[發明專利]變極弧長度移相啟動電動機定子

有效

• 申請號: 201810372546.8
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108377044B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 趙曉東
• 申請（專利權）人: 鹽城杰精機械制造有限公司
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K3/52;H02K3/28;H02K17/06;H02K17/08
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 蘇雪雪

1.一種變極弧長度移相啟動電動機定子，其特征在于所述電動機定子包括定子鐵芯部件、定子磁軛(8)；定子鐵芯部件包括線圈骨架一(2)、外線圈一(3)、線圈骨架二(5)、外線圈二(6)、內線圈(7)、定子鐵芯(11)；線圈骨架一(2)、外線圈一(3)、線圈骨架二(5)、外線圈二(6)、內線圈(7)安裝在定子鐵芯(11)上，定子磁軛(8)安裝在定子鐵芯(11)徑向外側；所述電動機定子的外線圈一(3)、外線圈二(6)、內線圈(7)數量均是低轉速時定子磁極的數量；所述電動機定子的定子鐵芯(11)包括若干個鐵芯磁極極身一(1)和鐵芯磁極極身二(4)，每一個鐵芯磁極極身一(1)上安裝有一個線圈骨架一(2)，外線圈一(3)纏繞在線圈骨架一(2)上，每一個鐵芯磁極極身二(4)上安裝有一個線圈骨架二(5)，外線圈二(6)、內線圈(7)分別纏繞在線圈骨架二(5)上；

所述電動機定子應用于變極變速單相異步電動機，若干個內線圈(7)連接在一起組成啟動繞組，移相元件采用電容器，移相元件串聯在啟動繞組中；在啟動狀態時啟動繞組接通電源；部分或者全部外線圈一(3)和外線圈二(6)連接在一起組成工作繞組一，在啟動狀態時工作繞組一接通電源；啟動繞組與工作繞組一在空間上相差九十度電角度，啟動繞組與工作繞組一電流相位相差九十度，啟動繞組與工作繞組一共同作用產生定子旋轉磁場，定子旋轉磁場作用于電動機轉子產生電磁轉矩；所述電動機定子應用于變極變速單相異步電動機，在運行狀態時啟動繞組不接通電源；全部外線圈一(3)和外線圈二(6)連接在一起組成工作繞組二，在運行狀態時工作繞組二接通電源；工作繞組二產生脈動磁場，由于此時電動機轉子已經達到額定轉速，工作繞組二產生的脈動磁場作用于電動機轉子產生電磁轉矩；工作繞組二磁場的定子磁極極弧長度比工作繞組一磁場的定子磁極極弧長度大；工作繞組二串聯的線圈數量比工作繞組一串聯的線圈數量多，即流過工作繞組二的工作電流小于流過工作繞組一的工作電流；

定子磁軛(8)呈環形，定子磁軛(8)徑向內側均布有若干個榫槽一(13)、榫槽二(14)，若干個榫槽一(13)和榫槽二(14)一一間隔排列；

定子鐵芯(11)徑向內側是轉子氣隙內腔(10)，轉子氣隙內腔(10)徑向外側均布有若干個鐵芯磁極極身一(1)和鐵芯磁極極身二(4)，若干個鐵芯磁極極身一(1)和鐵芯磁極極身二(4)一一間隔排列，鐵芯磁極極身一(1)徑向內側圓周方向兩端是矩形的定位凸臺一(16)，鐵芯磁極極身二(4)徑向內側圓周方向兩端是三角形的定位凸臺二(18)，相鄰定位凸臺一(16)與定位凸臺二(18)之間是空氣槽(17)，空氣槽(17)徑向內側與轉子氣隙內腔(10)之間是隔磁磁橋(15)，相鄰定位凸臺一(16)與定位凸臺二(18)在空氣槽(17)徑向外側連接在一起形成隔磁磁橋(15)；每一個鐵芯磁極極身一(1)徑向外側一端是榫頭一(9)，每一個鐵芯磁極極身二(4)徑向外側一端是榫頭二(12)；

