一种永磁直流电机及电机转子的绕线方法与流程

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一种永磁直流电机及电机转子的绕线方法与流程

本发明属于一种永磁直流电机，尤其涉及一种永磁直流电机及电机转子的绕线方法。

背景技术：

永磁直流电机按照有无电刷可分为永磁无刷直流电机和永磁有刷直流电机。永磁直流电机是用永磁体建立磁场的一种直流电机。永磁直流电机广泛应用于各种便携式的电子设备或器具中，如录音机、VCD机、电唱机、电动按摩器及各种玩具，也广泛应用于汽车、摩托车、电动自行车、蓄电池车、船舶、航空、机械等行业，在一些高精尖产品中也有广泛应用，如录像机、复印机、照相机、手机、精密机床、银行点钞机、捆钞机等。

虽然现今的永磁直流电机已经越来越成熟，且体积越来越小，功率却越来越大；但是，人们还在需求体积更小但功率更大的永磁直流电机。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种高转速、高功率的永磁直流电机及电机转子的绕线方法。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种永磁直流电机，其包括风叶、后端盖、碳刷组件、电机转子、机壳、磁钢及前端盖；

碳刷组件包括碳刷固定板及碳刷装置，碳刷装置共有两个，该两个碳刷装置对称固定连接于碳刷固定板的一个端面的两头，该碳刷固定板的另一个端面同轴匹配固定于后端盖上；

电机转子包括转子轴、换向器、后端板、转子铁心、前端板及转子漆包线；后端板及前端板匹配安装于转子铁心的两个端面上，且该后端板、转子铁心及前端板三者同轴匹配固定套接于转子轴上；换向器同轴匹配固定套接于转子轴上且安置于靠近后端板处；转子漆包线匹配安装于转子铁心的嵌线槽内；

风叶匹配安装于后端盖的末端，且该风叶与电机转子的转子轴的末端相匹配固定套接；磁钢的形状为与机壳的内孔相匹配的弧形板，该磁钢共有两个且对称分布于机壳的内孔中；机壳通过螺杆固定卡接于后端盖及前端盖之间；电机转子同轴匹配套接于机壳的内孔中，且该电机转子的转子轴两端通过两个滚珠轴承匹配固定于后端盖及前端盖上。

其中，碳刷装置包括碳刷固定壳、碳刷及引线；碳刷设置于与之相匹配的碳刷固定壳内，该碳刷固定壳固定卡接于碳刷固定板上；碳刷面朝电机轴心的一端与换向器的一个挂钩相匹配接触，该碳刷背离电机轴心的一端与引线相匹配连接。

其中，碳刷固定壳上设置有四个呈矩形分布的插入式卡脚，所述碳刷固定板上设置有两组对称分布且与该碳刷固定壳上的插入式卡脚相匹配的卡接孔；碳刷固定壳与碳刷固定板之间通过插入式卡脚插入卡接孔中相匹配卡接。

其中，碳刷装置还包括平面涡卷弹簧；碳刷在碳刷固定壳内通过平面涡卷弹簧的弹性预紧力与换向器的挂钩相匹配接触。

其中，碳刷固定板与后端盖之间设置有与碳刷固定板相匹配的绝缘槽纸；该碳刷固定板通过铜铆钉与后端盖相匹配固定连接。

其中，转子铁心的嵌线槽内设置有与之相匹配的转子槽绝缘。

其中，转子铁心上设置有2n(n为大于1的正整数)个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的嵌线槽；指定其中一个嵌线槽为1槽，并以1槽为起始槽按顺时针方向依次指定嵌线槽为1-2n槽；换向器上共设置有4n个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的挂钩；在换向器上指定与1槽相匹配对应的一个挂钩为1钩，并以1钩为起始钩按顺时针方向依次指定挂钩为1-4n钩；

电机转子的绕线方法是：1槽进，n槽出，挂3n-1钩；n+1槽进，2n槽出，挂n-1钩；CCW转槽。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明比同体积的永磁直流电机具有更高转速及更高功率；并且本发明的碳刷装置安装采用插入式卡扣的结构，使得其拆装更加便捷；其中，在碳刷装置中利用了平面涡卷弹簧，使得碳刷可以始终与换向器的挂钩相匹配接触，避免碳刷磨损导致接触不良的情况出现，有效延长了使用寿命；且利用绝缘槽纸对各重点位置进行绝缘隔离，有效避免漏电和功率损耗的情况出现，使得本产品更加高功率。

