专利名称：具有部分共用绕组的单相感应电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及感应电机。本发明尤其涉及具有部分共享式绕组构造的多速变极式单相感应电机。
背景技术：
具有两极或多极构造的单相感应电机(包括电容起动电机和分相电机)在许多多速电机应用中是有用的。例如，某些洗衣机应用4/6/8极单相感应电机，因为这些电机在某个速度范围内提供用于各种循环的多速操作，并且不需额外的复杂而价高的控制装置，如可变频控制器。对设计这种电机来在低材料和制造成本下提供运行和起动二者的良好性能有持续的需求。这些性能包括评估象转矩、速度、电流、温升、效率、尺寸等这些因素和其它的因素。起动性能包括评估电机的速度-转矩曲线。
在生产中某些4/6/8极电机主要是应用独立的4极，6极和8极主绕组，以及一个辅助绕组(如4极辅绕组)用于起动。在某些现有技术构造中，6极绕组共用4极绕组的其中一部分。为了减少电机尺寸和节约活动材料，已经研究出了一种共用4极和8极绕组的新方法，并在1999年5月20提交的共同发明并共同转让的PCT专利申请PCT/US99/11235(国际公开号WO 99/63645)，标题为“具有共用式绕组的单相三速电机”中作了说明，上述文献的整个公开内容包括在本文中作为参考。尤其是，上述文献中示出的完全共用式4/8极构造应用一种绕组构造，其中用于在8极方式中操作通电的所有绕组也在用于在4极方式中操作通电，在8极方式中操作没有提供分开的绕组。
完全共用绕组法的一个优点是，它通过减少所需的金属线量和/或通过减少电机尺寸而减少了制造成本。另一方面，为了将主绕组从4极构造再连接到8极构造上，或者反之亦然，还需要一个触点(如一种单刀单掷开关)作为起动开关的一部分或者作为电机外部电路的一部分。如果提供额外的触点作为起动开关的一部分，起动开关需要三个开关和四个触点。这种实施方案使重新装备和生产起动开关更复杂和更昂贵。另一方面，如果提供额外的触点作为电机外部电路的一部分，则额外的触点通常取定时器或继电器的形式。
在无论哪种情况下，都需要一个新的触点来利用完全共用式绕组法。在许多情况下，提供一种新触点是一种可以接受的考虑。然而，在某些情况下，新触点是不希望有的。例如，在现有电器构造上加新触点可能是不切实际的。作为一个特殊的例子，加新触点不允许用上述4/8极完全共用式电机构造作为不提供额外触点的电器构造中现有电机的替代。
由于这些原因，希望有一种新的部分共用绕组电机构造。这种部分共用绕组电机构造从减少金属线需要而同时省去一个额外触点而得到好处。在一种形式中，选择部分共用绕组电机构造，以便提供现有电器电机的形式，装配和功能的替代，同时不需要任何新的触点。
发明概述本发明通过提供一种改进的多速感应电机满足了上述要求并克服了现有技术的缺点。简单地说，体现本发明各方面的单相多速感应电机包括一个定子铁芯。将转子安装成与定子铁芯成旋转关系。部分共用绕组在定子铁芯上。当希望在4极构造中操作电机时，部分共用绕组作为整体被激励。当希望在8极构造中操作电机时，部分共用绕组以比其整体少的部分被激励。
体现本发明各方面的电机的另一个实施例包括定子铁芯。将转子与定子铁芯成旋转关系安装。多个绕组元件缠绕在定子铁芯上。在4极的极速度下，选择性地激励多个绕组元件中的第一绕组元件和多个绕组元件中的第二绕组元件，以便操作电机。在8极的极速度下，选择性地激励多个绕组元件中的第三绕组元件和多个绕组元件中的第一绕组元件，以便操作电机，因此，多个绕组元件中的第二绕组元件只有当电机在4极的极速度下操作时才被激励。
