[发明专利]一种主极线圈及包括该线圈的直流电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种用于直流电机的主极线圈。此外，本发明还涉及一种包括上述主极线圈的直流电机。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机；直流电机通常包括定子、转子、机座和电刷等部件。

直流电动机运行过程中，其内部会产生铜损耗、铁损耗及其他杂散损耗等，这些损耗会造成电机内部发热、温度升高。另一方面，电机在运行过程中也会散热。只有当发热和散热达到平衡状态时，直流电机内部的温度不再上升，而是稳定地保持在一个水平上，电机才能正常稳定地运转；如果发热大于散热，使得电机内部温升增大，会加剧电机的绝缘结构老化，大大缩短电机的使用寿命，严重影响电机的安全与可靠性。

直流电机的各个部件中，定子线圈的温升对于电机的危害最大，定子线圈包括主极线圈和附极线圈，附极线圈的散热结构相对简单，其发热对电机温升影响不大，主极线圈的发热量占定子线圈发热量的绝大部分。因此，如何设计定子线圈的主极线圈的结构，使其具有较好的散热性，对于直流电机是至关重要的问题。

请参考图1至图3，图1为现有技术中直流电机的主极线圈的主视图；图2为图1的右视图；图3为图1中A-A向剖视图；下面简要介绍这种主极线圈在工作过程中存在的缺陷。

如图1所示，该主极线圈包括贴合设置的第一层线圈1′和第二层线圈2′，第一层线圈1′和第二层线圈2′的绕组均水平设置，其中第一层线圈1′的外框尺寸大于第二层线圈2′的外框尺寸，因此两层线圈的阶梯处会形成横截面为三角形的环形区3′，该环形区3′是热能滞留的主要区域。

为了加快上述环形区3′的散热，如图2和图3所示，该主极线圈在上述环形区3′设有填充泥4′，这样，当主极线圈的工作过程中产生热能后，由于填充泥4′填充上述环形区3′，阻止了由线圈内部流出的热空气在环形区3′滞留，在一定程度上加快了主极线圈的散热。然而，这种方法不能主动将线圈内部产生的能耗传导出去，散热效果不佳，导致直流电机仍然常常出现温升较高的现象，影响直流电机的使用寿命。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中的直流电机的主极线圈的结构做进一步优化设计，增强主极线圈的散热，降低直流电机的定子的温升，提高直流电机的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种用于直流电机的主极线圈，该主极线圈能够增强主极线圈的散热性，降低直流电机的定子的温升，提高直流电机的使用寿命。本发明要解决的另一个技术问题为提供一种包括上述主极线圈的直流电机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于直流电机的主极线圈，包括贴合设置的第一层线圈和第二层线圈，第一层线圈的外框尺寸大于第二层线圈的外框尺寸，所述第一层线圈的外周壁和所述第二层线圈的外周壁的阶梯处形成横截面为三角形的环形区；所述环形区内设有第一散热金属板。

优选地，所述第一散热金属板为第一散热铝板。

优选地，所述环形区的相对设置的两直线区内均设有上述第一散热铝板，所述第一散热铝板弯折呈横截面为所述三角形的筒状结构。

优选地，还包括绑带，所述绑带绑扎固定于所述第一散热铝板、所述第一层线圈和所述第二层线圈的外部。

优选地，所述绑带具体为热收缩带。

优选地，所述第一层线圈和所述第二层线圈之间的间隙中设有第二散热金属板。

优选地，所述第二散热金属板为第二散热铝板。

优选地，所述第一散热铝板与所述第二散热铝板焊接。

优选地，所述第二散热铝板为导热性能优于所述第一散热铝板的铝板。

本发明提供一种用于直流电机的主极线圈，包括贴合设置的第一层线圈和第二层线圈，第一层线圈的外框尺寸大于第二层线圈的外框尺寸，第一层线圈的外周壁和第二层线圈的外周壁的阶梯处形成横截面为三角形的环形区；环形区内设有第一散热金属板。

采用这种结构，在直流电机的工作过程中，当主极线圈产生热能时，第一散热金属板能够起到导热作用，将第一层线圈和第二层线圈内部的热能散播出去，相比现有技术采用填充泥填充该环形区的主极线圈，本发明所提供的主极线圈加快了散热，避免了热能捂在主极线圈内部，降低散热回路的热阻，降低定子的温升，使得直流电机内部的发热和散热达到一个相对平衡的状态，大大提高直流电机的使用寿命。