申请/专利权人：苏州宝时得电动工具有限公司

申请日：2017-12-29

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109995192B

主分类号：H02K13/14

分类号：H02K13/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.08.02#实质审查的生效;2019.07.09#公开

摘要：本发明涉及一种电机及吹吸机。所述电机包括电机电路和换向器，还包括第一电刷组、第二电刷组及开关单元，所述第一电刷组和第二电刷组各包括两个电刷，所述开关单元用于在电机正转时将所述第一电刷组接入所述电机电路、并将所述第二电刷组从所述电机电路中断开，还用于在电机反转时将所述第二电刷组接入所述电机电路、并将所述第一电刷组从所述电机电路中断开；所述第一电刷组和所述换向器之间的夹角呈第一借偏角，所述第二电刷组和所述换向器之间的夹角呈第二借偏角。本发明在电机正转和反转时各使用一组电刷，保证电机无论是正转还是反转时、电刷的借偏角都可以维持在预设的理想角度，抑制电机正反转时的电火花，延长电机寿命。

主权项：1.一种电机，包括电机电路和换向器，其特征在于，还包括第一电刷组、第二电刷组及开关单元，所述第一电刷组和第二电刷组各包括两个电刷，所述开关单元用于在电机正转时将所述第一电刷组接入所述电机电路、并将所述第二电刷组从所述电机电路中断开，还用于在电机反转时将所述第二电刷组接入所述电机电路、并将所述第一电刷组从所述电机电路中断开；所述第一电刷组和所述换向器之间的夹角呈第一借偏角，所述第二电刷组和所述换向器之间的夹角呈第二借偏角；所述开关单元包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，所述电机电路的第一电极串联连接所述电机的转子线圈和第一电刷组的第一电刷后连接至所述第一单刀双掷开关的第一不动端，所述第一单刀双掷开关的第二不动端串联连接所述第二电刷组的第一电刷和所述第一电刷组的第二电刷后连接至所述第二单刀双掷开关的第一不动端，所述第一单刀双掷开关的动端和第二单刀双掷开关的动端之间接有所述电机的定子线圈，所述转子线圈连接所述第一电刷组的第一电刷的一端还通过所述第二电刷组的第二电刷连接所述第二单刀双掷开关的第二不动端，所述第一电刷组的第二电刷连接所述第二电刷组的第一电刷的一端还连接所述电机电路的第二电极，所述第一电极和第二电极的极性相反。

