[实用新型]直流电机换向极绕组、直流电机

说明书

一种直流电机换向极绕组、直流电机，该直流电机换向极绕组包括上层半全圈数扁铜线绕组、下层半全圈数扁铜线绕组，上层半全圈数扁铜线绕组位于最内圈的扁铜线端部经连接部与下层半全圈数扁铜线绕组位于最内圈的扁铜线端部连接形成全圈换向极成型绕组；全圈换向极成型绕组为两圈以上长圆形线圈结构，每圈线圈结构包括两圆弧段、连于两圆弧段两端之间的直线段，上层半全圈数扁铜线绕组位于最内圈的扁铜线端部、下层半全圈数扁铜线绕组位于最内圈的扁铜线初始位置均位于圆弧段。该直流电机换向极绕组在保证直流电机在相同性能的情况下，换向极绕组体积最小化，实现了空间利用最大化。

技术领域

本实用新型涉及有刷直流电机技术领域，具体是直流电机换向极绕组、直流电机。

背景技术

航空直流起动发电机由于工作在低电压、大电流、宽转速范围工况下、为保证航空直流起动发电机的使用性能，电机均设计有换向极，并在换向极上设计有换向极绕组，换向极和换向极绕组一起作用于直流起动发电机的交轴上，产生换向电势以消除或削弱电机的换向火花。换向极的径向尺寸大小、径向相对位置以及换向极绕组的圈数均是影响电机换向火花的关键因素。

由于飞机对航空部件的尺寸限制，换向极绕组必须最大化的利用换向极部位的空间，即在最小的空间占用下绕出需要的圈数，因此换向极绕组需采用扁铜线绕制（相对于多股圆铜线，空间利用率可以明显提高）。但即使是采用扁铜线，由于正比于转子槽数的换向极绕组的圈数较多，换向极绕组需要多层（沿换向极轴向方向）多圈（垂直于换向极轴向并平行于转子切向方向）绕制。

如何达到圈数空间占用的最优化，在绕制满足要求的圈数的同时换向极绕组体积不增加，成为亟待解决的问题。

现有的解决途径之一是利用分布在磁极极靴上的补偿绕组的替代作用，来减少换向极绕组的圈数，从而使换向极绕组可以以单圈多层绕组的方式实现，换向极绕组因而不存在上述缺点。但由于补偿绕组的存在，一方面加大了制造的难度，另一方面较长的绕组端部形成的电阻使电机的效率及起动状态下同转矩时电机工作转速降低，电机的重量和温升相对增大。

现有的解决途径之二是压缩扁铜线线横截面积尺寸进而保证换向极绕组所需圈数，显然这样就会因为绕组的电阻增加（电机绕组的电阻和截面积成反比例关系），使电机的效率及起动状态下同转矩时电机工作转速降低，造成电机的相对温升升高，但重量会有所减轻。

现有的解决途径之三是加大电机体积，以留出足够的空间来安装换向极绕组，显然这样会增大电机的体积和重量。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有换向极绕组在保证扁铜线面积、所需圈数下，绕制的绕组体积大，电机的重量和温升增大的技术问题，而提出了一种直流电机换向极绕组，结构合理、达到圈数空间占用的最优化。

本实用新型另一目的是提出一种直流电机。

本实用新型的技术方案是：

一种直流电机换向极绕组，包括上层半全圈数扁铜线绕组、下层半全圈数扁铜线绕组，所述上层半全圈数扁铜线绕组为由扁铜线沿扁铜线厚度方向顺时针由内向外绕制成两圈以上线圈结构，所述下层半全圈数扁铜线绕组为由扁铜线沿扁铜线厚度方向逆时针由内向外绕制成两圈以上线圈结构，上层半全圈数扁铜线绕组位于最内圈的扁铜线端部经连接部与下层半全圈数扁铜线绕组位于最内圈的扁铜线端部连接形成换向极成型绕组，换向极成型绕组最内圈为套于换向极处的换向极安装位置；换向极成型绕组为两圈以上长圆形线圈结构，每圈线圈结构包括两圆弧段、连于两圆弧段两端之间的直线段，上层半全圈数扁铜线绕组位于最内圈的扁铜线端部、下层半全圈数扁铜线绕组位于最内圈的扁铜线初始位置均位于圆弧段。初始位置在圆弧段，否则全圈换向极成型绕组的圈数会减少半圈。

所述上层半全圈数扁铜线绕组位于最内圈的扁铜线端部与其相邻的长圆形线圈结构之间、下层半全圈数扁铜线绕组位于最内圈的扁铜线端部与其相邻的长圆形线圈结构之间均有预留焊接空间。