串励电机

技术领域

本发明涉及电机装置技术领域，特别是涉及一种串励电机。

背景技术

串励电机俗称串励电动机或通用电机(Universal Motor)，因电枢绕组和励磁绕组串联在一起工作而得名。单相串励电机属于交、直流两用电动机，既可以使用交流电源工作，也可以使用直流电源工作。

然而，在使用的时候，串励电机的实际扭矩并非一直能够满足所需，这就导致串励电机在工作的过程中扭矩力不够而长期处于过载状态，从而影响到串励电机的工作寿命。

发明内容

基于此，有必要提供一种串励电机；该串励电机的负载能力相比传统更高，能够提供更大的扭矩，从而满足实际的需要，保证正常的工作寿命。

其技术方案如下：

一个实施例提供了一种串励电机，包括：

转轴；

转子铁芯，所述转子铁芯与所述转轴同轴设置且固定在所述转轴上；及

定子组件，所述定子组件包括定子铁芯和设在所述定子铁芯上的定子绕组，所述定子铁芯固定设置，所述转轴与所述定子铁芯转动连接，所述定子绕组设有多个并呈间隔设置，且所述定子绕组与所述转子铁芯对应设置。

上述串励电机，转子铁芯固定在转轴上，定子铁芯上设有多个定子绕组，当启动的时候，转子铁芯相对定子铁芯转动，从而带动转轴转动，相比传统只有两个定子绕组的两极串励电机，多个定子绕组能够输出更高的扭矩，满足大负载的工作要求，保证串励电机的正常工作寿命。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述定子组件还包括第一线架和第二线架，所述第一线架和所述第二线架分别固定在所述定子铁芯的相对两端；

所述第一线架设有第一通孔，所述第一通孔设有多个并呈间隔开设；

所述第二线架设有多个第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔一一对应；

所述定子铁芯设有多个第三通孔，所述第三通孔与所述第一通孔一一对应；

所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔使所述定子铁芯、所述第一线架和所述第二线架形成多个绕线结构，所述绕线结构与所述定子绕组一一对应。

在其中一个实施例中，所述第一线架呈环状设置，所述第一通孔设有四个并均布在所述第一线架的外周；所述第二线架呈环状设置，所述第二通孔设有四个并均布在所述第二线架的外周；所述定子铁芯呈环状设置，所述第三通孔设有四个并均布在所述定子铁芯的外周，所述转子铁芯位于所述定子铁芯的环内；

所述第一线架设有第一挡线板，所述第一挡线板朝远离所述定子铁芯的方向凸出设置；所述第一挡线板设有四个并均布在所述第一线架的内侧端，所述第一挡线板与相邻两个所述第一通孔之间的位置对应；

所述第二线架设有第二挡线板，所述第二挡线板朝远离所述定子铁芯的方向凸出设置；所述第二挡线板设有四个并均布在所述第二线架的内侧端，所述第二挡线板与相邻两个所述第二通孔之间的位置对应。

在其中一个实施例中，所述串励电机还包括第一支架和第二支架，所述第一支架和所述第二支架分别固定在所述定子铁芯的相对两端；

所述串励电机还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承呈间隔设在所述转轴上，所述第一支架设有第一安装通孔，所述第一轴承通过所述第一安装通孔安装在所述第一支架上，所述第二支架设有第二安装通孔，所述第二轴承通过所述第二安装通孔安装在所述第二支架上。

在其中一个实施例中，所述串励电机还包括电刷组件和换向器，所述电刷组件设有多个并呈间隔设在所述第一支架上，所述换向器套设在所述转轴上，所述换向器位于所述第一支架和所述转子铁芯之间，且所述电刷组件环绕在所述换向器的外周。

在其中一个实施例中，所述电刷组件包括电刷盒、电刷头、弹簧和挡片，所述电刷盒固定在所述第一支架上且设有第一通腔，所述弹簧位于所述第一通腔内，所述电刷头的一端与所述换向器抵接，所述电刷头的另一端与所述弹簧的一端连接，所述弹簧的另一端与所述挡片连接，所述挡片与所述电刷盒固定。

