DU WANGDONG (CN)
ZHAO WEI (CN)
LI XIAOCHUAN (CN)
DU WANGDONG (CN)
ZHAO WEI (CN)
CN201118411Y | 2008-09-17 | |||
CN202172352U | 2012-03-21 | |||
JP2012016282A | 2012-01-19 |
深圳市睿智专利事务所 (CN)
权 利 要 求 书 1. 一种永磁直流电动机,包括机壳(100)、 固定在该机壳 (100 ) 内壁的至少一对永 磁体 (200)、 转子组件(300)和端盖( 400 );所述转子组件(300)包括转轴( 310 )、 固定在该转轴(310 )上的转子叠片(320)、 嵌入所述转子叠片(320)之各绕线槽 (321)内的电枢绕组(330)和固定在所述转轴(310 )上的换向器(340) ;所述端盖 ( 400 )装配于所述机壳(100)的开口端部并与该机壳(100)之封闭端共同确定所 述转子组件(300)之转轴( 310 )的安装位置,所述转子组件(300)之转子叠片(320) 位于所述机壳 (100 ) 内、 并与各永磁体(200)内面形成径向气隙 ( 500 ) ;其特 征在于: 所述永磁直流电动机用做单方向电动机;所述转子叠片(320)之每一绕线槽 (321)内的电枢绕组(330)均包括 N个绕组元件(330-1, 330-2, ··· , 330-N) ,该 N个 绕组元件(330-1, 330-2, ··· , 330-N)均包括多匝线圈,其中 6 > N > 2,且为整数,位 于所述转子叠片 (320) 同一绕线槽 (321) 内同一边的 N 个绕组元件 (330-1, 330-2, 330-N)分别依次电连接在所述换向器(340)对应的各相邻换 向片(341)上,并且逆着所述转子组件(300)的转动方向,该 N 个绕组元件 (330-1, 330-2, ... , 330-N) 的换向 角度依次减小, 该 N 个绕组元件 (330-1, 330-2, ··· , 330-N)的各自线圈匝数也依次减少。 2. 根据权利要求 1所述的永磁直流电动机, 其特征在于: 所述 N个绕组元件(330-1, 330-2, 330-N)各自线圈匝数依次减少的比例 为 5% ~ 70%,并按四舍五入的方式令线圈匝数取整。 3. 根据权利要求 2所述的永磁直流电动机, 其特征在于: 所述 N个绕组元件(330-1, 330-2, 330-N)各自线圈匝数依次减少的比例 为 20% ~ 40%, 并按四舍五入的方式令线圈匝数取整。 4. 根据权利要求 1至 3之任一项所述的永磁直流电动机, 其特征在于: 所述永磁直流电动机的外直径(DJ为 35. 0 ~ 37. 5亳米; 所述转子叠片(320)的外直径(D2)为 23. 5 ~ 25. 0 亳米;所述转子叠片(320) 表面有 12 条绕线槽(321)均匀分布于其 360° 的圆周方向;各绕线槽(321)的槽 口宽度(t 均为 1. 2 ~ 2. 2亳米,齿部宽度(t2)均为 1. 2 ~ 2. 0亳米,磁轭宽度(t3) 均为 2. 5 ~ 5. 0亳米; 所述永磁体 (200)为瓦片状,其横断面之外圆弧半径(R 为 15.5 ~ 17.0亳米, 而内圆弧半径 GU为 12.0~13.5亳米,该两段圆弧各自的圆心在同一直径线上, 相互距离(Υ)为 0< γ <1.0 亳米;所述永磁体(200)横断面弧长包容的圆心角 (α)为 125° -155° 机械角度。 5. 根据权利要求 1至 3之任一项所述的永磁直流电动机, 其特征在于: Ν=3,即所述转子叠片(320)之每一绕线槽(321)内的电枢绕组(330)均包括 3 个绕组元件(330-1、 330-2、 330-3)。 6. 