全文数据：电机及吹吸机技术领域本发明涉及电机，特别是涉及电机的电刷，还涉及一种吹吸机的电动机。背景技术电机的电刷和换向器之间存在机械磨损，如使用不当会产生较严重的火花，影响电机寿命。参见图2，电枢绕组通电时，电枢10周围会产生磁场，该磁场与主磁场合成后会使主磁场相对于合成前产生畸变，使得主磁场的几何中性线11相对于物理中性线13产生偏移。因此为了抑制电火花，必须要抑制换向过程中产生的电抗电势，例如可以将电刷设置为与换向器物理中性线之间呈一夹角，此夹角被称为借偏角。对于正反转电机，由于电机正转和反转时最佳的借偏角不同，因此电刷无法同时兼顾正反转时的借偏角。一种解决方案是采用机械结构旋转电刷支架，以使电刷在电机正转和反转时都能达到需要的借偏角。但这样会导致电机增加较复杂的机械结构，因此局限性较大。发明内容基于此，有必要提供一种能够使电刷在电机正转和反转时都能达到需要的借偏角的新型电机。一种电机，包括电机电路和换向器，还包括第一电刷组、第二电刷组及开关单元，所述第一电刷组和第二电刷组各包括两个电刷，所述开关单元用于在电机正转时将所述第一电刷组接入所述电机电路、并将所述第二电刷组从所述电机电路中断开，还用于在电机反转时将所述第二电刷组接入所述电机电路、并将所述第一电刷组从所述电机电路中断开；所述第一电刷组和所述换向器之间的夹角呈第一借偏角，所述第二电刷组和所述换向器之间的夹角呈第二借偏角。在其中一个实施例中，所述开关单元包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，所述电机电路的第一电极串联连接所述电机的转子线圈和第一电刷组的第一电刷后连接至所述第一单刀双掷开关的第一不动端，所述第一单刀双掷开关的第二不动端串联连接所述第二电刷组的第一电刷和所述第一电刷组的第二电刷后连接至所述第二单刀双掷开关的第一不动端，所述第一单刀双掷开关的动端和第二单刀双掷开关的动端之间接有所述电机的定子线圈，所述转子线圈连接所述第一电刷组的第一电刷的一端还通过所述第二电刷组的第二电刷连接所述第二单刀双掷开关的第二不动端，所述第一电刷组的第二电刷连接所述第二电刷组的第一电刷的一端还连接所述电机电路的第二电极，所述第一电极和第二电极的极性相反。在其中一个实施例中，所述电机是交流电动机，所述第一电极是交流火线，所述第二电极是交流零线。在其中一个实施例中，所述电机是直流电动机，所述第一电极在电机正转时是正极、在电机反转时是负极，所述第二电极在电机正转时是负极、在电机反转时是正极。在其中一个实施例中，所述第一电刷组和第二电刷组的电刷是碳刷。在其中一个实施例中，还包括电刷切换模块，用于在所述电机正转时使所述第一电刷组与所述换向器表面相接触、所述第二电刷组与所述换向器表面相脱离，并在所述电机反转时使所述第二电刷组与所述换向器表面相接触、所述第一电刷组与所述换向器表面相脱离在其中一个实施例中，所述换向器是换向线圈。在其中一个实施例中，所述第一借偏角和第二借偏角的范围大于零度小于等于28度。本发明还相应提供一种吹吸机。一种吹吸机，包括电动机，所述电动机包括电机电路和换向器，还包括第一电刷组、第二电刷组及开关单元，所述第一电刷组和第二电刷组各包括两个电刷，所述开关单元用于在电动机正转时将所述第一电刷组接入所述电机电路、并将所述第二电刷组从所述电机电路中断开，还用于在电动机反转时将所述第二电刷组接入所述电机电路、并将所述第一电刷组从所述电机电路中断开；所述第一电刷组和所述换向器之间的夹角呈第一借偏角，所述第二电刷组和所述换向器之间的夹角呈第二借偏角。