专利名称：四极串励电机及其定子组件和定子叠片的制作方法
技术领域：
四极串励电机及其定子组件和定子叠片技术领域：
本实用新型涉及小功率交直流通用串励电机，特别是涉及所述串励电机的定子组件，尤其是涉及所述串励电机的定子组件之定子叠片。背景技术：
参见图13和图14，现有技术U系列，即交直流通用系列小功率串励电机，其定子叠片110'只设一对磁极(凸极)111'，该磁极111'两极靴后方各设一定子槽112'，两个集中绕组(未画出)就嵌放在各磁极Iir极靴后方的定子槽112'内；该串励电机只有两个电刷520';而转子组件400'之转子绕组按照两磁极方式设计安放在各转子槽内，该转子绕组一般为单迭双层绕组，只有两条支路，其电流密度一般比定子组件的电流密度高，转子组件的温升比定子组件的温升也要高，该结构难以满足用户大功率和大力矩的要求。
实用新型内容本实用新型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四极串励电机及其定子组件和定子叠片，该定子叠片内腔虽设置四个磁极，但只安装两个绕组，而转子绕组则按照四磁极方式设计安放在各转子槽内，并由四支电刷分别引出，从而所述串励电机在相同体积的情况下，具有输出功率大和输出力矩大，而且转子电流密度小，定、转子发热趋于平衡，温升低，有效地改善了串励电机使用时的安全性，大大提高了串励电机的使用寿命。本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是提供一种四极串励电机，包括转子组件、电刷组件和前、后支架，以及安装于该前、后支架之间的定子组件；所述定子组件包括定子叠片和定子绕组；所述转子组件可转动地设置在所述前、后支架上，该转子组件包括转子轴、固定在该转子轴上的转子叠片和固定在该转子轴上的换向器，以及设置在转子叠片之转子槽内的转子绕组；所述定子叠片内腔设置四个磁极，每两个形状和尺寸相同的磁极对称相向设置成一对，其中一对磁极上需要嵌放定子绕组称为第一磁极，另一对磁极上无须嵌放定子绕组称为第二磁极，所述第二磁极的极靴比所述第一磁极的极靴短；每一所述第一磁极两极靴后方各设有第一定子槽，每一所述第二磁极两极靴后方也各设有第二定子槽，第二定子槽的面积也比第一定子槽的面积要小；所述定子绕组为两个集中绕组，分别嵌放在所述定子叠片之一对第一磁极极靴后方的各第一定子槽内；所述转子叠片之转子槽的数量为4*z，其z > 3，并为整数；所述转子绕组按照四磁极方式设计安放在各转子槽内；所述电刷组件固定在所述前支架上，包括四支电刷，每两支电刷对称相向设置成一对；串励电机装配好后，在电刷组件之各弹簧的弹力作用下，四支所述电刷分别伸出，其头部分别与所述转子组件之换向器表面接触。所述转子绕组为迭绕组，并且一般为短距绕组。所述定子叠片为多片定子冲片堆叠而成的长方体，其长度为84. 0± I. O毫米，宽度为78. 0± I. O毫米。所述转子叠片的外直径为60. 0± I. O毫米。所述z=4，即所述转子叠片之转子槽的数量为16槽。所述转子绕组为单迭双层绕组，并且为短距绕组，采用右行绕组，其第一节距为30还提供一种四极串励电机的定子组件，包括定子叠片和定子绕组；所述定子叠片内腔设置四个磁极，每两个形状和尺寸相同的磁极对称相向设置成一对，其中一对磁极上需要嵌放定子绕组称为第一磁极，另一对磁极上无须嵌放定子绕组称为第二磁极，所述第二磁极的极靴比所述第一磁极的极靴短；每一所述第一磁极两极靴后方各设有第一定子槽，每一所述第二磁极两极靴后方也各设有第二定子槽；所述定子绕组为两个集中绕组，分别嵌放在所述定子叠片之一对第一磁极极靴后方的各第一定子槽内。再提供一种四极串励电机的定子叠片，所述定子叠片内腔设置四个磁极，每两个形状和尺寸相同的磁极对称相向设置成一对，其中一对磁极上需要嵌放定子绕组称为第 一磁极，另一对磁极上无须嵌放定子绕组称为第二磁极，所述第二磁极的极靴比所述第一磁极的极靴短；每一所述第一磁极两极靴后方各设有第一定子槽，每一所述第二磁极两极靴后方也各设有第二定子槽。同现有技术相比较，本实用新型四极串励电机及其定子组件和定子叠片之有益效果在于将定子叠片内腔设置四个磁极，定子的两个集中绕组分别嵌放在所述定子叠片之一对第一磁极极靴后面的各定子槽内；而转子绕组则按照四磁极方式设计安放在各转子槽内，并由四支电刷分别引出；这种结构保证了串励电机在相同体积的情况下，具有输出功率大和输出力矩大，而且转子电流密度小，定、转子发热趋于平衡，温升低，有效地改善了串励电机使用时的安全性，大大提高了串励电机的使用寿命。
