一种具有改进型转子绕组构造的eps电的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有改进型转子绕组构造的EPS电机，包括电机轴、电机转子、电枢绕组、电机定子、正负极碳刷和换向器；所述电机转子和换向器均套装固定在电机轴上，所述电枢绕组包括有绕制在电机转子的转子槽上的两层绕组，所述电机定子套在电机转子外，所述正负极碳刷抵触在换向器的换向片上并能够相对转动，其特征在于：所述的两层绕组为单叠绕组和复波绕组，所述单叠绕组与复波绕组的排线方向相反。本实用新型具有减少均压线结构，使得电机铜用量减少、成本降低，以及减少单个换向片焊接的铜线根数，提高了焊接的合格率、降低报废率的优点。
【专利说明】一种具有改进型转子绕组构造的EPS电机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种具有改进型转子绕组构造的EPS电机。
【背景技术】
[0002]EPS电机工作时电流较大，且对于电机的摩擦力矩和齿槽转矩有较为严格的要求，为了实现较小的齿槽转矩，一般电机采用分数槽的极槽配合，例如采用4极22槽的极槽配合配合；为了满足大电流的工作条件，一般电机采用双层绕组来增加电流支路数；最常见的，EPS电机使用双层单叠绕组。如图1，4级22槽双层单叠绕组所示。
[0003]当采用图1所示的结构进行绕组排列时，电流的电路图如图1下半部分所示，当只考虑单层绕组的时候，电机的电流被分为4条支路，每条支路内的反电动势分别取决于S1&N1 ；S2&N2 ；S1&N2 ；S2&N1区域的磁通量，当SI，S2，NI，N2永磁体的磁性能有差异时，4条支路的端电压会出现差异。假设支路电阻相等的情况下，磁通量的变化幅度与不同支路间电流变化幅度一致；与此同时，在本来应该短路的元件01，012，06，07，017，018由于端电压的不一致，出现环流，影响了电路工作的对称性，造成了电气不平衡。
[0004]为了解决第2项问题，一般的，在换向器的换向片间加均压线S，图1所示为最常见的全额均压连接。均压线将理论上的等电位点连接起来，最大程度上避免了由于磁性能差异导致电位差造成的环流。
[0005]单层绕组一个换向片上共焊接2根铜线，双层绕组需要焊接4根，若增加均压线一根，需要焊接5根，增加了工艺难度。本发明基于上述内容，改变了绕组的连接结构，在保证电路支路数的同时，利用双层绕组的结构优点，实现双层绕组之间互为等效均压线结构，减少了一个换向片上焊接铜线的根数。
[0006]也即，现有技术是通过在换向片间加均压线来避免理论上的等电位点由于磁性能的差异导致的电位差异，进而导致不同支路间的电流差异，影响电机电气平衡。
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种具有改进型转子绕组构造的EPS电机。
[0008]解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0009]一种具有改进型转子绕组构造的EPS电机，包括电机轴、电机转子、电枢绕组、电机定子、正负极碳刷和换向器；所述电机转子和换向器均套装固定在电机轴上，所述电枢绕组包括有绕制在电机转子的转子槽上的两层绕组，所述电机定子套在电机转子外，所述正负极碳刷抵触在换向器的换向片上并能够相对转动，其特征在于:所述的两层绕组为单叠绕组和复波绕组，所述单叠绕组与复波绕组的排线方向相反。
[0010]为了保证绕组元件的对称性，并在考虑到波绕阻的几何结构即波绕的长距和短距端部长度基本不变的情况下，作为本实用新型的一种优选方式，所述换向器的换向片与电机转子的转子槽中心对齐，并且，所述单叠绕组为短距绕组、所述复波绕组为长距绕组。
[0011]作为本实用新型的一种实施方式，所述换向器的换向片与电机转子的转子齿中心对齐，并且，所述单叠绕组为长距绕组、所述复波绕组为短距绕组。也可以保证绕组元件的对称性。
[0012]为了尽量减少铜用量，在考虑到两层绕线跨距一致便于绕线模具实现、复波绕组不对称量较小的情况下，作为本实用新型的一种优选方式，所述换向器的换向片与电机转子的转子槽中心对齐，并且，所述单叠绕组和复波绕组均为短距绕组，所述复波绕组的元件不对称。
[0013]作为本实用新型的一种实施方式，所述换向器的换向片与电机转子的转子齿中心对齐，并且，所述单叠绕组和复波绕组均为短距绕组，所述单叠绕组的元件不对称。也可以尽量减少铜用量并便于绕线模具实现。
[0014]为了尽量避免两层绕组交叉，作为本实用新型的一种优选方式，所述单叠绕组的排线方向为右行，所述复波绕组的排线方向的左行。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0016]本实用新型利用了转子双层的结构，并将其设置为单叠绕组和复波绕组，采用了两层绕法不一致的绕制方式，使得两层绕组之间互相等效为对方的均压线，省去了均压线结构，即使用单蛙绕组进行漆包线的绕制。并且，单叠绕组与复波绕组的排线方向相反，保证了两层绕组在负载转向上的一致。因此，本实用新型具有减少均压线结构，使得电机铜用量减少、成本降低，以及减少单个换向片焊接的铜线根数，提高了焊接的合格率、降低报废率的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明:
[0018]图1为现有技术中EPS电机的采用两层单叠绕组的转子绕组构造示意图；
[0019]图2为图1中元件D5的绕制方式示意图；
[0020]图3为现有技术中EPS电机的采用两层复波绕组的转子绕组构造中元件D4的绕制方式示意图；
[0021]图4为本实用新型的EPS电机的改进型转子绕组构造示意图；
[0022]图5为图4中元件C14和元件D9的绕制方式示意图。
【具体实施方式】
[0023]实施例一
[0024]如图4所示，本实用新型实施例一的具有改进型转子绕组构造的EPS电机，包括电机轴、电机转子、电枢绕组、电机定子、正负极碳刷和换向器；电机转子和换向器均套装固定在电机轴上，电枢绕组包括有绕制在电机转子的转子槽上的两层绕组，该两层绕组为单叠绕组和复波绕组，它们的绕制次序不限，并且，单叠绕组与复波绕组的排线方向相反，以保证两层绕组在负载转向上的一致；电机定子套在电机转子外，正负极碳刷抵触在换向器的换向片B上并能够相对转动。
[0025]为了尽量避免两层绕组交叉，本实用新型实施例一的单叠绕组的排线方向为右行，复波绕组的排线方向的左行。
[0026]为了保证绕组元件的对称性，并在考虑到波绕阻的几何结构即波绕的长距和短距端部长度基本不变的情况下，本实用新型实施例一的换向器的换向片B与电机转子的转子槽中心对齐，并且，单叠绕组为短距绕组、复波绕组为长距绕组。该优选实施方式具有几何结构对称的优点，但也具有绕线模具不易实现、铜用量较大的不足之处。
[0027]将现有技术的转子绕组构造(参见图2和图3)与本实用新型的转子绕组构造(参见图5)进行对比，可知:
[0028]将第一层中连接换向片17和18换向片的元件C14与其相对应的第二层中元件D9合起来看，可以看到，第二层的一个元件连接的位置和图3中的均压线连接位置相同，相当于等效了均压线的效果。
[0029]实施例二
[0030]本实用新型实施例二的具有改进型转子绕组构造的EPS电机与实施例一基本相同，它们的区别在于:为了尽量减少铜用量，在考虑到两层绕线跨距一致便于绕线模具实现、复波绕组不对称量较小的情况下，本实施例二的换向器的换向片B与电机转子的转子槽中心对齐，并且，单叠绕组和复波绕组均为短距绕组,复波绕组的元件D不对称。其中，一匝线圈即为绕组的一个单元，称为元件。该优选实施方式具有绕线模具易实现、用铜量较小的优点，但也具有几何结构存在不对称成分的不足之处。
[0031]本实用新型不局限与上述【具体实施方式】，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。例如，上述换向器的换向片B与电机转子的转子齿A中心对齐，并且，单叠绕组为长距绕组、复波绕组为短距绕组，也可保证绕组元件的对称性。又如，上述单叠绕组的排线方向为左行、复波绕组的排线方向的右行。再如，上述换向器的换向片B与电机转子的转子齿A中心对齐，并且，单叠绕组和复波绕组均为短距绕组，单叠绕组的元件C不对称。
【权利要求】
1.一种具有改进型转子绕组构造的EPS电机，包括电机轴、电机转子、电枢绕组、电机定子、正负极碳刷和换向器；所述电机转子和换向器均套装固定在电机轴上，所述电枢绕组包括有绕制在电机转子的转子槽上的两层绕组，所述电机定子套在电机转子外，所述正负极碳刷抵触在换向器的换向片(B)上并能够相对转动，其特征在于:所述的两层绕组为单叠绕组和复波绕组，所述单叠绕组与复波绕组的排线方向相反。
2.根据权利要求1所述的EPS电机，其特征在于:所述换向器的换向片⑶与电机转子的转子槽中心对齐，并且，所述单叠绕组为短距绕组、所述复波绕组为长距绕组。
3.根据权利要求1所述的EPS电机，其特征在于:所述换向器的换向片(B)与电机转子的转子齿(A)中心对齐，并且，所述单叠绕组为长距绕组、所述复波绕组为短距绕组。
4.根据权利要求1所述的EPS电机，其特征在于:所述换向器的换向片⑶与电机转子的转子槽中心对齐，并且，所述单叠绕组和复波绕组均为短距绕组，所述复波绕组的元件(D)不对称。
5.根据权利要求1所述的EPS电机，其特征在于:所述换向器的换向片⑶与电机转子的转子齿(A)中心对齐，并且，所述单叠绕组和复波绕组均为短距绕组，所述单叠绕组的元件(C)不对称。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的EPS电机，其特征在于:所述单叠绕组的排线方向为右行，所述复波绕组的排线方向的左行。
【文档编号】H02K3/12GK204258484SQ201420635596
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】刘海量, 周毅 申请人:广东帕尔福电机有限公司