增加汽車燃油泵永磁直流電機(jī)壽命的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增加汽車燃油泵永磁直流電機(jī)壽命的方法，將電機(jī)的電刷中心線偏離該電機(jī)的幾何中心線10-15度，所述電刷的中心線逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。最好是：所述電刷中心線偏離電機(jī)幾何中心線的角度為15度。本發(fā)明改進(jìn)后的電機(jī)工作狀態(tài)穩(wěn)定，電壓、轉(zhuǎn)速波動不大，運(yùn)行參數(shù)合理，采用旋轉(zhuǎn)移動電刷中心的位置的方法，達(dá)到了改善電機(jī)換向、減小火花，延長壽命的目的，解決了啟動慣性大的問題，啟動時不震動。對于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，這種方法具有改動小、成本低、極易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】增加汽車燃油泵永磁直流電機(jī)壽命的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種增加汽車燃油泵永磁直流電機(jī)壽命的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車燃油泵直流電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括電刷、金屬外殼以及固定在金屬外殼內(nèi)壁的永磁極，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、固定在轉(zhuǎn)軸上與電刷滑動接觸的換向器以及電樞繞組。
[0003]目前，有刷電機(jī)的電刷都安裝在電機(jī)的幾何中心線上，也就是說電刷的電刷中心線與電機(jī)的幾何中心線(幾何中心線位于定子磁場的磁極中心線，定子磁極有幾對，相應(yīng)的幾何中心線就有幾條)重合。這樣能提高電機(jī)的工作效率。
[0004]但是我們知道:永磁直流電機(jī)最大的特點(diǎn)就是電機(jī)的換向，因?yàn)殡姍C(jī)有了換向，所以永磁電機(jī)才能轉(zhuǎn)動。永磁直流電機(jī)電樞繞組的電動勢和電流是交變的，只有借助旋轉(zhuǎn)的換向器和靜止的電刷，才能在電刷間獲得直流電壓和電流。當(dāng)旋轉(zhuǎn)的電樞繞組元件經(jīng)過電刷下進(jìn)入另一條支路時，該元件的電流從一方向變?yōu)榱硪环较?，這種元件電流的變換稱為換向。這樣才能維持電機(jī)電樞正常的向一個方向旋轉(zhuǎn)。圖la、lb和Ic為電機(jī)換向原理圖。其中圖1a中，按繞組通電方向產(chǎn)生磁極，異性相吸，轉(zhuǎn)子從中心線左邊順時針旋轉(zhuǎn)。圖1b轉(zhuǎn)子在中心線時，電流需要換向，使得繞組產(chǎn)生反極性，同性相斥，使得轉(zhuǎn)子繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)。圖lc，轉(zhuǎn)子從中心線右邊順時針運(yùn)行時電流已經(jīng)換向，這樣才能保持同向運(yùn)行。
[0005]在圖1a的位置，燃油泵電機(jī)的電樞是單疊繞組，A、B端接在換向器兩個相鄰的兩個換向片上，如圖2所示，電刷在這兩個換向片的交界處。這個位置時繞組是被短路的，并且被短路的換向元件是放在磁極中心，這時線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢為零，其工作電勢為最大，繞組的火花最小。
[0006]在圖1b所示的位置，繞組的電流必須開始反向進(jìn)入B端，這樣繞組極性反向，兩個S極相互排斥，從而使繞組繼續(xù)同向運(yùn)行，這就是繞組的換向位置。這個換向維持電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)180°電角度。當(dāng)繞組旋轉(zhuǎn)180°電角度后，必須再進(jìn)行換向，以維持繞組按原運(yùn)轉(zhuǎn)方向繼續(xù)運(yùn)行。換向需要時間的，它與電機(jī)轉(zhuǎn)速和換向片的數(shù)量有關(guān)。如燃油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速6000r/min，換向器片數(shù)為8片，則換向時間為:
[0007]Tk=60/ (6000x8) (s) =1.25x10-3 (s)
[0008]在換向過成中，換向?qū)w在電樞表面移過的距離稱為換向區(qū)；換向?qū)w中的電流稱為換向電流。在整個換向過程中，換向電流為+i?-1，如圖3所示。
