專利名稱：整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備和制造其電樞的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改進(jìn)的整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備，如整流式電動機(jī)或整流式發(fā)電機(jī)，并涉及形成該整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備的電樞繞組的方法。
在形成整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備(即整流式電動機(jī)或發(fā)電機(jī))的電樞繞組的常規(guī)方法中，繞組每匝從一個槽導(dǎo)入另一槽，它僅經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸的左邊或右邊。
人們需要整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備具有較高效率(即輸出輸入比)。為提高這類設(shè)備的效率，就應(yīng)獲得設(shè)備內(nèi)的整流效率。具有由常規(guī)方法制成的電樞繞組的普通設(shè)備不能獲得所需的整流效率。并且，在整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備中，當(dāng)輸出電壓或轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較高時，不能完成整流功能。因此，先有技術(shù)的整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備幾乎不能用作高電壓交流整流式電動機(jī)或高電壓通用電動機(jī)。
本發(fā)明的目的在于提供一種高效率整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備，以及一種形成電樞繞組的方法，該方法有助于提供具有高效率的整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備。
為達(dá)此目的，本發(fā)明提供一種整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其中的每個整流片有一個電樞繞組。電樞繞組的一端接至一個整流片，繞組的另一端接至下一個整流片。一根導(dǎo)線構(gòu)成的繞組通過一對槽圍繞電樞纏繞數(shù)次，使得由一個槽到另一個槽而經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸一邊(或是左邊或是右邊)的線段數(shù)與由所述的一個槽到所述的另一槽而經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸另一邊的線段數(shù)相等或多于1。
為此目的，本發(fā)明也提供一種形成電樞繞組的方法，其中，一根導(dǎo)線通過一對槽圍繞電樞纏繞數(shù)次，使得由一個槽到另一槽而經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸一邊(左或右)與由所述的一個槽到所述另一槽而經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸另一邊的線段數(shù)相等或多于1。
由于有上述特殊結(jié)構(gòu)的電樞繞組，本發(fā)明的整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備效率高，并能用作高電壓交流整流式電動機(jī)或高電壓通用電動機(jī)。


圖1是說明本發(fā)明的電動機(jī)的概要圖;
圖2A～圖2D是表示圖1電動機(jī)的電樞繞組的圖;及圖3是表示圖2A～圖2D中的電動機(jī)特性與常規(guī)電動機(jī)特性的圖。
本發(fā)明的形成整流式電動機(jī)電樞繞組的方法將結(jié)合圖1進(jìn)行說明。
如圖1所示，電動機(jī)有一個電樞及N，S兩極。電樞有二十二個槽。導(dǎo)線以節(jié)距11繞在電樞上。線應(yīng)被繞得使之通過轉(zhuǎn)子軸O的一邊，并以同樣方向和基本上相同的次數(shù)通過轉(zhuǎn)子軸O的另一邊。
參考圖2A至圖2D，將解釋通用電動機(jī)的電樞繞組是如何制成的。圖2A是電動機(jī)電樞1的正視圖，它示出兩個電刷11和12，四個槽21至24，以及整流片31和32。槽21和22形成相對于轉(zhuǎn)子軸3對稱布置的第一對。同樣，槽23和24形成第二對，它們相對于轉(zhuǎn)子軸3也是對稱布置的。電刷11和12接于直流電源13或交流電源14。
圖2B是電樞1的后視圖，圖2C是通用電動機(jī)轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。圖2D是電樞1的透視圖。為簡單起見，圖2D中只示出了兩個槽21和22以及部分電樞繞組。兩個極(圖2A～圖2D中未示出)如圖1所示地設(shè)置。
現(xiàn)在詳述形成電樞繞組的方法。在此實(shí)施例中，一根導(dǎo)線將導(dǎo)入每個槽八次。
第一根導(dǎo)線W1接于整流片31，該整流片是被電刷11短路的整流片之一。如圖2A和圖2D中看到的那樣，第一根線W1導(dǎo)入槽21。如圖2B中所示，該導(dǎo)線經(jīng)過電動機(jī)軸3的右邊，從槽21又被導(dǎo)入槽22。然后經(jīng)過電動機(jī)軸3的右邊，導(dǎo)線從槽22導(dǎo)入槽21，如圖2A和2D所見。
