一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机的制作方法

本技术涉及电机，尤其涉及一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机。

背景技术：

1、汽车安全带系统是车辆被动安全的核心组成部分，其中，安全带预收紧机构在碰撞发生的瞬间，能迅速消除安全带与乘员之间的间隙，将乘员有效地约束在座椅上，为后续的安全气囊保护赢得宝贵时间并创造最佳条件。电机驱动式预收紧器因其响应速度快、作用力可控等优点，已成为该领域的主流技术方案之一。其核心动力源通常是一种高性能的永磁直流有刷电机。

2、永磁直流有刷电机因其控制简单、成本低廉、瞬时过载能力强而被广泛应用于各种场合。然而，在汽车安全带预收紧等极端工况下，传统永磁直流有刷电机暴露出严重问题：1.换向火花与电磁干扰：48v高压系统加剧换向器片间电弧，引发电磁干扰并烧蚀换向器，影响设备寿命。2.转矩波动与振动噪音：少槽结构导致转矩脉动大，预收紧时冲击噪音明显，损害传动部件与舒适性。3.响应速度不足：电枢电感抑制电流快速变化，传统设计无法实现毫秒级动态响应。

3、另外，永磁直流有刷电机中碳刷架组件的结构设计对电机的可靠性与性能至关重要。例如，碳刷的压紧力若设计不当，可能导致接触电阻不稳定，影响电流传导效率；用于抑制电磁干扰的电感、电容等元器件的安装方式若不合理，可能存在虚焊、脱落或与机壳发生短路的风险。此外，碳刷架与机壳、端盖之间的定位和固定方式若不够稳固，在电机高速启动和停止的冲击下，可能导致组件移位，影响整机工作的可靠性。

4、永磁直流有刷电机的性能与磁场的稳定性密切相关。机壳内磁瓦的定位方式若存在偏差，可能导致气隙磁场不均匀，影响电机出力效率和转矩平稳性。同时，为屏蔽磁场、保护内部结构而设置的护磁环，其与机壳的装配定位也需要精确设计，以防止在振动环境下发生松动或转动，确保电机长期工作的稳定性。

5、因此，本领域迫切需要一种针对安全带预收紧应用场景进行深度优化的永磁直流有刷电机。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机，该电机具有更低的转矩脉动、更优异的换向性能与电磁兼容性、更可靠稳固的内部结构。

2、为了实现上述实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机，包括机壳、磁瓦、电枢转子、碳刷架组件和端盖，所述磁瓦固定在机壳的内壁上，所述碳刷架组件设置在机壳的一端，所述端盖位于碳刷架组件的外侧，且机壳上设有对端盖进行轴向限位的卡片，所述电枢转子设置在机壳内，且两端分别通过轴承与机壳和端盖转动连接，所述电枢转子包括转子铁芯、转轴和绕组，所述转轴插设固定在转子铁芯内，所述转轴上还固定有换向器，所述换向器与碳刷架组件接触，所述转子铁芯上设有七个或者十个绕线槽，所述绕组采用单线单叠绕制的方式设置在转子铁芯上。

4、作为优选方案，所述碳刷架组件包括架体和电极片，所述电极片贯穿固定在架体上，所述架体上对称设置两个l形的弹性摆臂，每个弹性摆臂的一端固定有碳刷，两个碳刷在弹性摆臂的弹力作用下与换向器相抵，每个弹性摆臂的另一端分别与相应的电极片连接。

5、作为优选方案，所述架体上还固定有电感器件，所述弹性摆臂与电感器件的一引脚焊锡连接，电感器件的另一引脚与电极片焊锡连接。

6、作为优选方案，所述架体上还固定有电容器件，所述电容器件的一引脚与电极片以及连接在电极片上的电感器件的引脚焊锡连接，所述架体的外侧壁上还设有凹槽，所述电容器件的另一引脚弯折安装在凹槽内，使得刷架组件与机壳装配后，电容器件的引脚能贴合机壳内壁。

7、作为优选方案，所述架体上均匀设置四个凸块，所述电极片设置在两个相对的凸块中，所述机壳的一端相对应的设有四个缺口，所述端盖上也设有四个缺口，所述机壳、碳刷架组件以及端盖，通过缺口与凸块的配合安装固定。

