专利名称：单相智控六驱异步电动机定、转子配置的制作方法
技术领域：
本发明涉及全新处理单相异步电动机磁场旋转中偏转角速度和磁通密度波动变化的定、转子系统；具体涉及一种节电、节材的单相智控六驱异步电动机定、转子配置。
背景技术：
现有单相异步电动机技术中，电源经电容器移相分流后，分别直接接入相位差90°的两相绕组中交替驱动磁流，以得到电机的磁场旋转；在转子对磁场进行动力输出时，必须得将转子开槽与定子开槽斜成一定角度，以克服交替驱磁期间，相带和槽距引起的磁场偏转角速度波动变化，由此一来，转子在涡流的作用下，磁极几何平面形状与定子不一样，转子磁极面不能与定子完全吸合，部分极面伸入与定子吸面相邻的极面中去产生排斥力；因电机输出功率的大小，直接是由定、转子之间的吸力大小和稳定程度所决定，这样，不但存在输出功率大幅下降，且效率低下，再加之副相电源的内阻较大，导致电机正常输出时，旋转磁场强度发生波动变化，也直接影响电动机的动力输出，行话称之为“磁场椭圆旋转”。这些问题现有通用技术全都是靠定、转子之间斜角开槽来解决的，从斜槽错位磁极面积算，总的吸覆力损耗一般都在1/6以上，加上现有电机绕线的线载荷率都不足40％。因此，不管在电机效率或是节材方面，应当还有很大的空间。
由本人申请的中国专利02244670.2“二次移相单相电机”、200420067317.9“智能化二次移相单相电机”和2004100813446“异步电动机智能绕组移相方法及其电路”系列，虽然都公开涉及电机的电桥结构，但它们都没有主绕组的特殊配套设计，电桥无法回收到足够的主相电能，感应输入电桥的横向电压坐标信号能量不足，无法达到省材和完全处理掉旋转磁场各种波动的能力，只有相同于原有技术的铁芯配套设计，无法提高电机效率，电机性能提高极小，难以达到它们的预计效果。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种节能、节材的单相智控六驱异步电动机定、转子配置。
实现上述目的本发明采用的技术手段是单相智控六驱异步电动机定、转子配置，两相相位相距90°的交流电源，以供电机主相和副相电源，同时作为副相电桥处理电流的方向坐标电压信号输入；其特征在于
在单相异步电动机电路中，以主电源绕组电极为平衡中心，分别在两侧90°范围内设立两路受主相互感电动势平衡的绕组，并联成电桥电路；绕组设计是将主绕组设定为三个串联的绕组极相，即A、B、C；B相为主相电源电极分布位置，A相和C相分别在B相两旁30°位置处；副绕组设定为两相A1和C1，分别位于主绕组B的两边75°位置分布；两相控制绕组A2和C2分别在主绕组A和C位置上重叠；将主绕组B左边的控制绕组与右边的副绕组、左边的副绕组与右边的控制绕组分别顺绕向串联后，相并成电桥；并头E、F为电桥的电源输入端和纵向坐标控制电压输入端；电桥的横向坐标控制电压输入，由电桥在铁芯中感应主相电压而来，两相电压在电桥中混合完成对磁场稳定旋转状态驱动的综合处理；将定、转子开槽相互平行，使定、转子之间磁极吸合几何极面完全一致。
本发明进一步改进是电桥电源取至于主相互感所组成的罩极电机，在距主绕组90°处再分布一相电容移相副绕组d、e。
相比现有技术，本发明具有如下优点1、本发明利用单相异步电动机的电源结构，改变绕组结构，建立起整套智能化排除磁场旋转期间，旋转角速度的波动和磁通强弱变化，摆脱原有的耗能设计环节，使电机效率提升1/6，绕线节省25％-40％不等，发热量还少15％-28％，铁芯叠片节省1/6，性能全面上升。
2、本发明在电机定子绕组内，完全克服磁场旋转期间偏转角速度的波动变化和磁通强度的波动变化，使磁场运动按正圆轨迹旋转，排除原有电机的定、转子相对斜槽设计，将定、转子之间吸覆的几何面积扩到最大化，完全排除定、转子之间的排斥力磁极面，设定副绕组电桥，按智能处理要求设定主绕组，大幅提高导线的载荷率。
3、本发明将单相异步电动机电路与智能传感处理电路“一体化”，用以取替原异步电动机靠定、转子之间使用相对斜角开槽，处理在交替驱磁期间，相带以及槽距引起的偏转角速度波动变化过程，具有节材、节电之显著效果。
4、本发明其主绕组改同心绕组分布为短跨距、多极相串联分布与副相电桥同时存在。
