电机及其转子

摘要

一种电机转子，包括转轴及固定于所述转轴上的转子铁芯和换向器，所述转子铁芯具有若干间隔设置的齿，相邻的齿之间形成有用于收容电枢绕组的绕线槽，所述换向器具有若干间隔设置的换向片每一换向片靠近所述转子铁芯的一端设置有钩部，所述电枢绕组具有五个连续的线圈元件，每一线圈元件的一端挂设在一相应的钩部上，自所述钩部出发的绕线均沿同一方向进入对应的绕线槽，如此便能避免交叉的绕线相互摩擦导致的绝缘层破损而导致的电机失效的问题。

权利要求

1.一种电机转子，包括转轴及固定于所述转轴上的转子铁芯和换向器，所述转子铁芯具有若干间隔设置的齿，相邻的齿之间形成有用于收容电枢绕组的绕线槽，所述换向器具有若干间隔设置的换向片，每一换向片靠近所述转子铁芯的一端设置有钩部，其特征在于：所述电枢绕组具有五个连续的线圈元件，每一线圈元件的一端挂设在一相应的钩部上，自所述钩部出发的绕线均沿同一方向进入对应的绕线槽， 其中，相邻的线圈元件的绕线，经一循环方向绕制完成其中一在先线圈元件后，沿另一相反的循环方向自其进入转子铁芯的绕线槽缠绕相应的齿而进入相邻的绕线槽并出线而挂接到与在先线圈元件的钩部相邻的钩部上。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述线圈元件由同一导线绕制而成。

3.根据权利要求2所述的电机转子，其特征在于，每一线圈元件跨越的绕线槽的数量相同。

4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述换向器还包括连接部，所述连接部设置在转轴上并位于所述转子铁芯与换向 片之间，用于支撑绕线自钩部到转子铁芯的部分。

5.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，相邻的换向片之间具有换向器槽，所述换向器槽位于转子铁芯的下方，所述换向器的钩部位于所述绕线槽的下方。

6.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，换向器槽的中心线与相邻绕线槽的中心线设置有夹角，所述夹角的范围为 0度至36度。

7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，所述夹角的度数为36度。

8.一种电机，包括定子和转子，所述定子包括外壳、固定设置到所述外壳的磁极、设置到外壳两端的端盖，其特征在于，所述转子为权利要求1至7中电机转子，所述电机转子的转轴可转动地安装到所述端盖，所述转子铁芯位于所述外壳内。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述磁极由永磁或者定子绕组形成。

说明书

电机及其转子

技术领域

[0001] 本申请涉及电机技术领域，具体涉及一种带有换向器的电机转子及具有该转子的电机。

背景技术

[0002] 电机通常包括定子及与定子配合的转子。转子包括转轴、固定到转轴的转子铁芯和换向器。转子铁芯具有若干沿径向突伸的齿，相邻的齿之间形成绕线槽用于收容线圈绕
组。换向器包括若干换向片，每一换向器的一端具有制成钩部用于与线圈绕组的线端电连
接。

[0003] 在绕制电枢绕组时，通常采用的是α挂线方法，绕线在换向器的钩部相互交叉挂线。交叉的绕线在高速振动下产生微观的高速摩擦，容易导致漆皮破损，从而造成电机短路
失效；进一步地，传统的α挂线方法，致使换向器到转子铁芯间的绕线处于悬空状态，在电机
高速运转工程中，悬空的绕线容易因反复震荡导致断线，导致电机不能正常运转。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本申请一方面提供了一种电机转子，包括转轴及固定于所述转轴上的转子铁芯和换向器，所述转子铁芯具有若干间隔设置的齿，相邻的齿之间形成有用于收容
电枢绕组的绕线槽，所述换向器具有若干间隔设置的换向片每一换向片靠近所述转子铁芯
的一端设置有钩部，所述电枢绕组具有五个连续的线圈元件，每一线圈元件的一端挂设在
一相应的钩部上，自所述钩部出发的绕线均沿同一方向进入对应的绕线槽。

[0005] 进一步地，所述线圈元件由同一导线绕制而成。

[0006] 进一步地，每一线圈元件跨越的绕线槽的数量相同。

[0007] 一些实施例中，相邻的线圈元件的绕线，经一循环方向绕制完成其中一在先线圈元件后，沿另一相反的循环方向自其进入转子铁芯的绕线槽进入相邻的绕线槽并出线而挂
接到与在先线圈元件的钩部相邻的钩部上。