如圖2B所示，經(jīng)過軸3的右邊，第二根導(dǎo)線W2從槽21導(dǎo)入槽22。如圖2A和2D所示，該導(dǎo)線經(jīng)過軸3的左邊，又從槽22導(dǎo)入槽21。從圖2B中明顯可見，第三根導(dǎo)線W3經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸3的左側(cè)從槽21導(dǎo)入槽22內(nèi)。如圖2A和圖2D所示，它又經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸3的左側(cè)從槽22導(dǎo)入槽21內(nèi)。從圖2B中明顯可見，第四根導(dǎo)線W4經(jīng)過軸3的左側(cè)從槽21導(dǎo)入槽22內(nèi)。如圖2A和2D所示，該導(dǎo)線W4經(jīng)過槽22并經(jīng)過軸3的右側(cè)，連接到整流片31的下一個整流片32上。
如圖2A所示，第五根導(dǎo)線W5從整流片32導(dǎo)入到槽23內(nèi)。如圖2B所示，該導(dǎo)線經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸3的右側(cè)從槽23導(dǎo)入槽24內(nèi)，然后如圖2A所看到的，它又經(jīng)過軸的右側(cè)從槽24導(dǎo)入槽23內(nèi)，如圖2B所示，第六根導(dǎo)線W6經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸3的右側(cè)從槽23導(dǎo)入槽24內(nèi)，從圖2A可見，它又經(jīng)過軸3的左側(cè)從槽24導(dǎo)入槽23內(nèi)。如圖2B所示，第七根導(dǎo)線W7經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸3的右側(cè)從槽23到入槽24內(nèi)，如圖2A可見，它又經(jīng)過軸3的左側(cè)從槽24導(dǎo)入槽23內(nèi)。如圖2B所示，第八根導(dǎo)線W8經(jīng)過軸3的左側(cè)從槽23導(dǎo)入槽24內(nèi)，它經(jīng)過了槽24并經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸3的右側(cè)連接于整流片32的下一個整流片33，如圖2A所示。
同樣地形成類似的電樞繞組，并連接到通用電動機(jī)的所有其它的整流片上。因此，兩繞組的導(dǎo)線通過電樞1的每個槽四次，籍此，八根導(dǎo)線通過每個槽。結(jié)果產(chǎn)生圖2C的轉(zhuǎn)子。
由上述可知，每個電樞繞組的導(dǎo)線通過一對槽，使得通過轉(zhuǎn)子軸一邊的線段數(shù)與通過轉(zhuǎn)子軸另一邊的線段數(shù)相等或多于1。轉(zhuǎn)子軸的哪個邊是左或是右取決于從那邊觀看電動機(jī)，也取決于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度。但是，如果考慮到了導(dǎo)線延伸部分的方向，則本發(fā)明很容易被理解。如很清楚地表示在圖2A中的，從槽22延伸到槽21的導(dǎo)線中，兩根導(dǎo)線(W2和W3)經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸3的左側(cè)，一根導(dǎo)線(W1)經(jīng)過其右側(cè)。于是，經(jīng)過軸3左側(cè)的導(dǎo)線比穿過右側(cè)的多一根。另一方面，如圖2B所示，從槽21延伸到槽22的導(dǎo)線中，兩根穿過轉(zhuǎn)子軸3的右側(cè)，同樣也是兩根穿過軸3的左側(cè)。在這種情況下，同樣多的導(dǎo)線穿過轉(zhuǎn)子軸3的每一側(cè)。
例如根據(jù)本發(fā)明，六根導(dǎo)線可被導(dǎo)入每個槽。此時，兩繞組的導(dǎo)線通過電樞1每個槽三次。在電樞1的正面，同樣數(shù)量的導(dǎo)線經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸3的任一側(cè)，從槽22導(dǎo)入槽21。在電樞的背面，由槽22導(dǎo)入槽21的經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸3一側(cè)的導(dǎo)線數(shù)比經(jīng)過另一側(cè)的多一根或少一根。
當(dāng)交流或直流電壓加于電刷，在導(dǎo)入每個槽的導(dǎo)體上的電流與在常規(guī)電樞繞組中的完全一樣。另外，電樞繞組連接于整流片的方式與常規(guī)電動機(jī)相同。因此，可作為通用電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
上述實(shí)施例的電樞繞組有助于有效地獲得整流。因此，電動機(jī)不需要輔助磁極，也不需要將整流軸相對中性軸傾斜。其結(jié)果，使通用電動機(jī)具有高效率。
為確保本發(fā)明的電動機(jī)的特性，發(fā)明人還做出了如下實(shí)驗(yàn)制造兩個常規(guī)電動機(jī)，每個電動機(jī)有22槽的電樞，且電樞繞組由直徑0.45毫米的導(dǎo)線繞制。用導(dǎo)線繞在電樞上，使每個槽有24根導(dǎo)線。第一個常規(guī)電動機(jī)的整流軸與中性軸對準(zhǔn)，而第二個常規(guī)電動機(jī)的整流軸朝轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)的反方向傾斜。一個根據(jù)本發(fā)明制造的電動機(jī)，它也有一個22槽的電樞和每個繞組由直徑為0.45毫米的導(dǎo)線繞制的電樞繞組。導(dǎo)線被繞在電樞上，使得導(dǎo)入每個槽有24根導(dǎo)體。本發(fā)明的電動機(jī)具有的整流軸與中性軸對準(zhǔn)。同樣的風(fēng)扇安在三個電動機(jī)上作為負(fù)載。然后在同樣條件下驅(qū)動電動機(jī)。