图1是本发明的电容移相电动机原理图。
图2是本发明的罩极电动机原理图。
图3是本发明罩极电动机结合原电容移相电机并接式原理图。
图4是本发明罩极电动机结合原电容移相电机串接式原理图。
具体实施例方式
本发明单相智控六驱异步电动机定、转子配置确定两相相位相距90°的交流电源，以供电机主相和副相电源，同时作为副相电桥处理电流的方向坐标电压信号输入。绕组设计是将主绕组设定为三个串联的绕组极相，即A、B、C。B相为主电源电极分布位置，A相和C相分别在B相两旁30°位置处；副绕组设定为两相，即A1、C1，分别位于主绕组B的两边75°位置分布；分别在主绕组A和C位置上重叠两相控制绕组，它们分别为控制绕组A2和控制绕组C2；将主绕组B左边的控制绕组与右边的副绕组、左边的副绕组与右边的控制绕组分别顺绕向串联后，相并成电桥；并头E、F为电桥的电源输入端和纵向坐标控制电压输入端。电桥的横向坐标控制电压输入，完全靠电桥在铁芯中感应主相电压而来，两相电压在电桥中混合完成对磁场稳定旋转状态驱动的综合处理。
根据现在最简单的移相方法，电桥的供电方式主要有两种，其一是直接在电桥上串接电容后并入主电源，如图1所示。
其二是在主相绕组中并绕一个绕组a、c，a、c两端与电桥抽头E、F相连后形成一种全新的罩极电机电路，如图2所示。
与原有罩极电机不同的是它能够在距主绕组90°处再分布一相电容移相副绕组d、e，如图3或图4，以达到对磁场同样的处理目的，这样组合的电动机震动和噪音更小。
工作原理本发明首先是将主绕组以三个极相相邻30°相位分布，顺绕向串联后接入主电源，三个极相直接驱磁能力相当，全靠副相电桥对主极相中的驱磁量实施智能调整，主相驱动转子的作力点方位，便随主相电压相位的变化，从主相磁距前30°位置顺电机转动方向移动至后30°位置。而副相绕组电桥又是利用主相磁驱对其各绕组感应电动势方向和大小的变化，结合副相电源电动势的变化进行智能化处理，在帮助主相达到以上目的的同时，对进入电桥中的副相电源进行合理的分流，以至分离出独立的两个副绕组极相工作，这样一来，副相供电电源内阻减小，需要承载的负荷成倍减轻；相与相之间都能产生能量互补，各个极相的驱磁量大小就不决定于极相绕组两端的瞬时电压，而是同时决定于主相位的时间变化；各极相配合驱动的磁场旋转被统一掌控在一起，由此达到磁场旋转期间能保持平稳的大负荷输出。
下面结合主相电压相位变化的不同时期，对电桥绕组六驱驱磁的高速状况作进一步说明。参见图1当主相电压相位在0°时，主相电压值为0，副相外接电压为峰值；此刻电路中为电桥的两路绕组并联驱磁。
当主相电压相位在0°到45°期间，主相电压为低端值，副相外接电压为下降阶段的高端值；这期间两相副绕组都无法产生互感电流，而控制绕组C2受主相的互感电动势与副相电压方向相反；副绕组C1的电驱量加大，而副绕组A1的电驱量逐减，主绕组A区极相的电驱量逐增。磁场稳定的顺时针方向主绕组方向偏转。
当主相电压相位在45°至90°期间，主相电压升为高端值，而副相外接电源电压逐减为低端值；期间副绕组驱磁逐渐转化为主绕组驱磁；而在主绕组极相分布中，由于控制绕组C2在主相中的互感电压方向与外接副电源方向相同，副绕组A1受到副绕组C1的感应电压超过了加在其两端的外接电源此时电压，且方向与其外接电压方向相反，因此，C相主绕组的驱磁量被部分移到副绕组C1的极相中驱磁。副绕组A1极相的磁能被吸收叠加至主相绕组A的极相中驱磁，驱磁绕组电极被平稳顺时针偏转到主绕组的A区极相位置。
当主相电压完全到90°相位时，副相外接电压为0，由于副绕组A1和副绕组C1的感应电动势方向与控制绕组A2和控制绕组C2的感应电动势方向相反，并且在磁通密度相等的条件下大小相同；因此，副绕组A1和副绕组C1能够将主绕组A区极相和C区极相的过饱和主相驱磁量移至主绕组B区放出，驱磁电极转到主相B区电极中。
当主相电压由90°相位至135°相位期间，主相电压为高端下降阶段，而副相外接电压为低端上升阶段；期间由于外接相电源电压方向的变化，控制绕组A2受主相磁流的感应电动势方向变为与其外接电源电压方向相同，控制绕组C2的感应电动势方向变为与其电源方向相反，副绕组C1受副绕组A1的感应电压超过了其两端电源电压。副绕组C1极相的驱磁量被回收至主相绕组C区极相中叠加驱磁；主绕组A区极相的部分驱磁量被移到副绕组A1极相中放出，驱磁电极被控制移动到主相C区极相中。
