專利名稱：電機的制作方法
技術領域：
本發明屬于電機領域，尤其涉及一種可增加調速范圍的通用電機。
背景技術：
單相串勵電機也稱通用電機，是帶換向器的電樞繞組經電刷與定子勵磁繞組串聯 的單相電機，是交流換向器電機中最常用的類型。此種電機由于轉速高、體積小、重量輕、啟 動轉矩大、調速方便，具有串勵特性，常用于醫療器械、電動工具、日用電器等需要高速、體 積小、重量輕的小功率器械的驅動，如食物攪拌機、吸塵器、家用縫紉機、電鉆、電磨及其他 手提式電動工具。現有的業界常用的雙邊單相串勵電機通常采用兩個勵磁繞組分別纏繞于兩個凸 極上，每一勵磁繞組在相應凸極處形成勵磁極，且兩勵磁極的極性相反，兩勵磁極通過定子 鐵心兩邊的軛部、兩勵磁極與轉子間的氣隙、轉子電樞構成磁回路。這樣，兩個勵磁繞組只 能形成兩個磁極，調速范圍窄。本發明旨在開發一種新型的可增加調速范圍的通用電機。

發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提供一種電機，包括定子及裝設于定子內的轉子， 所述定子包括定子鐵心及若干個電刷，所述定子鐵心包括定子軛部、從定子軛部向內延伸 的2p個主凸極和2p個輔助凸極，所述2p個主凸極和2p個輔助凸極沿轉子周向交替分布， 所述2p個主凸極上分別纏有勵磁繞組，所述4p個電刷受一控制裝置控制選擇性地與所述 勵磁繞組相連，所述勵磁繞組通電后所述電機定子可選擇性地形成4p個磁極或2p個磁極， 其中P為大于1的正整數。本發明進一步的改進在于所述電機為通用電機，所述轉子包括電樞繞組通過換 向器和電刷與所述定子勵磁繞組電連接。本發明進一步的改進在于所述定子包括4p個電刷。本發明進一步的改進在于當形成4p個磁極時，所述4p個電刷中的每一個電刷都 有電流通過，所述主凸極產生極性相同的一種極性，而在輔助凸極處形成相反極性的另一 種極性。本發明進一步的改進在于當形成2p個磁極時，所述4p個電刷中的2p個電刷有 電流通過而另外2p個電刷被斷開，兩相鄰主凸極產生的極性相反。本發明所舉實施例具有的有益效果是本發明的電機，用戶可根據需要選擇4p個 磁極或2p個磁極，相較于現有技術，由于可采用變極調速，從而可大大增加電機的調速范圍。


圖1所示為本發明一實施例的電機沿垂直軸線方向的截面結構示意圖2所示為電機的電刷的電連接端與繞組接線端的連接關系示意圖；圖3所示為電機工作在4極狀態下電刷的電連接端與繞組接線端的連接關系示意 圖；圖4所示為電機工作在4極狀態下的磁場分布示意圖；圖5所示為電機工作在2極狀態下電刷的電連接端與繞組接線端的連接關系示意 圖；圖6所示為電機工作在2極狀態下的磁場分布示意圖；圖7所示為本發明另一實施例提供的電機沿垂直軸線方向的截面結構示意圖；圖8所示為圖7的電機電刷的電連接端與繞組接線端的連接關系示意圖；圖9所示為電機工作在4極狀態下電刷的電連接端與繞組接線端的連接關系示意 圖；圖10所示為電機工作在4極狀態下的磁場分布示意圖；圖11所示為電機工作在2極狀態下電刷的電連接端與繞組接線端的連接關系示 意圖；圖12所示為電機工作在2極狀態下的磁場分布示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下 結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。本發明的電機，包括定子及裝設于定子內的轉子，所述定子包括定子鐵心及4p個 電刷，所述定子鐵心包括定子軛部、從定子軛部向內延伸的2p個主凸極和2p個輔助凸極， 所述2p個主凸極和2p個輔助凸極沿轉子周向交替分布，所述2p個主凸極上分別纏有勵磁 繞組，所述4p個電刷通過一控制電路與所述勵磁繞組相連，所述勵磁繞組通電后所述電機 定子可選擇性地形成4p個磁極或2p個磁極，其中ρ為大于1的正整數。