JPH0638704B2 - Commutator motor - Google Patents
Commutator motorInfo
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- Windings For Motors And Generators (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、整流子を有する整流子電動機、例えば電気掃
除機や、電動工具などに用いられる整流子電動機に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a commutator motor having a commutator, for example, a commutator motor used for vacuum cleaners, electric tools, and the like.
従来の技術 従来より整流子を有する整流子電動機において、ブラシ
寿命と効率向上とは相反しており、ブラシ寿命を短くせ
ずに効率向上が望まれている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a commutator motor having a commutator, the brush life and the efficiency improvement contradict each other, and it is desired to improve the efficiency without shortening the brush life.
第3図は、整流子電動機の構成を示す。FIG. 3 shows the structure of the commutator motor.
第3図において、1は電機子、2は界磁である。3はブ
ラケットA、4はブラケットB、5は整流子、6はブラ
シ、7はブラシ保持器である。電機子1は軸、回転鉄
心、電機子コイル、整流子5、軸受により構成される。
界磁2は界磁鉄心と界磁コイルより構成される。ブラシ
保持器7はブラシ6がスプリングによりブラシ保持器内
を摺動可能となっている。In FIG. 3, 1 is an armature and 2 is a field. 3 is a bracket A, 4 is a bracket B, 5 is a commutator, 6 is a brush, and 7 is a brush holder. The armature 1 is composed of a shaft, a rotary iron core, an armature coil, a commutator 5, and a bearing.
The field magnet 2 is composed of a field iron core and a field coil. In the brush holder 7, the brush 6 can slide in the brush holder by a spring.
ブラケットB4は、界磁2とブラシ保持器7が取付けら
れ、界磁鉄心は電機子鉄心の位置と、またブラシが整流
子の位置となるよう固定される。界磁2の界磁コイルの
巻数は80ターンとしている。The field magnet 2 and the brush holder 7 are attached to the bracket B4, and the field iron core is fixed at the position of the armature iron core and the brush at the position of the commutator. The number of turns of the field coil of field 2 is 80 turns.
ブラケットA3は、ブラケットB4と共に電動機の外枠
を構成している。The bracket A3 constitutes an outer frame of the electric motor together with the bracket B4.
第4図は、従来の整流子電動機の電機子コイルの巻装状
態の一部を示す。ただし、整流子片が24個で回転鉄心
のスロット数が12の場合である。第4図において、8
は回転鉄心である。9は前記回転鉄心8に設けられたス
ロットでり、9−1,9−2…9−6…,9−12はス
ロット番号を表す。前記回転鉄心8に設けられたスロッ
ト9の中には電機子巻線10が装着される。5は整流子
であり、5−1,5−2…5−24は整流子片の番号を
表す。6はブラシである。電機子巻線10はコイル10
−1と、コイル10−2を含む。コイル10−1はスロ
ット9−1及び同9−6内に巻装され、始端は整流子片
5−1に接続し終端は整流子片5−2に接続する。コイ
ル10−2はその始端はコイル10−1の終端に接続
し、コイル10−1が巻装されたスロット9−1及び9
−6内に巻装され、その終端は整流子片5−2の隣の整
流子片5−3に接続する。このようにして、コイル10
−1及び同10−2が電機子巻線10を形成する。同様
に電機子巻線11は、スロット9−2及び同9−7に巻
装されたコイル11−1及び同11−2からなる。以下
同様に回転鉄心8のスロット9に全周にわたり12個の
電機子巻線が巻装され、それらが全体として電機子コイ
ルを構成する。Pは電機子1の回転方向を示す。また、
ブラシ6の図示位置は、電機子巻線10を構成する一つ
のコイル10−1が整流を完了する寸前に対応し、この
状態でブラシ6は、少なくとも回転方向後位のコイル1
0−2を短絡している。ここで電機子コイル10−1,
10−2は各々10ターン巻いてある。FIG. 4 shows a part of the winding state of the armature coil of the conventional commutator motor. However, this is the case where there are 24 commutator pieces and the number of slots in the rotary iron core is 12. In FIG. 4, 8
Is a rotating iron core. Reference numeral 9 denotes slots provided in the rotary iron core 8, and 9-1, 9-2 ... 9-6 ..., 9-12 represent slot numbers. An armature winding 10 is installed in the slot 9 provided in the rotary iron core 8. 5 is a commutator, 5-1, 5-2 ... 5-24 represents the number of a commutator piece. 6 is a brush. The armature winding 10 is the coil 10
-1 and the coil 10-2. The coil 10-1 is wound in the slots 9-1 and 9-6, and the starting end is connected to the commutator piece 5-1 and the ending end is connected to the commutator piece 5-2. The coil 10-2 has its starting end connected to the terminal end of the coil 10-1, and has slots 9-1 and 9 around which the coil 10-1 is wound.