当主相电压相位在135°至180°期间，主相电压由高端下降到低端，副相外接电压已经上升为高端值，主相对控制绕组的感应电动势只能阻碍副相电源从副绕组C1通过，帮助它从副绕组A1通过，控制绕组A2将主相A区极相的部分驱磁量移至副绕组A1的极相中放出，磁通的电极被控制到副绕组A1的电极位置。直至180°，磁场稳定的完成半周的旋转过程，下半周原理与上半周完全相同。
在电桥电源使用主相互感电源时，由于只是感应电动势落后90°相位，副电源里没有电流能量蓄存，所以，必须与以前电容移相电机电路结合，如图3或4。其传感控制原理基本相同；结合电路构成的电机效果更好。
本发明智能技术与单相异步电动机电路“一体化”设计方法，与通用技术不同的是将主绕组设定为相隔30°相位的A、B、C三个串联绕组极相分布，B为主相的相位，A和C分别在B的两侧；将副绕组设定为两相，分别分布在B两侧75°位置，分别在A和C主绕组之上重叠两相控制绕组A2和C2，叠在主绕组A之上的称之为控制绕组A2，叠在主绕组C之上的称之为控制绕组C2；将左边的控制绕组与右边的副绕组、左边的副绕组与右边的控制绕组分别顺绕向串联后并联为电桥，并头为电桥的电源输入端，与控制绕组A2串联的副绕组称之为副绕组A1，与控制绕组C2串联的副绕组称之为副绕组C1，如图1所示。由此结构，当两相相距90°相位的电源分别加入主相绕组两端和副相电桥绕组的电源输入端时，主绕组驱动A、B、C三个极相中的驱磁量几乎相等；电桥便根据各绕组受主相磁驱电动势方向和电桥电源电压方向的正反，决定将主绕组A中的部分驱磁量移到主绕组C中去，还是将主绕组C中的驱磁量移到主绕组A中去驱磁。同时，还能为副相电源分流，分离出适应两相副绕组的两相副电源。
凡涉及到以上单相异步电动机电路或仿以上电路及其方法取替原有电机定、转子之间相对斜角开槽设计都视为侵权。
权利要求
1.单相智控六驱异步电动机定、转子配置，两相相位相距90°的交流电源，以供电机主相和副相电源，同时作为副相电桥处理电流的方向坐标电压信号输入；其特征在于在单相异步电动机电路中，以主电源绕组电极为平衡中心，分别在两侧90°范围内设立两路受主相互感电动势平衡的绕组，并联成电桥电路；绕组设计是将主绕组设定为三个串联的绕组极相，即A、B、C；B相为主相电源电极分布位置，A相和C相分别在B相两旁30°位置处；副绕组设定为两相A1和C1，分别位于主绕组B的两边75°位置分布；两相控制绕组A2和C2分别在主绕组A和C位置上重叠；将主绕组B左边的控制绕组与右边的副绕组、左边的副绕组与右边的控制绕组分别顺绕向串联后，相并成电桥；并头E、F为电桥的电源输入端和纵向坐标控制电压输入端；电桥的横向坐标控制电压输入，由电桥在铁芯中感应主相电压而来，两相电压在电桥中混合完成对磁场稳定旋转状态驱动的综合处理；将定、转子开槽相互平行，使磁极吸合极面完全一致。
2.根据权利要求1所述的单相智控六驱异步电动机定、转子配置，其特征在于所组成的罩极电机，在距主绕组90°处再分布一相电容移相副绕组d、e。
全文摘要
本发明提供一种智能技术与单相异步电动机电路“一体化”设计，是在电动机绕组中直接建立智能平衡电桥，与主绕组结合，利用两相相距90°相位的电源，共同组成智能平衡磁场在旋转期间旋转角速度的变化和磁通密度的变化，排除电动机定、转子之间相对斜角开槽的原有设计，功率输出和效率都随定、转子之间的有效磁通能量增长而同时增长1/6左右；其次是主绕组配合电桥设计为三个极相串联绕组分布，绕圆周长按电机极数分别被缩短15％－28％不等。这样电机节线可达25％－40％，节省铁芯叠片1/6，发热总量还下降15％－28％，电动机磁场为正圆旋转轨迹，性能全面大幅提升，工艺结构更为简单可靠。
文档编号H02K17/08GK1889337SQ20061005444
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月14日 优先权日2006年7月14日
发明者陈伯川 申请人:陈伯川