一种直流电动机转子组件的制造方法,适用于只要求单方向旋转的直流电动机, 包括如下步骤-. Α、 完成转子组件(300)之前期制做,包括将转子叠片(320)、 前绝缘端板 (351)、 后绝缘端板(352)和换向器(340)分别固定在转轴(310) 的相应位置上; 其特征在于,还包括如下步骤: Β、绕制电枢绕组(330) ,使所述转子叠片(320)之每一绕线槽(321)内的电枢 绕组(330)均包括 Ν 个绕组元件(330-1, 330-2, ...,330 ),该 Ν 个绕组元件 (330-1, 330-2, ···, 330-Ν)均由多匝线圈绕制而成,其中 6>Ν>2,且为整数;并且 该 Ν个绕组元件(330-1, 330-2, 330-Ν)的各自线圈匝数均不相同,而是依次减 少; C、将各电枢绕组(330)嵌入所述转子叠片(320)之绕线槽(321)内,使位于所 述转子叠片 (320) 同 一绕线槽 (321) 内 同 一边的 N 个绕组元件 (330-1, 330-2, 330-N)分别依次电连接所述换向器(340)对应的各相邻换向 片(341),并且逆着所述转子组件(300)的转动方向,按照该 N 个绕组元件 (330-1,330-2, ...,330-N)的换向角度依次减小的顺序来排列该 N 个绕组元件 (330-1, 330-2, ···, 330- N),使该 N个绕组元件(330-1, 330-2, ···, 330-N)的各自线 圈匝数也依次减少。 7. 根据权利要求 6所述的直流电动机转子组件的制造方法, 其特征在于: 所述 N个绕组元件(330-1, 330-2, 330-N)各自线圈匝数依次减少的比例 为 5%~ 70%,并按四舍五入的方式令线圈匝数取整。 8. 根据权利要求 7所述的直流电动机转子组件的制造方法, 其特征在于: 所述 N个绕组元件(330-1, 330-2, 330-N)各自线圈匝数依次减少的比例 为 20%~40%, 并按四舍五入的方式令线圈匝数取整。 9. 根据权利要求 6 至 8之任一项所述的直流电动机转子组件的制造方法, 其特征 在于 ·· 所述转子叠片(320)的外直径(D2)为 23.5~25.0 亳米;所述转子叠片(320) 表面有 12 条绕线槽(321)均匀分布于其 360° 的圆周方向;各绕线槽(321)的槽 口宽度 ( 均为 1.2-2.2亳米,齿部宽度(t2)均为 1.2-2.0亳米,磁轭宽度 (t3) 均为 2.5~5.0亳米。 10. 根据权利要求 6至 8之任一项所述的直流电动机转子组件的制造方法, 其特征 在于 ·· N=3,即所述转子叠片(320)之每一绕线槽(321)内的电枢绕组(330)均包括 3 个绕组元件(330-1、 330-2、 330-3)。 11. 一种用于直流电动机上的转子组件,用于只要求单方向旋转的直流电动机上,包 括转轴 (310)、 固定在该转轴 (310) 上的转子叠片(320)、 嵌入所述转子叠片 (320)之各绕线槽(321)内的电枢绕组(330)和固定在所述转轴 (310) 上的换向 器(340);其特征在于: 所述转子叠片(320)之每一绕线槽(321)内的电枢绕组(330)均包括 N 个绕 组元件(330- 1, 330-2, ···, 330- N),该 N个绕组元件(330- 1, 330-2, ···, 330- N)均包 括多匝线圈,其中 6 >N> 2,且为整数,位于所述转子叠片(320)同一绕线槽(321) 内同一边的 N个绕组元件(330-1, 330-2, 330-N)分别依次电连接在所述换向 器(340)对应的各相邻换向片(341)上,并且逆着所述转子组件(300)的转动方向, 该 N个绕组元件(330-1, 330-2, 330-N)的换向角度依次减小,该 N个绕组元件 (330-1, 330-2, ···, 330-N)的各自线圈匝数也依次减少。 12. 根据权利要求 11所述的用于直流电动机上的转子组件, 其特征在于: 所述 N个绕组元件(330-1, 330-2, 330-N)各自线圈匝数依次减少的比例 为 5%~ 70%,并按四舍五入的方式令线圈匝数取整。 13. 根据权利要求 12所述的用于直流电动机上的转子组件, 其特征在于: 所述 N个绕组元件(330-1, 330-2, 330-N)各自线圈匝数依次减少的比例 为 20%~40%, 并按四舍五入的方式令线圈匝数取整。 14. 根据权利要求 11至 13之任一项所述的用于直流电动机上的转子组件, 其特征 在于: 所述转子叠片(320)的外直径(D2)为 23. 5 ~ 25. 0 亳米;所述转子叠片(320) 表面有 12 条绕线槽(321)均匀分布于其 360° 的圆周方向;各绕线槽(321)的槽 口宽度( 均为 1. 2 ~ 2. 2亳米,齿部宽度(t2)均为 1. 2 ~ 2. 0亳米,磁轭宽度(t3) 均为 2. 5 ~ 5. 0亳米。 15. 根据权利要求 11至 13之任一项所述的用于直流电动机上的转子组件, 其特征 在于: N=3,即所述转子叠片(320)之每一绕线槽(321)内的电枢绕组(330)均包括 3 个绕组元件(330-1、 330-2、 330-3)。 |