在其中一个实施例中，所述电刷组件还包括能够导热的支撑套，所述支撑套通过所述第一通腔套设在所述电刷盒内，所述支撑套设有第二通腔，所述电刷头能够在所述第二通腔内移动。

在其中一个实施例中，所述电刷盒的相对两侧分别设有第一固定块和第二固定块，所述第一支架设有安装槽，所述安装槽的两个侧壁分别开设有第一阶梯槽和第二阶梯槽，所述第一阶梯槽与所述第一固定块对应，所述第二阶梯槽与所述第二固定块对应，所述第一固定块通过所述第一阶梯槽固定在所述第一支架上，所述第二固定块通过所述第二阶梯槽固定在所述第二支架上；

所述电刷盒设有第一开槽，所述第一开槽与所述第一通腔相通，所述支撑套设有第二开槽，所述第二开槽与所述第二通腔相通，且所述第二开槽与所述第一开槽对应开设，所述电刷组件还包括铜插片，所述铜插片的一端通过所述第一开槽和所述第二开槽伸入所述第二通腔内，所述挡片位于所述第二通腔内且与所述铜插片抵接。

在其中一个实施例中，所述定子铁芯设有限位通孔，所述限位通孔设有至少两个并呈间隔设置，所述第一支架设有第一限位柱，所述第一限位柱与所述限位通孔对应设置，所述第一限位柱设在所述第一支架朝向所述定子铁芯的一端，所述第二支架设有第二限位柱，所述第二限位柱与所述限位通孔对应设置，所述第二限位柱设在所述第二支架朝向所述定子铁芯的一端；

所述串励电机还包括第一固定螺钉，所述第一固定螺钉设有多个，所述第一固定螺钉用于将所述第一支架和所述第二支架分别固定在所述定子铁芯的相对两端；

所述第二支架设有支撑臂，所述支撑臂设有多个并呈间隔设在所述第二支架的外周，所述支撑臂设有第三安装通孔，所述串励电机还包括防震垫，所述防震垫设有多个并与所述支撑臂一一对应，所述防震垫通过所述第三安装通孔安装在对应的所述支撑臂上。

在其中一个实施例中，所述串励电机还包括风罩和风叶，所述风罩与所述第一支架固定或所述风罩与所述定子铁芯固定，所述第一支架位于所述风罩内，所述风罩设有出风口，所述出风口位于所述风罩远离所述第一支架的一侧，所述风叶固定在所述转轴的端部且位于所述风罩的外侧。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

此外，附图并不是以1:1的比例绘制，并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。

图1为一个实施例中串励电机的整体结构示意图；

图2为图1实施例中串励电机的整体结构爆炸图；

图3为图1实施例中定子铁芯、第一线架、第二线架、第一支架及电刷组件的装配图；

图4为图1实施例中定子铁芯、转子铁芯、第一线架和第二线架的装配图；

图5为图1实施例中第一支架的整体结构示意图；

图6为图1实施例中第一支架和电刷组件的装配示意图；

图7为图1实施例中第二支架的整体结构示意图；

图8为图1实施例中定子铁芯和转子铁芯的装配示意图；

图9为图1实施例中电刷组件的整体结构爆炸图。

附图标注说明：

110、转轴；121、第一轴承；122、第二轴承；130、换向器；200、转子铁芯；310、定子铁芯；311、第三通孔；312、限位通孔；320、第一线架；321、第一通孔；322、第一挡线板；330、第二线架；331、第二通孔；332、第二挡线板；410、第一支架；411、第一安装通孔；4121、安装槽；4122、第一阶梯槽；4123、第二阶梯槽；413、第一限位柱；420、第二支架；421、第二安装通孔；422、第二限位柱；423、支撑臂；4231、第三安装通孔；430、第一固定螺钉；440、防震垫；500、电刷组件；510、电刷盒；511、第一固定块；512、第二固定块；、第一开槽；514、第一通腔；520、电刷头；530、弹簧；540、挡片； 550、支撑套；551、第二开槽；552、第二通腔；610、风罩；611、出风口；620、风叶；630、第二固定螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参照图1和图2，一个实施例提供了一种串励电机，包括转轴110、转子铁芯200和定子组件。其中：