附图说明

图1是本发明永磁直流电机的结构示意爆炸图。

图2是本发明永磁直流电机的电机转子的结构示意图。

图3是本发明永磁直流电机的碳刷组件的结构示意爆炸图。

图4是本发明12转子铁心的嵌线槽对应24换向器的挂钩的结构示意图。

图5是本发明12转子铁心的嵌线槽对应24换向器的挂钩的CCW转槽绕线图。

图6是本发明16转子铁心的嵌线槽对应32换向器的挂钩的结构示意图。

图7是本发明16转子铁心的嵌线槽对应32换向器的挂钩的CCW转槽绕线图。

附图标记说明：101、风叶；102、后端盖；103、碳刷组件；104、电机转子；105、机壳；106、磁钢；107、前端盖；1031、碳刷固定板；1032、碳刷装置；1033、绝缘槽纸；1041、转子轴；1042、换向器；1043、后端板；1044、转子铁心；1045、前端板；1046、转子漆包线；10321、碳刷固定壳；10322、碳刷；10323、引线；10324、平面涡卷弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

图1是本发明永磁直流电机的结构示意爆炸图，主要体现了本永磁直流电机是由风叶101、后端盖102、碳刷组件103、电机转子104、机壳105、磁钢106及前端盖107组成的；图2是本发明永磁直流电机的电机转子的结构示意图，重点反映了电机转子104是由转子轴1041、换向器1042、后端板1043、转子铁心1044、前端板1045及转子漆包线1046组成的；图3是本发明永磁直流电机的碳刷组件的结构示意爆炸图，体现了碳刷组件103是由碳刷固定板1031及碳刷装置1032组成的，并着重反映了碳刷装置1032是由碳刷固定壳10321、碳刷10322、引线10323及平面涡卷弹簧10324；图4是本发明12转子铁心的嵌线槽对应24换向器的挂钩的结构示意图，图5是本发明12转子铁心的嵌线槽对应24换向器的挂钩的CCW转槽绕线图；图6是本发明16转子铁心的嵌线槽对应32换向器的挂钩的结构示意图，图7是本发明16转子铁心的嵌线槽对应32换向器的挂钩的CCW转槽绕线图。

本发明永磁直流电机的结构如图1及图2所示，该永磁直流电机包括风叶101、后端盖102、碳刷组件103、电机转子104、机壳105、磁钢106及前端盖107；

碳刷组件103包括碳刷固定板1031及碳刷装置1032，碳刷装置1032共有两个，该两个碳刷装置1032对称固定连接于碳刷固定板1031的一个端面的两头，该碳刷固定板1031的另一个端面同轴匹配固定于后端盖102上；

电机转子104包括转子轴1041、换向器1042、后端板1043、转子铁心1044、前端板1045及转子漆包线1046；后端板1043及前端板1045匹配安装于转子铁心1044的两个端面上，且该后端板1043、转子铁心1044及前端板1045三者同轴匹配固定套接于转子轴1041上；换向器1042同轴匹配固定套接于转子轴1041上且安置于靠近后端板1043处；转子漆包线1046匹配安装于转子铁心1044的嵌线槽内；

风叶101匹配安装于后端盖102的末端，且该风叶101与电机转子104的转子轴1041的末端相匹配固定套接；磁钢106的形状为与机壳105的内孔相匹配的弧形板，该磁钢106共有两个且对称分布于机壳105的内孔中；机壳105通过螺杆固定卡接于后端盖102及前端盖107之间；电机转子104同轴匹配套接于机壳105的内孔中，且该电机转子104的转子轴1041两端通过两个滚珠轴承匹配固定于后端盖102及前端盖107上。

