[发明专利]一种四极永磁有刷空心杯电机转子结构

说明书

本发明公开了一种四极永磁有刷空心杯电机转子结构包括：筒形线圈、圆盘、换向器、机轴；所述机轴与圆盘的中心固定连接，所述筒形线圈一端固定在圆盘圆周上，所述圆盘为绝缘材料；所述换向器同轴设置在圆盘外侧，所述筒形线圈包含三个线圈组，每个线圈组至少包括两个独立线圈，每个线圈组均设有可与换向器连接的进线头和出线头。本发明缩短磁路，防止漏磁，减轻设备重量，同时减少电机发热损耗，提升效率，减少电刷数量，结构简单，绕线线头排布规则，工艺简洁。

技术领域

本发明属于一种电机技术领域，尤其涉及一种四极永磁有刷空心杯电机转子结构。

背景技术

目前的永磁有刷空心杯电机大多为两极结构(即磁钢为一对)，而四极(即磁钢为两对)或更多极电机比两极电机的功率密度大是明确的；同时，受有刷空心杯电机结构影响，两极电机磁路长，造成机壳外侧漏磁现象比较突出，现有的解决方案是使用更厚的机壳防止漏磁，因此电机重量增加，这与电机轻量化是矛盾的；在一些特定要求下，永磁有刷空心杯也有采用四极结构，但采用四个电刷形式，这要求电机内的各绕组线圈的一致性非常高，否则各绕组间的“内部环流”造成发热损耗严重，电机效率低；而且电刷的数量过多，结构复杂。也有四级电刷采用分数槽绕组情况下可以使用一对电刷，但这类转子线圈的线头是交错分布的，在把每个线头与对应的换向片焊接时非常繁琐、工艺复杂。

发明内容

为了解决现有技术中的一个或多个上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种四极永磁有刷空心杯电机转子结构，缩短磁路，防止漏磁，减轻设备重量，同时减少电机发热损耗，提升效率，减少电刷数量，结构简单，绕线线头排布规则，工艺简洁。

为实现上述目的，本发明提供了一种四极永磁有刷空心杯电机转子结构，四极永磁有刷空心杯电机转子包括：筒形线圈、圆盘、换向器、机轴；所述机轴与圆盘的中心固定连接，所述筒形线圈一端固定在圆盘圆周上，所述圆盘为绝缘材料；所述换向器同轴设置在圆盘外侧，所述筒形线圈包含三个线圈组，每个线圈组至少包括两个独立线圈，每个线圈组均设有可与换向器连接的进线头和出线头。

采用本方案时，机轴与圆盘连接，圆盘的外边圆周上固定安装筒形线圈，筒形线圈总有绕线通电后可产生旋转磁场，进而带动机轴上的永磁体或者电磁铁运动使得机轴转动，进而实现了电机的功能。换向器同轴设置在圆盘外侧，可将切换电路电流的方向，保证电机运作，而且换向器与机轴共轴使得设备转动起来更加稳定。筒形线圈包含三个线圈组，每个线圈组至少包括两个独立线圈，每个线圈组均设有可与换向器连接的进线头和出线头。把有刷空心杯电机的转子线圈分为三组(即三相)，每一组线圈仅有进出两个线头，三个线圈组用以配合三相四线制下的电机的不同绕法，整个结构简单清晰，绕线排布简单，无复杂的交错分布的，线圈焊接方便，工艺简单。

进一步地，换向器包括6个呈圆周状等分设置的换向片，任意两个相对180°的换向片通过电路连接相通。简化了换向器的制作，同时比普通的二级电机结构的磁路更短，功率密度更大，电机效率更高，而且漏磁更少。

进一步地，筒形线圈由漆包线绕制作成形，所述筒形线圈包含三个线圈组，其中每个线圈组包括两个独立线圈，各独立线圈呈圆周状均匀排布在筒形圆周上，每相邻两个独立线圈的间距对应的圆心角为60°，每个独立线圈其两个边跨距角度为90°；设置多个成对的独立线圈，功率密度更大，电机效率更高。

进一步地，每个线圈组包括两个独立线圈时，每个线圈组中的安装在筒形线圈上的两个独立线圈呈镜像对称，且绕线方向相同，绕线结构简单。

进一步地，当每个线圈组包括四个独立线圈时，各独立线圈呈圆周状均匀排布在筒形圆周上，每相邻两个独立线圈的间距对应的圆心角为30°，每个独立线圈其两个边跨距角度为90°。

进一步地，当每个线圈组包括四个独立线圈时，每个线圈组中的安装在筒形线圈上的四个独立线圈彼此间距对应的圆心角为90°，且这四个独立线圈中每相邻的两个独立线圈绕线方向相反。