转轴110能够在转子铁芯200的带动下转动，并输出扭矩。

转子铁芯200与转轴110同轴设置且固定在转轴110上。

如图2所示，转子铁芯200大致套设在转轴110的中部位置，且转子铁芯 200的两侧分别设有绝缘端板。

转子铁芯200上绕设有转子绕组，工作时，定子绕组和转子绕组相互作用，从而使转子铁芯200相对定子铁芯310转动，转子铁芯200转动，从而带动转轴110转动。

在一个实施例中，定子组件包括定子铁芯310和设在定子铁芯310上的定子绕组，定子铁芯310固定设置，转轴110与定子铁芯310转动连接，定子绕组设有多个并呈间隔设置，且定子绕组与转子铁芯200对应设置。

该串励电机，转子铁芯200固定在转轴110上，定子铁芯310上设有多个定子绕组，当启动的时候，转子铁芯200相对定子铁芯310转动，从而带动转轴110转动，相比传统只有两个定子绕组的两极串励电机，多个定子绕组能够输出更高的扭矩，满足大负载的工作要求，保证串励电机的正常工作寿命。

在一个实施例中，请参照图2至图4，定子组件还包括第一线架320和第二线架330，第一线架320和第二线架330分别固定在定子铁芯310的相对两端。

请参照图4，第一线架320设有第一通孔321，第一通孔321设有多个并呈间隔开设。

请参照图4，第二线架330设有多个第二通孔331，第二通孔331与第一通孔321一一对应。

请参照图4，定子铁芯310设有多个第三通孔311，第三通孔311与第一通孔321一一对应。

请结合图2至图4，第一通孔321、第二通孔331和第三通孔311使定子铁芯310、第一线架320和第二线架330形成多个绕线结构，绕线结构与定子绕组一一对应。

当第一线架320、定子铁芯310和第二线架330固定在一起之后，由于第一通孔321、第三通孔311和第二通孔331均一一对应，相当于形成了一个贯穿第一线架320、定子铁芯310和第二线架330的大通孔，而相邻通孔之间为实体结构，该实体结构则形成了绕线结构，定子绕组可以通过大通孔进行穿行并绕设在绕线结构上，不再赘述。

在一个实施例中，请参照图4，第一线架320呈环状设置，第一通孔321设有四个并均布在第一线架320的外周。第二线架330呈环状设置，第二通孔331 设有四个并均布在第二线架330的外周。定子铁芯310呈环状设置，第三通孔 311设有四个并均布在定子铁芯310的外周，转子铁芯200位于定子铁芯310的环内。

相应地，定子绕组设有四个并绕设在对应的四个绕线结构上，四个定子绕组均布在定子铁芯310上，形成四级串励电机，相比传统的两极串励电机，输出扭矩增大了一倍。

在一个实施例中，请参照图4，第一线架320设有第一挡线板322，第一挡线板322朝远离定子铁芯310的方向凸出设置。

为了便于定子绕组的精确绕线，第一挡线板322用于对定子绕组的绕线起到限位作用，避免绕线饶偏。

进一步地，请参照图4，第一挡线板322设有四个并均布在第一线架320的内侧端，第一挡线板322与相邻两个第一通孔321之间的位置对应。

在一个实施例中，请参照图4，第二线架330设有第二挡线板332，第二挡线板332朝远离定子铁芯310的方向凸出设置。

进一步地，请参照图4，第二挡线板332设有四个并均布在第二线架330的内侧端，第二挡线板332与相邻两个第二通孔331之间的位置对应。

第二挡线板332的设置于第一挡线板322的设置同理，这里不再赘述。

在一个实施例中，请参照图2和图3，串励电机还包括第一支架410和第二支架420，第一支架410和第二支架420分别固定在定子铁芯310的相对两端。

在一个实施例中，请参照图2，串励电机还包括第一轴承121和第二轴承 122，第一轴承121和第二轴承122呈间隔设在转轴110上，第一支架410设有第一安装通孔411，第一轴承121通过第一安装通孔411安装在第一支架410上，第二支架420设有第二安装通孔421，第二轴承122通过第二安装通孔421安装在第二支架420上。