本发明采用上述结构，相比同体积的永磁直流电机，具有更高转速及更高功率。

如图3所示，本实施例中，碳刷装置1032包括碳刷固定壳10321、碳刷10322及引线10323；碳刷10322设置于与之相匹配的碳刷固定壳10321内，该碳刷固定壳10321固定卡接于碳刷固定板1031上；碳刷10322面朝电机轴心的一端与换向器1042的一个挂钩相匹配接触，该碳刷10322背离电机轴心的一端与引线10323相匹配连接。

如图3所示，本实施例中，碳刷固定壳10321上设置有四个呈矩形分布的插入式卡脚，所述碳刷固定板1031上设置有两组对称分布且与该碳刷固定壳10321上的插入式卡脚相匹配的卡接孔；碳刷固定壳10321与碳刷固定板1031之间通过插入式卡脚插入卡接孔中相匹配卡接。本发明的碳刷装置安装采用插入式卡扣的结构，使得其拆装更加便捷。

如图3所示，本实施例中，碳刷装置1032还包括平面涡卷弹簧10324；碳刷10322在碳刷固定壳10321内通过平面涡卷弹簧10324的弹性预紧力与换向器1042的挂钩相匹配接触。本发明在碳刷装置中利用了平面涡卷弹簧，使得碳刷可以始终与换向器的挂钩相匹配接触，避免碳刷磨损导致接触不良的情况出现，有效延长了使用寿命。

如图1所示，本实施例中，碳刷固定板1031与后端盖102之间设置有与碳刷固定板1031相匹配的绝缘槽纸1033；该碳刷固定板1031通过铜铆钉与后端盖102相匹配固定连接。

如图2所示，本实施例中，转子铁心1044的嵌线槽内设置有与之相匹配的转子槽绝缘。

本发明采用上述结构，利用绝缘槽纸对各重点位置进行绝缘隔离，有效避免漏电和功率损耗的情况出现，使得本产品更加高功率。

本实施例中，转子铁心1044上设置有2n(n为大于1的正整数)个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的嵌线槽；指定其中一个嵌线槽为1槽，并以1槽为起始槽按顺时针方向依次指定嵌线槽为1-2n槽；换向器1042上共设置有4n个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的挂钩；在换向器1042上指定与1槽相匹配对应的一个挂钩为1钩，并以1钩为起始钩按顺时针方向依次指定挂钩为1-4n钩；

电机转子的绕线方法是：1槽进，n槽出，挂3n-1钩；n+1槽进，2n槽出，挂n-1钩；CCW转槽。

如图4及图5所示，本实施例中，转子铁心上设置有12个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的嵌线槽；指定其中一个嵌线槽为1槽，并以1槽为起始槽按顺时针方向依次指定嵌线槽为1-12槽；换向器上共设置有24个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的挂钩；在换向器上指定与1槽相匹配对应的一个挂钩为1钩，并以1钩为起始钩按顺时针方向依次指定挂钩为1-24钩；

电机转子的绕线方法是：1槽进，6槽出，挂17钩；7槽进，12槽出，挂5钩；CCW转槽。

如图6及图7所示，本实施例中，转子铁心上设置有16个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的嵌线槽；指定其中一个嵌线槽为1槽，并以1槽为起始槽按顺时针方向依次指定嵌线槽为1-16槽；换向器上共设置有32个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的挂钩；在换向器上指定与1槽相匹配对应的一个挂钩为1钩，并以1钩为起始钩按顺时针方向依次指定挂钩为1-32钩；

电机转子的绕线方法是：1槽进，8槽出，挂23钩；9槽进，16槽出，挂7钩；CCW转槽。

以上仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

2

技术特征：

1.一种永磁直流电机，其特征在于：所述永磁直流电机包括风叶(101)、后端盖(102)、碳刷组件(103)、电机转子(104)、机壳(105)、磁钢(106)及前端盖(107)；

所述碳刷组件(103)包括碳刷固定板(1031)及碳刷装置(1032)，所述碳刷装置(1032)共有两个，该两个碳刷装置(1032)对称固定连接于碳刷固定板(1031)的一个端面的两头，该碳刷固定板(1031)的另一个端面同轴匹配固定于后端盖(102)上；