線圈骨架一(2)徑向中間是骨架中心孔一(19)，線圈骨架一(2)外表面有一個骨架線槽一(21)，外線圈一(3)安裝在骨架線槽一(21)內；線圈骨架二(5)徑向中間是骨架中心孔二(20)，線圈骨架二(5)外表面分別有一個骨架線槽二(22)、骨架線槽三(23)，外線圈二(6)安裝在骨架線槽二(22)內，內線圈(7)安裝在骨架線槽三(23)內；

所述電動機定子在裝配時，先把外線圈一(3)纏繞在線圈骨架一(2)的骨架線槽一(21)內，把外線圈二(6)纏繞在線圈骨架二(5)的骨架線槽二(22)內，把內線圈(7)纏繞在線圈骨架二(5)的骨架線槽三(23)內；再把若干個線圈骨架一(2)的骨架中心孔一(19)分別安裝在定子鐵芯(11)的鐵芯磁極極身一(1)上，把若干個線圈骨架二(5)的骨架中心孔二(20)分別安裝在定子鐵芯(11)的鐵芯磁極極身二(4)上，并且使內線圈(7)位于外線圈二(6)徑向內側；然后把定子磁軛(8)安裝在定子鐵芯(11)徑向外側，并且使定子鐵芯(11)的榫頭一(9)安裝在定子磁軛(8)的榫槽一(13)內，使定子鐵芯(11)的榫頭二(12)安裝在定子磁軛(8)的榫槽二(14)內。

2.根據權利要求1所述的一種變極弧長度移相啟動電動機定子，其特征在于所述電動機定子應用于變極變速單相異步電動機時，其工作過程是：

所述電動機定子應用于二極/四極變極變速單相異步電動機時，所述電動機定子徑向內側均布有若干個定子磁極，依次是磁極一(24)、磁極二(25)、磁極三(26)、磁極四(27)、磁極五(28)、磁極六(29)、磁極七(30)、磁極八(31)，其中磁極一(24)、磁極三(26)、磁極五(28)、磁極七(30)上分別安裝有一個外線圈一(3)，磁極二(25)、磁極四(27)、磁極六(29)、磁極八(31)上分別安裝有一個外線圈二(6)和一個內線圈(7)；若干個內線圈(7)連接在一起組成啟動繞組，移相元件采用電容器，移相元件串聯在啟動繞組中；

所述電動機定子應用于定子磁極為四極的單相異步電動機，在啟動狀態時的某一時刻，磁極一(24)、磁極三(26)、磁極五(28)、磁極七(30)上安裝的外線圈一(3)連接在一起組成工作繞組一，工作繞組一接通電源，電流流過工作繞組一，徑向內側為N極的外線圈一(32)使磁極一(24)、磁極五(28)分別組成一個N極定子磁極，徑向內側為S極的外線圈一(33)使磁極三(26)、磁極七(30)分別組成一個S極定子磁極；

與此同時，電流流過啟動繞組，徑向內側為n極的內線圈(36)使磁極四(27)、磁極八(31)分別組成一個n極定子磁極，徑向內側為s極的內線圈(37)使磁極二(25)、磁極六(29)分別組成一個s極定子磁極；

所述電動機定子應用于定子磁極為四極的單相異步電動機，在啟動狀態時的某一時刻，電流流過工作繞組一建立的四極工作繞組磁場，與電流流過啟動繞組建立的四極啟動繞組磁場，其磁極極性一一對應，并且在空間上相差九十度電角度，啟動繞組與工作繞組一電流相位相差九十度，啟動繞組與工作繞組一共同作用產生定子旋轉磁場，定子旋轉磁場作用于電動機轉子產生電磁轉矩；

