[发明专利]带有换向器的串励电机

说明书

技术领域：

本发明涉及电机领域，具体讲是一种带有换向器的串励电机。

背景技术：

电机产品基于转子有无励磁电源可分为两类：一类是转子无励磁电源的感应电机，感应电机通过定子的励磁绕组产生的旋转感应磁场，切割转子的封闭回路线圈，驱动转子旋转；另一类是转子有励磁电源的电机，如串励电机，转子的励磁电源需要通过换向器来实现转子在旋转时切换转子线圈中的电流方向，实现转子的连续的转动。

串励电机属于转子有励磁电源的电机，由于其控制电路简单，调速范围大，通过控制电压就可以实现无极调速等独特的优点，普遍应用于在电动工具和家用电器中，如滚筒洗衣机、吸尘器等。随着家用电器的普及，这种电机的前景越来越大。

串励电机一般都带有换向器，其定子绕组和转子绕组串联。如图1、图2所示，所述的串励电机包括定子、转子、前端盖(30)和后端盖(60)组成，定子由定子铁芯(51)和缠绕于定子铁芯(51)上的定子绕组(52)、(53)组成，其作用是产生励磁磁通，导磁及支撑前后端盖；转子由转子铁芯、转子绕组(40)、转轴(41)及换向器(10)组成，其作用是保证并产生连续的电磁力矩，通过转轴带动负载做功，将电能转化为机械能；前后端盖(30)、(60)起支撑转子，将定、转子连结固定成一体的作用。一般前、后端盖内有滚动或滑动轴承(20)；换向器(10)一般由整流子(11)和一对换向电刷装置(70)、(80)组成，换向电刷装置中一般设有电刷片(71)和弹簧(72)，弹簧(72)可以保持电刷片(72)即使在有磨损的状况下也能够与整流子(11)紧密接触。

串励电机可接交直流电源，以直流电为例，外接直流电经上部定子绕组(53)，产生一定方向的磁场，然后通过一个电刷片进入整流子(11)，通过整流子(11)上的铜头，将转子绕组(40)分成两路并联支路，经由另外一个电刷片进入下部定子绕组(52)，上下定子两股绕组产生相同方向的电磁场，在定子绕组产生的电磁场的作用下，对通入电流的转子绕组产生力，并驱动转子旋转，转子上的整流子(11)的铜头在一对换向电刷装置(70)、(80)的切换作用下，始终保持转子绕组中的两路并联的的电流对称、连续，保持转子产生的磁通方向不变，从而使得转子产生连续转动。

由于现有的串励电机采用的是碳刷式的电刷片，这种换向电刷装置存在两方面的缺陷：一方面，在转子高速旋转时，电刷片在整流子上进行滑动摩擦，产生一种高频噪音，这种高频噪音电机使用在家用电器上，无法适应人们对生活品质的日益提高的需求；另一方面，在转子高速旋转时，电刷片在整流子上进行滑动摩擦，电刷片和整流子容易产生快速磨损，电刷片和整流子的寿命短。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种在换向时噪音小、零件磨损小的带有换向器的串励电机，即采用滚动摩擦来代替滑动摩擦来解决上述现有技术的缺陷。

本发明的技术解决方案是，提供以下结构的带有换向器的串励电机，包括前端盖、后端盖、定子和转子，所述的前后端盖内分别安装有轴承；所述的定子包括定子铁芯和至少一对缠绕于定子铁芯的定子绕组，定子通过紧固件将前后端盖紧固连接；转子包括转子铁芯、转子绕组、转轴和换向器，所述的换向器包括设置于转子上的整流子和设置于前端盖中的换向装置；所述的转子绕组由多股线圈环形串联，并在每个串联接口点分别引出一个抽头，并与整流子上对应的每个铜头连接。

所述的换向装置包括换向外圈、滚动导子、保持架和至少一对接触导片，所述的换向外圈安装于前端盖内，所述的滚动导子环形均匀分布在换向外圈和整流子之间，所述的滚动导子位于能对滚动导子限位的保持架内；所述的接触导片嵌装在换向外圈的内环面上，每个接触导片上各引出一根导线，所述的导线分别与串励电机的定子绕组串联。

采用以上结构后与现有技术相比，本发明具有以下优点：采用本发明，在换向器换向时，整流子在转子的带动下，随着转子高速转动，整流子与滚动导子之间滚动摩擦，电流可从定子绕组的一端经过一接触导片，通过处于该接触导片弧括范围内的滚动导子进入转子绕组，在经过转子绕组后经由另一接触导片弧括范围内的滚动导子，到达另一接触导片，最后进入定子绕组的另一端，从而实现电机换向，改变了现有技术电刷片与整流子之间的滑动摩擦为本发明的整流子与滚动导子之间的滚动摩擦，减小了整流子的损耗，延长了电机的使用寿命，而且滚动摩擦产生的噪音非常小，提高了电机的性能。

作为改进，所述的串励电机还包括防尘限位盖，所述的防尘限位盖固定在换向外圈的外侧面上，这样，既能对保持架限位，防止保持架产生轴向位移，也能起到防尘的作用。