多换向环式直流电动机的换向器

多换向环式直流电动机的换向器

本发明是一种直流电动机的换向器。

图1是直流电动机转子的示意图，主要组成是：轴1、换向器2、绑带3、电枢铁 芯4、绕组5、风扇6，传统的换向器2是将换向片和绝缘层制作在一个单独的环(我 将它称为换向环)上，在换向环上，相邻的换向片之间的绝缘层就只能是一薄层绝 缘材料，由于在电机的运行过程中会产生许多石墨粉和金属粉杂质附着在换向器表 面，使得转子换向器上的电源正负极之间通过换向环表面附着的石墨粉和金属粉杂 质产生大的漏电流，甚至产生“环火”，对换向器和电机危害很大。

本发明的目的是使换向环上的绝缘层厚度大幅度增加，即在转子换向器上的电 源正负极之间绝缘层厚度大幅度增加，使得转子换向器上的电源正负极之间通过换 向环表面附着的石墨粉和金属粉杂质产生的漏电大大减小，从而杜绝对换向器危害 最大的“环火”现象的发生。

本发明是一种直流电动机的换向装置，它包括换向器和电刷两部分，换向器的 主要元件是图2和图3中地换向片4*和换向片之间的绝缘层(以下简称为绝缘层，图2、 图3中没画出，它是与换向片4*的形状一样的一个薄层)，另外，根据换向器的紧固 成形方式可分为三种：一、拱形换向器(图2)，其绝缘件有V形绝缘环3、云母片5， 紧固方法很多，按图2中的紧固件有：垫圈1、螺杆2、压圈6、套筒7等；二、塑料换 向器(图3)，它的紧固件是用来支撑和固定换向片4*及绝缘层的塑料座1，换向片4* 与塑料座1的楔接图形有很多，图3只是其中一种；三、绑环式换向器，采用不导电 的纤维将换向片和绝缘层捆绑成换向器。这些绝缘及紧固方式不属于本发明的范围， 而是属于本发明将要直接沿用的方法。特别要提到的是换向片之间的绝缘材料，按 现有的技术要求是：“厚度均匀，具有一定的弹性，在高温高压下具有较小的收缩 率，老化较慢，其耐热等级应与电机的耐热等级相适应，换向器装配时不应有较多 的胶粘剂流出，加工时不裂解，硬度合宜，最好与换向片有相近的磨损率。”(摘 自《电机工程手册》第4卷，第21-87页)，本发明将要直接沿用以上的工艺方法和 材料(特别提到的是换向片之间的绝缘材料)现有的技术要求。本发明的特征是：换 向器不是按传统的那样将换向片和绝缘层制作在一个单独的环(我将它称为换向环) 上，而是象图4那样将换向片4*和绝缘层3分组制作在两个环(A环和B环)或两个以上 的换向环上，图4中，A环和B环的换向片相互错开，且被绝缘圈1隔开，在每个换向 环上，相邻的换向片4*之间的绝缘层3就不再象以前那样只能是一薄层绝缘材料， 而可以是一层厚的绝缘材料，对于多环换向器而言，绝缘层的厚度上限可用公式来 表达：绝缘层厚度＝(换向环个数-1)*换向片厚度。于是，每个换向环上的绝缘层厚 度大幅度增加，即在转子换向器上的电源正负极之间绝缘层厚度大幅度增加，使得 转子换向器上的电源正负极之间通过换向环表面附着的石墨粉和金属粉杂质产生的 漏电大大减小，从而杜绝了对换向器危害最大的“环火”现象的发生。另外，离 电枢远端的换向环上的换向片必须有导线通向电枢，显然，这些导线不能从换向环 外部通向电枢，而必须从换向环内部专门制作的“隧道”(称为引线孔5，图4中换 向片下部的黑点)中通向电枢。图4中，电刷2(图4中没有画出电刷的图形，仅用电 刷与换向器接触的位置来表示电刷)与电刷8连通并接在电源正极，电刷6与电刷7连 通并接在电源负极，图4中的换向器中，电刷2、8与电刷6、7的位置刚好相差180电 角度。电刷的宽度K参照《电机工程手册》第4卷，第21-43页，电刷的宽度K应保 证能覆盖绕组所要求的最少换向片数(对一个多换向环的换向器而言，所指的最少 换向片数由各换向环分担)。即：K＞(m+1)T；式中，T为换向器片距，m为绕组重路 数。m不小于换向片的厚度T。

实施例通过附图加以说明。

图4中，将换向片4*和绝缘层3分组制作在两个换向环A和B上，A环和B环的换向 片相互错开，且被绝缘圈1隔开，在每个换向环上，相邻的换向片之间的绝缘层就 不再象以前那样只能是一薄层绝缘材料，而可以是一层厚的绝缘材料，其厚度上限 等于换向片厚度。于是，每个换向环上的绝缘层厚度大幅度增加，即在转子换向器 上的电源正负极之间绝缘层厚度大幅度增加，使得转子换向器上的电源正负极之间 通过换向环表面附着的石墨粉和金属粉杂质产生的漏电大大减小，从而杜绝了对换 向器危害最大的“环火”现象的发生。另外，离电枢远端的换向环上的换向片必 须有导线通向电枢，显然，这些导线不能从换向环外部通向电枢，而必须从换向环 内部专门制作的引线空5中通向电枢。图4中，电刷2与电刷8连通并接在电源正极， 电刷6与电刷7连通并接在电源负极，图4中的换向器中，电刷2、8与电刷6、7的位 置刚好相差180电角度。电刷的宽度K应保证能覆盖绕组所要求的最少换向片数(两 个换向环上的换向片数之和)。即：K＞(m+1)T；式中，T为换向器片距，m为绕组重 路数。m不小于换向片的厚度T。为了减少电火花，电刷的的厚度K不小于换向片的 厚度T。