JPS5833960A - 整流子電動機 - Google Patents
整流子電動機Info
- Publication number
- JPS5833960A JPS5833960A JP13033281A JP13033281A JPS5833960A JP S5833960 A JPS5833960 A JP S5833960A JP 13033281 A JP13033281 A JP 13033281A JP 13033281 A JP13033281 A JP 13033281A JP S5833960 A JPS5833960 A JP S5833960A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brush
- coil
- turns
- specific resistance
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/26—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings
- H02K23/30—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings having lap or loop windings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、無補極の整流子電動機に係シ、特に電気掃除
機、電動工具用整流子電動惨に好適な整流子電動機に関
する。
機、電動工具用整流子電動惨に好適な整流子電動機に関
する。
家電品である電気掃除機用整流子電動機は、常に小型軽
量、高効率、ブラシの長寿命が要求されている。従来、
ブラシの長寿命化に対しては電動機の整流能力不足によ
り比抵抗が5X10’μΩ−口取上の高抵抗ブラシで対
処していたため、電動機効率が低下していた。しかし、
最近は省エネ化の要求が一段と強まシ、このためブラシ
の長寿命化を維持して電動機の高効率化を図る必要があ
る。
量、高効率、ブラシの長寿命が要求されている。従来、
ブラシの長寿命化に対しては電動機の整流能力不足によ
り比抵抗が5X10’μΩ−口取上の高抵抗ブラシで対
処していたため、電動機効率が低下していた。しかし、
最近は省エネ化の要求が一段と強まシ、このためブラシ
の長寿命化を維持して電動機の高効率化を図る必要があ
る。
これらの要求を満足するために、電動機損失の中で損失
比率の大きいブラシ損失の低減、すなわちブラシの比抵
抗を104μΩ−m程度に小さくしたが、大幅に電動機
効率を向上できないという実験結果となった。
比率の大きいブラシ損失の低減、すなわちブラシの比抵
抗を104μΩ−m程度に小さくしたが、大幅に電動機
効率を向上できないという実験結果となった。
このことを以下、図面を参照して説明する。
第1図はブラシの比抵抗を変えた場合の電動機効率η1
の変化とブラシ寿命t、の変化を示す。
の変化とブラシ寿命t、の変化を示す。
これに供した電動機は、同一のスロット中にある整流コ
イルであって、電機子の回転方向に対して先に整流を終
える前位のコイルの巻回数N1 と後から整流を終える
後位のコイルの巻回数N2の比N1/N2を最適値の1
.25としたものである。
イルであって、電機子の回転方向に対して先に整流を終
える前位のコイルの巻回数N1 と後から整流を終える
後位のコイルの巻回数N2の比N1/N2を最適値の1
.25としたものである。
この結果、第1図に示すように、電動機効率はブラシの
比抵抗を小さくしていくと向上するはずであるが、ブラ
シの比抵抗が2×104μΩ−(7)以下になると逆に
効率低下の傾向を示した。また、この時、ブラシ寿命も
急激に低下することを実験的に確認した。この原因を検
討するために、第2図に示すように、同一スロット中に
ある前位のコイル22A(第4図参照)と後位のコイル
22B(第4図参照)の整流時間TA、TBにおける短
絡電流111A、 1811の値を、ブラシの比抵抗
を変えて測定した。高抵抗ブラシ(比抵抗が8.5X1
04μΩ−Crn)を使用した場合の鎖線で示すコイル
22Aの短絡電流1[iAとコイル22Bの短絡電流i
ssは、N1 /N2を最適値の1.25としているた
めに/11ぼ等しい値となっている。これに対し、比抵