【技术领域】
本发明涉及有机械换向器的直流电动机或发电 机,特别是涉及以电枢绕组为特 征的直流电动机,尤其涉及驱动食品加工机的 永磁直流电动机;本发明还涉及直流 电动机之转子组件的制造方法和转子组件。
【背景技术】
现有技术用于驱动食品加工机的电动机包括两 极串励电机,其电枢绕组是常规 的单叠分布绕组,转子铁芯槽内的各线圈元件 匝数相等;当所述串励电机通电后,电 流流入定子励磁绕组产生磁场, 并经电刷、 换向器流入电枢绕组,此时转子组件将 受到定子励磁绕组所产生磁场的电磁力作用而 旋转。 该串励电机应用于电动食品加 工机有如下不足之处:
一、 串励电机固有机械特性较软, 电动食品加工机如用于搅拌食物,要是使用 串励电机驱动,噪音会比较大;
二、 串励电机效率较低;
三、 串励电机的体积功率密度较低;要达到较大输 出功率,需要增大体积, 以致 用其驱动的食品加工机体积也会增大,相应地 增加了整个产品的成本; 特别是手持 电动搅拌类加工食物的产品, 当该类产品体积较大时,造成使用者手握舒适 降低, 感觉笨重而令人不愉快;
四、 现有技术常规的电枢绕组结构在电动机负载功 率较大和转速较高时, 为改 善电动机换向过程中的火花和减轻电动机在换 向过程中所产生的电磁干扰, 须加大 电动机的换向角度;而换向角度加大会降低电 动机的反电动势,或为改善电动机在 换向过程中产生的电磁干扰, 须增加滤波电容和电感等电子元件,这将会导 致增加 产品成本。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技 术的不足之处而提供一种永磁 直流电动机及其转子组件的制造方法和转子组 件,具有成本低、 功率密度高、 节能 环保、 效率较高、 体积小和噪音小等优点,并可有效改善电动机 在换向过程中产生 的火花及降低电动机在换向过程中产生的电磁 干扰。
本发明解决所述技术问题釆用的技术方案是-.
提供一种永磁直流电动机,包括机壳、 固定在该机壳内壁的至少一对永磁体、 转子组件和端盖;所述转子组件包括转轴、 固定在该转轴上的转子叠片、 嵌入所述 转子叠片之各绕线槽内的电枢绕组和固定在所 述转轴上的换向器;所述端盖装配于 所述机壳的开口端部并与该机壳之封闭端共同 确定所述转子组件之转轴的安装位 置,所述转子组件之转子叠片位于所述机壳内 并与各永磁体内面形成径向气隙;所 述永磁直流电动机用做单方向电动机;所述转 子叠片之每一绕线槽内的电枢绕组均 包括 N个绕组元件,该 N个绕组元件均包括多匝线圈,其中 6 > N > 2,且为整数,位于 所述转子叠片同一绕线槽内同一边的 N个绕组元件分别依次电连接在所述换向器对 应的各相邻换向片上,并且逆着所述转子组件 的转动方向,该 N个绕组元件的换向角 度依次减小,该 N 个绕组元件的各自线圈匝数也依次减少;也就 是,在直流电动机旋 转过程中,根据所述转子叠片同一绕线槽内的 各绕组元件的换向角度大小不同来设 计各绕组元件的各自线圈匝数;对于换向角度 相对最大的绕组元件,其线圈匝数设 计相对最多;而对于换向角度相对最小的绕组 元件,其线圈匝数设计相对最少。 所述 换向器之换向片的数量为所述转子叠片之绕线 槽的数量的 N倍。 所述 N个绕组元件各自线圈匝数依次减少的比例为 5% ~ 70%,并按四舍五入的 方式令线圈匝数取整。 进一步地,所述 N 个绕组元件各自线圈匝数依次减少的比例 为 20% ~ 40%, 并按四舍五入的方式令线圈匝数取整。 所述永磁直流电动机的外直径为 35. 0 ~ 37. 5 亳米。 所述转子叠片的外直径为 23. 5 - 25. 0亳米;所述转子叠片表面有 12条绕线槽均匀分布于其 360° 的圆周方向; 各绕线槽的槽口宽度均为 1. 2 ~ 2. 2亳米,齿部宽度均为 1. 2 ~ 2. 0亳米,磁轭宽度均 为 2. 5 ~ 5. 0亳米。 所述永磁体为瓦片状, 其横断面之外圆弧半径为 15. 5 ~ 17. 0亳 米,而内圆弧半径为 12. 0 ~ 13. 5亳米,该两段圆弧各自的圆心在同一直径线 ,相互 距离 Y为 0 < Y < 1. 0亳米;所述永磁体横断面弧长包容的圆心角 125° - 155° 机 械角度。 如 N=3,即所述转子叠片之每一绕线槽内的电枢绕 均包括 3个绕组元件。 还提供一种直流电动机转子组件的制造方法, 适用于只要求单方向旋转的直流 电动机,包括如下步骤:
A、 完成转子组件之前期制做,包括将转子叠片、 前绝缘端板、 后绝缘端板和换 向器分别固定在转轴的相应位置上,以及将绝 缘槽纸插入所述转子叠片之各绕线槽 内,特别说明有的会用绝缘粉代替绝缘槽纸, 对于低压电机,绝缘槽纸有时候都可不 用;
B、 绕制电枢绕组,使所述转子叠片之每一绕线槽 内的电枢绕组均包括 N个绕组 元件,该 N个绕组元件均由多匝线圈绕制而成,其中 6 > N > 2 ,且为整数;并且该 N个 绕组元件的各自线圈匝数均不相同,而是依次 减少;
C、 将各电枢绕组嵌入所述转子叠片之绕线槽内, 使位于所述转子叠片同一绕线 槽内同一边的 N 个绕组元件分别依次电连接所述换向器对应的 各相邻换向片,并且 逆着所述转子组件的转动方向,按照该 N 个绕组元件的换向角度依次减小的顺序来 排列该 N个绕组元件,使该 N个绕组元件的各自线圈匝数也依次减少;所 N个绕组 元件各自线圈匝数依次减少的比例为 5% ~ 70%,并按四舍五入的方式令线圈匝数取 整。 进一步地,所述 N个绕组元件各自线圈匝数依次减少的比例为 20% ~ 40%, 并按 四舍五入的方式令线圈匝数取整; 如 N=3,即所述转子叠片之每一绕线槽内的电枢 绕组均包括 3个绕组元件;
D、 将绝缘槽契插入所述转子叠片之各绕线槽内, 该步骤视情况而定是否需要, 有的可以不用绝缘槽契,有的也会用绝缘槽纸 或绝缘粉代替绝缘槽契。 再提供一种用于直流电动机上的转子组件,用 只要求单方向旋转的直流电动 机上,包括转轴、 固定在该转轴上的转子叠片、 嵌入所述转子叠片之各绕线槽内的 电枢绕组和固定在所述转轴上的换向器;所述 子叠片之每一绕线槽内的电枢绕组 均包括 N个绕组元件,该 N个绕组元件均包括多匝线圈,其中 6 > N > 2 ,且为整数,位 于所述转子叠片同一绕线槽内同一边的 N个绕组元件分别依次电连接在所述换向器 对应的各相邻换向片上,并且逆着所述转子组 件的转动方向,该 N个绕组元件的换向 角度依次减小,该 N 个绕组元件的各自线圈匝数也依次减少;也就 是,在直流电动机 旋转过程中,根据所述转子叠片同一绕线槽内 的各绕组元件的换向角度大小不同来 设计各绕组元件的各自线圈匝数;对于换向角 度相对最大的绕组元件,其线圈匝数 设计相对最多;而对于换向角度相对最小的绕 组元件,其线圈匝数设计相对最少。 所 述换向器之换向片的数量为所述转子叠片之绕 线槽的数量的 N倍。 同现有技术相比较, 本发明永磁直流电动机及其转子组件的制造方 法之有益效 果在于-. 1、 永磁直流电动机固有机械特性曲线较硬, 应用于电动食品加工机如搅拌类 产品上, 噪音小,并且搅拌食物效果好;
2、 效率较高;
3、 功率密度高和体积小;
4、 本发明转子组件之电枢绕组釆用一种特殊绕制 结构,即所有各电枢绕组均包 括 N个绕组元件,其中 6 > N > 2 ,且为整数,并且该 N个绕组元件各自线圈匝数不相同; 位于所述转子叠片之同一绕线槽内同一边的 N个绕组元件分别依次电连接在所述换 向器对应的各相邻换向片上,而且逆着所述转 子组件的转动方向,以该 N个绕组元件 的换向角度依次减小的顺序来排列该 N个绕组元件,使该 N个绕组元件的各自线圈 匝数也依次减少。 通过釆用这种特殊绕制结构,处于换向角度减 小的绕组元件,因其 线圈匝数也相应减少,因而其成为换向元件时 其内感生的电势也减小,电刷下的火 花自然也减轻了,这样可以有效地改善电动机 在换向过程中产生的火花及降低电动 机在换向过程中产生的电磁干扰, 而电动机的反电势降低极小,并可有效减少滤 波 电容、 电感等电子元件,降低整个产品的成本。
综上所述,本发明永磁直流电动机及其转子组 的制造方法具有成本低、 功率 密度高、 节能环保、 效率较高、 体积小和噪音小等优点,并可有效改善电动机 在换 向过程中产生的火花及降低电动机在换向过程 中产生的电磁干扰;达到了意想不到 的效果。
【附图说明】
图 1是本发明永磁直流电动机的正投影主视示意 ;
图 2是图 1所示永磁直流电动机的正投影主视剖视示意 ;
图 3是图 1所示永磁直流电动机分解后的轴测投影示意 ;
图 4是图 1所示永磁直流电动机的横断面 E-E示意图,为了图形清楚,图中各零 部件的横断面没有画出剖面线;
图 5是所述永磁直流电动机之转子叠片 320的正投影主视示意图;