在另一方面，本发明涉及一种单相三速感应电机。该电机包括定子铁芯和转子，所述转子与定子铁芯成旋转关系。一个第一绕组缠绕在定子铁芯上，并以一种N极构造被有选择地激励。N至少是2并是2的整数倍。第一绕组包括一个第一绕组部分和一个第二绕组部分。一个第二绕组缠绕在定子铁芯上，并以一种M极构造有选择地被激励。M是N的两倍。第二绕组共用第一绕组的第一绕组部分，但不共用第一绕组的第二绕组部分。
根据还有另一方面，本发明涉及一种电机，所述电机被设置成在多个极速度下操作。电机包括定子铁芯和转子，所述转子与定子铁芯成旋转关系。一个第一绕组部分在定子铁芯上，用于在第一极速度下操作电机。第一绕组部分具有基本上是正弦曲线的线匝分布。一个第二绕组在定子铁芯上，用于在第一极速度下操作电机。第二绕组部分具有基本上是非正弦曲线的线匝分布。
根据还有再一方面，本发明涉及一种电机，所述电机被设置成在4极构造和8极构造中操作。电机包括定子铁芯转了，所述转子与定子铁芯成旋转关系。一个第一绕组部分缠绕在定子铁芯上，并且只有当在4极构造中操作电机时才被激励。第一绕组部分具有基本上是正弦曲线的线匝分布。一个第二绕组部分缠绕在定子铁芯上，并且在4极构造和8极构造中操作电机时被激励。第二绕组部分具有基本上是非正弦曲的线匝分布。
在另一方面，本发明涉及一种电机，所述电机被设置成在4极构造、6极构造和8极构造中操作。电机包括定子铁芯和转子，所述转子与定子铁芯成旋转关系。一个第一绕组部分缠绕在定子铁芯上，并且只在4极构造中被激励。一个第二绕组部分缠绕在定子铁芯上，并且只在6极构造中被激励。一个第三绕组部分缠绕在定子铁芯上，并且只在8极构造中被激励。一个第四绕组部分缠绕在定子铁芯上，并且在4极构造和8极构造中被激励，但在6级构造中不被激励。
在另一方面，本发明涉及制造方法，其中包括制造感应电机的方法和用于供感应电机的定子的方法。这些方法包括提供4极绕组，所述4极绕组在8极绕组构造中被部分共用；提供一种绕组，所述绕组包括正弦曲线式缠绕的绕组部分和非正弦曲线式缠绕的绕组部分；和/或提供一种绕组，所述绕组包括若干绕组部分，上述若干绕组部分以一种不按顺序的交叉模式围绕定子安放在槽中。
可供选择地，本发明可以包括各种其它的装置、方法和系统。
本发明的另一些目的和特点一部分是显而易见的，而另一部分将在后面指出。
图1是一种三速单相感应电机一个优选实施例的电气示意图，上述三速单相感应电机具有根据本发明制造的部分共用式绕组；图2示出了根据本发明的图1中三速单相感应电机一个优选实施例的定子铁芯绕组；图3示出了根据本发明的图1中电机绕组分布的一个优选实施例的定子铁芯绕组图。
在所有附图中，相应的标号表示相应的部件。
优选实施例的详细说明现在参见附图，图1是根据本发明制造的一种三速单相感应电机100的电气示意图。为方便起见，图1示出了一种普通家用电器构造(比如，一种洗衣机)范围内的电机100，其中希望以三个速度中的一个速度操作电机。尤其是，图1示出了与定子铁芯有关的多个绕组，上述定子铁芯被构造在4极、6极或8极构造中操作电机100。定子铁芯在图2和3示出并将参照图2和3进一步说明。图1还示出了一种4极辅助绕组和与每个极构造有关的电源连接。正如在该技术中一般理解的，使4极构造被激励用于在一相对较快的速度(有时称之为极速度)下操作电机100。8极构造被激励用于在相对较慢的极速度下操作电机100。6极构造被激励用于在4极速度和8极速度之间的一个极速度下操作电机100。