具體地，請參閱圖1與圖2，本發明一實施例提供的單相4極/2極串勵電機包括定 子與轉子。所述定子包括定子鐵心20及兩勵磁繞組30、32，所述定子鐵心20由復數個疊 片沿轉子軸向堆疊而成，包括兩個主凸極22和兩個輔助凸極24，所述主凸極22與輔助凸 極24沿轉子50周向交替分布于轉子50電樞外側，所述勵磁繞組30分別纏繞于所述主凸 極22上，輔助凸極24上沒有纏勵磁繞組。所述定子還包括四個電刷40、42、44、46，每一電 刷40、42、44、46具有一電連接端E、G、F、H。所述兩勵磁繞組30、32的接線端A、B、C、D與 所述電刷40、42、44、46的電連接端E、F、G、H相互間的電連接方式受控制裝置60控制，在 電子控制技術領域，一般技術人員都知道可以有多種實現方式，如可通過觸點式變換或電 子式變化等方式，由于控制方法為業界所熟知，且不是本專利的重點，因此不在此作詳細說 明。所述轉子50包括轉軸52、固定于轉軸52 —端的換向器54、固定至轉軸52另一端的轉 子鐵心56、及若干纏繞于鐵心56上的繞組，所述繞組的末端分別焊接至換向器54的對應掛 鉤上，通過電刷40、42、44、46與換向器54之間的滑動接觸，可將電流導向轉子繞組58。請參閱圖3，所述第一勵磁繞組30的一端A用于與外接電源連接，另一端B分別與 電刷40的電連接端E及電刷42的電連接端G相接，通過電刷40、42、44、46與換向器54滑動接觸后，所述電刷40、42將分別通過換向器和轉子繞組58與另外兩電刷44、46電連接， 電刷44、46的電連接端F、H連接至第二勵磁繞組32的一端D，第二繞組32的另一端C與 外接電源連接。請一并參閱圖4，電機工作時，兩勵磁繞組30、32在兩主凸極22處形成勵磁極，且 兩主凸極22處形成的勵磁極極性相同(如勵磁極的北極都朝外或都朝里)，磁力線在每一 勵磁極、定子軛部、相鄰的兩輔助磁極、相鄰的兩輔助磁極與轉子間的氣隙、轉子、轉子與勵 磁極間的氣隙之間形成回路。這樣，纏繞于所述兩主凸極22上的勵磁繞組30、32可于主凸 極22處形成兩個極性相同的勵磁極，于輔助凸極24處形成兩個極性與主凸極22處極性相 反的感應磁極，總共形成4個磁極，即4個磁回路，通電的轉子繞組58在勵磁繞組30、32產 生的磁場作用下驅動轉子50旋轉。請參閱圖5，當通過控制電路將電刷40的電連接端E及電刷42的電連接端G斷 路時，所述第一勵磁繞組30的一端A與外接電源連接，另一端B與電刷44的電連接端F相 接，通過電刷44、46與換向器54滑動接觸后，所述電刷44的通過轉子繞組58與電刷46電 連接，電刷46的電連接端H連接至第二繞組32的一端C，第二繞組32的另一端D與外接電 源連接。請一并參閱圖6，電機工作時，兩勵磁繞組30、32在兩主凸極22處形成勵磁極，且 兩主凸極22處形成的勵磁極極性相反，即一個主凸極的北極朝里而另一個主凸極的北極 朝外，在第一主凸極、位于主凸極兩側的定子軛部、第二主凸極、第二主凸極與轉子間的氣 隙、轉子、轉子與第一主凸極間的氣隙之間形成2個磁回路。這樣，纏繞于所述兩主凸極22 上的勵磁繞組30、32可于主凸極22處形成兩個極性相反的勵磁極，共形成2個磁回路，通 電的轉子繞組58在勵磁繞組30、32產生的磁場作用下驅動轉子50旋轉。在本發明實施例中，所述定子鐵心為雙邊結構，定子橫截面可以是圓形或方形等 不同形狀。每一凸極22、24包括從定子軛部沿徑向向內延伸的頸部，從頸部沿轉子周向延 伸的兩極靴，兩極靴遠離軛部(與轉子相對)的表面形成連續的極弧，圍繞在轉子50外側。 