图 6是所述永磁直流电动机之永磁体 200从其瓦片状端部看的正投影示意图; 图 7是所述永磁直流电动机的电枢绕组之单个绕 元件的正投影主视示意图; 图 8是所述永磁直流电动机实施例之一的电枢绕 的展开示意图, 该电枢绕组 为叠绕组,并且是右行绕组;图中的字母 A和 B表示直流电源的接线点,字母 C表示 该永磁直流电动机旋转的方向,也就是转子组 件的转动方向; 图 9 是所述永磁直流电动机实施例之二的电枢绕组 的展开示意图,该电枢绕组 为波绕组,并且是右行绕组;图中的字母 A和 B表示直流电源的接线点,字母 C表示 该永磁直流电动机旋转的方向,也就是转子组 件的转动方向;
图 10 是所述永磁直流电动机实施例之三的电枢绕组 的展开示意图, 该电枢绕 组为叠绕组,并且是左行绕组;图中的字母 A和 B表示直流电源的接线点,字母 C表 示该永磁直流电动机旋转的方向,也就是转子 组件的转动方向。
【具体实施方式】
下面结合各附图对本发明作进一步详细说明。
参见图 1至图 10,—种永磁直流电动机,包括机壳 100、 固定在该机壳 100内壁 的至少一对永磁体 200、转子组件 300和端盖 400;所述转子组件 300包括转轴 310、 固定在该转轴 310上的转子叠片 320、 嵌入所述转子叠片 320之各绕线槽 321 内的 电枢绕组 330和固定在所述转轴 310上的换向器 340;所述端盖 400装配于所述机壳 100的开口端部并与该机壳 100之封闭端共同确定所述转子组件 300之转轴 310的 安装位置,所述转子组件 300之转子叠片 320位于所述机壳 100 内、 并与各永磁体 200 内面形成径向气隙 500;所述永磁直流电动机用做单方向电动机; 述转子叠片 320 之每一绕线槽 321 内 的 电枢绕组 330 均包括 N 个绕组元件 330-1, 330-2, ··· , 330- N,该 N个绕组元件 330-1, 330-2, ··· , 330- N均包括多匝线圈, 其中 6 > N > 2,且为整数,位于所述转子叠片 320同一绕线槽 321 内同一边的 N个绕 组元件 330-1, 330-2, 330-N分别依次电连接在所述换向器 340对应的各相邻换 向片 341 上,并且逆着所述转子组件 300 的转动方向,该 N 个绕组元件 330-1, 330-2, ... , 330-N 的 换 向 角 度依 次减 小 , 该 N 个绕 组 元 件 330-1, 330-2, 330-N 的各自线圈匝数也依次减少;也就是,在直流 电动机旋转过 程 中 , 根据所述转子叠 片 320 同 一绕线槽 321 内 的各绕组元件 330-1, 330-2, ... , 330-N 的 换 向 角 度 大 小 不 同 来设 计各绕 组 元 件 330-1, 330-2, 330-N的各自线圈匝数;对于换向角度相对最大 绕组元件 330-1, 其线圈匝数设计相对最多;而对于换向角度相 对最小的绕组元件 330-N,其线圈匝数 设计相对最少。 所述换向器 340之换向片 341的数量为所述转子叠片 320之绕线槽 321的数量的 N倍。 本发明所述永磁直流电动机还包括固定在该机 壳 100外表面的 护磁圈 900。 所述 N 个绕组元件 330-1, 330-2, 330-N 各自线圈匝数依次减少的比例为 5% ~ 70%,并按四舍五入的方式令线圈匝数取整。 进一步地,所述 N 个绕组元件 330-1, 330-2, 330-N 各自线圈匝数依次减少的比例为 20% - 40%, 并按四舍五入 的方式令线圈匝数取整。 参见图 1至图 6,所述永磁直流电动机的外直径 0,为 35. 0 ~ 37. 5亳米,也就是 图 1 中护磁圈 900的外直径为 35. 0 ~ 37. 5亳米。 所述转子叠片 320的外直径 D 2 为 23. 5 - 25. 0亳米;所述转子叠片 320表面有 12条绕线槽 321均匀分布于其 360° 的 圆周方向;各绕线槽 321 的槽口宽度 均为 1. 2 ~ 2. 2亳米,齿部宽度 t 2 均为 1. 2 ~ 2. 0亳米,磁轭宽度 t 3 均为 2. 5 ~ 5. 0亳米。 所述永磁体 200为瓦片状, 其横断面之 外圆弧半径 1^为 15. 5 ~ 17. 0亳米,而内圆弧半径 R 2 为 12. 0 ~ 13. 5亳米,该两段圆弧 各自的圆心在同一直径线上,相互距离 γ为 0 < γ < 1. 0亳米;所述永磁体 200横断 面弧长包容的圆心角 α为 125° ~ 155° 机械角度。 