如图所示，4极绕组构造包括绕组部分102，104，106和108(有时称之为线圈)。在所示的实施例(亦即，电机100在洗衣机方面使用)中，4极构造通过定时器电路接收来自电源线1和电源线2的120伏交流(VAC)电，上述定时器电路作为开关电路110示意性示出。更具体地说，当电机100被构造成在4极速度下操作时，将120伏交流电源线2加到连接部分BU上，且120VAC电源线1连接到连接部分W上。连接部分BU连接到绕组部分102的第一端。绕组部分102的第二端连接到绕组部分104的第一端上。绕组部分104的第二端连接到第一接合点112上，该第一接合点112连接到绕组部分106的第一端上。绕组部分106的第二端连接到一第二接合点114上，该第二接合点114连接到绕组部分108的第一端上。绕组部分108的第二端连接到一第三接合点116上，该第三接合点116还连接到保护器电路118的第一侧上。保护器电路118的第二侧连接到连接部分W上，该连接部分W如上所述连接到120伏交流电源线1上，因此，完成4极绕组电路。保护器电路118优选的是包括该技术中常用类型的热保护器。
6极绕组构造包括绕组部分120，以及绕组部分108。正如在本文其它地方示出和说明的，在一个实施例中，绕组部分120包括多个绕组部分(120A-120F)，但为了方便起见，在图1中作为单一绕组120示出。6极绕组构造通过插塞式连接器130和开关电路110在连接部分W/V上接收来自电源线2的120伏交流电。更具体地说，当电机100被构造成以6极方式操作时，开关电路110通过插塞130将电源线2连接到连接部分W/V上。连接部分W/V又连接到绕组部分120的第一端上。绕组部分120的第二端连接到第二接点114上并连接到绕组部分108的第一端上。绕组部分108的第二端连接到保护器电路118的第一侧上。保护器电路118的第二侧连接到连接部分W上，所述连接部分W也连接到120伏交流电源线1上，因而完成6极绕组电路。应该理解，6极绕组构造也可以用于不包括绕组部分108的电机100中。
8极绕组构造包括绕组部分140，绕组部分106和绕组部分108。因此，8极绕组构造共用4极绕组构造中的一半绕组(亦即绕组部分106，108)。换句话说，8极构造是一种部分共用的绕组构造，与4极绕组部分140共用绕组部分106和108。换句话说，8极绕组包括非共用的绕组部分140(也就是说只有当电机100在8极构造中操作时才被激励)和共用的4极绕组的部分(绕组部分106和108)，但不是全部4极绕组(绕组部分102和104)。在此之前，这种部分共用的构造在该技术领域中是未知的。应该理解，尽管各图中示出了一种与4极绕组构造共用绕组部分106和108的8极绕组构造，但电机100可以这样制造，以使8极绕组与4极绕组构造共用绕组部分102和104(而不是绕组部分106和108)。
如本文其它地方图示和说明的，在一个实施例中，绕组部分140包括多个绕组部分(104A-104D)，并且为了方便起见，在图1中作为一个绕组部分140示出。8极绕组构造通过插塞130和开关电路110，在连接部分W/OR上接收来自电源线2的120伏交流电。当电机100被构造成以8极方式操作时，开关电路110将电源线2连接到连接部分W/OR上。连接部分W/OR连接到绕组部分106的第一端上。绕组部分106的第二端连接到绕组部分108的第一端上。绕组部分108的第二端连接到保护器电路118的第一侧上。保护器电路的第二侧连接到连接部分W上，所述连接部分W通过开关电路110连接到电源线1上，因而完成电路。
