直流电机的换向器

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种直流电机的换向器。

背景技术：

直流电机是应用广泛的电机之一，在直流电机中，换向器将电刷上的直流电流变换成电枢绕组内的沟通电流，使电磁转矩的倾向稳定不变。而现有技术中的直流电机一般采用固体电刷，由于固体电刷容易出现磨损而报废，导致直流电机的使用寿命降低。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种直流电机的换向器，采用流体电刷，能够避免电刷磨损报废。

根据本实用新型实施例的直流电机的换向器，包括密封壳体，设置有相互隔离的正极容纳腔和负极容纳腔，所述正极容纳腔和所述负极容纳腔内均设置有导电流体；电源导线，穿设于所述密封壳体，且分别与所述正极容纳腔和所述负极容纳腔内的导电流体导电连接；正极换向片，转动安装在所述正极容纳腔内；负极换向片，转动安装在所述负极容纳腔内；导电转轴，分别与所述正极换向片和所述负极换向片导电连接，且延伸至所述密封壳体外；第一磁体，设置在与所述正极容纳腔和所述负极容纳腔对应的位置。

根据本实用新型实施例的直流电机的换向器，至少具有如下有益效果：

本实用新型采用导电流体替代传统的固体电刷，可以避免电刷磨损报废，有利于提高直流电机的使用寿命。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一磁体为电磁铁，所述第一磁体上设置有控制接口。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制接口连接有单片机，所述单片机连接有加速度传感器或位移传感器。

根据本实用新型的一些实施例，所述正极换向片包括第一导电层和第二导电层，所述第一导电层和所述第二导电层之间连接有第一绝缘层，所述第一绝缘层将所述第二导电层分隔成多个导电区域。

根据本实用新型的一些实施例，所述导电转轴包括外层转轴和内层转轴，所述内层转轴套设在所述外层转轴的内侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述负极换向片与所述正极换向片镜像对称。

根据本实用新型的一些实施例，所述外层转轴的两端分别与所述正极换向片的第一导电层和所述负极换向片的第一导电层导电连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述内层转轴的第一端与所述正极换向片的第二导电层导电连接，所述内层转轴的第二端与所述负极换向片导电连接，且延伸至所述密封壳体外。

根据本实用新型的一些实施例，所述内层转轴包括内层芯轴和外层芯轴，所述内层芯轴和所述外层芯轴之间连接有第二绝缘层，所述第二绝缘层将所述内层芯轴和所述外层芯轴分隔成多根与所述导电区域对应的导电条。

根据本实用新型的一些实施例，所述正极容纳腔和所述负极容纳腔内均设置有第二磁体。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的直流电机的换向器的其中一个视角的结构示意图；

图2为图1示出的直流电机的换向器的另一视角的结构示意图；

图3为图1示出的直流电机的换向器隐去部分密封壳体的结构示意图；

图4为图3示出的直流电机的换向器隐去正极换向片和外层转轴的结构示意图；

图5为图1示出的直流电机的换向器的内层转轴的平面结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1至图3，本实施例公开了一种直流电机的换向器，包括密封壳体100、电源导线130、正极换向片200、负极换向片300、导电转轴400和多个第一磁体500，密封壳体100上设置有相互隔离的正极容纳腔110和负极容纳腔120，正极容纳腔110和负极容纳腔120内均设置有导电流体(未图示)，电源导线130穿设于密封壳体100，且分别与正极容纳腔和负极容纳腔内的导电流体导电连接，正极换向片200转动安装在正极容纳腔110内，负极换向片300转动安装在负极容纳腔120内，导电转轴400分别与正极换向片200和负极换向片300导电连接，且延伸至密封壳体100外，第一磁体500设置在与正极容纳腔110和负极容纳腔120对应的位置，例如密封壳体外或密封壳体内。需要说明的是，正极换向片200和负极换向片300与相应容纳腔内的导电流体部分接触。

在使用时，两根电源导线130连接直流电源的正负极，使正极容纳腔110和负极容纳腔120内的导电流体通电，导电转轴400与直流电机的电机线圈导电连接，使电流依次经过正极换向片200、导电转轴400、电机线圈、导电转轴400和负极换向片300，从而形成导电回路。本实施例采用导电流体替代传统的固体电刷，可以避免电刷磨损报废，有利于提高直流电机的使用寿命，其中导电流体采用水银或镓合金。需要说明的是，电弧是一种等离子体，其中充满了正离子、电子和原子等带电粒子，带电粒子在磁场作用下将受到劳伦兹力的作用，其结果将改变电弧形态或移动轨迹，因此本实施例的第一磁体500产生的磁场可以对导电流体在工作时产生的电弧起到抑制作用，有利于提高导电流体在工作过程中的安全性。