在其中一个实施例中，所述开关单元包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，所述电机电路的第一电极串联连接所述电动机的转子线圈和第一电刷组的第一电刷后连接至所述第一单刀双掷开关的第一不动端，所述第一单刀双掷开关的第二不动端串联连接所述第二电刷组的第一电刷和所述第一电刷组的第二电刷后连接至所述第二单刀双掷开关的第一不动端，所述第一单刀双掷开关的动端和第二单刀双掷开关的动端之间接有所述电动机的定子线圈，所述转子线圈连接所述第一电刷组的第一电刷的一端还通过所述第二电刷组的第二电刷连接所述第二单刀双掷开关的第二不动端，所述第一电刷组的第二电刷连接所述第二电刷组的第一电刷的一端还连接所述电机电路的第二电极，所述第一电极和第二电极的极性相反。在其中一个实施例中，所述电动机是交流电动机，所述第一电极是交流火线，所述第二电极是交流零线。在其中一个实施例中，还包括电刷切换模块，用于在所述电机正转时使所述第一电刷组与所述换向器表面相接触、所述第二电刷组与所述换向器表面相脱离，并在所述电机反转时使所述第二电刷组与所述换向器表面相接触、所述第一电刷组与所述换向器表面相脱离。上述电机和吹吸机，在电机正转和反转时各使用一组电刷，这样可以为这两组电刷单独设置借偏角，保证电机无论是正转还是反转时、电刷的借偏角都可以维持在预设的理想角度，抑制电机正反转时的电火花，延长电机寿命。且电刷的切换通过电路实现，相对于使用机械结构实现的现有技术，泛用性更佳。附图说明图1为图1是一实施例中第一电刷组和第二电刷组在电机电路中的连接关系示意图；图2是电机的借偏角的示意图；图3是一实施例中吹吸机的结构示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在一个实施例中，本发明的电机包括电机电路、换向器、第一电刷组、第二电刷组及开关单元，第一电刷组和第二电刷组各包括两个电刷。开关单元用于在电机正转时将第一电刷组接入电机电路、并将第二电刷组从电机电路中断开，还用于在电机反转时将第二电刷组接入电机电路、并将第一电刷组从电机电路中断开。第一电刷组和换向器之间的夹角呈第一借偏角，第二电刷组和换向器之间的夹角呈第二借偏角。其中第一借偏角和第二借偏角为根据经验值预设的、能够抑制换向过程中产生的电抗电势的借偏角，一般在0度到28度之间即沿转向方向提前0度到28度。上述电机，在电机正转和反转时各使用一组电刷，这样可以为这两组电刷单独设置借偏角，使得电机在正转和反转时各使用一组电刷，保证电机无论是正转还是反转时、电刷的借偏角都可以维持在预设的理想角度，抑制电机正反转时的电火花，延长电机寿命。且电刷的切换通过电路实现，相对于使用机械结构实现的现有技术，泛用性更佳。图1是一实施例中第一电刷组和第二电刷组在电机电路中的连接关系示意图。在图1所示的实施例中，开关单元包括第一单刀双掷开关S1和第二单刀双掷开关S2。电机电路的第一电极E1串联连接电机的转子线圈C1和第一电刷组的第一电刷B11后连接至第一单刀双掷开关S1的第一不动端，第一单刀双掷开关S1的第二不动端串联连接第二电刷组的第一电刷B21和第一电刷组的第二电刷B12后连接至第二单刀双掷开关S2的第一不动端。第一单刀双掷开关S1的动端和第二单刀双掷开关S2的动端之间接有电机的定子线圈C2。转子线圈C1连接第一电刷组的第一电刷B11的一端还通过第二电刷组的第二电刷B22连接第二单刀双掷开关S2的第二不动端。第一电刷组的第二电刷B12连接第二电刷组的第一电刷B21的一端还连接电机电路的第二电极E2，第一电极E1和第二电极E2的极性相反。在电机工作时，第一单刀双掷开关S1和第二单刀双掷开关S2是同步动作的，即当电机正转时，第一单刀双掷开关S1和第二单刀双掷开关S2均连接至第二不动端，电极E1、转子线圈C1、电刷B22、定子线圈C2、电刷B21、电极E2依次连接组成回路；当电机反转时，第一单刀双掷开关S1和第二单刀双掷开关S2均连接至第一不动端，电极E1、转子线圈C1、电刷B11、定子线圈C2、电刷B12、电极E2依次连接组成回路。在一个实施例中，电机还包括电刷切换模块，用于在电机正转时使第一电刷组与换向器表面相接触、第二电刷组与换向器表面相脱离，并在电机反转时使第二电刷组与换向器表面相接触、第一电刷组与换向器表面相脱离。