在一个实施例中，电机100还包括4极辅助绕组150，所述4极辅助绕组150在起动电机100时被激励。在所示的实施例中，起动是通过电机开关160完成，电机开关160具有开关触点162，164。在一个实施例中，电机开关160包括离心开关。在图1中，电机开关处于起动构造。正如该技术领域中已知的，当电机100旋转到足够高的水平(亦即电机转子的旋转超过一个阈值)时，电机开关160从起动构造离开并进入运行构造。换句话说，在成功起动之后，转子的旋转使开关触点164变成开路，因而使辅助绕组150断开。也可以用离心式开关之外的其它开关。例如，可以用固态电子开关。一种形式的这种固态开关检测通过开关的电流，以便确定转换触点的时间。
还应该注意，如果电机100是一种电容起动式电机，则优选的是将起动电容(未示出)连接在连接部分Y和连接部分W/B之间。如果电机100是一种分相电机，则在没有电容情况下进行同样连接(亦即，在连接部分Y和连接部分W/B之间短路)。连接部分W/B还连接到第三接合点116上，因而保证在起动模式中，电流流过保护器电路118。
图2是根据本发明制造的一种三速单相感应电机绕组图。更具体地说，图2是示出了合适于与电机100一起用的4/6/8极主绕组构造，以及4极辅助绕组构造的一个实施例的绕组图。各主绕组(主绕组和辅助绕组)缠绕在一具有多个槽的定子铁芯上。图2示出了一种具有34个槽(两组，每组内的每个槽分别标有A-Q)。各种绕组装在这些槽内。定子铁芯可以用各种已知制造技术，如将多个合适材料的叠层堆垛在一起形成。图2还示出了插塞130和接线板202。
一般来说，图2示出了8个主绕组部件M1，M2，M3，M4，M5，M6，M7，M8和一个辅助绕组Aux。每个主绕组部件都包括一个或多个绕组部分。每个绕组部分都由多匝线制成。每个特定定子槽中线的匝数在图2中用圆所封闭的数字表示。更具体地说，一个特定圆内的数字指装在相关主绕组部件的相应槽中的特定线径的线匝数。例如，标号204表示二十一(21)匝十七(17)号线装在与绕组部分106有关的O槽中。
当电机100以4极绕组构造操作时，在终端连接块202处通过连接部分BU在电源线2上接收120伏交流电，以便激励4极绕组。如图2所示，4极绕组包括主绕组部件M1和M2。绕组部件M1由绕组部分102和104构成，而绕组部件M2由绕组部分106和108构成。与现有技术电机不同，图2的4极绕组电机不是按顺序绕定子铁芯缠绕。更具体地说，4极绕组在各绕组部分相互分开180°的情况下缠绕，因而产生可以称之为交叉模式的东西。因此，4极绕组构造从连接部分BU出发到绕组部分102，从绕组部分102出发到绕组部分104(与绕组部分102交叉180°)，从绕组部分104出发到绕组部分106，从绕组部分106出发到绕组部分108(与绕组部分106交叉180°)，从绕组部分108出发到保护器118，及从保护器118出发到连接部分W。
在6极绕组构造中，绕组在插塞130处通过连接部分MV用电源线2上120伏交流电激励。6极绕组包括主绕组元件M3，M4，M5，M6，并通过绕组部分108返回保护器118和连接部分W。绕组元件M3包括绕组部分120B和120D。绕组元件M4包括绕组部分120A和120E。绕组元件M5包括绕组部分120F。绕组元件M6包括绕组部分120C。如图2的实施例所示，6极绕组构造绕定子铁芯顺时针(按顺序)按顺序通过绕组部分。因此，6极绕组构造从连接部分W/V出发到绕组部分120A，从绕组部分120A出发到绕组部分120B，从绕组部分120B出发到绕组部分120C，从绕组部分120C出发到绕组部分120D，从绕组部分120D出发到绕组部分120E，从绕组部分120E出发到绕组部分120F，从绕组部分120F出发到绕组部分108，从绕组部分108出发到保护器118，及从保护器118出发到在接线极202处的连接部分W。如上所述，也可以应用根据本发明的、6极绕组不使用绕组部分108的电机。