[0009]換向?qū)w是電感線圈，其在換向過程中，于電流的變化將伴隨磁場能量的變化，它使換向延遲，直到換向結(jié)束時，由于電樞繞組本身是一個電感元件，電機(jī)的換向電流并不是按照圖3那樣呈直線形換向，電感的存在導(dǎo)致?lián)Q向?qū)w的換向電流延時一段時間。啟動慣性大。還由于延時的關(guān)系，使多余的能量強(qiáng)行放出，從而形成電刷下的火花，燒蝕燃油氣電機(jī)的換向器的表面。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種改善換向、減小電刷與換向器表面的火花增加汽車燃油泵電機(jī)壽命的方法，解決了啟動慣性大的問題。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種增加汽車燃油泵永磁直流電機(jī)壽命的方法，將電機(jī)的電刷中心線偏離該電機(jī)的幾何中心線10-15度，所述電刷的中心線逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
[0012]最好是:所述電刷中心線偏離電機(jī)幾何中心線的角度為15度。
[0013]把燃油泵電機(jī)的電刷逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)一個角度，以適應(yīng)由于電感的存在而延時的電流，從而降低換向回路中的電流，改善換向。這樣就減小了電刷與換向器表面的火花。經(jīng)改進(jìn)后會造成效率下降、電流增加，但啟動平穩(wěn)，不會震動。運(yùn)行時參數(shù)合理，經(jīng)改進(jìn)后的汽車燃油泵電機(jī)，由于燃油泵電機(jī)單方向運(yùn)行，總的來說工作狀態(tài)穩(wěn)定，電壓、轉(zhuǎn)速波動不大，解決了啟動慣性大的問題。
[0014]將本發(fā)明改進(jìn)后的電機(jī)與改進(jìn)前的電機(jī)進(jìn)行1000小時耐久性試驗(yàn)，試驗(yàn)后將換向器表面質(zhì)量進(jìn)行對比。不移動電刷中心的燃油泵的換向器表面已經(jīng)被磨損0.2mm深度(如圖4所示)，并且換向器表面燒蝕嚴(yán)重；而旋轉(zhuǎn)移動電刷中心的燃油泵電機(jī)的換向器表面幾乎未磨損，表面也看不到被燒蝕的現(xiàn)象(如圖5所示)。
[0015]有益效果:本發(fā)明改進(jìn)后的電機(jī)工作狀態(tài)穩(wěn)定，電壓、轉(zhuǎn)速波動不大，運(yùn)行參數(shù)合理，采用旋轉(zhuǎn)移動電刷中心的位置的方法，達(dá)到了改善電機(jī)換向、減小火花，延長壽命的目的，解決了啟動慣性大的問題，啟動時不震動。對于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，這種方法具有改動小、成本低、極易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1a-1c為電機(jī)換向原理圖；
[0017]圖2為電刷換向位置示意圖；
[0018]圖3為換向電流的換向過程示意圖；
[0019]圖4為改進(jìn)前燃油泵電機(jī)試驗(yàn)后換向器的照片；
[0020]圖5為本發(fā)明改進(jìn)后的燃油泵電機(jī)換向器試驗(yàn)后的照片；
[0021]圖6為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0023]汽車燃油泵直流電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括電刷1、金屬外殼2以及固定在金屬外殼2內(nèi)壁的永磁極3，所述燃油泵直流電機(jī)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不對其結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的說明。本發(fā)明的改進(jìn)之處如圖6所示，將電機(jī)的電刷中心線A偏離該電機(jī)的幾何中心線(磁極中心線B)10-15度，所述電刷中心線A逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，最好是所述電刷中心線A偏離電機(jī)幾何中心線的角度為15度。
【權(quán)利要求】
1.一種增加汽車燃油泵永磁直流電機(jī)壽命的方法，將電機(jī)的電刷中心線偏離該電機(jī)的幾何中心線10-15度，所述電刷中心線逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述增加汽車燃油泵永磁直流電機(jī)壽命的方法，其特征在于:所述電刷中心線偏離電機(jī)幾何中心線的角度為15度。
【文檔編號】H02K13/10GK103840611SQ201410117340
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】楊云飛, 李陽 申請人:重慶萬力聯(lián)興實(shí)業(yè)(集團(tuán))有限公司