图I是本实用新型四极串励电机的正投影主视示意图；图2是图I所示串励电机的正投影左视示意图；图3是所述串励电机之定子叠片110的轴测投影示意图；图4是图3所示定子叠片110的正投影主视示意图；图5是所述串励电机之定子组件100的正投影主视示意图；图6是所述串励电机之转子叠片420的轴测投影示意图；图7是所述串励电机之转子组件400的正投影主视半剖示意图；图8是图7所示转子组件400的正投影左视示意图，图中只画了部分转子绕组440 ；图9是所述转子组件400之转子绕组440的展开示意图，该转子绕组为单迭双层绕组；图中的字母A和B表示接线点；图10是图9所示转子绕组的简明电路示意图，其中U2为加在转子绕组上的电压，I为其总电流，字母A和B表示接线点；图11是所述串励电机之电刷组件500的各电刷套510固定在前支架200上的轴测投影示意图；图12是所述串励电机的简明原理电路示意图，其中U1为输入电压，字母A和B表示接线点；[0029]图13是现有技术串励电机之定子叠片110'的正投影主视示意图；[0030]图14是现有技术串励电机的简明原理电路示意图。
具体实施方式
下面结合各附图对本实用新型作进一步详细说明。参见图I至图12，一种四极串励电机，包括转子组件400、电刷组件500和前、后支架200、300，以及安装于该前、后支架200、300之间的定子组件100;所述定子组件100包括定子叠片110和定子绕组120;所述转子组件400可转动地设置在所述前、后支架200、300上，该转子组件400包括转子轴410、固定在该转子轴410上的转子叠片420和固定在该转子轴410上的换向器430，以及设置在转子叠片420之转子槽422内的转子绕组440;所述定子叠片110内腔设置四个磁极，每两个形状和尺寸相同的磁极对称相向设置成一对，其中一对磁极上需要嵌放定子绕组称为第一磁极111，另一对磁极上无须嵌放定子绕组称为第二磁极113，所述第二磁极113的极靴比所述第一磁极111的极靴短；每一所述第一磁极111两极靴后方各设有第一定子槽112，每一所述第二磁极113两极靴后方也各设有第二定子槽114，第二定子槽114的面积也比第一定子槽112的面积要小；所述定子绕组120为两个集中绕组，分别嵌放在所述定子叠片110之一对第一磁极111极靴后方的各第一定子槽112内；所述转子叠片420之转子槽422的数量为4*z，其z > 3，并为整数；所述转子绕组440按照四磁极方式设计安放在各转子槽422内，对于转子绕组440为迭绕组来说，增加磁极数，可得到更多的并联支路数，特别适合于大电流的串励电机；所述电刷组件500固定在所述前支架200上，包括四支电刷520，每两支电刷520对称相向设置成一对；串励电机装配好后，在电刷组件500之各弹簧的弹力作用下，四支所述电刷520分别伸出，其头部分别与所述转子组件400之换向器430表面接触。所述定子叠片110内腔的第二磁极113上因无须嵌放定子绕组而使其极靴设计较短，从而可腾出空间，使定子绕组120容易嵌放在定子叠片110之第一磁极111极靴后方的各第一定子槽112内。参见图9，所述转子绕组440为迭绕组，并且一般为短距绕组；四磁极，采用迭绕组的支路数比波绕组的支路数多。参见图3、图4、图6、图8和图9，所述定子叠片110为多片定子冲片堆叠而成的长方体，其长度L为84. O±1.0毫米，宽度W为78. O±1.0毫米。所述转子叠片420的外直径D为60. 0± I. O毫米。所述z=4，即所述转子叠片420之转子槽422的数量为16槽。参见图9和图10，本实用新型四极串励电机之转子绕组440为单迭双层绕组，并且为短距绕组，采用右行绕组，其第一节距为3 ;本实用新型的转子组件400有四条支路，而现有技术的转子组件之转子绕组同样为单迭双层绕组，但只有两条支路；这样本实用新型四极串励电机的转子电流密度小，定、转子发热趋于平衡，温升低，有效地改善了串励电机使用时的安全性，大大提高了串励电机的使用寿命，同时在相同体积的情况下，本实用新型四极串励电机具有输出功率大和输出力矩大的优点。参见图11，本实用新型四极串励电机之电刷组件500包括四个电刷套510、四支电刷520和四个弹簧，该四个电刷套510固定在前支架200上，每两个电刷套510对称相向设置成一对；四支电刷520及其对应的弹簧就分别设置在四个电刷套510内；图10中没有画出各电刷520和各弹簧。参见图12，本实用新型四极串励电机的简明原理电路示意图，每两支电刷520相连接，一个定子绕组120经两支相短接的电刷520串联电连接到转子组件400之转子绕组440,再经另两支相短接的电刷520串联电连接到另一个定子绕组120。以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。·