在8极绕组构造中，绕组在插塞130处通过连接部分W/OR用电源线2上120伏交流电激励。8极绕组包括主绕组部件M7和M8以及M2。应该记得，部件M2由4极绕组部分共用式绕组部分106和108构成。绕组部件M7包括绕组部分140B和140D。绕组部件M8包括绕组部分140A和140C。如图2所示，8极绕组构造绕定子以反时针(按顺序)方式和一种交叉(按顺序)方式行进。8极绕组相对于绕组部分140A-140D被顺序缠绕，但相对于共用绕组部分106和108不按顺序缠绕。因此，8极绕组从连接部分W/OR出发到绕组部分140A，从绕组部分140A出发到绕组部分140B，从绕组部分140B出发到绕组部分140C，从绕组部分140C出发到绕组部分140D，从绕组部分140D出发到绕组部分106，从绕组部分106出发到绕组部分108，从绕组部分108出发到保护器118，及从保护器118出发到终端连接块202处的连接部分W。
正如从图1和2可以理解的，8极绕组共用4极绕组的一部分。更具体地说，在所示实施例中，8极绕组共用绕组部分106和108。在现技术中，只知道在6极绕组构造中共用4极绕组的一部分。这种共用只是由于4极绕组和6极绕组偶然以正确的实际排列才可能。在本发明之前，不可能要求在8极绕组构造中共用4极绕组的一部分。在现有技术中，在8极绕组构造中共用4极绕组的一部分产生有害的相反磁场。通过用如图2所示的方式(比如，不按顺序)缠绕4极绕组，可以避免这种有害的相反磁场，因而使8极绕组构造能共用4极绕组的一部分，而不是4极绕组的全部。
现在简要讨论与图2所示8极绕组有关的极。在所示的实施例中，绕组部分140B和108对准在12点钟位置，而绕组部分140D和106对准在6点钟位置(与140B/108偏离180°)。绕组部分106和108是4极绕组的共用部分。因此，绕组部分108允许在绕组部分140B中使用较少匝数的线。同样，绕组部分106允许在绕组部分140D中使用匝数较少的线。通过将图2所示的各种绕组部分进行比较，也许可以更好地说明这个特点。正如在图2的示例性实施例中可以看到的，当与绕组部分140B和140D(比如在最外面槽处20匝)比较时，绕组部分140A和140C需要更多匝的线(比如在最外面槽中41匝)。因此，现在本领域的技术人员应该理解，所示的绕组安排使绕组部分140B/108和140D/106能产生与由绕组部分140A和140C所产生的极基本上相等强度的极。
另外，在所示的实施例中，8极绕组被缠绕成为一种按顺序的绕组。4极、6极和辅助绕组被以常规绕组方式缠绕。按顺序的绕组连接在每个绕组部分(比如，140A，140B，140C，和140D)之间感生极，以便提供总计8个极。这些极粗略定位在(a)12点钟位置；(b)12点钟位置和3点钟位置之间；(c)3点钟位置；(d)3点钟位置和6点钟位置之间；(e)6点钟位置；(f)6点钟位置和9点钟位置之间；(g)9点钟位置；(f)9点钟位置和12点钟位置之间。
