[發(fā)明專利]電樞疊片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710088612.0
• 申請(qǐng)日: 2007-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101267130A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦銳鋒;梁吉玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德昌電機(jī)股份有限公司
• 主分類號(hào): H02K1/22
• 分類號(hào): H02K1/22;H02K1/26;H02K3/12;H02K3/28
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 原紹輝;廖凌玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有帶換向器的繞線式轉(zhuǎn)子的電動(dòng)馬達(dá)，且特別地涉及用于轉(zhuǎn)子的疊片。

背景技術(shù)

帶換向器的繞線式轉(zhuǎn)子通常用于直流永磁馬達(dá)中，且也用在具有繞線式轉(zhuǎn)子和繞線式定子的通用的馬達(dá)中從而允許馬達(dá)以交流或直流電源運(yùn)行。

此類型的轉(zhuǎn)子具有多個(gè)凸極，電樞繞組繞凸極纏繞。繞組繞極形成了線圈且轉(zhuǎn)子具有多個(gè)槽，槽形成了繞組通道，線圈通過(guò)繞組通道延伸。線圈因此具有兩個(gè)位于槽內(nèi)的軸向延伸部分和兩個(gè)已知為頭部的端部分，頭部橫向于轉(zhuǎn)子芯的任一軸向端的軸向方向延伸。頭部不提供力且僅用于提供線圈的軸向延伸部分之間的電連接。在大多數(shù)轉(zhuǎn)子中，因?yàn)榫€圈的布置和纏繞技術(shù)，頭部中的一些覆蓋或跨過(guò)其他頭部。這樣，一些頭部必須從轉(zhuǎn)子芯軸向延伸出相當(dāng)?shù)木嚯x以跨過(guò)一個(gè)、兩個(gè)或更多的先前纏繞的頭部。此距離無(wú)助于馬達(dá)的性能但增加了馬達(dá)的軸向長(zhǎng)度，且當(dāng)然增加了形成線圈所使用的導(dǎo)線的總量。

通過(guò)在轉(zhuǎn)子芯內(nèi)形成槽來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子極，因而轉(zhuǎn)子極的個(gè)數(shù)經(jīng)常稱為轉(zhuǎn)子槽數(shù)，或簡(jiǎn)單地稱為槽數(shù)，以減少與定子極數(shù)的混淆，定子極數(shù)則簡(jiǎn)單地稱為槽數(shù)。因此，帶有4個(gè)定子極和18個(gè)轉(zhuǎn)子極的馬達(dá)被稱為4極18槽馬達(dá)。此慣例將在本說(shuō)明書(shū)中使用，其中這是合適的，因?yàn)檗D(zhuǎn)子極數(shù)等于轉(zhuǎn)子內(nèi)的繞組槽數(shù)。

因此，希望降低繞組頭部的跨過(guò)以降低馬達(dá)的軸向長(zhǎng)度，使得馬達(dá)更緊湊且降低使用的導(dǎo)線的量，因此節(jié)約材料成本。

對(duì)此一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式在歐洲專利No?EP1093208中披露，歐洲專利No?EP1093208披露了用于20槽轉(zhuǎn)子的疊片設(shè)計(jì)，其具有這樣的設(shè)計(jì)，其中繞組槽具有多種形狀以賦予疊片非對(duì)稱的構(gòu)造。此構(gòu)造允許繞組頭部放置在同一徑向平面內(nèi)的鄰近的頭部旁而不跨過(guò)先前已纏繞的頭部。然而，雖然這解決了降低繞組頭部的軸向延伸的問(wèn)題，但20個(gè)槽的非對(duì)稱疊片設(shè)計(jì)在實(shí)踐中被驗(yàn)證非常難于實(shí)施且特別是當(dāng)與4極定子結(jié)組時(shí)具有顯著的齒槽(cogging)轉(zhuǎn)矩。