[0008] 在一些实施例中，所述换向器还包括连接部，所述连接部设置在转轴上并位于所述转子铁芯与换线片之间，用于支撑绕线自钩部到转子铁芯的部分。

[0009] 在一些实施例中，相邻的换向片之间具有换向器槽，所述换向器槽位于转子铁芯的下方，所换向器的钩部位于所述绕线槽的下方。

[0010] 进一步地，换向器槽的中心线与相邻绕线槽的中心线设置有夹角，所述夹角的范围的0度至36度。

[0011] 进一步地，所述夹角的度数为36度。

[0012] 另一方面，本申请还提供了一种运用了上述电机转子的电机，所述电机包括定子和转子，所述定子包括外壳、固定设置到所述外壳的磁极、设置到外壳两端的端盖，所述电
机转子的转轴可转动地安装到所述端盖，所述转子铁芯位于所述外壳内。

[0013] 进一步地，所述磁极由永磁或者定子绕组形成。

[0014] 本申请中，自钩部出发的绕线沿同一方向进入相应的绕线槽，如此便能避免交叉的绕线相互摩擦导致的绝缘层破损而导致的电机失效的问题。

附图说明

[0015] 图1是本申请一实施例的电机的示意图。

[0016] 图2是图1所示电机的转子的示意图。

[0017] 图3是图2所示转子的端视图。

[0018] 图4是图2所示转子的电枢绕组的示意图。

具体实施方式

[0019] 以下将结合附图以及具体实施方式对本申请进行详细说明，以使得本申请的技术方案及其有益效果更为清晰明了。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本申请
加以限制，附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。

[0020] 请参阅图1及图2，本申请的电机包括定子和转子。定子包括壳体10、分别设置到壳体10端部的端盖20、以及安装到壳体10内的磁极(图未示)。本实施例中，磁极由永磁形成，
永磁固定安装到壳体10的内侧表面。转子包括转轴31、固定到转轴31的换向器33和转子铁
芯35、以及缠绕在转子铁芯35上并与换向器33电连接的电枢绕组(图中未示出)。转子可转
动地安装到定子，转轴31由设置在端盖20中的轴承支撑，转子铁芯35与定子的磁极相对。

[0021] 本实施例中，换向器33为桶状换向器33，包括管状的连接部331及自连接部331末端周缘向外突伸的换向片333。所述连接部331设置在转轴31上且位于换向片333与转子铁
芯35之间，用于支撑自换向片333进入转子铁芯35的绕线。这些换向片333互相间隔设置，相
邻的换向片333之间形成有供绕线穿过的换向器槽334。换向片333的靠近转子铁芯35的一
端具有钩部用于挂接电枢绕组的线圈元件的线端。本实施例中，换向片333的数量为5个。转
子铁芯35由硅钢片沿转轴31轴向叠加而成，转子铁芯35具有5个径向伸出的齿351，相邻的
两个齿351之间形成绕线槽用于收容线圈元件的有效边，该转子铁芯35共具有5个绕线槽。

[0022] 请同时参阅图3，换向器33的钩部位于转子铁芯35的绕线槽的下方中部，换向器33的换向器槽334位于转子铁芯35的齿351的下方中部。换向器槽334的中心线与相邻绕线槽
的中心线设置有夹角，所述夹角的范围的0度至36度。在本实施例中，所述夹角的度数为36
度。

[0023] 请同时参阅图4，本图中，具有钩部的一排表示换向器33的换向片333，其中，钩部G1至G5表示在不同换向片333上的挂钩；与换向片333连接的线表示绕线；与换向器33远离
的一排表示转子铁芯35的5个齿351，齿351之间为绕线槽例如绕线槽S1至S5，位于绕线槽内
的线表示线圈元件C1至C5。本申请中，线圈元件C1至C5是由绕线缠绕特定的齿351若干匝之
后形成。绕线槽G1至G5及换向片333的钩部G1至S5沿周向方向循环标号。