所述主凸極22的極靴與定子軛部間的距離大于所述輔助凸極24的極靴與定子軛部間的 距離，這樣，所述主凸極22極靴與定子軛部間可形成較大的收容空間，以容納勵磁繞組30、 32。可以理解地，此處所稱周向和徑向為廣義上的周向和徑向，并非針對圓或圓柱形結構， 如方形等其他形狀亦包含在本發明范圍之內。圖7至圖11所示為本發明另一實施例提供的單相串勵電機。請參閱圖7至圖11，本發明的電機包括4個主凸極22和4個輔助凸極24相互間 隔排列，4個主凸極22上分別纏繞勵磁繞組30、32、34、36，輔助凸極上未繞勵磁繞組，當勵 磁繞組30、32、34、36的末端A H與電刷的電連接端I、J、K、L、M、N、P、Q的連接關系如圖 9所示時，電機可形成8個磁回路，也即形成8個磁極，如圖10所示；當勵磁繞組30、32、34、 36的末端A H與電刷的電連接端I、J、K、L、M、N、P、Q的連接關系如圖11所示時，電機可 形成4個磁極，如圖12所示。本發明的電機，用戶可根據需要選擇4p個磁極或2p個磁極，其中ρ為大于等于1 的正整數，相較于現有技術，由于可采用變極調速，從而可大大增加電機的調速范圍。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種電機，包括定子及裝設于定子內的轉子，所述定子包括定子鐵心及若干個電刷，其特征在于所述定子鐵心包括定子軛部、從定子軛部沿徑向向內延伸的2p個主凸極和2p個輔助凸極，所述2p個主凸極和2p個輔助凸極沿定子軛部周向交替分布并圍繞在轉子外圍，所述2p個主凸極上分別纏有勵磁繞組，一控制裝置控制所述勵磁繞組的接線端和所述電刷的電連接端相互間的電連接，并使得所述勵磁繞組通電后所述電機定子可選擇性地形成4p個磁極或2p個磁極，其中p為大于等于1的正整數。
2.如權利要求1所述的電機，其特征在于所述電機為通用電機，所述轉子包括電樞繞 組通過換向器和電刷與所述定子勵磁繞組電連接。
3.如權利要求1或2所述的電機，其特征在于所述定子包括4p個電刷。
4.如權利要求3所述的電機，其特征在于當形成4p個磁極時，所述4p個電刷中的每 一個電刷都有電流通過，所述主凸極產生極性相同的一種極性，而在輔助凸極處形成相反 極性的另一種極性。
5.如權利要求3所述的電機，其特征在于當形成2p個磁極時，所述4p個電刷中的2p 個電刷有電流通過而另外2p個電刷被斷開，兩相鄰主凸極產生的極性相反。
6.如權利要求1所述的電機，其特征在于每一凸極包括從定子軛部沿徑向向內延伸 的頸部，從頸部沿轉子周向延伸的兩極靴，兩極靴與轉子相對的面形成連續的極弧。
7.如權利要求6所述的電機，其特征在于所述主凸極極靴的末端與定子軛部間的距 離大于所述輔助凸極極靴的末端與定子軛部間的距離。
8.如權利要求1所述的電機，其特征在于P等于1、2或3。
全文摘要
本發明涉及一種電機，包括定子及裝設于定子內的轉子，所述定子包括定子鐵心及若干個電刷，所述定子鐵心包括定子軛部、從定子軛部向內延伸的2p個主凸極和2p個輔助凸極，所述2p個主凸極和2p個輔助凸極沿轉子周向交替分布，所述2p個主凸極上分別纏有勵磁繞組，所述4p個電刷通過一控制電路與所述勵磁繞組相連，所述勵磁繞組通電后所述電機定子可選擇性地形成4p個磁極或2p個磁極，其中p為大于等于1的正整數。本發明的電機，用戶可根據需要選擇4p個磁極或2p個磁極，相較于現有技術，由于可采用變極調速，從而可大大增加電機的調速范圍。
文檔編號H02K1/14GK101895158SQ20091010751
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月22日 優先權日2009年5月22日
發明者劉寶廷, 李越, 柴繼東 申請人:德昌電機(深圳)有限公司