阅读说明：本技术 一种整流环、转子、换向器片以及高频波动抑制方法 (Rectifying ring, rotor, commutator segment and high-frequency fluctuation suppression method ) 是由 何瑞玲 于 2020-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明公布了一种电机高频波动抑制结构及方法,属于空空导弹导引头技术领域。本发明一方面电枢绕组采取虚槽结构,通过增加元件个数来减小元件匝数的方法来改善直流电机换向时产生的电磁干扰问题；另一方面通过在换向片内壁加工出与元件数相等且可实现有效焊接的接线端子来改善电枢绕组与换向器无法牢固焊接的问题；又一方面通过调整电刷片与换向片之间的压力来改善电刷和换向器之间的火花问题,进而改善了直流电机换向时产生的高频波动问题。(The invention discloses a motor high-frequency fluctuation suppression structure and a motor high-frequency fluctuation suppression method, and belongs to the technical field of air-to-air missile seekers. On one hand, the armature winding adopts a virtual slot structure, and the electromagnetic interference problem generated during the commutation of the direct current motor is improved by a method of reducing the number of turns of elements by increasing the number of the elements; on the other hand, the problem that the armature winding and the commutator cannot be firmly welded is solved by processing the wiring terminals which are equal to the number of elements and can realize effective welding on the inner wall of the commutator segment; on the other hand, the problem of spark between the electric brush and the commutator is solved by adjusting the pressure between the electric brush and the commutator segment, and the problem of high-frequency fluctuation generated when the direct current motor commutates is solved.)

一种整流环、转子、换向器片以及高频波动抑制方法

技术领域

本发明属于空空导弹导引头技术领域，具体涉及一种直流电机高频波动抑制结构及方法。

背景技术

空空导弹导引头中包含的电子器件和传感器较多，结构复杂，对电磁干扰的影响较为敏感。直流力矩电机作为导引头系统中的执行机构，由于电机无需齿轮减速而直接带动负载，所以减小了系统振荡，提高了系统刚度及伺服回路稳定性。直流力矩电机虽然具有良好的启动性能和调速性能，但是运行时电刷与换向器之间常产生火花，并向四周辐射。因电刷与负载通过导线相连，所以释放的能量会体现在与之相连的电源连接线上，表现为火花电压和火花电流。由此引起的强烈的高频波动影响导引头系统周围电子设备和通信系统的正常工作。

目前现有技术中解决上述高频波动问题的方法有增加辅助电刷、在两个换向片之间加装电容器等方法来抑制高频波动。例如，中国专利授权公告号为CN1232020C的专利文献，公开了一种直流电机无电弧换向器，方法是在原换向器上增设辅助电刷，通过辅助电刷在主电刷和换向片之间增加电容器，由于电容器两端电压不会突变，短瞬间形成续流电流，这就可以消除电刷和换向片之间产生的电弧。并在辅助电刷和电刷的接线端之间连接充放电电路，以保证电机在连续转动时每次换向后，及时放掉电容器中在换向中额外储存的电荷，以备下次换向电弧的消除。这种换向器消除了换向过程中的电弧，从而解决了换向器烧蚀和环火的故障。再如，中国专利授权公告号为CN106329838A的专利文献，公开了一种直流电机换向器电磁干扰抑制方法与结构，方法是在两个换向片之间加装电容器吸收换向器所产生的电磁干扰。上述两种方法在一定程度上可以解决部分高频波动问题，但是增加了电刷和换向器的结构难度，特别是在导引头系统中电机尺寸有限的情况下成倍增加了机械与电路的复杂程度，不利于有效解决高频波动问题。

火花是产生高频波动带来电磁干扰的根本原因，要减小高频波动，必须通过改善换向来抑制火花。因此，本领域需要一种改善电机换向来抑制火花的方法。

发明内容

在本发明的一个方面，提供一种虚槽直流电机整流环，包括环形基体，所述基体的一个端面圆周方向均匀间隔分布有一组换向片，所述换向片的数量为转子铁芯齿数的至少两倍，在这组所述换向片的端部沿轴向方向至少设置有两个能***转子铁芯槽内实现定位的定位柱，且设置有定位柱的换向片均不相邻，在每个所述换向片的内壁均设置有与电枢绕组连接的接线端子。

在本发明的另一个方面，提供了一种直流电机转子，包括转子铁芯，所述转子铁芯包含电枢槽和电枢齿，在电枢槽上绕设有电枢绕组，还包括有一组换向片，所述换向片数量为电枢齿数量的至少两倍，且圆周阵列在转子铁芯一端，在每个所述换向片内壁均设有与电枢绕组连接的接线端子。