It is wound in -6, and its end is connected to the commutator piece 5-3 adjacent to the commutator piece 5-2. In this way, the coil 10
-1 and 10-2 form the armature winding 10. Similarly, the armature winding 11 is composed of the coils 11-1 and 11-2 wound around the slots 9-2 and 9-7. Similarly, twelve armature windings are similarly wound around the slot 9 of the rotary iron core 8 over the entire circumference, and they collectively constitute an armature coil. P indicates the rotation direction of the armature 1. Also,
The illustrated position of the brush 6 corresponds to the point where one coil 10-1 forming the armature winding 10 is on the verge of completing the commutation.
0-2 are short-circuited. Here, the armature coil 10-1,
Each 10-2 has 10 turns.
発明が解決しようとする問題点 以上のように、構成された整流子電動機において回転方
向前位のコイル10−1が整流を終わる時点では、ブラ
シ6で短絡された同一スロット内コイル10−2との変
圧器作用による火花抑制効果により、火花発生が小さ
い。しかし回転方向後位のコイル10−2が整流を終わ
る時点では、同一スロット内ではブラシ6で短絡された
コイルが存在せず、回転方向後位のスロット9−2内に
巻装された電機子巻線11の回転方向前位のコイル11
−1との相互インダクタンスのみに頼るため、火花抑制
効果が少なく、ブラックバー現象が発生していた。その
ため効率を上げる為の電機子巻線の巻数を多くして界磁
の巻数を少なくし、界磁の鉄損及び銅損を少なくして効
率を上げる手法がとれなかった。電機子巻数を多くする
とブラシ寿命が短くなる為電機子全導体数と界磁巻数と
の比を7以下としている。前記従来例では6.0として
いる。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention As described above, in the commutator motor configured, at the time when the coil 10-1 in the front in the rotational direction finishes commutation, the coil 10-2 in the same slot short-circuited with the brush 6 Spark generation is small due to the spark suppression effect of the transformer action. However, at the time when the coil 10-2 at the rear in the rotation direction finishes commutation, there is no coil shorted by the brush 6 in the same slot, and the armature wound in the slot 9-2 at the rear in the rotation direction is present. The coil 11 in front of the winding 11 in the rotational direction
Since it depends only on the mutual inductance with -1, the spark suppressing effect is small and the black bar phenomenon occurs. Therefore, there has been no method for increasing efficiency by increasing the number of armature windings to reduce the number of field windings and reducing iron loss and copper loss of the field. Since increasing the number of armature windings shortens the brush life, the ratio of the total number of armature conductors to the number of field windings is set to 7 or less. In the conventional example, the value is 6.0.
本発明は、上記の欠点に鑑み、火花抑制効果をアップさ
せるため、電機子巻数を多くし、界磁の鉄損及び銅損を
減少させることで、効率向上を図った整流子電動機を提
供することを目的とする。In view of the above drawbacks, the present invention provides a commutator motor with improved efficiency by increasing the number of armature windings and reducing iron loss and copper loss of the field in order to improve the spark suppression effect. The purpose is to
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の整流子電動機は、
1対のスロットに巻装されたコイルと、前記1対のスロ
ットを含む2体のスロットに巻装されたコイルとから成
る電機子巻線を順次接続して電機子コイルを構成したも
のである。Means for Solving the Problems In order to achieve this object, the commutator motor of the present invention comprises:
An armature coil is formed by sequentially connecting armature windings each including a coil wound in a pair of slots and a coil wound in two slots including the pair of slots. .