抗が1.5X10’ μΩ−mのブラシを使用した場合
の一点鎖線で示すコイル22Aの短絡電流111’Aと
コイル22Bの短絡電流is’aは、両者の値に差異を
生じている。さらに比抵抗が0.5X10’μΩ−mの
低抵抗ブラシを使用した場合の実線で示すコイル22A
の短絡電流1 sllとコイル22Bの短絡電流18%
の値には、極端な差となってしまった。すなわち、高抵
抗ブラシを使用した場合のN s / N 2の最適値
1.25では、ブラシの比抵抗を小さくしていくと、同
一スロット中で後から整流を受けるコイル22Bの短絡
電流が大きくなり、ブラシからは太き力火花を発生し、
ブラシの比抵抗を2X10’μΩ−α以下にしても電動
機効率が向上せず、かつブラシ寿命が急激に低下する欠
点があった。
比抵抗を小さくしていくと向上するはずであるが、ブラ
シの比抵抗が2×104μΩ−(7)以下になると逆に
効率低下の傾向を示した。また、この時、ブラシ寿命も
急激に低下することを実験的に確認した。この原因を検
討するために、第2図に示すように、同一スロット中に
ある前位のコイル22A(第4図参照)と後位のコイル
22B(第4図参照)の整流時間TA、TBにおける短
絡電流111A、 1811の値を、ブラシの比抵抗
を変えて測定した。高抵抗ブラシ(比抵抗が8.5X1
04μΩ−Crn)を使用した場合の鎖線で示すコイル
22Aの短絡電流1[iAとコイル22Bの短絡電流i
ssは、N1 /N2を最適値の1.25としているた
めに/11ぼ等しい値となっている。これに対し、比抵
抗が1.5X10’ μΩ−mのブラシを使用した場合
の一点鎖線で示すコイル22Aの短絡電流111’Aと
コイル22Bの短絡電流is’aは、両者の値に差異を
生じている。さらに比抵抗が0.5X10’μΩ−mの
低抵抗ブラシを使用した場合の実線で示すコイル22A
の短絡電流1 sllとコイル22Bの短絡電流18%
の値には、極端な差となってしまった。すなわち、高抵
抗ブラシを使用した場合のN s / N 2の最適値
1.25では、ブラシの比抵抗を小さくしていくと、同
一スロット中で後から整流を受けるコイル22Bの短絡
電流が大きくなり、ブラシからは太き力火花を発生し、
ブラシの比抵抗を2X10’μΩ−α以下にしても電動
機効率が向上せず、かつブラシ寿命が急激に低下する欠
点があった。
本発明の目的は、前述の如き従来技術の欠点を解消し、
ブラシの比抵抗に応じて電機子スロット内の前位のコイ
ルの巻回数と後位のコイルの巻回数の比率を最適値に設
定することにより、比抵抗が2×104μΩ−α以下の
ブラシを適用しても電動機効率の向上を図った整流子電
動機を提供するにある。
ブラシの比抵抗に応じて電機子スロット内の前位のコイ
ルの巻回数と後位のコイルの巻回数の比率を最適値に設
定することにより、比抵抗が2×104μΩ−α以下の
ブラシを適用しても電動機効率の向上を図った整流子電
動機を提供するにある。
本発明発明者は同一スロット中にある先に整流を終える
コイルと後から整流を終えるコイルのコイル中に流れる
短絡電流がブラシの比抵抗に左右され、特にブラシの比
抵抗が2X10’μΩ−α以下になると両コ“イル中に
流れる短絡電流の大きさに差異を生じ、これが電動機効
率、プラン寿命の低下の原因となっていることを見い出
した。これより、ブラシの比抵抗を2X10’μΩ−(
1)以下にして電動機効率を向上するには、前位のコイ
ルの巻回数N、と後位のコイルの巻回数N、の比を許容
範囲内に設定する必要があることを実験的に確認した。
コイルと後から整流を終えるコイルのコイル中に流れる
短絡電流がブラシの比抵抗に左右され、特にブラシの比
抵抗が2X10’μΩ−α以下になると両コ“イル中に
流れる短絡電流の大きさに差異を生じ、これが電動機効
率、プラン寿命の低下の原因となっていることを見い出
した。これより、ブラシの比抵抗を2X10’μΩ−(
1)以下にして電動機効率を向上するには、前位のコイ
ルの巻回数N、と後位のコイルの巻回数N、の比を許容
範囲内に設定する必要があることを実験的に確認した。
すなわち、本発明によれば、比抵抗を2X10’μΩ−
国のブラシとするとともに、同一スロット内における前
位のコイルの巻回数N、と後位のコイルの巻回数N2と
の比N 1/ N 2を1.6〜2.8の範囲内に選定
することを特徴とする整流子電動機が提供される。