所述电机转子(104)包括转子轴(1041)、换向器(1042)、后端板(1043)、转子铁心(1044)、前端板(1045)及转子漆包线(1046)；所述后端板(1043)及前端板(1045)匹配安装于转子铁心(1044)的两个端面上，且该后端板(1043)、转子铁心(1044)及前端板(1045)三者同轴匹配固定套接于转子轴(1041)上；所述换向器(1042)同轴匹配固定套接于转子轴(1041)上且安置于靠近后端板(1043)处；所述转子漆包线(1046)匹配安装于转子铁心(1044)的嵌线槽内；

所述风叶(101)匹配安装于后端盖(102)的末端，且该风叶(101)与电机转子(104)的转子轴(1041)的末端相匹配固定套接；所述磁钢(106)的形状为与机壳(105)的内孔相匹配的弧形板，该磁钢(106)共有两个且对称分布于机壳(105)的内孔中；机壳(105)通过螺杆固定卡接于后端盖(102)及前端盖(107)之间；所述电机转子(104)同轴匹配套接于机壳(105)的内孔中，且该电机转子(104)的转子轴(1041)两端通过两个滚珠轴承匹配固定于后端盖(102)及前端盖(107)上。

2.根据权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于：所述碳刷装置(1032)包括碳刷固定壳(10321)、碳刷(10322)及引线(10323)；所述碳刷(10322)设置于与之相匹配的碳刷固定壳(10321)内，该碳刷固定壳(10321)固定卡接于碳刷固定板(1031)上；碳刷(10322)面朝电机轴心的一端与换向器(1042)的一个挂钩相匹配接触，该碳刷(10322)背离电机轴心的一端与引线(10323)相匹配连接。

3.根据权利要求2所述的永磁直流电机，其特征在于：所述碳刷固定壳(10321)上设置有四个呈矩形分布的插入式卡脚，所述碳刷固定板(1031)上设置有两组对称分布且与该碳刷固定壳(10321)上的插入式卡脚相匹配的卡接孔；碳刷固定壳(10321)与碳刷固定板(1031)之间通过插入式卡脚插入卡接孔中相匹配卡接。

4.根据权利要求2所述的永磁直流电机，其特征在于：所述碳刷装置(1032)还包括平面涡卷弹簧(10324)；所述碳刷(10322)在碳刷固定壳(10321)内通过平面涡卷弹簧(10324)的弹性预紧力与换向器(1042)的挂钩相匹配接触。

5.根据权利要求2所述的永磁直流电机，其特征在于：所述碳刷固定板(1031)与后端盖(102)之间设置有与碳刷固定板(1031)相匹配的绝缘槽纸(1033)；该碳刷固定板(1031)通过铜铆钉与后端盖(102)相匹配固定连接。

6.根据权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于：所述转子铁心(1044)的嵌线槽内设置有与之相匹配的转子槽绝缘。

7.根据权利要求1所述的电机转子的绕线方法，其特征在于：所述转子铁心(1044)上设置有2n(n为大于1的正整数)个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的嵌线槽；指定其中一个嵌线槽为1槽，并以1槽为起始槽按顺时针方向依次指定嵌线槽为1-2n槽；所述换向器(1042)上共设置有4n个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的挂钩；在换向器(1042)上指定与1槽相匹配对应的一个挂钩为1钩，并以1钩为起始钩按顺时针方向依次指定挂钩为1-4n钩；

电机转子的绕线方法是：1槽进，n槽出，挂3n-1钩；n+1槽进，2n槽出，挂n-1钩；CCW转槽。

技术总结

本发明公开了一种永磁直流电机，其包括风叶、后端盖、碳刷组件、电机转子、机壳、磁钢及前端盖；所述风叶匹配安装于后端盖的末端，且该风叶与电机转子的转子轴的末端相匹配固定套接；所述磁钢的形状为与机壳的内孔相匹配的弧形板，该磁钢共有两个且对称分布于机壳的内孔中；机壳通过螺杆固定卡接于后端盖及前端盖之间；所述电机转子同轴匹配套接于机壳的内孔中，且该电机转子的转子轴两端通过两个滚珠轴承匹配固定于后端盖及前端盖上。本发明采用上述结构，使得永磁电机在同体积的永磁直流电机中具有更高转速及更高功率的性能。

技术研发人员：方绍林;吴先财;贝国生;杨忠;万勇