作用 上記構成によれば、コイルの変圧器作用の効果が向上
し、電機子巻線の巻数を多く、界磁の巻数を少なくする
ことができ、界磁の鉄損、及び銅損を減少させて効率の
向上を図ることができる。Action According to the above configuration, the effect of the transformer action of the coil is improved, the number of turns of the armature winding can be increased, the number of turns of the field can be reduced, and the iron loss of the field and the copper loss can be reduced. The efficiency can be improved.
実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。Embodiment One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は、本発明の実施例における整流子電動機の電機
子のコイルの巻装状態の一部を示すものであり、整流子
片の数が24、回転鉄心のスロット数が12の場合であ
る。第1図において、80は回転鉄心である。90は前
記回転鉄心80に設けられたスロットであり、90−
1,90−2,……,90−6,……90−12は、ス
ロット番号を表す。前記回転鉄心80に設けられたスロ
ット90の中には、順次、電機子巻線が装着され、第1
図には電機子巻線100,110を例示した。50は整
流子であり、50−1,50−2,……,50−24
は、整流子片の番号を表す。60はブラシである。FIG. 1 shows a part of a winding state of a coil of an armature of a commutator motor according to an embodiment of the present invention, in the case where the number of commutator pieces is 24 and the number of slots of a rotary iron core is 12. is there. In FIG. 1, 80 is a rotary iron core. 90 is a slot provided in the rotary core 80, and 90-
, 90-2, ..., 90-6, ..., 90-12 represent slot numbers. Armature windings are sequentially installed in the slots 90 provided in the rotary iron core 80, and
In the figure, the armature windings 100 and 110 are illustrated. 50 is a commutator, 50-1, 50-2, ..., 50-24
Represents the number of the commutator element. 60 is a brush.
電機子巻線100は、コイル100−1とコイル100
−2からなる。コイル100−1は、始端を整流子片5
0−1に接続し、スロット90−1及び同90−6内に
巻装され、終端を整流子片50−2に接続する。コイル
100−2はその始端をコイル100−1の終端に接続
し、前述のコイル100−1が巻装されたスロット90
−1及び同90−6内とこれらの隣接するスロット90
−2及び同90−7内の2対のスロット内に巻装され、
終端は整流子片50−3に接続する。同様に、電機子巻
線110は、スロット90−2及び同90−7に巻装さ
れたコイル110−1と、スロット90−2及び90−
7並びにスロット90−3及び同90−8に巻装された
コイル110−2により構成されている。以下同様に、
回転鉄心80のスロット90の全周にわたり巻装した1
2個の電機子巻線が、電機子コイルを構成している。The armature winding 100 includes a coil 100-1 and a coil 100.
-2. The coil 100-1 has a commutator piece 5 at the beginning.
0-1 and is wound in the slots 90-1 and 90-6, and the end is connected to the commutator piece 50-2. The coil 100-2 has its start end connected to the end of the coil 100-1, and the slot 90 in which the coil 100-1 is wound.
-1 and 90-6 and their adjacent slots 90
-2 and 90-7 in two pairs of slots,
The terminal end is connected to the commutator piece 50-3. Similarly, the armature winding 110 includes the coil 110-1 wound in the slots 90-2 and 90-7 and the slots 90-2 and 90-.
7 and the coil 110-2 wound around the slots 90-3 and 90-8. And so on
1 wrapped around the entire circumference of the slot 90 of the rotary core 80
The two armature windings form an armature coil.
Pは電機子の回転方向を示す。またブラシ60の図示位
置は、電機子巻線100を構成する1つのコイル100
−1が整流を完了する寸前に対応しこの状態でブラシ6
0は少なくとも、回転方向後位のコイル100−2を短
絡している。P indicates the rotation direction of the armature. In addition, the illustrated position of the brush 60 is one coil 100 that constitutes the armature winding 100.
-1 is on the verge of completing the rectification, and brush 6 in this state
0 short-circuits at least the coil 100-2 at the rear in the rotation direction.