参见图 8至图 10,如 Ν=3,即所述转子叠片 320之每一绕线槽 321内的电枢绕组 330均包括 3个绕组元件 330- 1、 330-2、 330-3。 参见图 3, 标号为 290的是磁钢固定弹弓;标号为 351和 352分别是前、后绝缘 端板; 标号为 360的是绝缘槽纸; 标号为 370的是绝缘槽契;标号为 610和 620的 是调整垫片;标号为 710和 720的是含油轴承;标号为 730的是轴承固定圈;标号为 810的是电刷;标号为 820的是电刷弹簧; 标号为 830是的接线端子; 标号为 900的 是护磁圈。参见图 8和图 9, 标号为 335各绕组元件 330-1, 330-2, ··· , 330-Ν在所述 转子叠片 320同一绕线槽 321内的有效边。 参见图 2至图 5和图 7至图 10,本发明还提供了一种直流电动机转子组件的 制 造方法,适用于只要求单方向旋转的直流电动 机,包括如下步骤:
Α、 完成转子组件 300之前期制做,包括将转子叠片 320、 前绝缘端板 351、 后 绝缘端板 352和换向器 340分别固定在转轴 310的相应位置上,以及将绝缘槽纸 360 插入所述转子叠片 320之各绕线槽 321 内,特别说明有的会用绝缘粉代替绝缘槽纸 360,对于低压电机,绝缘槽纸 360有时候都可不用;
Β、绕制电枢绕组 330,使所述转子叠片 320之每一绕线槽 321内的电枢绕组 330 均 包 括 Ν 个 绕 组 元 件 330-1, 330-2, ... , 330-Ν, 该 Ν 个绕 组 元 件 330-1, 330-2, 330-Ν 均由多匝线圈绕制而成,其中 6 > Ν > 2,且为整数;并且该 Ν 个绕组元件 330-1, 330-2, 330-Ν的各自线圈匝数均不相同,而是依次减少 ;
C、 将各电枢绕组 330嵌入所述转子叠片 320之绕线槽 321内,使位于所述转子 叠片 320同一绕线槽 321 内同一边的 N个绕组元件 330-1, 330-2, 330-N分别依 次电连接所述换向器 340对应的各相邻换向片 341,并且逆着所述转子组件 300的转 动方向,按照该 N个绕组元件 330-1, 330-2, 330-N的换向角度依次减小的顺序来 排列该 N 个绕组元件 330-1, 330-2, ... , 330-N, 使该 N 个绕组元件 330-1, 330-2, ... , 330-N 的各自 线圈匝数也依次减少;所述 N 个绕组元件 330-1, 330-2, 330-N 各自线圈匝数依次减少的比例为 5% ~ 70%,并按四舍五入的 方式令线圈匝数取整。 进一步地,所述 N个绕组元件 330-1, 330-2, 330-N各自线 圈匝数依次减少的比例为 20% ~ 40%, 并按四舍五入的方式令线圈匝数取整;如 N=3, 即所述转子叠片 320 之每一绕线槽 321 内的电枢绕组 330 均包括 3 个绕组元件 330-1、 330-2、 330-3;
D、 将绝缘槽契 370插入所述转子叠片 320之各绕线槽 321内,该步骤视情况而 定是否需要,有的可以不用绝缘槽契,有的也会 绝缘槽纸或绝缘粉代替绝缘槽契。 参见图 2至图 5和图 7至图 10,本发明再提供了一种用于直流电动机上的转 子 组件 300, 用于只要求单方向旋转的直流电动机上,包括 轴 310、固定在该转轴 310 上的转子叠片 320、 嵌入所述转子叠片 320之各绕线槽 321 内的电枢绕组 330和固 定在所述转轴 310上的换向器 340;所述转子叠片 320之每一绕线槽 321内的电枢绕 组 330 均包括 N 个绕组元件 330-1, 330-2, …, 330-N,该 N 个绕组元件 330-1, 330-2, ... , 330-N 均包括多匝线圈,其中 6 > N > 2,且为整数,位于所述转子叠 片 320同一绕线槽 321 内同一边的 N个绕组元件 330-1, 330-2,…, 330-N分别依次 电连接在所述换向器 340对应的各相邻换向片 341 上,并且逆着所述转子组件 300 的转动方向,该 N个绕组元件 330-1, 330-2, 330-N的换向角度依次减小,该 N个 绕组元件 330-1, 330-2, ... , 330-N 的各自线圈匝数也依次减少;也就是,在直流 电动 机旋转过程中,根据所述转子叠片 320 同一绕线槽 321 内的各绕组元件 330-1, 330-2, ... , 330-N 的 换 向 角 度 大 小 不 同 来设 计各绕 组 元 件 330-1, 330-2, 330-N的各自线圈匝数;对于换向角度相对最大 绕组元件 330-1, 其线圈匝数设计相对最多;而对于换向角度相 对最小的绕组元件 330-N,其线圈匝数 设计相对最少。 