接件之间隔离开。

5.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子还包括套设于所述转子铁芯外的转子线架，所述转子绕组绕设于所述转子线架上；

所述转子线架包括线架本体和多个线架齿，多个所述线架齿沿圆周方向间隔设于所述线架本体的外周侧壁；

所述线架齿的轴向端面沿轴向凸设有沿圆周方向间隔设置的散热片，所述散热片沿径向延伸。

6.如权利要求5所述的电机，其特征在于，所述散热片的数量与所述线架齿的数量相同且一一对应设置。

7.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述固定板上开设有轴向贯通的通孔。

8.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述第一绕组的轴向高度小于等于所述固定板的轴向高度。

9.如权利要求2至4、7和8中任一项所述的电机，其特征在于，所述电机还包括转轴和散热风扇，所述转轴转动设于所述安装支架，所述转子铁芯和所述散热风扇在轴向上间隔设置且均固定套设于所述转轴。

10.一种电动设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的电机。