[發(fā)明專利]具有減小電弧的分布式繞組的電動(dòng)機(jī)電樞

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00133987.7
• 申請(qǐng)日: 2000-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN1329384A
• 公開（公告）日: 2002-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王仁洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 布萊克和戴克公司
• 主分類號(hào): H02K3/04
• 分類號(hào): H02K3/04;H02K13/04
• 代理公司: 柳沈知識(shí)產(chǎn)權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 何秀明

本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)，尤其涉及以減小電磁干擾和與電樞換向器接觸的電刷上的電弧的方式，將線圈纏繞在電樞上的繞組結(jié)構(gòu)。

目前，電刷換向式電動(dòng)機(jī)包括具有多個(gè)線圈的電樞，線圈纏繞在形成于電樞疊片內(nèi)的槽中。根據(jù)傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，電樞疊片形成多個(gè)圓周布置的槽，這些槽在相鄰的疊片柱對(duì)之間延伸。典型地，當(dāng)將電樞線圈纏繞在疊片上時(shí)，每個(gè)槽使用兩個(gè)線圈。在同一個(gè)槽的兩個(gè)線圈中，先換向的那個(gè)線圈稱為第一線圈，次換向的那個(gè)線圈稱為第二線圈。在本質(zhì)上第二線圈磁換向比第一線圈弱，原因是第二線圈在完成換向之前在定子內(nèi)的磁中性區(qū)之外通過。這在圖1中以簡(jiǎn)化的方式示出，其中第一線圈的換向區(qū)由Z₁表示，第二線圈的換向區(qū)由Z₂表示。所示轉(zhuǎn)子“R”位于第一線圈換向區(qū)的中點(diǎn)。結(jié)果，第二線圈換向能產(chǎn)生嚴(yán)重的電刷電弧，并變成電動(dòng)機(jī)整個(gè)電刷電弧的支配源。這也能造成將產(chǎn)生超過不同控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)所設(shè)定的可接受水平的電磁干擾(EMI)。該電刷電弧還能加速電刷磨損。

因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種用于電刷換向式電動(dòng)機(jī)的電樞，所述電動(dòng)機(jī)具有多個(gè)以獨(dú)特順序纏繞在其上的線圈，有助于顯著減小電刷電弧并改善電動(dòng)機(jī)換向效率。

本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種用于電刷換向式電動(dòng)機(jī)的電樞，所述電動(dòng)機(jī)包括以一種不需要修改任何電樞部件、或不需要附加部件的方式，纏繞在電樞上的線圈的獨(dú)特繞組結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種用于電樞的電樞線圈的繞組結(jié)構(gòu)，所述電樞允許除去通常充分削弱電刷電弧所產(chǎn)生的EMI所需的EMI部件。

根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，上述以及其他目的由包含其線圈的獨(dú)特、分布式繞組結(jié)構(gòu)的電刷換向式電動(dòng)機(jī)的電樞提供。繞組結(jié)構(gòu)涉及將每個(gè)線圈分成第一和第二子線圈部分。對(duì)于第一線圈，圍繞兩個(gè)等距隔開的槽將第一子線圈部分纏繞第一多匝，圍繞在圓周上與第一對(duì)槽位置不同的第二對(duì)等距隔開的槽纏繞第二子線圈部分。第二子線圈部分也由不同于第一子線圈部分的多匝繞組形成。兩個(gè)子線圈部分串聯(lián)纏繞，第一端連接電樞的第一換向片，另一端連接第二換向片。

第二線圈也分成第一和第二子線圈部分，第一子線圈部分以與第一線圈的第二子線圈部分相同的匝數(shù)纏繞，并且在等距隔開的第二對(duì)槽中。但是，第二線圈的第二子線圈部分橫向移動(dòng)，使得它纏繞在從第二對(duì)槽橫向移動(dòng)一個(gè)槽的等距隔開的第三對(duì)槽中。根據(jù)第一線圈第一部分的匝數(shù)，第二線圈的第二子線圈部分也纏繞多匝。第二線圈第一子線圈部分的一端連接2號(hào)換向片，同時(shí)線圈2的子線圈部分2的那端連接3號(hào)換向片。

3號(hào)線圈被分成第一和第二子線圈部分，根據(jù)第二線圈的第二子線圈部分纏繞多匝第一子線圈部分，并繞等距隔開的第二對(duì)槽纏繞。第三線圈的第二子線圈部分繞等距隔開的第三對(duì)槽纏繞，但匝數(shù)根據(jù)第二線圈的第一子線圈部分。第三線圈的第一子線圈部分的端部連接3號(hào)換向片，而線圈3的第二子線圈部分的端部連接4號(hào)換向片。

上述繞組結(jié)構(gòu)以交替的方式繼續(xù)，使得繞疊片出現(xiàn)線圈的交迭。實(shí)際上，所有的第一子線圈部分都相對(duì)于電樞的旋轉(zhuǎn)向前移動(dòng)它們的磁軸，所有的第二線圈部分都相對(duì)于電樞旋轉(zhuǎn)方向向后移動(dòng)它們的磁軸。由于每個(gè)線圈的兩個(gè)子線圈部分之間的期望的匝數(shù)比，該比可以變化很大但最好約為3∶1，上述繞組結(jié)構(gòu)消除相鄰電樞線圈之間磁耦合中的“不均衡”，由此改善換向效率。這也改善了每個(gè)線圈第二子線圈部分的換向效率，由此減小電刷電弧。這又顯著降低了EMI。EMI的降低消除了對(duì)昂貴的EMI抑制部件的需要，以前一直需要與電動(dòng)機(jī)電刷一起使用這些部件，以確保EMI水平保持在可調(diào)整的極限以下。

通過閱讀以下說明書、權(quán)利要求書和參考附圖，本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，附圖中：

圖1是電樞的簡(jiǎn)化概略端視圖，電樞采用了傳統(tǒng)線圈繞組結(jié)構(gòu)，示出了每槽兩線圈繞組布置的第二線圈的換向區(qū)，如何使第二線圈的換向區(qū)滯后于第一線圈的換向區(qū)，由此引起電刷電??；

圖2是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)構(gòu)造的示例性電樞的側(cè)面正視圖；

圖3是圖2電樞的簡(jiǎn)化橫截面端視圖，示出了具有12個(gè)槽的電樞疊片，電樞的線圈將繞槽纏繞；

圖4以簡(jiǎn)化方式示出了根據(jù)本發(fā)明的線圈繞組結(jié)構(gòu)；以及

圖5是簡(jiǎn)化的電樞端視圖，示出了繞組結(jié)構(gòu)如何產(chǎn)生具有子線圈部分的第一和第二線圈的換向區(qū)，所述子線圈部分彼此徑向?qū)?zhǔn)，以改善換向效率和減小電刷電弧。