有利的是，部分共用式绕组构造，如本文所示的示例性构造，需要较少线来制造8极绕组。应该理解，典型的电器电机利用铜线来制造每个绕组。这种金属线的成本很重要并且可能有波动。因此，减少所需的金属线的量在成本和制造方面有显著的优点。在某些方面，因为槽中放置的金属线较少，所以也减少了制造的复杂性。另外，应该理解，不像现有技术构造具有完全共用式4/8或2/4极绕组那样，本发明部分共用式绕组构造不需要额外的开关触点。因此，根据本文所公开的原理制造的电机适合作替代现有电机(没有共用4/8极绕组)，因而，具有与共用式绕组相关的优点，即无须完全共用式绕组构造所需的额外开关触点的额外成本和复杂性。
图3示出了与图2相同的定子铁芯和绕组。图3进一步突出部分共用式绕组，亦即绕组部分106和108的其它方面。尤其是，图3示出了4极绕组的共用绕组部分(部分106和108)以一种独特的非正弦曲线匝计数分布进行分布(正弦曲线和非正弦曲线匝计数分布的特点在下面更详细讨论)。因此，4极绕组包括以基本非正弦曲线分布缠绕的绕组部分(部分106，108)，以及以基本正弦曲线分布缠绕的绕组部分(部分102，104)。8极绕组共用绕组部分106和108。这样，8极绕组也包括以非正弦曲线分布缠绕的绕组部分，以及以正弦曲线分布缠绕的绕组部分(140A-140D)。当用部分共用绕组构造时，这种安排改善了8极速度性能。
正如在图2和3中可以看到的，大多数绕组部分以基本正弦曲线匝计数分布缠绕。在正弦匝计数分布中，缠绕在绕组部分外部上的匝数比缠绕在绕组部分内部上的匝数多。正弦曲线分布是本领域中对缠绕主操作绕组部分流行采用的标准分布。非正弦曲线分布意味着将线圈外部匝数移到线圈内部。因此，例如看绕组部分102，在与绕组部分102外部边缘有关的槽中比在与绕组部分102内部边缘有关的槽中有更多绕组匝数。换句话说，朝向极的外部边缘比朝向极的内部边缘有更多的匝数。更具体地说，并且例如标号302，304，306所示，在最外面的槽308中有二十四(24)匝，在下一个槽310中有二十一(21)匝，及在下一个槽312中有十五(15)匝。除了绕组部分106，108和120F之外，其余绕组部分中的每一个都是遵循基本上正弦曲线分布—更多匝位于绕组部分外部上，同时匝数朝极内部方向减少。
如上所述，绕组部分106和108以基本非正弦曲线分布缠绕。应该记得，绕组部分106和108也是在4极和8极二者绕组构造中被激励(亦即，被激励以便在4极速度和8极速度下操作电机)的部分共用绕组部分。绕组部分106和108这样缠绕，以使在最外面槽中绕的匝数比内部槽中绕的匝数少(亦即朝极外部方向匝数较少)。如标号320，322和324所示，在最外面槽326中有20匝，而在接着两个槽328和320中各有21匝。现已发现，当8极绕组共用一部分4极绕组时，这种非正弦曲线绕组模式是有益的。还发现，将太多匝移入绕组部分内部可能在4极速度的速度/转矩曲线中产生一个尖点。有利的是，对共用绕组部分适当地选择非正弦曲线绕组分布能使8极速度构造达到与无共用8极绕组构造相同的操作性能特点。
图3还示出了转子330，它通过本领域中已知的技术安装成与定子铁芯成旋转关系。简单地说，通过激励各绕组构造之一所产生的旋转磁场，使转子330以相应于图1中上述4/6/8极速度的速度旋转。尽管图3示出了转子在定子内部，但本发明不限于这种安排，并且可以适合于用例如反结构同步电机构造。