[0024] 在绕制电枢绕组时，绕线从钩部G1出发，经绕线槽S5伸到转子铁芯35的远换向器33一端，然后在该远换向器33一端跨过绕线槽S4，并经过绕线槽S3返回到转子铁芯35的近
换向器33一端，接着在该近换向器33一端沿着相反的方向跨过绕线槽S4，并再次穿入绕线
槽S5，此过程重复若干次以绕制成线圈元件C1。线圈元件C1的一端沿与绕制线圈元件C1的
循环相反的方向，自绕线槽S5远换向器33一端缠绕相应的齿351而进入绕线槽S1，并经绕线
槽S1出线且挂接到钩部G2上。

[0025] 接着，绕线从钩部G2出发并绕制线圈元件C2，绕制线圈元件C2的过程与绕制线圈元件C1相似。具体地，绕线从钩部G2出发，经绕线槽S1伸到转子铁芯35的远换向器33一端，
然后在该远离换向器33一端跨过绕线槽S5，并经过绕线槽S4返回到转子铁芯35的近换向器
33一端，接着在该近换向器33一端沿着相反的方向跨过绕线槽S5，并再次穿入绕线槽S1，此
过程重复若干次以绕制成线圈元件C2。线圈元件C2的一端沿与绕制线圈元件C2的循环相反
的方向，自绕线槽S1远换向器33一端缠绕相应的齿351而进入绕线槽S2，并经绕线槽S2出线
且挂接到钩部G3上。

[0026] 然后，绕线从钩部G3出发，经绕线槽S2伸到转子铁芯35的远换向器33一端，然后在该远离换向器33一端跨过绕线槽S1，并经过绕线槽S5返回到转子铁芯35的近换向器33一
端，接着在该近换向器33一端沿着相反的方向跨过绕线槽S1，并再次穿入绕线槽S2，此过程
重复若干次以绕制成线圈元件C3。线圈元件C3的一端沿与绕制线圈元件C3的循环相反的方
向，自绕线槽S2远换向器33一端缠绕相应的齿351而进入绕线槽S3，并经绕线槽S3出线且挂
接到钩部G4上。

[0027] 接着，绕线从钩部G4出发，经绕线槽S3伸到转子铁芯35的远换向器33一端，然后在该远离换向器33一端跨过绕线槽S2，并经过绕线槽S1返回到转子铁芯35的近换向器33一
端，接着在该近换向器33一端沿着相反的方向跨过绕线槽S2，并再次穿入绕线槽S3，此过程
重复若干次以绕制成线圈元件C4。线圈元件C4的一端沿与绕制线圈元件C4的循环相反的方
向，自绕线槽S3远换向器33一端缠绕相应的齿351而进入绕线槽S4，并经绕线槽S4出线且挂
接到钩部G5上。

[0028] 最后，绕线从钩部G5出发，经绕线槽S4伸到转子铁芯35的远换向器33一端，然后在该远离换向器33一端跨过绕线槽S3，并经过绕线槽S2返回到转子铁芯35的近换向器33一
端，接着在该近换向器33一端沿着相反的方向跨过绕线槽S3，并再次穿入绕线槽S4，此过程
重复若干次以绕制成线圈元件C5。线圈元件C5自绕线槽S2出线且挂接到钩部G1上。

[0029] 如上所述的绕线方案，所述线圈元件C1‑C5由同一根绕线绕制而成且连续设置；自每一钩部出发的绕线沿同一方向进入相应的绕线槽，如此便能避免钩部交叉的绕线相互摩
擦导致的绝缘层破损而导致的电机失效的问题；同时，线圈元件C1至C5跨越的绕线槽的数
量相同，都为1个，且相邻的线圈元件的绕线，经一循环方向绕制完成其中一在先线圈元件
后，沿另一相反的循环方向自其进入转子铁芯35的绕线槽缠绕相应的齿而进入与其相邻的
绕线槽并出线而挂接到与在先线圈元件相邻的挂钩上；进一步地，换向器33的连接部331设
置在钩部与转子铁芯35之间，其支撑自钩部到转子铁芯35之间的绕线，大大减小了绕线悬
空的几率，有效避免因电机高速旋转过程中，悬空的绕线产生震荡导致疲劳断线，电机失效
的现象，如此，保障了电机稳定的性能。

[0030] 以上所述仅为本申请较佳的具体实施方式，本申请的保护范围不限于以上列举的实施例，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请披露的技术范围内，可显而易见地得到
的技术方案的简单变化或等效替换均落入本申请的保护范围内。