[其他]一种可节省用铜量的电机磁极

说明书

本实用新型属直流电机类和凸极同步电机类。

普通直流电机的主磁极铁芯，是由1.0～1.5毫米厚的低碳钢板冲片叠压而成的，用铆钉把各冲片紧固在一起，再用螺栓固定在机壳上。

图1－1中（2）为叠片式主磁极，（1）为套在它上面的主极绕组。

普通直流电机的换向极铁芯，是由1.0～1.5毫米厚的低碳钢板冲片叠压而成的，用铆钉把各冲片紧固在一起，再用螺栓固定在机壳上。小型直流电机的换向极铁芯，有时用厚低碳钢板制成。

图2－1中（2）为叠片式换向极，（1）为套在它上面的换向极绕组。

普通凸极同步电机的主磁极铁芯，是由1.0～1.5毫米厚的低碳钢板冲片叠压而成的，用铆钉把各冲片紧固在一起，再用螺栓和燕尾槽加以固定在转轴上。

图3－1中（2）为叠片式主磁极，（1）为套在它上面的主极绕组。

以上3种磁极的共同特点是：极芯轴向长度l_m和l_md都和电枢铁芯长度l_δ相等，极芯纵截面（沿电机轴向）呈矩形，该矩形长为l_m和l_md，宽为b_m和b_md；它的面积分别为S_m＝l_mb_m和S_md＝l_mdb_md。

l_m，b_m，l_md，b_md各符号含意见图1－1，图2－1，图3－1。

图1－1和图2－1两种磁极及其绕组，在机壳内部的布置如图4所示（图中为4极电机），图4中（1）为机壳，（2）为主极铁芯，（3）为换向极绕组，（4）为换向极铁芯，（5）为主极绕组。

采用上述具有矩形极芯截面的磁极是不合理的，因为与磁极相配合的绕组平均匝长l_B较大，用铜量亦较大。必须对磁极的极芯形状加以改进，用减小l_B的办法来达到降低各绕组用铜量的目的。

面积一定的平面几何图形中，园的周长最小，正方形次之，至于矩形，则粗而短的图形周长较小，细而长的图形周长较大。

根据上述原理，在保证磁极极芯纵截面积不变的前提下（即保证极芯磁密不变），应尽可能采用园形、正方形或接近于正方形的矩形及桶园形极芯的磁极。

今以正方形为改进目标，对上述3种磁极进行如下改进。

图1－2是由图1－1变换过来的。变换条件是：当铁芯（2）变换时，保证气隙δ、极弧长度b_δ和极芯截面S_m不变，即：l²_m正＝b²_m正＝l_mb_m，b_m正为正方形极芯的边长；当绕组（1）变换时，保证绕组电阻R_B和磁势F_B不变。因此，电机的基本性能并未因上述改变而改变，但图1－2中的绕组平均匝长比图1－1中减小了，用铜量降低了。

图2－2是由图2－1变换过来的。变换条件是：当铁芯（2）变换时，保证换向极气隙δ_d、换向极宽b_md和极芯截面S_md不变，即：l²_md正＝l_δb_md，当绕组（1）变换时，保证绕组匝数和电阻不变。因此，电机的基本性能并未因上述改变而改变，但图2－2中的绕组平均匝长比图2－1中减小了，用铜量降低了。

图3－2是由图3－1变换过来的。变化条件是：当铁芯（2）变换时，保证气隙δ、极弧长度b_δ和极芯截面S_m不变，即：b²_m正＝l_mb_m，b_m正为正方形极芯的边长；当绕组（1）变换时，保证绕组电阻R_B和磁势F_B不变。因此，电机的基本性能并未因上述改变而改变，但图3－2中的绕组平均匝长比图3－1中减小了，用铜量降低了。