[实用新型]一种直流换向器式双凸极磁阻电机

说明书

技术领域本实用新型涉及一种采用换向器和电刷进行驱动的直流双凸极磁阻电机. 

背景技术普通直流有刷电机以换向器和电刷进行换向这是公知的技术。这种电机采用的是固定不动的电刷与旋转的换向器相接触，将电能以随转动切换的方式导入不同的转子绕组，完成转子磁极极性的交换，驱动转子转动。 

但是这种换向器和电刷的工作方式有较多的缺陷： 

●受换向器结构强度的限制电机转速不能过高； 

●换向器和电刷之间存在换向火花，导致电磁干扰和寿命较短； 

●换向器需要定期维护，而且维护工作十分繁琐； 

●电机效率不高。 

开关磁阻电机的绕组位于定子上，而其转子完全是铁芯。这种电机是在计算机程序控制下完成定子绕组对电机转子的驱动的，因此必须首先依靠转子位置传感器获取转子的实时位置信息。这种电机历来以无换向器磨损、效率高、结构简单为技术优势，但仍然具有自身缺点： 

●电机的噪声和转动力矩的波动较大； 

●电子控制器的开发成本高； 

●转子位置传感器复杂易导致故障。 

2002年3月8日中国专利1(专利申请号02114949.6)提出一种采用单刷换向的空心杯电机。然而该申请并没有提出与单刷相匹配的换向器构造。 

2007年8月3日中国专利3(专利申请号200710143834.8)提出了将单刷换向器用于磁阻电机和直流永磁转子电机。但该申请不像传统的开关磁阻电机那样，以开通角和关断角来控制绕组电流的通断。 

发明内容本实用新型提出一种采用传统的电刷和换向器技术进行换向的直流双凸极磁阻电机。这种电机由现行的开关磁阻电机的电机本体和传统的换向器装置与电刷装置构成，但不含转子位置传感器。这种电机由电机定子装置、转子装置、换向器装置、电刷装置和电机外壳构成，其中绕组分布在具有凸极的定子铁芯磁极上，转子由具有凸极的硅钢片叠制而成，两个轴承分别嵌在前端盖和后端盖的轴承室中，转轴穿过两个轴承。换向器装置不随转轴旋转而电 刷装置随转轴旋转。换向器装置上连接绕组的换向片的个数等于定转子凸极的最小公倍数。可以借助调整换向器的周向位置的方式，对该电机进行调速、刹车和反转，可以通过调整电刷前后缘夹角的方式调整电机的输出功率和效率，也可以将自动调整机构安装在电机中，以便根据应用需要，实时调整电机工作状态。 

更为确切地说，本实用新型提出一种直流换向器式双凸极磁阻电机，电机由电机定子装置、转子装置、换向器装置、电刷装置和电机外壳构成，其中绕组分布在具有凸极的定子铁芯磁极上，转子由具有凸极的硅钢片叠制而成，两个轴承分别嵌在前端盖和后端盖的轴承室中，转轴穿过两个轴承，换向器采用平面型换向器，其换向片与定子绕组相连，并且换向器装置不随转轴旋动，而电刷装置随转子旋转。 

与绕组相接的换向片的个数等于电机定子凸极和转子凸极个数的最小公倍数。不同绕组在定子凸极上的分布顺序，与它们在换向器上与换向片的连接顺序是相反的。 

所有电刷只与电源的同一个电极相连，电刷数量最多可等于转子凸极的数量。换向器上与绕组相连的换向片之间可以设置与电源负极相连的换向片。 

这种直流换向器式双凸极磁阻电机，采用线控或电控的方式，改变换向器与定子凸极相对位置，对电机进行调速、刹车和反转操作。如果采用线控方式，则在换向器上固定了一个滑轮和钢索，以使采用手把调整换向器的周向位置，在换向器上还设置了一个拉簧，以使当钢索拉力减小时，拉簧将换向器拉回初始位置；如果采用电控方式，则蜗杆驱动电机驱动蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮与换向器固定，蜗杆驱动电机以正反转带动换向器双向转动。 

电刷装置由固定电刷和活动电刷组成，与之相配的是固定刷握和活动刷握，电刷与刷握随转轴旋转，活动刷握相对固定刷握发生周向位移，使活动电刷的前缘相对于固定电刷的前缘从重合位置发生错位，使活动电刷的前缘至固定电刷的后缘之间的角程发生变化。电刷装置不但包括固定电刷和活动电刷、固定刷握和活动刷握，还包括轴向调整块和限位块，限位块既在固定刷握或转轴的 牵制下与固定刷握和转轴同步旋转，也在轴向调整块的牵制下沿轴向运动；当限位块在轴向静止时，其牵制活动刷握与固定刷握同步旋转；当轴向调整块沿轴向往复运动，其带动限位块沿轴向往复运动，导致旋转中的活动刷握相对固定刷握发生周向往复位移，使活动刷握中的活动电刷与固定刷握中的固定电刷发生周向往复位移。 

这种电机具有特殊的技术优势。对于永磁直流有刷电机来说：