所述换向器 340之换向片 341的数量为所述转子叠片 320之绕线槽 321的数量的 N倍。 所述换向器 340之换向片 341的数量为所述转子叠片 320之绕 线槽 321的数量的 N倍。 实施例一 参见图 1至图 8, —种永磁直流电动机,包括机壳 100、 固定在该机壳 100内壁 的一对永磁体 200、 转子组件 300和端盖 400;所述转子组件 300包括转轴 310、 固 定在该转轴 310上的转子叠片 320、 嵌入所述转子叠片 320之各绕线槽 321内的电 枢绕组 330和固定在所述转轴 310上的换向器 340;所述端盖 400装配于所述机壳 100的开口端部并与该机壳 100之封闭端共同确定所述转子组件 300之转轴 310的 安装位置,所述转子组件 300之转子叠片 320位于所述机壳 100内、 并与各永磁体 200内面形成径向气隙 500;所述永磁直流电动机用做单方向电动机。
所述永磁直流电动机的外直径 0,为 35. 0 ~ 37. 5亳米,也就是图 1中护磁圈 900 的外直径为 35. 0 ~ 37. 5亳米。 所述转子叠片 320的外直径 D 2 为 23. 5 ~ 25. 0亳米; 所述转子叠片 320表面有 12条绕线槽 321均匀分布于其 360° 的圆周方向;各绕线 槽 321的槽口宽度 均为 1. 2 ~ 2. 2亳米,齿部宽度 t 2 均为 1. 2 ~ 2. 0亳米,磁轭宽度 t 3 均为 2. 5 ~ 5. 0亳米。所述永磁体 200为瓦片状,其横断面之外圆弧半径 ^为 15. 5 ~ 17. 0亳米,而内圆弧半径 R 2 为 12. 0 ~ 13. 5亳米,该两段圆弧各自的圆心在同一直径 线上,相互距离 γ为 0 < γ < 1. 0亳米;所述永磁体 200横断面弧长包容的圆心角 α 为 125° - 155° 机械角度。
参见图 4和图 8,所述转子叠片 320之每一绕线槽 321内的电枢绕组 330均包括 3个绕组元件 330-1, 330-2, 330-3,位于所述转子叠片 320同一绕线槽 321内同一边 的 3个绕组元件 330-1, 330-2, 330-3分别依次电连接在所述换向器 340对应的各 相邻换向片 341上, 换向器 340上共有 36片换向片 341,并且逆着所述转子组件 300 的转动方向 C,该 3个绕组元件 330-1, 330-2, 330-3的换向角度依次减小,该 3个绕 组元件 330-1, 330-2, 330-3的各自线圈匝数也依次减少。本实施例所 转子叠片 320 之各绕线槽 321内的各 3个绕组元件 330-1, 330-2, 330-3釆用叠绕组的方式排列, 并釆用右行绕组方式分别依次电连接在所述换 向器 340对应的各相邻换向片 341 上。在图 8中可以看出,电枢绕组 330的绕线方向与所述转子组件 300的转动方向 C 相反,是逆着所述转子组件 300的转动方向 C来绕线的,先对绕组元件 330-1绕线, 其线圈匝数最多,再对绕组元件 330-2绕线,其线圈匝数比绕组元件 330-1的线圈匝 数少,最后对绕组元件 330-3绕线,其线圈匝数又比绕组元件 330-2的线圈匝数少, 即绕组元件 330-3的线圈匝数是最少的。
参见图 8, 3个绕组元件 330-1, 330-2, 330-3嵌入转子叠片 320之 1号和 6号 绕线槽 321的同一边,其同一绕线槽 321内的各有效边 335在气息磁场中所处的位 置相同;当绕组元件 330-1接触电刷 810进行换向时, 此时绕组元件 330-2和绕组 元件 330-3暂未换向; 随着转子组件 300的旋转,绕组元件 330-2接触电刷 810开 始换向,此时绕组元件 330-1被电刷 810通过换向器 340对应相邻的 1号换向片 341 和 2号换向片 341短路; 随着转子组件 300的继续旋转, 绕组元件 330-3接触电刷 810开始换向, 此时绕组元件 330-1和绕组元件 330-2同时被电刷 810通过换向器 340对应相邻的 1号换向片 341、 2号换向片 341和 3号换向片 341短路;随着转子 组件 300的继续旋转, 绕组元件 330-1结束换向, 此时绕组元件 330-2和绕组元件 330-3被电刷 810通过换向器 340对应相邻的 2号换向片 341、 3号换向片 341和 4 号换向片 341同时短路; 随着转子组件 300的持续旋转, 绕组元件 330-2和绕组元 件 330-3相继结束换向。