国のブラシとするとともに、同一スロット内における前
位のコイルの巻回数N、と後位のコイルの巻回数N2と
の比N 1/ N 2を1.6〜2.8の範囲内に選定
することを特徴とする整流子電動機が提供される。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明す
る。
る。
第4図は本発明が適用される無補極の整流子電動機の構
造例を示す。ハウジング12内には両端を軸受14A、
14Bで支承されたシャフト16が配置されている。該
シャフトには円周上に複数個のスロット18が形成され
た電機子鉄心20が固定され、該鉄心には各スロット内
に巻回された複数個のコイル22(第4図参照)で構成
された電機子巻線24が巻装されている。シャフト16
の一端には円周方向に配列された複数個の整流子片26
−A、26B・・・・・・(第4図参照)から成る整流
子26が固定されている。整流子26の外周面(表面)
には、ハウジング12に支承されたブラシ28が弾性体
29により圧接搭れている。ハウジング12には、電機
子鉄心20の外周に対応した位置に、固定子鉄心30が
固定され、該固定子鉄心には界磁巻線32が巻回されて
いる。電動機への給電は、界磁巻線32→ブラシ28→
整流子26→電機子巻線24を通して行われる。
造例を示す。ハウジング12内には両端を軸受14A、
14Bで支承されたシャフト16が配置されている。該
シャフトには円周上に複数個のスロット18が形成され
た電機子鉄心20が固定され、該鉄心には各スロット内
に巻回された複数個のコイル22(第4図参照)で構成
された電機子巻線24が巻装されている。シャフト16
の一端には円周方向に配列された複数個の整流子片26
−A、26B・・・・・・(第4図参照)から成る整流
子26が固定されている。整流子26の外周面(表面)
には、ハウジング12に支承されたブラシ28が弾性体
29により圧接搭れている。ハウジング12には、電機
子鉄心20の外周に対応した位置に、固定子鉄心30が
固定され、該固定子鉄心には界磁巻線32が巻回されて
いる。電動機への給電は、界磁巻線32→ブラシ28→
整流子26→電機子巻線24を通して行われる。
第4図は2極機でスロット当シに上下層のそれぞれコイ
ル辺数が2の場合を示し、電機子コイル22A、22B
・・・・・・の各スロ・シト18内への巻装状態を示す
図である。図において、コイル22Aは、コイル始端を
整流子片26Aに接続され、スロット18Bとスロット
18Aに挿入され、コイル終端が整流子片26Bに接続
される。同一のスロット18・Bとスロット18Aに挿
入される他のコイル22Bは、コイル始端を整流子片2
6Bに、コイに終端を整流子片26Cに接続される。同
様にコイル22C,コイル22Dは’スロッ)18Cと
スロッ)18Bに挿入され、コイル始終端を整流子26
に接続している。
ル辺数が2の場合を示し、電機子コイル22A、22B
・・・・・・の各スロ・シト18内への巻装状態を示す
図である。図において、コイル22Aは、コイル始端を
整流子片26Aに接続され、スロット18Bとスロット
18Aに挿入され、コイル終端が整流子片26Bに接続
される。同一のスロット18・Bとスロット18Aに挿
入される他のコイル22Bは、コイル始端を整流子片2
6Bに、コイに終端を整流子片26Cに接続される。同
様にコイル22C,コイル22Dは’スロッ)18Cと
スロッ)18Bに挿入され、コイル始終端を整流子26
に接続している。
ここで、電機子の回転方向を矢印のZ方向とすると、ブ
ラシ28Aとブラシ28Bの゛位置は、コイル22Aと
コイル22Cの整流が終了する時点を示し、電機子が1
整流子片の間隔Tcだけ回転じた場合であるブラシ28
A1とブラシ28B1の位置は、コイル22°Bとコイ
ル22Dの整流が終了する時点を示したものであり、す
なわちコイル22Aとコイル22Bでは、コイル22A
の方が整流を先に終える前位のコブルであり、コイル2
2Bは後から整流を終える後位のコイル′である。
ラシ28Aとブラシ28Bの゛位置は、コイル22Aと
コイル22Cの整流が終了する時点を示し、電機子が1
整流子片の間隔Tcだけ回転じた場合であるブラシ28
A1とブラシ28B1の位置は、コイル22°Bとコイ
ル22Dの整流が終了する時点を示したものであり、す
なわちコイル22Aとコイル22Bでは、コイル22A