部分共用绕组构造的优点之一是，如所述的示例性实施例，在制造8极绕组时所需的金属线量减少。可用来反映这个优点的一个迹象是平均定子槽装填量。当将与图2所示相同的一种构造与现有技术4/6/8极电机(用4极起动)的形式、装配和功能相比时，平均槽装填量从约66.37％降到约61.8％。同样，当将与图2所示基本上相同的构造与现有技术4/6/8极电机的形式、装配和功能比较时，平均槽装填量从约62.3％降到约59.2％。这种减少相应于制造特定电机时所需的金属线量的大的成本节约。而且，由于在定子槽中采用较少金属线，所以这种平均槽装填量的减少改善了制造方法，上述平均槽装填量减少转化成插入金属线所需的力减少。应该理解，插入力的减少也转化成在制造过程中擦伤或断裂的金属线数量减少。这种改善节约了成本并提高了电机质量。
还应该注意，在8极构造中共用4极绕组中的一部分在某些工作环境和情况中可能会产生热方面的担心。例如，如果没有足够用于冷却绕组的机会而激励共用绕组部分，则热方面的担心可能很重要。有利的是，能用本发明所带来的减少槽填量用来说明这种热关系。在共用部分中所用的金属线可以具有足够大的线径，以供更好地冷却。
本发明部分共用绕组构造优于现有技术的另一个优点是，它能减少匝数不平衡。匝数不平衡影响电机性能。匝数不平衡的一种度量是通过比较与6极构造有关的绕组部分(本文称之为6极匝数不平衡)确定。例如，6极构造具有一个由绕组部分120F和108所产生的极，和一个由绕组部分120C所产生的相反极。正如可以看到的，在与绕组部分120C有关的每个槽中的线匝多于与绕组部分120F有关的每个槽中的线匝。与现有技术电机同样形式、装配和功能相比，与图2所示类似的电机的一个实施例通过将不平衡从约1.38减少到约1.22而改善了6极匝数不平衡。另一实施例通过将不平衡从约1.18减少到1.05，改善了匝数不平衡。
现在应该理解，本文所述的部分共用绕组构造提供了一些显著的优点。还应该理解，尽管就4/6/8极电机构造给出了优选实施例，但本发明不限于4/6/8极电机构造。本发明具有更大的适用性。例如，本发明可用于两速度电机，如2/4极电机，4/8极电机，2/8机电机等。实际上，本发明可以应用于具有一第一极速度N和另一个极速度M的构造，此处N至少为2(或2的整数倍如4)，而M是偶数整数并且至少是N的2倍。因此，示例性的部分共用绕组对包括2/4，2/8，4/8，6/12，8/16等。
还应该理解，上述说明还涉及制造方法，其中包括制造感应电机和供感应电机用的定子的方法。这些方法包括例如(a)将4极绕组缠绕在定子上，所述定子具有一个与8极绕组构造共用的第一绕组部分和一个不与8极绕组共用的第二绕组部分；(b)提供一种绕组，所述绕组包括一个正弦曲线式缠绕的绕组部分和非正弦曲线式缠绕的绕组部分；和/或(c)提供一种电机绕组，所述电机绕组包括若干以一种非正弦曲线/交叉模式放在定子周围槽中的绕组部分。
由于上述情况，可以看出，本发明的几个目的都达到了，并且得到另一些有利的结果。
当介绍本发明或其优选实施例的一些元件时，冠词“一”，“一个”，“这个”，和“上述”意思是指有一个或多个元件。术语“包含”，“包括”，“具有”意指包括在内，并且意思是指除了所列元件之外还可以有额外的一些元件。
由于在不脱离本发明范围情况下可以对上述构造和方法进行各种改变，因此，上述说明中所包括的和附图所示的所有情况都是示例性的，而没有限制的意义。
权利要求
1.一种单相多速感应电机，包括定子铁芯；转子，所述转子与定子铁芯成旋转关系；及在定子铁芯上的部分共用绕组，当希望用N极构造操作电机时，所述部分共用绕组作为一个整体被激励，其中N至少为2和2的整数倍，而当希望用M极构造操作电机时，所述部分共用绕组以比其整体少的部分被激励，其中M是偶整数并至少是N的2倍。