本發(fā)明意圖減少與20個(gè)槽的非對(duì)稱疊片有關(guān)的問(wèn)題。特別地，已發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)選擇轉(zhuǎn)子極數(shù)來(lái)降低齒槽轉(zhuǎn)矩，以形成帶有較高的齒槽轉(zhuǎn)矩階次的馬達(dá)。較高的齒槽轉(zhuǎn)矩階次導(dǎo)致較低的有效齒槽轉(zhuǎn)矩。當(dāng)提及齒槽轉(zhuǎn)矩階次時(shí)，實(shí)際是指齒槽轉(zhuǎn)矩的主階次或基階次，因?yàn)槿魏务R達(dá)在較高的諧頻且可能地在一些較低的諧頻上將具有齒槽效應(yīng)。對(duì)于馬達(dá)，通常不具有單一的或純粹的齒槽轉(zhuǎn)矩頻率，但是一般地諧波將具有較低的絕對(duì)值。

例如，20極轉(zhuǎn)子與4極定子具有階次為20的齒槽轉(zhuǎn)矩，且16極轉(zhuǎn)子與4極定子具有階次為16的齒槽轉(zhuǎn)矩，而14極轉(zhuǎn)子與4極定子具有階次為28的齒槽轉(zhuǎn)矩，18極轉(zhuǎn)子與4極定子具有階次為36的齒槽轉(zhuǎn)矩，且22極轉(zhuǎn)子與4極定子具有階次為44的齒槽轉(zhuǎn)矩。齒槽轉(zhuǎn)矩階次可以限定為定子極數(shù)和轉(zhuǎn)子極數(shù)的最小公倍數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明提供直流馬達(dá)，直流馬達(dá)包括：容納了永磁體定子的定子殼體；可旋轉(zhuǎn)地面對(duì)定子安裝的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括軸、配合到軸的轉(zhuǎn)子芯、配合到軸并鄰近轉(zhuǎn)子芯的一個(gè)端部的換向器和繞轉(zhuǎn)子芯的極纏繞且終止于換向器上的繞組；和電刷裝置，電刷裝置包括與換向器滑動(dòng)接觸的用于將電力傳輸?shù)嚼@組的電刷，其中轉(zhuǎn)子芯包括多個(gè)堆疊在一起的疊片，疊片是非對(duì)稱的，且其中對(duì)于馬達(dá)的齒槽轉(zhuǎn)矩階次高于二十。

優(yōu)選地，齒槽轉(zhuǎn)矩階次是28、36或44。

優(yōu)選地，馬達(dá)具有4個(gè)定子極和14、18或22個(gè)轉(zhuǎn)子極。

優(yōu)選地，疊片具有多個(gè)形成在徑向外周的槽，在多個(gè)槽間形成了區(qū)部，區(qū)部形成了轉(zhuǎn)子芯的極且槽形成了其中接收繞組的繞組通道，槽和極布置為槽或極的一組或多組，每組相同且每組的至少一些槽在非純粹的徑向方向內(nèi)延伸，且每組的至少一個(gè)槽的徑向深度小于其他槽的至少一個(gè)的徑向深度。

優(yōu)選地，每個(gè)極具有由轉(zhuǎn)子芯的徑向外表面限定的極面，極面具有大體上相等的周向延伸，且該組或每組的第一轉(zhuǎn)子極的極面具有軸向延伸的溝槽，用于識(shí)別待纏繞的第一繞組的位置。

優(yōu)選地，溝槽從極面的周向中心位移預(yù)先確定的距離，以造成在溝槽產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩的相位和第一極產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩的相位之間的相位差。

優(yōu)選地，相位差在90度和270度之間。

優(yōu)選地，相位差大體上為180度。

優(yōu)選地，馬達(dá)具有四極定子，且其中預(yù)先確定的距離是角距離，該距離對(duì)于22個(gè)槽的轉(zhuǎn)子是4.1度、對(duì)于18個(gè)槽的轉(zhuǎn)子是5.0度且對(duì)于14個(gè)槽的轉(zhuǎn)子是6.4度，值在合理的公差內(nèi)。

優(yōu)選地，合理的公差是正負(fù)1度。

優(yōu)選地，馬達(dá)具有四極定子和十八極轉(zhuǎn)子，且溝槽從第一極的極面的中心移位4度至6度之間的距離。