以上のように構成された本発明の整流子電動機におい
て、電機子の回転方向前位のコイル100−1が整流を
終わる時点では、ブラシ60で短絡された同一スロット
内のコイル100−2との変圧器作用による火花抑制効
果により、火花発生が小さい。また回転方向後位のコイ
ル100−2が整流を終わる時点では、回転方向後位の
コイルの次のコイル110−1との変圧器作用による火
花抑制効果により火花発生が小さく、ブラックバー現象
を抑制することができる。ここで、ブラシ寿命は従来と
同じ時間とすると、前記ブラックバー現象を抑制した分
だけ、電機子リアクタンスを増加させ、電機子の巻数を
多くすることができる。言い換えれば電機子の巻数を多
くし、界磁の巻数を少なくすることができる。前記実施
例における電機子全導体数は576、界磁コイルの巻数
は67ターン、比は8.6ある。In the commutator motor of the present invention configured as described above, when the coil 100-1 at the front side in the rotating direction of the armature finishes commutation, the coil 100-2 in the same slot short-circuited by the brush 60 Spark generation is small due to the spark suppression effect of the transformer action. Further, at the time when the coil 100-2 at the rear of the rotation direction ends the rectification, spark generation is small due to the spark suppressing effect by the transformer action with the coil 110-1 next to the coil at the rear of the rotation, and the black bar phenomenon is suppressed. can do. Here, if the brush life is the same as the conventional one, the armature reactance can be increased and the number of windings of the armature can be increased by the amount by which the black bar phenomenon is suppressed. In other words, the number of turns of the armature can be increased and the number of turns of the field can be reduced. In the above embodiment, the total number of armature conductors is 576, the number of turns of the field coil is 67, and the ratio is 8.6.
以上のように、本実施例によれば、回転鉄心のスロット
数の整数倍の整流子片を備え、回転鉄心の1対のスロッ
トに巻装されたコイルと、前記1対のスロットを含む2
対のスロットに巻装されたコイルとからなる電機子巻線
によって電機子コイルを構成した電機子であって電機子
巻数増、界磁巻数減により、界磁鉄損及び同銅損を減少
させることができる。ひいては、電動機の効率向上する
ことになる。500w級の交流整流子電動機にて検討し
た結果、本実施例では第2図の破線で示すような結果が
得られ、実線で示す従来例に比べ効率を5%向上させる
ことができることを確認した。As described above, according to the present embodiment, the commutator pieces having an integral multiple of the number of slots of the rotary iron core are provided, and the coil wound around the pair of slots of the rotary iron core and the pair of slots are included.
An armature in which an armature coil is configured by an armature winding composed of a coil wound in a pair of slots, and the field iron loss and the copper loss are reduced by increasing the armature winding number and decreasing the field winding number. be able to. As a result, the efficiency of the electric motor is improved. As a result of studying with a 500w class AC commutator motor, it was confirmed that in this example, the result shown by the broken line in FIG. 2 was obtained, and the efficiency could be improved by 5% as compared with the conventional example shown by the solid line. .
なお、本実施例では、整流子片が24個で回転鉄心のス
ロット数が12ある場合について説明したが、本発明に
とっては、整流子片数が、回転鉄心スロット数の2倍以
上の整数倍であればよい。例えば3倍であれば、3つめ
のコイルを、2対のスロットに巻装すればよい。In this embodiment, the case where the number of commutator pieces is 24 and the number of slots of the rotary iron core is 12 has been described. However, in the present invention, the number of commutator pieces is an integer multiple of 2 times or more the number of rotary iron core slots. If For example, if it is tripled, the third coil may be wound around two pairs of slots.
また、上記説明した実施例では、回転方向前位にあるコ
イルを1対のスロットに巻装し、回転方向後位にあるコ
イルを2対のスロットに巻装したが、回転方向前位にあ
るコイルを、より前位にある電機子コイルの後位のコイ
ルの巻装されるスロットを含む2対のスロットに巻装
し、回転方向後位のコイルを1対のスロットに巻装して
もよいことは言うまでもない。Further, in the above-described embodiment, the coil at the front side in the rotation direction is wound around the pair of slots, and the coil at the back side in the rotation direction is wound around the two pairs of slots. Even if the coil is wound in two pairs of slots including slots in which the rear coil of the armature coil in the front is wound, and the coil rear in the rotation direction is wound in the pair of slots. It goes without saying that it is good.