2.如权利要求1的电机，其中N＝4且M＝8，其中部分共用绕组包括一个第一绕组部分和一个第二绕组部分，所述第一绕组部分被设置成当希望在4极构造和在8极构造中操作电机时被激励，并且所述第二绕组部分被设置成只有当希望在4极构造中操作电机时被激励。
3.如权利要求2的电机，其中部分共用绕组还包括一个第三绕组部分和一个第四绕组部分，所述第三绕组部分被设置成当希望在4极构造和在8极构造中操作电机时被激励，所述第四绕组部分被设置成只有当希望在4极构造中操作电机时被激励。
4.如权利要求3的电机，其中第一，第二，第三和第四绕组部分非顺序地在定子铁芯上。
5.如权利要求2的电机，其中所述第一绕组部分还被设置成当希望在6极构造中操作电机时被激励。
6.如权利要求1的电机，其中N＝4且M＝8，并且还包括一个在定子铁芯上的非共用绕组，当希望在6极构造中操作电机时，所述非共用绕组被激励。
7.如权利要求1的电机，其中定子铁芯包括多个槽，所述部分共用绕组包括一个第一绕组部分和一个第二绕组部分，所述第一绕组部分以一种基本非正弦曲线分布安装在第一组多个槽内，而所述第二绕组部分以一种基本正弦曲线分布安装在第二组多个槽内。
8.如权利要求7的电机，还包括一个非共用绕组部分，当希望在M极构造中操作电机时，所述非共用绕组部分与部分共用绕组的第一绕组部分相关地被激励，其中所述非共用的绕组部分以一种基本正弦曲线分布安装在第三组多个槽内。
9.如权利要求7的电机，还包括缠绕在定子铁芯上的第三绕组部分，所述第三绕组部分只有以N极构造操作电机时才被激励，所述第三绕组部分具有一基本上是正弦曲线的线分布；及缠绕在定子铁芯上的第四绕组部分，当以N极构造和M极构造二者操作电机时，所述第四绕组部分被激励，所述第四绕组部分具有一基本上是非正弦曲线的金属线分布。
10.如权利要求7的电机，还包括第三绕组部分，所述第三绕组部分缠绕在定子铁芯上，并且只有当以M极构造操作电机时才被激励，以便当电机在8极构造中操作时，第二和第三绕组部分被激励。
11.如权利要求1的电机，还包括辅助起动绕组，所述辅助起动绕组被缠绕在定子铁芯上；及起动开关，用于激励辅助绕组，以起动转子旋转，当转子的旋转超过一个旋转阈值时，上述起动开关将辅助绕组去激励。
12.如权利要求1的电机，其中N＝4且M＝8，所述电机被设置成在4极构造，6极构造，和8极构造中操作，所述绕组包括第一绕组部分，缠绕在定子铁芯上，所述第一绕组部分只在4极构造中被激励；第二绕组部分，缠绕在定子铁芯上，所述第二绕组部分只在6极构造中被激励；第三绕组部分，缠绕在定子铁芯上，所述第三绕组部分只在8极构造中被激励；及第四绕组部分，缠绕在定子铁芯上，所述第四绕组部分在4极构造和8极构造中被激励，但在6极构造中不被激励。
13.如权利要求12的电机，还包括分缠在定子铁芯上的第五绕组部分，所述第五绕组部分在4极构造、6极构造和8极构造中被激励。
全文摘要
一种单相三速感应电机具有4，6和8极速度构造。在一个实施例中，电机被制成并安装在洗衣机中使用。8极速度绕组共用4极速度绕组的一部分，但不是全部4极速度绕组都在8极构造中使用。在一个实施例中，4极速度绕组包括4个绕组部分，而8极速度构造利用4个绕组部分中的两个，而不需要额外的开关触点来重新组合电机用于在4极模式或6极模式中操作。在一个实施例中，各共用绕组部分以基本非正弦曲线分布缠绕在定子铁芯上，而各非共用绕组部分以基本正弦曲线分布缠绕在定子铁芯上。
文档编号H02P25/02GK1628408SQ03803457
公开日2005年6月15日 申请日期2003年2月4日 优先权日2002年2月6日
发明者R·W·费, M·C·德尔克斯 申请人:美国艾默生电气公司