进一步地，在与所述电枢槽相对的换向片端部沿轴向方向设有***电枢槽中的定位柱。

进一步地，所述接线端子形状为凹型、V型或月牙形。

进一步地，所述接线端子的形状为V型，开口角度为50°。

在本发明的又一个方面，提供了一种直流电机换向片，在所述的换向片内壁设有与电枢绕组连接的接线端子。

在本发明的再一个方面，提供了一种直流电机高频波动抑制方法：电枢绕组采用虚槽结构，所述直流电机转子包括转子铁芯，所述转子铁芯包含电枢槽和电枢齿，在电枢槽上绕设电枢绕组；还包括有一组换向片，所述换向片数量为电枢齿数量的至少两倍，且圆周阵列在转子铁芯一端，在每个所述换向片内壁均设有与电枢绕组连接的接线端子；还包括有电刷片，所述电刷片由弹簧片和电刷头组成。

进一步地，在与所述电枢槽相对的换向片端部沿轴向方向设有***电枢槽中的定位柱。

进一步地，所述接线端子形状为凹型、V型或月牙形。

进一步地，所述弹簧片的弯折角度为130°至140°，优选135°。

附图说明

图1为本发明整流环实施例结构图；

图2为本发明整流环实施例与转子铁芯装配示意图；

图3为本发明直流电机转子实施例结构图；

图4为本发明换向片实施例结构图；

图5为本发明电刷弹簧片弯折角度示意图。

图中：1、基体；2、换向片；3、转子铁芯；4、定位柱、5、接线端子；6、电枢槽；7、电枢齿；8、电刷片；9、弹簧片；10、电刷头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行进一步描述。

如图1所示，本发明整流环的实施例包括：基体1、换向片2、定位柱4和接线端子5。基体1的一个端面圆周方向均匀间隔分布有一组换向片2，换向片2的数量为转子铁芯3齿数的两倍。每间隔一个换向片2，在换向片2端部沿轴向方向设置有能***转子铁芯3槽内实现定位的定位柱4。在每个换向片2的内壁均设置有与电枢绕组连接的接线端子5。

如图2所示，本发明整流环与转子铁芯3装配时，定位柱4***到转子铁芯3的槽中起定位及固定作用。基体1主要用于加工时固定换向片的位置，便于将整流环与转子铁芯3装配，当装配完成并灌胶后将其切除，使得每个换向片各自独立，相互绝缘。

如图3所示，本发明整流环应用到直流电机转子的实施例包括：转子铁芯3、电枢槽6、电枢齿7，在电枢槽6上绕设有电枢绕组，还包括有一组换向片2，换向片2数量为电枢齿7数量的两倍，且圆周阵列在转子铁芯3一端，在每个换向片2内壁均设有与电枢绕组连接的接线端子5，在与所述电枢槽6相对的换向片2端部沿轴向方向设有***电枢槽6中的定位柱4。

由于电枢绕组采取虚槽结构，电枢绕组形式为单叠绕组。当虚槽数为2时，即上述直流电机转子在绕制电枢绕组时，在每个电枢槽6中上、下层均放入两个元件边，而每个换向片2都同时接有一个元件的上层元件边和另一个元件的下层元件边，这样换向片2的个数等于元件个数，是转子铁芯3中电枢齿7个数的两倍。

同理，也可以将虚槽数设置为3，即在每个电枢槽6中上、下层均放入三个元件边，这样换向片2的个数等于元件个数，是转子铁芯3中电枢齿7个数的三倍，以此类推，虚槽数为4等。

如图4所示，本发明直流电机换向片包括本体和接线端子5，转子灌胶后可以实现储胶固封，可以承受力学实验考核。当接线端子5的形状为V型时，其开口角度优选为50°。

接线端子5在换向片2上的轴向位置和电枢绕组的端部尺寸有关。为了避免电枢绕组外圆和接线端子5干涉，接线端子5的轴向位置要略高于电枢绕组的端部整形尺寸，并且采用先整形再装整流环的顺序实现绕组无干涉焊接。

接线端子5的形状还可以采用凹型和月牙型等形状，均可达到可靠焊接的目的。

电刷片8与换向片2之间产生的火花与电刷压力密切相关，压力过大，会使电机启动困难，启动电压大；压力过小，电刷片8和换向片2贴合稳定性差，使电机在空载运行时出现跳动，运行不平稳。所以适宜的电刷压力能改善换向产生的高频电压及电流，使波形更加平稳，跳动量更小。

如图5所示，本实施例中电刷压力是通过调节弹簧片9的弯折角度α来实现的，弹簧片9的弯折角度α范围为130°至140°时换向性能最好，优选为135°。

本发明所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，例如通过其他形式实现换向器内壁、外壁焊接均应落入本发明的保护范围。