权利要求1.一种四极串励电机，包括转子组件(400)、电刷组件(500)和前、后支架(200、300)，以及安装于该前、后支架(200、300)之间的定子组件(100);所述定子组件(100)包括定子叠片(110)和定子绕组(120);所述转子组件(400)可转动地设置在所述前、后支架(200、300)上，该转子组件(400)包括转子轴(410)、固定在该转子轴(410)上的转子叠片(420)和固定在该转子轴(410)上的换向器(430)，以及设置在转子叠片(420)之转子槽(422)内的转子绕组(440);其特征在于 所述定子叠片(110)内腔设置四个磁极，每两个形状和尺寸相同的磁极对称相向设置成一对，其中一对磁极上需要嵌放定子绕组称为第一磁极(111)，另一对磁极上无须嵌放定子绕组称为第二磁极(113)，所述第二磁极(113)的极靴比所述第一磁极(111)的极靴短；每一所述第一磁极(111)两极靴后方各设有第一定子槽(112)，每一所述第二磁极(113)两极靴后方也各设有第二定子槽(114);所述定子绕组(120)为两个集中绕组，分别嵌放在所述定子叠片(110)之一对第一磁极(111)极靴后方的各第一定子槽(112)内； 所述转子叠片(420)之转子槽(422)的数量为4*z，其z > 3，并为整数；所述转子绕 组(440)按照四磁极方式设计安放在各转子槽(422)内； 所述电刷组件(500)固定在所述前支架(200)上，包括四支电刷(520)，每两支电刷(520)对称相向设置成一对；串励电机装配好后，在电刷组件(500)之各弹簧的弹力作用下，四支所述电刷(520)分别伸出，其头部分别与所述转子组件(400)之换向器(430)表面接触。
2.根据权利要求I所述的四极串励电机，其特征在于 所述转子绕组(440)为迭绕组。
3.根据权利要求I或2所述的四极串励电机，其特征在于 所述定子叠片(110)为多片定子冲片堆叠而成的长方体，其长度(L)为84. 0± I. O毫米，宽度(W)为78. 0± I. O毫米。
4.根据权利要求3所述的四极串励电机，其特征在于 所述转子叠片(420)的外直径(D)为60.0±1.0毫米。
5.根据权利要求4所述的四极串励电机，其特征在于 所述z=4，即所述转子叠片(420)之转子槽(422)的数量为16槽。
6.根据权利要求5所述的四极串励电机，其特征在于 所述转子绕组(440)为单迭双层绕组，并且为短距绕组，其第一节距为3。
7.一种四极串励电机的定子组件(100)，包括定子叠片(110)和定子绕组(120);其特征在于 所述定子叠片(110)内腔设置四个磁极，每两个形状和尺寸相同的磁极对称相向设置成一对，其中一对磁极上需要嵌放定子绕组称为第一磁极(111)，另一对磁极上无须嵌放定子绕组称为第二磁极(113)，所述第二磁极(113)的极靴比所述第一磁极(111)的极靴短；每一所述第一磁极(111)两极靴后方各设有第一定子槽(112)，每一所述第二磁极(113)两极靴后方也各设有第二定子槽(114);所述定子绕组(120)为两个集中绕组，分别嵌放在所述定子叠片(110)之一对第一磁极(111)极靴后方的各第一定子槽(112)内。
8.根据权利要求7所述的四极串励电机的定子组件(100)，其特征在于 所述定子叠片(110)为多片定子冲片堆叠而成的长方体，其长度(L)为84. 0± I. O毫米，宽度(W)为78. 0± I. O毫米。
9.一种四极串励电机的定子叠片(110);其特征在于 所述定子叠片(110)内腔设置四个磁极，每两个形状和尺寸相同的磁极对称相向设置成一对，其中一对磁极上需要嵌放定子绕组称为第一磁极(111)，另一对磁极上无须嵌放定子绕组称为第二磁极(113)，所述第二磁极(113)的极靴比所述第一磁极(111)的极靴短；每一所述第一磁极(111)两极靴后方各设有第一定子槽(112)，每一所述第二磁极(113)两极靴后方也各设有第二定子槽(114)。
10.根据权利要求9所述的四极串励电机的定子叠片(110)，其特征在于 所述定子叠片(110)为多片定子冲片堆叠而成的长方体，其长度(L)为84. 0± I. O毫米，宽度(W)为78. 0± I. O毫米。
专利摘要本实用新型涉及一种四极串励电机及其定子组件和定子叠片,包括转子组件、设有四支电刷的电刷组件和前、后支架,以及安装于该前、后支架之间的定子组件;定子组件包括定子叠片和定子绕组;转子组件包括转子叠片和转子绕组;定子叠片内腔设置两对第一磁极和第二磁极,第二磁极的极靴比第一磁极的极靴短;定子绕组为两个集中绕组,分别嵌放在第一磁极极靴后方的各第一定子槽内;转子叠片之转子槽的数量为4*z,其z≥3,并为整数;转子绕组按照四磁极方式设计安放在各转子槽内。本实用新型串励电机在相同体积的情况下,具有输出功率大和输出力矩大,而且转子电流密度小，定、转子发热趋于平衡,温升低,有效地改善了串励电机使用时的安全性,大大提高了串励电机的使用寿命。
文档编号H02K1/24GK202798405SQ20122029472
公开日2013年3月13日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者谢伟, 李大尉 申请人:东明机电(深圳)有限公司