电刷切换模块能够防止不工作的电刷组与换向器接触，从而避免造成转子线圈短路、导致电机的功率和效率都降低。在一个实施例中，电刷切换模块包括用于将电刷弹开即通过弹力使电刷脱离换向器表面的机械结构。在一个实施例中，电机是交流电动机，第一电极E1是交流火线，第二电极E2是交流零线。在一个实施例中，电机是直流电动机，第一电极E1在电机正转时是正极、在电机反转时是负极，第二电极E2在电机正转时是负极、在电机反转时是正极。在一个实施例中，第一电刷组和第二电刷组的电刷是碳刷，碳刷的材质可以是金属石墨、天然石墨、电化石墨等。其中金属石墨的主要材料可以是电解铜和石墨，根据使用需要有时也可以掺杂银粉、铝粉、铅粉等其他金属。天然石墨的黏结剂采用沥青或树脂，经过烘焙或1000度烧结而成。电化石墨的主要成分是碳黑、焦碳和石墨等各种碳素粉末材料组成，经2500度高温处理，转化为微晶型人造石墨。换向器是绕电枢围成一圈的几个接触片，分别连接转子上的每个触头，电刷在任意时刻只接触其中的两个接触片。在一个实施例中，换向器是换向线圈。本发明还提供一种吹吸机，吹吸机的电动机包括电机电路、换向器、第一电刷组、第二电刷组及开关单元，第一电刷组和第二电刷组各包括两个电刷。开关单元用于在电动机正转时将第一电刷组接入电机电路、并将第二电刷组从电机电路中断开，还用于在电动机反转时将第二电刷组接入电机电路、并将第一电刷组从电机电路中断开。第一电刷组和换向器之间的夹角呈第一借偏角，第二电刷组和换向器之间的夹角呈第二借偏角。其中第一借偏角和第二借偏角为根据经验值预设的、能够抑制换向过程中产生的电抗电势的借偏角，一般在0度到28度之间。上述吹吸机的电动机在正转和反转时各使用一组电刷，这样可以为这两组电刷单独设置借偏角，保证电动机无论是正转还是反转时、电刷的借偏角都可以维持在预设的理想角度，抑制电动机正反转时的电火花，延长电机寿命。且电刷的切换通过电路实现，相对于使用机械结构实现的现有技术，泛用性更佳。在图1所示的实施例中，开关单元包括第一单刀双掷开关S1和第二单刀双掷开关S2。电机电路的第一电极E1串联连接电动机的转子线圈C1和第一电刷组的第一电刷B11后连接至第一单刀双掷开关S1的第一不动端，第一单刀双掷开关S1的第二不动端串联连接第二电刷组的第一电刷B21和第一电刷组的第二电刷B12后连接至第二单刀双掷开关S2的第一不动端。第一单刀双掷开关S1的动端和第二单刀双掷开关S2的动端之间接有电动机的定子线圈C2。转子线圈C1连接第一电刷组的第一电刷B11的一端还通过第二电刷组的第二电刷B22连接第二单刀双掷开关S2的第二不动端。第一电刷组的第二电刷B12连接第二电刷组的第一电刷B21的一端还连接电机电路的第二电极E2，第一电极E1和第二电极E2的极性相反。在电动机工作时，第一单刀双掷开关S1和第二单刀双掷开关S2是同步动作的，即当电动机正转时，第一单刀双掷开关S1和第二单刀双掷开关S2均连接至第二不动端，电极E1、转子线圈C1、电刷B22、定子线圈C2、电刷B21、电极E2依次连接组成回路；当电动机反转时，第一单刀双掷开关S1和第二单刀双掷开关S2均连接至第一不动端，电极E1、转子线圈C1、电刷B11、定子线圈C2、电刷B12、电极E2依次连接组成回路。图3是一实施例中吹吸机的结构示意图，电动机110位于吹吸机的内部。在一个实施例中，电动机是交流电动机，第一电极E1是交流火线，第二电极E2是交流零线。在一个实施例中，电动机还包括电刷切换模块，用于在电动机正转时使第一电刷组与换向器表面相接触、第二电刷组与换向器表面相脱离，并在电动机反转时使第二电刷组与换向器表面相接触、第一电刷组与换向器表面相脱离。电刷切换模块能够防止不工作的电刷组与换向器接触，从而避免造成转子线圈短路、导致电机的功率和效率都降低。在一个实施例中，电刷切换模块包括用于将电刷弹开即通过弹力使电刷脱离换向器表面的机械结构。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。