在 3个绕组元件 330-1, 330-2, 330-3的换向过程中, 3个绕 组元件 330-1, 330-2, 330-3的换向角度大小不同; 因此可根据 3个绕组元件
330-1, 330-2, 330-3的换向角度大小不同来设计 3个绕组元件 330-1, 330-2, 330-3 的各自线圈匝数;对于换向角度相对最大的绕 组元件 330-1,其线圈匝数设计相对最 多;而对于换向角度相对最小的绕组元件 330-3,其线圈匝数设计相对最少。 实施例二: 参见图 1、 图 2和图 9, 本实施例的永磁直流电动机与实施例一的永磁 直流电 动机基本相同,不同之处是:
①永磁体 200的数量不同,该永磁体 200共有两对;
②转子叠片 320 的结构和尺寸也不一样,该转子叠片 320表面有 24条绕线槽 321均匀分布于其 360° 的圆周方向;
③换向器 340的结构也不一样,其上共有 72片换向片 341;
④本实施例所述转子叠片 320 之各绕线槽 321 内的各 3 个绕组元件 330-1, 330-2, 330-3 釆用波绕组的方式排列,也釆用右行绕组方式 分别依次电连接 在所述换向器 340对应的各相邻换向片 341上; 3个绕组元件 330-1, 330-2, 330-3的 各自具体线圈匝数也不一样;当然也与实施例 一具有同样的规律,即逆着所述转子 组件 300的转动方向 C,该 3个绕组元件 330-1, 330-2, 330-3的换向角度依次减小, 该 3个绕组元件 330-1, 330-2, 330-3的各自线圈匝数也依次减少。 在图 9中也可以 看出,电枢绕组 330的绕线方向与所述转子组件 300的转动方向 C相反,也是逆着所 述转子组件 300的转动方向 C来绕线的,先对绕组元件 330-1绕线,其线圈匝数最多, 再对绕组元件 330-2绕线,其线圈匝数比绕组元件 330-1的线圈匝数少,最后对绕组 元件 330-3绕线,其线圈匝数又比绕组元件 330-2的线圈匝数少,即绕组元件 330-3 的线圈匝数是最少的。 实施例三:
参见图 1至图 7和图 10, 本实施例的永磁直流电动机与实施例一的永磁 直流电 动机基本相同,不同之处是:
所述转子叠片 320之各绕线槽 321内的各 3个绕组元件 330-3, 330-2, 330-1釆 用左行绕组方式分别依次电连接在所述换向器 340对应的各相邻换向片 341上。 在 图 10中可以看出,电枢绕组 330的绕线方向与所述转子组件 300的转动方向 C相同, 是顺着所述转子组件 300的转动方向 C来绕线的,先对绕组元件 330-3绕线,其线圈 匝数最少,再对绕组元件 330-2绕线,其线圈匝数比绕组元件 330-3 的线圈匝数多, 最后对绕组元件 330-1绕线,其线圈匝数又比绕组元件 330-2的线圈匝数多,即绕组 元件 330-1 的线圈匝数是最多的。 一般地,由于左行绕组的端接交叉,费铜较多 ,故 很少釆用。 本发明永磁直流电动机主要应用于电动食品加 工机上。 以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方 式, 其描述较为具体和详细, 但 并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制 ;应当指出的是,对于本领域的普通 技术人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若 干变形和改进, 这些 都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明 利要求范围所做的等同变换与修饰, 均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
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