所述電動機定子應用于定子磁極為四極的單相異步電動機，在運行狀態時的某一時刻，啟動繞組不接通電源；磁極一(24)、磁極二(25)、磁極三(26)、磁極四(27)、磁極五(28)、磁極六(29)、磁極七(30)、磁極八(31)上安裝的全部外線圈一(3)和外線圈二(6)連接在一起組成工作繞組二，工作繞組二接通電源，電流流過工作繞組二，徑向內側為N極的外線圈一(32)使磁極一(24)與徑向內側為N極的外線圈二(34)使磁極八(31)共同組成一個N極定子磁極；徑向內側為N極的外線圈一(32)使磁極五(28)與徑向內側為N極的外線圈二(34)使磁極四(27)共同組成一個N極定子磁極；徑向內側為S極的外線圈一(33)使磁極三(26)與徑向內側為S極的外線圈二(35)使磁極二(25)共同組成一個S極定子磁極；徑向內側為S極的外線圈一(33)使磁極七(30)與徑向內側為S極的外線圈二(35)使磁極六(29)共同組成一個S極定子磁極；

所述電動機定子應用于定子磁極為四極的單相異步電動機，在運行狀態時的某一時刻，全部外線圈一(3)和外線圈二(6)連接在一起組成工作繞組二，工作繞組二接通電源，工作繞組二產生脈動磁場，由于此時電動機轉子已經達到額定轉速，工作繞組二產生的脈動磁場作用于電動機轉子產生電磁轉矩；

所述電動機定子應用于定子磁極為二極的單相異步電動機，在啟動狀態時的某一時刻，磁極二(25)、磁極四(27)、磁極六(29)、磁極八(31)上安裝的外線圈二(6)與磁極一(24)、磁極五(28)上安裝的外線圈一(3)連接在一起組成工作繞組一，工作繞組一接通電源，電流流過工作繞組一，徑向內側為N極的外線圈二(34)使磁極四(27)、磁極六(29)與徑向內側為N極的外線圈一(32)使磁極五(28)共同組成一個N極定子磁極；徑向內側為S極的外線圈二(35)使磁極二(25)、磁極八(31)與徑向內側為S極的外線圈一(33)使磁極一(24)共同組成一個S極定子磁極；

與此同時，電流流過啟動繞組，徑向內側為n極的內線圈(36)使磁極二(25)、磁極四(27)共同組成一個n極定子磁極，徑向內側為s極的內線圈(37)使磁極六(29)、磁極八(31)共同組成一個s極定子磁極；

所述電動機定子應用于定子磁極為二極的單相異步電動機，在啟動狀態時的某一時刻，電流流過工作繞組一建立的二極工作繞組磁場，與電流流過啟動繞組建立的二極啟動繞組磁場，其磁極極性一一對應，并且在空間上相差九十度電角度，啟動繞組與工作繞組一電流相位相差九十度，啟動繞組與工作繞組一共同作用產生定子旋轉磁場，定子旋轉磁場作用于電動機轉子產生電磁轉矩；

所述電動機定子應用于定子磁極為二極的單相異步電動機，在運行狀態時的某一時刻，啟動繞組不接通電源；磁極一(24)、磁極二(25)、磁極三(26)、磁極四(27)、磁極五(28)、磁極六(29)、磁極七(30)、磁極八(31)上安裝的全部外線圈一(3)和外線圈二(6)連接在一起組成工作繞組二，工作繞組二接通電源，電流流過工作繞組二，徑向內側為N極的外線圈一(32)使磁極三(26)、磁極五(28)與徑向內側為N極的外線圈二(34)使磁極四(27)、磁極六(29)共同組成一個N極定子磁極；徑向內側為S極的外線圈一(33)使磁極一(24)、磁極七(30)與徑向內側為S極的外線圈二(35)使磁極二(25)、磁極八(31)共同組成一個S極定子磁極；

所述電動機定子應用于定子磁極為二極的單相異步電動機，在運行狀態時的某一時刻，全部外線圈一(3)和外線圈二(6)連接在一起組成工作繞組二，工作繞組二接通電源，工作繞組二產生脈動磁場，由于此時電動機轉子已經達到額定轉速，工作繞組二產生的脈動磁場作用于電動機轉子產生電磁轉矩。