权利要求：1.一种电机，包括电机电路和换向器，其特征在于，还包括第一电刷组、第二电刷组及开关单元，所述第一电刷组和第二电刷组各包括两个电刷，所述开关单元用于在电机正转时将所述第一电刷组接入所述电机电路、并将所述第二电刷组从所述电机电路中断开，还用于在电机反转时将所述第二电刷组接入所述电机电路、并将所述第一电刷组从所述电机电路中断开；所述第一电刷组和所述换向器之间的夹角呈第一借偏角，所述第二电刷组和所述换向器之间的夹角呈第二借偏角。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述开关单元包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，所述电机电路的第一电极串联连接所述电机的转子线圈和第一电刷组的第一电刷后连接至所述第一单刀双掷开关的第一不动端，所述第一单刀双掷开关的第二不动端串联连接所述第二电刷组的第一电刷和所述第一电刷组的第二电刷后连接至所述第二单刀双掷开关的第一不动端，所述第一单刀双掷开关的动端和第二单刀双掷开关的动端之间接有所述电机的定子线圈，所述转子线圈连接所述第一电刷组的第一电刷的一端还通过所述第二电刷组的第二电刷连接所述第二单刀双掷开关的第二不动端，所述第一电刷组的第二电刷连接所述第二电刷组的第一电刷的一端还连接所述电机电路的第二电极，所述第一电极和第二电极的极性相反。3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述电机是交流电动机，所述第一电极是交流火线，所述第二电极是交流零线。4.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述电机是直流电动机，所述第一电极在电机正转时是正极、在电机反转时是负极，所述第二电极在电机正转时是负极、在电机反转时是正极。5.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，还包括电刷切换模块，用于在所述电机正转时使所述第一电刷组与所述换向器表面相接触、所述第二电刷组与所述换向器表面相脱离，并在所述电机反转时使所述第二电刷组与所述换向器表面相接触、所述第一电刷组与所述换向器表面相脱离。6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述换向器是换向线圈。7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一借偏角和第二借偏角的范围大于零度小于等于28度。8.一种吹吸机，包括电动机，所述电动机包括电机电路和换向器，其特征在于，还包括第一电刷组、第二电刷组及开关单元，所述第一电刷组和第二电刷组各包括两个电刷，所述开关单元用于在电动机正转时将所述第一电刷组接入所述电机电路、并将所述第二电刷组从所述电机电路中断开，还用于在电动机反转时将所述第二电刷组接入所述电机电路、并将所述第一电刷组从所述电机电路中断开；所述第一电刷组和所述换向器之间的夹角呈第一借偏角，所述第二电刷组和所述换向器之间的夹角呈第二借偏角。9.根据权利要求8所述的吹吸机，其特征在于，所述开关单元包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，所述电机电路的第一电极串联连接所述电动机的转子线圈和第一电刷组的第一电刷后连接至所述第一单刀双掷开关的第一不动端，所述第一单刀双掷开关的第二不动端串联连接所述第二电刷组的第一电刷和所述第一电刷组的第二电刷后连接至所述第二单刀双掷开关的第一不动端，所述第一单刀双掷开关的动端和第二单刀双掷开关的动端之间接有所述电动机的定子线圈，所述转子线圈连接所述第一电刷组的第一电刷的一端还通过所述第二电刷组的第二电刷连接所述第二单刀双掷开关的第二不动端，所述第一电刷组的第二电刷连接所述第二电刷组的第一电刷的一端还连接所述电机电路的第二电极，所述第一电极和第二电极的极性相反。10.根据权利要求8所述的吹吸机，其特征在于，还包括电刷切换模块，用于在所述电机正转时使所述第一电刷组与所述换向器表面相接触、所述第二电刷组与所述换向器表面相脱离，并在所述电机反转时使所述第二电刷组与所述换向器表面相接触、所述第一电刷组与所述换向器表面相脱离。

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