発明の効果 以上のように本発明は、電機子の全導体数と界磁巻数と
の比を6以上にし、火花抑制効果を大きくすることによ
り電機子巻数を多くし、界磁の鉄損及び銅損を減少させ
ることで効率向上を図ることができ、その実用的効果は
大なるものがある。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the present invention increases the number of armature windings by increasing the ratio of the total number of conductors of the armature to the number of field windings to be 6 or more, and increases the spark suppression effect to reduce the iron loss of the field and By reducing copper loss, efficiency can be improved, and its practical effect is great.
第1図は本発明の一実施例を示す整流子電動機の電機子
コイルの巻線配置を示す結線図、第2図は全電機子導体
数と界磁巻数との関係を示す図、第3図は整流子電動機
の断面図、第4図は従来の整流子電動機の電機子コイル
の巻線配置を示す結線図である。 1……電機子、2……界磁、50……整流子、60……
ブラシ、80……回転鉄心、90……スロット、10
0,110……電機子巻線。FIG. 1 is a connection diagram showing a winding arrangement of armature coils of a commutator motor showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a relationship between the total number of armature conductors and the number of field windings, and FIG. FIG. 4 is a sectional view of a commutator motor, and FIG. 4 is a connection diagram showing a winding arrangement of armature coils of a conventional commutator motor. 1 ... armature, 2 ... field, 50 ... commutator, 60 ...
Brush, 80 ... Rotating iron core, 90 ... Slot, 10
0,110 ... Armature winding.
Claims (1)
子片を有する整流子と、複数のコイルより成り、このコ
イルの一方の終端を他のコイルの始端に接続して電機子
巻線を形成し、この電機子巻線を同様に順次接続して形
成された電機子コイルとを有する電機子を備えた整流子
電動機において、 前記整流子は前記回転鉄心のスロット数の2倍以上でか
つ整数倍の整流子片を備え、 前記複数のコイルは1対のスロットに巻装した後、前記
複数のコイルの中で回転方向最後位の整流子片を始端と
する1本のコイルを前記1対のスロットの回転方向後位
に隣接する1対のスロットに巻装して、前記回転方向最
後位の整流子片の後位に隣接する整流子片に接続し、 前記電機子の全導体数と界磁巻数との比が6以上でかつ
補極をもたないことを特徴とする整流子電動機。1. An armature winding comprising a rotary iron core having a slot, a commutator having a plurality of commutator pieces, and a plurality of coils, one end of which is connected to the start of another coil. And an armature having an armature coil formed by sequentially connecting the armature windings in the same manner as described above, wherein the commutator is at least twice the number of slots of the rotary iron core. And a plurality of commutator pieces, and the plurality of coils are wound around a pair of slots, and one coil starting from the last commutator piece in the rotational direction among the plurality of coils is a coil. All of the conductors of the armature are wound around a pair of slots adjacent to the rear of the pair of slots in the rotation direction and connected to a commutator piece adjacent to the rear of the rearmost commutator piece in the rotation direction. The ratio of the number of field windings to the number of field windings is 6 or more and there is no commutating pole Commutator electric motor that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9271386A JPH0638704B2 (en) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | Commutator motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9271386A JPH0638704B2 (en) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | Commutator motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62250852A JPS62250852A (en) | 1987-10-31 |
| JPH0638704B2 true JPH0638704B2 (en) | 1994-05-18 |
Family
ID=14062101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9271386A Expired - Lifetime JPH0638704B2 (en) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | Commutator motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638704B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5335865A (en) * | 1992-06-26 | 1994-08-09 | Andritz Sprout-Bauer, Inc. | Two-stage variable intensity refiner |
-
1986
- 1986-04-22 JP JP9271386A patent/JPH0638704B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62250852A (en) | 1987-10-31 |
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