[发明专利]改善电机换向的方案及电刷

说明书

本发明涉及到直流电机和交流换向器电机。

现在的直流电机和交流换向器电机，分别以改进设计，移动电刷位置，采用换向极等措施改善换向，这些措施，有时还不能消除剩余换向电流在后刷端产生的强烈火花或电弧，这将引起换向器表面和电刷的损坏。

本发明的目的是设计一种方案，使得在上述措施不能消除剩余换向电流时，能将电刷离开换向片的开断电压限制在一定的范围内，从而使有可能产生的强烈火花减小或消除。

这个目的是通过这样的途径实现的，即在换向结束前后的短时间内，用特别设置的电刷将元件联接在为其剩余换向电流提供通路的闭合回路中。

这样，剩余换向电流在闭合电路中逐渐减小，避免了较强的反电势，可有效地减小甚至消除火花或小弧，延长电机使用寿命。

以下借助于附图对本发明加以说明。

图一及图二均以单叠绕组为例。

所述的改善电机换向的方案，由主电刷、副电刷和相应的闭合回路实现。主电刷是原有的。副电刷为改善换向而设，它不直接与电源相联接，在副电与电源之间串联有其它器件如换向片或电容器等。

图一中，换向器运动方向如箭头所示。副电刷（2）位于主电刷（1）后刷端外侧，副电刷（3）位于主电刷（1）后刷端前侧。元件（4）位于换向结束的瞬间，其两端经换向片接副电刷（2）和（3），与电容器（5）串联成闭合回路。

为了在闭合路中串联较少数量的元件，主电刷（1）后刷端同副电刷（2）后刷端距离A，以及它同副电刷（3）前刷端距离B最好均小于或等于换向片距与绕组重路数的乘积。对单叠绕组来说是一个换向片的宽度，对双叠绕组来说是两个换向片的宽度。波绕组也可依此类推。

电容器（5）并联的二极管组件是限压电路，用以限制电容器的最高充电电压，它可用稳压管加大功率晶体管或可控硅代替。当电容量选择合适，该电路可不用。

副电刷（3）后刷端同副电刷（2）前刷端距离C最好大于或等于一个换向片的宽度，以免换向片将两副电刷短路，导致电容器大电流放电而损坏换向器表面和电刷。否则，应采取措施。例如：1.电路中串联电阻限流。2.去掉电容器，仅用限压电路。3.去掉所有电子元器件，直接用导线连接两副电刷。在极端情况下，距离C等于零，两副电刷成为一体，直接经换向器片（6）、（7）将元件（4）联接在闭合回路中，如图二所示。

工作中，主电刷的电流较大，由于闭合回路对其换向性能的改善，它同换向片的接触压降可取较小值，以降低换向器和主电刷的温升。副电刷电流较小，其横截面积也较小，同换向器的接触电阻相对较大，若再选用接触电阻较大的电刷材料，将有利于减小或消除副电刷下的火花。

图三所示为双叠绕组换向方案之一例，为清晰起见，图中只画出一路绕组的部分元件。本例中，元件通过主电刷（1）和副电刷（2）联成闭合回路，并且在主电刷的两侧均设置了副电刷，具有两个闭合回路，可用于要求正反转的电机。

本发明在另一方面是提供一种专用于上述方案的电刷。这种电刷是将上述主电刷和副电刷做成一个整体，并使主电刷和副电刷相互绝缘。这样可将主电刷和副电刷装在同一个刷盒内。若用绝缘材料做成刷盒。则电刷间的绝缘也相对容易。