第一轴承121和第二轴承122的设置，一方面实现对转轴110的安装和支撑，另一方面实现转轴110与第一支架410和第二支架420的转动连接。

在一个实施例中，请参照图2，串励电机还包括电刷组件500和换向器130，电刷组件500设有多个并呈间隔设在第一支架410上，换向器130套设在转轴上，换向器130位于第一支架410和转子铁芯200之间，电刷组件500环绕在换向器130的外周。

如图2所示，电刷组件500设有四个，四个电刷组件500均布在换向器130 的外周，电刷组件500用于实现定子绕组和转子绕组的导通，四个电刷组件500 和四个定子绕组对应，以提供更大的扭矩输出。

同时，相比传统只有两个电刷组件500，多个电刷组件500的设置使得每个电刷组件500所承担的磨损有所降低，从而提高了单个电刷组件500的使用寿命，而无需频繁更换电刷组件500。

在一个实施例中，请参照图2和图9，电刷组件500包括电刷盒510、电刷头520、弹簧530和挡片540，电刷盒510固定在第一支架410上且设有第一通腔514，弹簧530位于第一通腔514内，电刷头520的一端与换向器130抵接，电刷头520的另一端与弹簧530的一端连接，弹簧530的另一端与挡片540连接，挡片540与电刷盒510固定。

弹簧530的一端被挡片540抵接，弹簧530的另一端抵压电刷头520，以使电刷头520始终与换向器130抵接，不再赘述。

可选地，电刷盒510为电木碳刷盒。

在一个实施例中，电刷头520的一端设有抵接部，所述抵接部呈斜角面设置。

可选地，电刷头520的抵接部具有多个阶梯结构，多个阶梯结构错落分布形成斜面，从而与换向器130抵接，相比直平面，延长了电刷头520的使用寿命。

在一个实施例中，请参照图9，电刷组件500还包括能够导热的支撑套550，支撑套550通过第一通腔514套设在电刷盒510内，支撑套550设有第二通腔 552，电刷头520能够在第二通腔552内移动。

串励电机在工作的过程中，换向器130高速旋转，势必导致电刷头520在磨损的过程中产生大量热量，而电刷盒510通常由塑胶材质制成，在电刷头520 发热的情况下，很容易导致电刷盒510受热变形而影响对电刷头520的保护的限位等作用。为避免电刷头520产热可能使电刷盒510发生变形的问题，在电刷头520和电刷盒510之间设置支撑套550，支撑套550由刚性可导电材料制成，如此设置，一方面由于导热会吸收一定的热量，降低传导到电刷盒510的热量，另一方面，支撑套550又起到保持电刷盒510形态的作用，防止电刷盒510由于过热而导致变形。

可选地，支撑套550的材质为铜，铜具有优良的导电性和导热性。

在一个实施例中，请参照图5和图9，电刷盒510的相对两侧分别设有第一固定块511和第二固定块512，第一支架410设有安装槽4121，安装槽4121的两个侧壁分别开设有第一阶梯槽4122和第二阶梯槽4123，第一阶梯槽4122与第一固定块511对应，第二阶梯槽4123与第二固定块512对应，第一固定块511 通过第一阶梯槽4122固定在第一支架410上，第二固定块512通过第二阶梯槽 4123固定在第二支架420上。

可选地，第一固定块511和第二固定块512通过螺钉固定的方式固定在第一支架410上；或者第一固定块511和第二固定块512通过粘接的方式固定在第一支架410上，不再赘述。

在一个实施例中，请参照图5和图6，电刷组件500与换向器130非正交抵接。如此设置，能够使火花更小，性能更加可靠。

可选地，如图5和图6所示的实施例中，电刷组件500设有四个，安装槽 4121设有四个并与电刷组件500一一对应，四个安装槽4121分布在第一安装通孔411的外侧，但并不与第一安装通孔411呈正交对应，以使安装后的电刷组件500与换向器130之间非正交抵接。