在實(shí)驗(yàn)過程中，可看到在第一臺常規(guī)電動機(jī)的電刷上產(chǎn)生密集的火花，該電動機(jī)的整流軸與中性軸是對準(zhǔn)的，而在第二臺常規(guī)電動機(jī)和本發(fā)明的電動機(jī)內(nèi)無火花產(chǎn)生。表示第一臺常規(guī)電動機(jī)特性的數(shù)據(jù)則不能被獲取。與第二臺常規(guī)電動機(jī)和本發(fā)明的電動機(jī)相關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示于圖3中。
從圖3中顯然可知，本發(fā)明的電動機(jī)比第二臺常規(guī)電動機(jī)的效率高。換句話說，本發(fā)明的電動機(jī)在效率上要優(yōu)于常規(guī)電動機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的方法制成的整流子繞組有助于進(jìn)行高效率的整流。于是，如果這樣的繞組組裝到電動機(jī)中去，該電動機(jī)將不需要輔助磁極，也不需要其整流軸相對中性軸傾斜。因此，這些整流子繞組可用于制造高電壓交流電動機(jī)。
發(fā)明人制造了具有本發(fā)明的整流子繞組的高電壓交流電動機(jī)，以不同的電壓和電流驅(qū)動該電動機(jī)，測量被驅(qū)動的該電動機(jī)具有的轉(zhuǎn)速，其結(jié)果示于下表
表1240V0.52A10950rpm260V0.55A11750rpm280V0.58A12100rpm300V0.60A12700rpm320V0.64A13300rpm340V0.68A13900rpm360V0.73A14500rpm380V0.77A15100rpm400V0.81A15600rpm420V0.85A16100rpm440V0.90A16700rpm本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制。例如，電樞不限于以節(jié)距11用導(dǎo)線繞制的22槽電樞。本發(fā)明可適用于例如以節(jié)距9或10用導(dǎo)線繞制的20槽或24槽電樞。然而應(yīng)注意，當(dāng)本發(fā)明用于具有兩磁極及由導(dǎo)線繞制并導(dǎo)入相對的兩個槽的電樞的設(shè)備時，尤其具有優(yōu)越性。
該線段以何種次序經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸左側(cè)和右側(cè)無關(guān)緊要，只需要經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸一側(cè)的線段數(shù)與經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸另一側(cè)的線段數(shù)相等或多于1。
根據(jù)本發(fā)明，用于整流子的繞組可由一根單導(dǎo)線或若干根導(dǎo)線繞成。如圖2A所示，任一個電刷比整流片寬二倍，籍此抑制火花的產(chǎn)生。
上述的實(shí)施例是通用電動機(jī)，然而，本發(fā)明可用于直流電動機(jī)，單向交流電動機(jī)，等等。
此外，本發(fā)明還可用于整流式發(fā)電機(jī)。
如所述的，根據(jù)本發(fā)明的方法制成的整流子繞組有助于整流的高效率。因此，如果這些繞組裝在一個電動機(jī)內(nèi)，該電動機(jī)具有高效率，而無需輔助磁極，或相對中性軸使整流軸傾斜。另外，該整流子繞組的應(yīng)用使制造高電壓交流電動機(jī)成為可能。
權(quán)利要求
1.一種整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備，它包括一個帶有一個軸，多個槽和多個整流片的電樞(1)；一對壓在所述整流片上的電刷(11、13)；一對磁極(N，S)；以及多個繞組(W1-W8)，每個繞組的一端接于對應(yīng)的整流片(31)，繞組的另一端接于對應(yīng)的整流片(31)的下一個整流片(32)，并將導(dǎo)線導(dǎo)入槽(21、22)，圍繞所述電樞(1)纏繞數(shù)次，使得從一個槽至另一槽而經(jīng)過軸一側(cè)的線段數(shù)與從所述的一個槽至所述另一槽而經(jīng)過軸另一側(cè)的線段數(shù)相等或多于1。
2.一種繞制電樞的方法，其完成步驟為將導(dǎo)線穿過一對槽圍繞電樞纏繞數(shù)次，使得從一個槽到另一個槽而經(jīng)過軸一側(cè)的線段數(shù)與從所述的一個槽到所述的另一個槽而經(jīng)過軸另一側(cè)的線段數(shù)相等或多于1。
全文摘要
本發(fā)明提供用于整流式旋轉(zhuǎn)設(shè)備整流子的整流子繞組。每個繞組一端接于相應(yīng)整流片(31)，其另一端接于相應(yīng)整流片(31)的下一個整流片(32)。繞組由導(dǎo)線圍繞電動機(jī)的電樞纏繞數(shù)次而制成。導(dǎo)線被導(dǎo)入電樞的一對相對的槽(21，22)內(nèi)，使得經(jīng)過電樞軸一側(cè)的線段數(shù)與經(jīng)過所述電樞軸(3)另一側(cè)的線段數(shù)相等或多于1。
文檔編號H02K23/26GK1039935SQ8910612
公開日1990年2月21日 申請日期1989年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月1日
發(fā)明者多賀安男 申請人:多賀安男