の方が整流を先に終える前位のコブルであり、コイル2
2Bは後から整流を終える後位のコイル′である。
本発明は、同一スロット内に巻装される前位のコイルの
巻回数N1と後位のコイルの巻回数N2との比N1/N
2の値を、比抵抗が2X10’μΩ−ffi以下のブラ
シ28を使用してもブラシの長寿命化を維持して電動機
効率の向上が図れる特定の範囲に限定したものである。
巻回数N1と後位のコイルの巻回数N2との比N1/N
2の値を、比抵抗が2X10’μΩ−ffi以下のブラ
シ28を使用してもブラシの長寿命化を維持して電動機
効率の向上が図れる特定の範囲に限定したものである。
第5図は、巻回数比N、、/N2= 2.43とし、ブ
ラシの比抵抗を変化した場合の電動機効率η2の変化と
ブラシ寿命t2の変化を示す。図に示すように、コイル
の巻回数比Nl/N2を2.43にすることによ如、電
動機効率はブラシの比抵抗を小さくすると向上し、特に
比抵抗を2X10’μΩ−m以下にしても従来よシ1〜
2%電動機効率を向上させることができる。このとき、
ブラシ寿命はコイルの巻回数比N s / N 2を最
適値に設定しているので大幅に低下しない実験結果が得
られた。
ラシの比抵抗を変化した場合の電動機効率η2の変化と
ブラシ寿命t2の変化を示す。図に示すように、コイル
の巻回数比Nl/N2を2.43にすることによ如、電
動機効率はブラシの比抵抗を小さくすると向上し、特に
比抵抗を2X10’μΩ−m以下にしても従来よシ1〜
2%電動機効率を向上させることができる。このとき、
ブラシ寿命はコイルの巻回数比N s / N 2を最
適値に設定しているので大幅に低下しない実験結果が得
られた。
第6図はブラシの比抵抗が0.5X10’μΩ−(7)
において、先に整流を終える前位のコイル22Aの巻回
数N1を17ターン、後から整流を終える後位のコイル
22Bの巻回数N2を7ターンに設定した場合の両コイ
ルの整流期間における短絡電流18ムg isiの変
化を示す。これにより、低抵抗ブラシを適用したにもか
かわらず、従来よシ短絡電流を小さくすることができ、
整流性能の向上と同時に電動機効率が1〜2%向上する
ことが実験的に確認された。
において、先に整流を終える前位のコイル22Aの巻回
数N1を17ターン、後から整流を終える後位のコイル
22Bの巻回数N2を7ターンに設定した場合の両コイ
ルの整流期間における短絡電流18ムg isiの変
化を示す。これにより、低抵抗ブラシを適用したにもか
かわらず、従来よシ短絡電流を小さくすることができ、
整流性能の向上と同時に電動機効率が1〜2%向上する
ことが実験的に確認された。
第7図は本発明の効果を明確にするため、1スロツト中
の全導体数を一定にして、前位のコイル22Aの巻回数
N□と後位のコーイル22Bの巻回数N、の比である巻
回数比N、/N2を可変し、比抵抗が2X104μΩ−
mのブラシを使用した場合の電動機効率η3の変化、比
抵抗がo、5xio’μΩ−例のブラシを使用した場合
の電動機効率η4の変化の測定結果を示す。これよシ、
比抵抗が2X10’μΩ−備のブラシを使用する場合は
巻回数比Nt/N、を約1.6〜2.3に設定すれば従
来より電動機効率が1.0〜1.5%向上し、比抵抗が
0.5X10’μΩ−備のブラシを使用する場合は巻回
数比Nl /N、を1.8〜2.8に設定すれば従来よ
シミ動機効率を1〜2%向上できる効果がある。すなわ
ち、本発明によれば、最適な巻−数比N1/N2=1.
6〜2.8に設定すれば比抵抗が2×104μΩ−m以
下のブラシが適用可能となり、電動機効率を1〜2%向
上できる効果がある。
の全導体数を一定にして、前位のコイル22Aの巻回数
N□と後位のコーイル22Bの巻回数N、の比である巻
回数比N、/N2を可変し、比抵抗が2X104μΩ−
mのブラシを使用した場合の電動機効率η3の変化、比
抵抗がo、5xio’μΩ−例のブラシを使用した場合
の電動機効率η4の変化の測定結果を示す。これよシ、
比抵抗が2X10’μΩ−備のブラシを使用する場合は
巻回数比Nt/N、を約1.6〜2.3に設定すれば従
来より電動機効率が1.0〜1.5%向上し、比抵抗が
0.5X10’μΩ−備のブラシを使用する場合は巻回
数比Nl /N、を1.8〜2.8に設定すれば従来よ
シミ動機効率を1〜2%向上できる効果がある。すなわ
ち、本発明によれば、最適な巻−数比N1/N2=1.
