摘要：直流力矩电机由于其特殊的结构形式，大多采用铜槽楔兼做电机的换向器，槽楔的结构在一定程度上受电机槽满率的限制，反过来槽楔的结构又在一定程度上影响电枢的制造质量及合格率，因此，槽楔的结构选取对直流电机而言较为重要。文章针对常用槽楔在实际应用的不足，设计并采用了一种异形槽楔，通过实际使用认为在某些情况下采用此结构槽楔可以得到较为满意的效果。

关键词：异形槽楔；结构；应用

中国分类号：tm381    文献标志码：a    文章编号：1001-6848（2010）03-0089-03

    

    对于直流力矩电机所在的使用系统来说，一般都希望电机的力能指标越大越好，特别是近年来，随着系统性能的不断提升，对直流力矩电机的性能指标提出了更高的要求。为了满足电机的力能指标，除进用性能优良的材料、优化设计参数外，还应在零部件的结构上进行一定的优化和适当的结构选取[1,2]。

    换向器是直流电机的重要部件，在很大程度上决定着电机的换向性能、寿命和可靠性。然而由于力矩电机的轴向尺寸比较小，不可能像普通直流电机那样将换向器作为电机的一个独立部件来处理。为了节省并充分利用有限的有效空间，一般都采用钢材制作的槽楔兼做电机的换向器，即铜槽楔插入电枢冲片槽中，一端与电枢线圈焊接在一起，另一端伸出铁心端面作为电机换向器的换向片，伸出部分均匀地分布在某一个预定的圆周上，在电枢灌封时通过环氧灌封料将所有槽楔灌封成一个整体从而形成电机的换向器。

    电枢是力矩电机中的最重要的部件，其制造工艺最复杂、涉及的工序最多。若选用的槽楔结构不合理，则会造成整个电枢报废，导致电机的制造成本增加，制造周期增长，影响电机的交货周期。

  力矩电机槽满率的高低决定着槽楔的选用结构，槽楔结构又决定着槽楔的制造加工工艺，并在一定程度上影响着电机电枢的制造质量和合格率，因此在设计直流力矩电机的槽楔结构时要兼顾电枢槽满率及制造工艺等多方面因素，选用何种槽楔结构对直流力矩电机而言显得相当重要[3]；

    目前直流力矩电机中常用的槽楔结构主要有平槽楔和阶梯形槽楔两种结构形式，其结构分别如图1和图2所示。

  平槽楔的特点是其插入槽中的部分与作为换向器的部位厚度尺寸是一致的，其厚度尺寸为所用铜板的标称厚度，上下表面不进行加工，仅加工外形，因此其加工制造比较方便、容易，可采用机加工的方式加工外形尺寸，也可以设计冲模，利用模具一次冲制成形。平槽楔主要应用于槽满率相对较低的电机中。

      采用平槽楔的力矩电机，对电枢灌封前的槽楔部位整形要求非常高，在整形时必须将所有槽楔作为换向器的部位整形到预定的圆周上，不允许有任何偏斜、凸起等现象，否则在电枢灌封后会导致换向器部位出现无法车起或过薄而翘片缺陷，导致电枢不能使用而报废。

    阶梯形槽楔的特点是其插入槽中的部分与作为换向器的部位厚度尺寸不同，插入槽中的部分要较兼做换向器部位的厚度尺寸小。其加工制造同样可以采用设计冲模冲制或机加工的工艺。若采用冲模进行冲制，则需要设计、制造两套乃至三套模具，经过两至三次冲制、整形后才能够成形，冲模也相对比较复杂。对于批量不大，不需要投制模具的电机来说，则采用先铣加工阶梯再电加工（线切割）外形或单纯采用电加工阶梯及外形的工艺手段进行制作。阶梯形槽楔主要应用于槽满率相对较高的力矩电机中。

    虽然阶梯形槽楔的结构、制造工艺相对复杂，但由于阶梯形槽楔很好地解决了换向器部位的厚庋与槽满率之间的矛盾关系，特别是采用这种槽楔结构的电机在进行电枢灌封前的整形时对槽楔的整形要求不像平槽楔那样严格，可以节省一定的工时，且由于换向器部位的厚度相对较厚，因此允许槽楔存在轻微的偏斜、凸起等现象，在灌封后的车加工中也很少出现因换向器部位无法车起或过薄而