在一些实施例中，第一磁体500采用永磁铁，在另一些实施例中，第一磁体500为电磁铁，第一磁体500上设置有控制接口(未图示)，通过控制接口可以接入控制信号，以便于调节电磁铁的磁场强度，从而提高导电流体在不同环境下的安全性。

具体的，控制接口连接有单片机，单片机连接有加速度传感器或位移传感器。例如，将加速度传感器或位移传感器安装在电动车上，通过加速度传感器或位移传感器检测电动车的加速度，当加速度超过阈值时，单片机通过控制接口增大流经电磁铁的电流从而增大第一磁体500的磁场强度。

请参照图3，在一些实施例中，正极换向片200包括第一导电层和第二导电层，第一导电层和第二导电层之间连接有第一绝缘层，正极换向片的第一绝缘层230将正极换向片的第二导电层220分隔成多个导电区域。当直流电机转动时，正极换向片的第二导电层220的各个导电区域按转动方向依次与导电流体接触，使电流经过相应的导电区域和导电转轴400，从而流向电机线圈和负极换向片300，进而实现换向的功能。

请参照图3和图4，为了简化结构，负极换向片300与正极换向片200镜像对称，即负极换向片300也包括第一导电层和第二导电层，第一导电层和第二导电层之间连接有第一绝缘层，负极换向片的第一绝缘层330将负极换向片的第二导电层320分隔成多个导电区域。

请参照图3和图4，导电转轴400包括外层转轴410和内层转轴420，内层转轴420套设在外层转轴410的内侧，外层转轴410和内层转轴420之间还可以通过绝缘体隔离。

请参照图3和图4，外层转轴410的两端分别与正极换向片的第一导电层210和负极换向片的第一导电层310导电连接，具体的，外层转轴410的两端分别部分套设于正极换向片的第一导电层210和负极换向片的第一导电层310，且外层转轴410上设置有导电部分，并通过该导电部分实现正极换向片的第一导电层210导电连接于负极换向片的第一导电层310，可以确保在电机转动过程中，正极容纳腔110内的导电流体和负极容纳腔120内的导电流体处于持续导电状态，从而确保电源正负极能够持续供电。需要说明的是，在实际应用中，可以选择合适电阻率的正极换向片的第一导电层210、负极换向片的第一导电层310和外层转轴410，从而避免电源正负极之间短路。

请参照图3和图4，内层转轴420的第一端与正极换向片的第二导电层220导电连接，内层转轴420的第二端与负极换向片300导电连接，且延伸至密封壳体100外。在本实施例中，内层转轴420对正极换向片200和负极换向片300起到机械连接的作用，使正极换向片200和负极换向片300能够转动，内层转轴420还实现正极换向片的第二导电层220间接导电连接于负极换向片的第二导电层320，即内层转轴420的第二端与电机线圈的两端连接后，可以实现正极换向片的第二导电层220和负极换向片的第二导电层320导电连接。

请参照图5，内层转轴420包括内层芯轴421和外层芯轴422，内层芯轴421和外层芯轴422之间连接有第二绝缘层423，第二绝缘层423将内层芯轴421和外层芯轴422分隔成多根与导电区域对应的导电条。在本实施例中，内层芯轴421穿设于正极换向片200，且内层芯轴421的导电条分别与正极换向片200上对应的导电区域导电连接，外层芯轴422穿设于负极换向片300，且外层芯轴422的导电条分别与负极换向片300上对应的导电区域导电连接，第二绝缘层423可以避免内层芯轴421和外层芯轴422之间短路，有利于正极换向片的第二导电层220和负极换向片的第二导电层320之间形成电流回路。

请参照图4，为了进一步提高导电流体工作的安全性，正极容纳腔110和负极容纳腔120内均设置有第二磁体600，第二磁体600和第一磁体500配合，可以增强磁场强度，从而有利于提高导电流体工作的安全性，第二磁体600采用永磁铁或电磁铁。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。