8、作为优选方案，所述机壳的侧壁中部上设有内定位凹口，两个磁瓦的一侧分别与内定位凹口相抵，两个磁瓦的另一侧之间设有弹针。

9、作为优选方案，所述机壳的外侧还设有护磁环，所述机壳远离端盖的一侧的侧壁上还设有外定位凹口，所述护磁环上设有护磁环凹口，所述护磁环凹口嵌设在外定位凹口内。

10、作为优选方案，所述转轴的一端贯穿机壳后固定有齿轮，所述转轴的另一端贯穿端盖后固定有磁环。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

12、本实用新型采用七槽或十槽这种非传统的槽数，与常见的2极磁瓦极数形成特定的配合。这种槽极配合能够有效地削弱齿槽转矩，从而显著降低电机在运行过程中的转矩脉动。这使得电机输出扭矩更加平稳，对于安全带预收紧这种需要瞬间、平顺且巨大拉力的应用至关重要，可以减少动作时的冲击感和噪音。

13、本实用新型还采用了单线单叠绕组形式，这种结构相对于其他绕组方式（如波绕组），其换向器片间的电压较低。在电机高速、大电流换向时，较低的片间电压有助于抑制电火花的产生。这直接带来了两个好处：一是减少了碳刷和换向器的磨损，延长了电机寿命；二是从源头上降低了电磁干扰的强度。同时，单线单叠绕法相对成熟，便于实现自动化绕线，提高了生产效率和一致性，保证了产品在大规模生产中的质量稳定。

1.一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机，包括机壳（1）、磁瓦（2）、电枢转子（3）、碳刷架组件（4）和端盖（5），所述磁瓦（2）固定在机壳（1）的内壁上，所述碳刷架组件（4）设置在机壳（1）的一端，所述端盖（5）位于碳刷架组件（4）的外侧，且机壳（1）上设有对端盖（5）进行轴向限位的卡片（12），所述电枢转子（3）设置在机壳（1）内，且两端分别通过轴承与机壳（1）和端盖（5）转动连接，所述电枢转子（3）包括转子铁芯（31）、转轴（32）和绕组，所述转轴（32）插设固定在转子铁芯（31）内，所述转轴（32）上还固定有换向器（33），所述换向器（33）与碳刷架组件（4）接触，其特征在于，所述转子铁芯（31）上设有七个或者十个绕线槽，所述绕组采用单线单叠绕制的方式设置在转子铁芯（31）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机，其特征在于：所述碳刷架组件（4）包括架体和电极片（41），所述电极片（41）贯穿固定在架体上，所述架体上对称设置两个l形的弹性摆臂（43），每个弹性摆臂（43）的一端固定有碳刷（42），两个碳刷（42）在弹性摆臂（43）的弹力作用下与换向器（33）相抵，每个弹性摆臂（43）的另一端分别与相应的电极片（41）连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机，其特征在于：所述架体上还固定有电感器件（44），所述弹性摆臂（43）与电感器件（44）的一引脚焊锡连接，电感器件（44）的另一引脚与电极片（41）焊锡连接。

4.根据权利要求2所述的一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机，其特征在于：所述架体上还固定有电容器件（45），所述电容器件（45）的一引脚与电极片（41）以及连接在电极片（41）上的电感器件（44）的引脚焊锡连接，所述架体的外侧壁上还设有凹槽（46），所述电容器件（45）的另一引脚弯折安装在凹槽（46）内，使得刷架组件（4）与机壳（1）装配后，电容器件（45）的引脚能贴合机壳（1）内壁。

5.根据权利要求2所述的一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机，其特征在于：所述架体上均匀设置四个凸块，所述电极片设置在两个相对的凸块中，所述机壳（1）的一端相对应的设有四个缺口，所述端盖（5）上也设有四个缺口，所述机壳（1）、碳刷架组件（4）以及端盖（5），通过缺口与凸块的配合安装固定。

6.根据权利要求1所述的一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机，其特征在于：所述机壳（1）的侧壁中部上设有内定位凹口（13），两个磁瓦的一侧分别与内定位凹口（13）相抵，两个磁瓦的另一侧之间设有弹针。

7.根据权利要求1所述的一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机，其特征在于：所述机壳（1）的外侧还设有护磁环（8），所述机壳（1）远离端盖（5）的一侧的侧壁上还设有外定位凹口（11），所述护磁环（8）上设有护磁环凹口（81），所述护磁环凹口（81）嵌设在外定位凹口（11）内。

8.根据权利要求1所述的一种用于安全带预收紧的永磁直流有刷电机，其特征在于：所述转轴（32）的一端贯穿机壳（1）后固定有齿轮（7），所述转轴（32）的另一端贯穿端盖（5）后固定有磁环（6）。