可选地，任意两个相邻的安装槽4121之间呈垂直布置，对角位置的安装槽 4121呈错开设置。如此设置，如图6所示，使得四个电刷组件500安装在第一支架410上之后与换向器130之间非正交抵接。

如图6所示的实施例中，四个电刷组件500处于左右上下四个位置，则左右两个电刷组件500均水平布置但上下错开，上下两个电刷组件500均纵向设置但左右错开。

如图6所示的实施例中，相比电刷组件500与换向器130正交抵接的布置，相当于电刷组件500相对于换向器130的外周发生了偏转，偏转角度可以是-22.5 度至15度之间。

在一个实施例中，请参照图9，电刷盒510设有第一开槽，第一开槽与第一通腔514相通，支撑套550设有第二开槽551，第二开槽551与第二通腔552相通，且第二开槽551与第一开槽对应开设，电刷组件500还包括铜插片，铜插片的一端通过第一开槽和第二开槽551伸入第二通腔552内，挡片540位于第二通腔552内且与铜插片抵接。

铜插片通过第一开槽插入并进一步通过第二开槽551插入第二通腔552内，以使挡片540与铜插片进行抵接，而铜插片则与对应的定子绕组电性连接，如此实现定子绕组和转子绕组的连接。

在一个实施例中，请参照图8，定子铁芯310设有限位通孔312，限位通孔 312设有至少两个并呈间隔设置，第一支架410设有第一限位柱413，第一限位柱413与限位通孔312对应设置，第一限位柱413设在第一支架410朝向定子铁芯310的一端，第二支架420设有第二限位柱422，第二限位柱422与限位通孔312对应设置，第二限位柱422设在第二支架420朝向定子铁芯310的一端。

通过第一限位柱413与限位通孔312的配合，第一支架410与定子铁芯310 限位配合，即使发生振动等情况，也能够保证结构精度；同理，通过第二限位柱422与限位通孔312的配合，第二支架420与定子铁芯310限位配合，一方面保证结构精度，另一方面，也能够减少因为碰撞导致定子铁芯310与第一支架410和第二支架420的同心度，不再赘述。

第一限位柱413、第二限位柱422和限位通孔312均对应设有多个。如图6 和图8所示，限位通孔312设有八个，相应的，第一限位柱413和第二限位柱 422均设有八个。

在一个实施例中，请参照图2，串励电机还包括第一固定螺钉430，第一固定螺钉430设有多个，第一固定螺钉430用于将第一支架410和第二支架420 分别固定在定子铁芯310的相对两端。

具体地，如图2所示的实施例中，第一固定螺钉430设有四个，四个第一固定螺栓呈间隔均布在定子铁芯310的圆周。

在一个实施例中，请参照图1、图2、图7，第二支架420设有支撑臂423，支撑臂423设有多个并呈间隔设在第二支架420的外周，支撑臂423设有第三安装通孔4231，串励电机还包括防震垫440，防震垫440设有多个并与支撑臂423一一对应，防震垫440通过第三安装通孔4231安装在对应的支撑臂423上。

防震垫440由柔性材质制造而成，当串励电机工作时，产生的振动可以通过防震垫440进行削弱或降低，保证结构的平稳运行。

可选地，如图7所示，支撑臂423设有四个并均布在第二支架420的外周，相应的，如图2所示，防震垫440设有四个并与支撑臂423一一对应。

在一个实施例中，请参照图1和图2，串励电机还包括风罩610和风叶620，风罩610与第一支架410固定或风罩610与定子铁芯310固定，第一支架410 位于风罩610内，风罩610设有出风口611，出风口611位于风罩610远离第一支架410的一侧，风叶620固定在转轴110的端部且位于风罩610的外侧。

风罩610可以通过四个第二固定螺钉630固定在第一支架410上，风叶620 固定在转轴110的端部并位于风罩610的外侧，当转轴110转动时，转轴110 带动风叶620转动，从而形成气流，气流由风罩610内通过出风口611流出至风罩610外，从而将串励电机工作中产生的热量带走，实现散热的作用。

进一步地，请参照图1，风叶620的形状为圆形，风叶620的半径大于出风口611的半径，且风叶620与风罩610之间具有间隔。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。