6〜2.8に設定すれば比抵抗が2×104μΩ−m以
下のブラシが適用可能となり、電動機効率を1〜2%向
上できる効果がある。
以上述べたように、本発明によれば、比抵抗が2X10
’μΩ−m以下のブラシを適用に際して電機子回転方向
に対して前位のコイルの巻回数Nよと後位のコイルの巻
回数N2の比(Nl /N2 )を最適な1.6〜2.
8に設定することにより、整流性能が向上し、短絡電流
の減少による漂遊損の減少およびプレシミ気損d減少で
きるので電動機効率を従来に比し約1〜2%向上できる
効果がある。
’μΩ−m以下のブラシを適用に際して電機子回転方向
に対して前位のコイルの巻回数Nよと後位のコイルの巻
回数N2の比(Nl /N2 )を最適な1.6〜2.
8に設定することにより、整流性能が向上し、短絡電流
の減少による漂遊損の減少およびプレシミ気損d減少で
きるので電動機効率を従来に比し約1〜2%向上できる
効果がある。
第1図は従来の電動機によりるブラシの比抵抗に対する
電動機効率およびブラシ寿命の関係、第2図は整流コイ
ルに流れる短絡電流、第3図は本発明が適用される整流
子電動機の概略縦断面図、第4図は電機子フィルおよび
スロットの位置関係を示す概略説明図、第5図は本゛発
明の電動機におけるブラシの比抵抗に対する電動機効率
およびブラシ寿命の関係、第6図は整流コイルの短絡電
流、第7図は巻回数比N、/N2に対する電動機効率の
関係を示す図である。 16・・・シャフト、18・・・スロット、20・・・
電機子鉄心、22・・・電機子コイル、24・・・電機
子巻線、26・・・整流子、28・・・ブラシ、30・
・・固定子鉄心、X・・・電動機効率、Y・・・ブラシ
寿命、Z・・・電機子同第1図 第2図
電動機効率およびブラシ寿命の関係、第2図は整流コイ
ルに流れる短絡電流、第3図は本発明が適用される整流
子電動機の概略縦断面図、第4図は電機子フィルおよび
スロットの位置関係を示す概略説明図、第5図は本゛発
明の電動機におけるブラシの比抵抗に対する電動機効率
およびブラシ寿命の関係、第6図は整流コイルの短絡電
流、第7図は巻回数比N、/N2に対する電動機効率の
関係を示す図である。 16・・・シャフト、18・・・スロット、20・・・
電機子鉄心、22・・・電機子コイル、24・・・電機
子巻線、26・・・整流子、28・・・ブラシ、30・
・・固定子鉄心、X・・・電動機効率、Y・・・ブラシ
寿命、Z・・・電機子同第1図 第2図
Claims (1)
- 1、電機子のスロット内に巻回された電機子巻線が複数
個のコイル辺で構成され、同一スロット内に巻回された
回転方向前位のコイルの巻回数を回転方向後位のコイル
の巻回数より大きく1シた整流子電動機において、比抵
抗を2X10’μΩ−(7)以下の低抵抗ブラシ材とす
るとともに、前位のコイルの巻回数N、と後位のコイル
の巻回数N2の比N 、/ N 2を1.6〜2.8の
範囲にしたことを特徴とする整流子電動機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13033281A JPS5833960A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 整流子電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13033281A JPS5833960A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 整流子電動機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5833960A true JPS5833960A (ja) | 1983-02-28 |
JPS6114744B2 JPS6114744B2 (ja) | 1986-04-21 |
Family
ID=15031823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13033281A Granted JPS5833960A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 整流子電動機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5833960A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61215413A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | エンジンオイル給油装置 |
JPS6392248A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-22 | Hitachi Ltd | 電気掃除機用交流整流子電動機 |
JPH08298760A (ja) * | 1996-01-18 | 1996-11-12 | Hitachi Ltd | 電気掃除機用交流整流子電動機 |
JP2011061940A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Hitachi Appliances Inc | 電機子ならびに電動機 |
-
1981
- 1981-08-21 JP JP13033281A patent/JPS5833960A/ja active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61215413A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | エンジンオイル給油装置 |
JPH0461164B2 (ja) * | 1985-03-20 | 1992-09-30 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | |
JPS6392248A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-22 | Hitachi Ltd | 電気掃除機用交流整流子電動機 |
JPH08298760A (ja) * | 1996-01-18 | 1996-11-12 | Hitachi Ltd | 電気掃除機用交流整流子電動機 |
JP2011061940A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Hitachi Appliances Inc | 電機子ならびに電動機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6114744B2 (ja) | 1986-04-21 |
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