起动机、电机及其运行方法与流程

本技术：
涉及电机领域，尤其涉及电机的起动机。

背景技术：

目前，大功率的三相异步电动机在一般情况下不能直接起动，而需要到起动机来协助起动。在起动时的电流可达到额定电流的6-7倍，这对电网的冲击较大，特别是大功率电动机所带来的冲击则更为剧烈。因此，起动机面临着对机器寿命越来越高的要求，而该使用寿命则主要取决于电刷在不断的换向过程中的磨损程度。由于，起动过程中的电流跳跃较大，甚至于在100a-1000a之间变动，则换向过程中会产生较大的电火花，因而加剧了电刷磨损。

因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的技术问题。

技术实现要素：

本申请要解决的主要技术问题是起动机因电刷过量磨损而导致的使用寿命问题。

为解决上述技术问题，一方面本申请提供起动机，其包括：电枢；电刷，其套设于所述电枢的一端；端盖，其装配在所述电刷背离所述电枢的一端；以及金属弹性元件，其支承在所述电刷与所述端盖之间，且被配置成在所述起动机内的电流变化时发生伸缩及扭转动作。

另一方面本申请提供电机，其包括：如前所述的起动机。

再一方面本申请提供起动机的运行方法，其用于如前所述的起动机，其中：在所述起动机上电后，电枢关于电刷及端盖发生往复枢转运动，产生变化的磁场，所述磁场作用于支承在所述电刷与所述端盖之间的所述金属弹性元件，使所述金属弹性元件发生伸缩及扭转动作，并带动所述电刷及所述端盖发生扭转动作。

根据本申请的技术方案，支承在电刷与端盖之间的金属弹性元件能够在通过电流时发生伸缩及扭转动作，且在电流变化时改变其伸缩及扭转程度来适应性调整，由此电刷与端盖之间相对位置及角度关系随金属弹性元件的扭转而存在一定程度的改变，这将作为电枢换向角的补偿角度而存在，使得电枢换向期间所产生的火花被减小，降低电刷磨损并最终延长电机使用寿命。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本申请，附图中同样的附图标记指代视图中同样的元件。其中：

图1显示一种具体实施方式的起动机的示意图；

图2显示一种具体实施方式的起动机的部分元件的侧视示意图；

图3显示一种具体实施方式的弹簧的剖视示意图；

图4显示一种具体实施方式的弹簧上的磁场示意图；

图5显示一种具体实施方式的弹簧在常规状态下的示意图；

图6显示一种具体实施方式的弹簧在压缩状态下的示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图2所示，根据本申请的一种具体实施方式的起动机100包括依次装入外壳内的电枢110、电刷120、弹簧140以及封装在端部的端盖130。其中，电刷120套设于电枢110的一端；端盖130装配在电刷120背离电枢110的一端；且弹簧140支承在电刷120与端盖130之间，并被配置成在起动机100内的电流变化时发生伸缩及扭转动作。在此种布置下，支承在电刷120与端盖130之间的弹簧140能够在通过电流时发生伸缩及扭转动作，且在电流变化时改变其伸缩及扭转程度来适应性调整，由此电刷120与端盖130之间相对位置及角度关系随弹簧140的扭转而存在一定程度的改变，这将作为电枢110换向角的补偿角度而存在，使得电枢110换向期间所产生的火花被减小，降低电刷120磨损并最终延长电机使用寿命。

根据本申请前述实施例中的构想可知，其主要基于在电刷120与端盖130设置能够在通电时发生压缩及扭转变形、并在断电后回复正常形态的元件来实现提供换向角补偿这一目的。因此，前述元件并不局限于附图中所示的弹簧。事实上，其他金属弹性元件也具有前述性质，故也能满足前述要求。在此将以弹簧为例来着重描述此类金属弹性元件在构想中所起到的作用及在此构想基础上的多种优化。

参见图3、图5及图6，例如，作为弹簧的一种具体实现形式，在此可采用钢制弹簧140，因其具有较好的回弹性及性价比。在此基础上，还可在弹簧140的钢制螺旋状本体141外覆一层铜膜142,，这是因为铜具有更好的导电性能及防腐蚀性能，此种布置可相对降低弹簧的电阻并尽可能降低腐蚀现象的发生。

在另一方面，该弹簧的螺旋状本体141的内侧141a宽度小于外侧141b宽度。此种布置使弹簧具有更好的延展性，如此在经受压缩的同时可以扭转相对更大的角度，从而增加对换向角的补偿范围。

在实际设计中，考虑到端盖及电刷中所存在的空间极其有限，因此，需要综合考虑补偿性能所带来的效益与结构设计的复杂度。此时，期望将弹簧140设置成在压缩时具有5°-9°的扭转角度，且由此能使电刷120与端盖130之间具有5°-9°的扭转角度，并最终为电枢换向角带来5°-9°的角度补偿。同时将弹簧设计成具有小于5毫米的最小压缩长度，以适用于大部分端盖及电刷之间的常规剩余空间。

此外，应将弹簧140的第一端143固定至电刷120且/或将弹簧140的第二端144固定至端盖130，以实现在常规起动机构造中加入此弹簧元件。更具体而言，可以在电刷及端盖上分别设置定位凸块，其上具有容纳并固定弹簧端部的安装孔，以便实现弹簧在二者间的稳固连接。

根据本申请的另一种构想，还提供一种应用于前述实施例中任意一种起动机或其组合的运行方法。具体而言，在起动机上电后，电枢110关于电刷120及端盖130发生往复枢转运动，如图4所示而产生变化的磁场，磁场作用于支承在电刷120与端盖130之间的金属弹性元件，使金属弹性元件发生伸缩及扭转动作，并带动电刷120及端盖130发生扭转动作，从而对换向角进行了一定程度的补偿。

根据本申请的另一种构想，在此还提供一种具体实施方式的电机。该电机包括前述任意一个实施例中的继电器，因而也具有相应的技术效果，故在此不再赘言。

以上具体实施方式仅用于说明本申请，而并非对本申请的限制。为说明相对位置关系，本申请中使用了左右、上下等相对的方位术语，并非对于绝对位置的限定。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请的范围的情况下，还可以对本申请的技术方案做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本申请的范畴，本申请的专利保护范围应由权利要求限定。

技术特征：

技术总结
本申请提供起动机、电机及起动机运行方法。该起动机包括：电枢；电刷，其套设于所述电枢的一端；端盖，其装配在所述电刷背离所述电枢的一端；以及金属弹性元件，其支承在所述电刷与所述端盖之间，且被配置成在所述起动机内的电流变化时发生伸缩及扭转动作。根据本申请的技术方案，支承在电刷与端盖之间的金属弹性元件能够在通过电流时发生伸缩及扭转动作，且在电流变化时改变其伸缩及扭转程度来适应性调整，由此电刷与端盖之间相对位置及角度关系随金属弹性元件的扭转而存在一定程度的改变，这将作为电枢换向角的补偿角度而存在，使得电枢换向期间所产生的火花被减小，降低电刷磨损并最终延长电机使用寿命。

技术研发人员：宋伟;蔡诗韵
受保护的技术使用者：索恩格汽车部件（中国）有限公司
技术研发日：2017.12.22
技术公布日：2018.05.15