中空节能电的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种中空节能电机，包括一个定子和一个转子，定子包括内圆均匀分布多个凹槽的定子铁心以及设置在定子凹槽上的定子绕组，转子包括外圆均匀分布多个凹槽的转子铁心以及设置在转子凹槽上的转子绕组，该定子铁心内圆上的定子铁齿的每相齿面积为常规三相异步电机定子铁齿的每相齿面积的两倍。本发明的中空节能电机，可以提高电动机的磁通密度，提高电动机效率，减少绕组铜线的用量，降低成本。
【专利说明】中空节能电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种中空节能电机，包括一个定子和一个转子，定子包括内圆均匀分布多个凹槽的定子铁心以及设置在定子凹槽上的定子绕组，转子包括外圆均匀分布多个凹槽的转子铁心以及设置在转子凹槽上的转子绕组。
【背景技术】
[0002]电动机是一种旋转式电动机器，它将电能转变为机械能，它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。在定子绕组旋转磁场的作用下，其在电枢鼠笼式铝框中有电流通过并受磁场的作用而使其转动。通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到千瓦级。机床、水泵，需要电动机带动；电力机车、电梯，需要电动机牵引。家庭生活中的电扇、冰箱、洗衣机，甚至各种电动机玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生活中的各个方面。
[0003]目前应用最多最广的是三相异步电动机，三相异步电动机的结构，由定子、转子和其它附件组成。定子包括定子铁心、定子绕组和机座。转子包括转子铁心、转子绕组。其它附件包括端盖、轴承、轴承端盖、风扇等。但现在使用的交流异步电动机存在如下问题:1、磁通密度不高，电动机效率低；2、电机涡流大，损耗严重；3、转子是实心的，负荷大；4、定子和转子上的凹槽较宽，铁齿宽度小，电磁转换效率低；5、绕组铜线用量多，成本高。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种中空节能电机，可以提高电动机的磁通密度，提高电动机效率，减少绕组铜线的用量，降低成本。
`[0005]为解决上述技术问题，本发明的中空节能电机，包括一个定子和一个转子，定子包括内圆均匀分布多个凹槽的定子铁心以及设置在定子凹槽上的定子绕组，转子包括外圆均匀分布多个凹槽的转子铁心以及设置在转子凹槽上的转子绕组，该定子铁心内圆上的定子铁齿的每相齿面积为常规三相异步电机定子铁齿的每相齿面积的两倍。
[0006]在电机将电能转变为机械能的电磁转换过程中，定子铁齿的每相齿面积是电磁转换的有效面积。根据实践中的电磁转换公式U=4.44?ΝΦηιΒ3?ηι，其中，U为电压，f为电流频率，Ntcm为每相线匝数，B为磁通密度，Stm每相齿面积。对于定子，我国的三相交流电电压为380伏特，交流电频率为50赫兹，假定B不变，当定子铁齿的每相齿面积Stm为原来的两倍时，定子绕组的每相线匝数Ntcm就变为原来的一半。增加每相齿面积，就可以减少绕组铜线的用量，降低成本。而且，减少定子绕组的每相线匝数，可以很大的提高磁通密度，对于三相异步电机，可以将磁通密度从原来的0.8T提高到1.2T以上，提高50%以上。电磁转换有效面积增大，无效面积减小，电机起动时可以降低起动电流，节约电能。
[0007]作为本发明的改进，该转子铁心外圆上的转子铁齿的每相齿面积为常规三相异步电机转子铁齿的每相齿面积的两倍。[0008]在电机将电能转变为机械能的电磁转换过程中，转子铁齿的每相齿面积是电磁转换的有效面积。根据实践中的电磁转换公式U=4.44?ΝΦηιΒ3?ηι，其中，U为电压，f为电流频率，Ntcm为每相线匝数，B为磁通密度，Stm每相齿面积。电机的输出功率P=UI=4.44?ΝΦηιΒ5?ηιΙ，其中U为转子绕组的电压，I为转子绕组的电流，交流电频率为50赫兹。电机的输出功率是固定不变的，假定B和I不变，当转子铁齿的每相齿面积Stm为原来的两倍时，转子绕组的每相线匝数Ntcm就变为原来的一半。而且，由于定子铁齿的每相齿面积为原来的两倍，定子绕组的每相线匝数为原来的一半，极大的提高了磁通密度，可以进一步减少转子绕组的每相线匝数。增加每相齿面积，就可以减少转子绕组铜线的用量，降低成本。
[0009]作为本发明的改进，该定子凹槽的宽度为定子铁齿宽度的一半。
[0010]在电机将电能转变为机械能的电磁转换过程中，定子铁齿的每相齿面积是电磁转换的有效面积，将定子凹槽的宽度设置为定子铁齿宽度的一半，可以提高电机气隙的磁通密度，强化电机的电磁推动力，使电机运行时，不存在死角，可以降低起动电流，节约电能。
[0011]作为本发明的改进，该转子凹槽的宽度为转子铁齿宽度的一半。
[0012]在电机将电能转变为机械能的电磁转换过程中，转子铁齿的每相齿面积是电磁转换的有效面积，将转子凹槽的宽度设置为转子铁齿宽度的一半，可以提高电机气隙的磁通密度，强化电机的电磁推动力，使电机运行时，不存在死角，可以降低起动电流，节约电能。
[0013]作为本发明的改进，该定子铁心内外圆之间的间距小于定子铁心外圆直径的六分之一 O
[0014]将定子铁心的厚度改薄，可以加快散热，减少铁的用量，降低用铁成本。
[0015]作为本发明的改进，该转子铁心为中空的圆环，该转子铁心内外圆之间的间距小于转子铁心外圆直径的五分之一。
[0016]将转子铁心设置成中空的圆`环，可以减轻转子铁心自身的重量，减少铁的用量，降低用铁成本，减少运转负荷，降低能耗，节约电能。将转子铁心的厚度改薄，可以加快散热，减少铁的用量，降低用铁成本。
[0017]作为本发明的改进，该定子凹槽的深度不大于该定子铁心内外圆之间的间距的一半。
[0018]减小定子凹槽的深度和定子铁齿的高度，可以减少产生涡流的面积，减少产生的涡流，降低涡流损耗，节约电能。
[0019]作为本发明的改进，该转子凹槽的深度不大于该转子铁心内外圆之间的间距的一半。
[0020]减小转子凹槽的深度和转子铁齿的高度，可以减少产生涡流的面积，减少产生的涡流，降低涡流损耗，节约电能。
[0021]作为本发明的改进，该定子凹槽的底部设置有圆角，定子凹槽的宽度，从定子凹槽的底部至开口逐渐缩小；该转子凹槽的宽度，从转子凹槽的底部至开口逐渐增大。
[0022]使定子凹槽的宽度，从定子凹槽的底部至开口逐渐缩小，可以增大定子铁齿的宽度，用较小的定子凹槽深度就可以容纳同样的定子绕组，可以降低定子铁齿的高度。使转子凹槽的宽度，从转子凹槽的底部至开口逐渐增大，可以用较小的转子凹槽深度就可以容纳同样的转子绕组，可以降低转子铁齿的高度，可以减轻转子铁心的重量，减轻负荷。
[0023]作为本发明的改进，该定子铁齿在该定子凹槽的开口处设置凸起，使定子凹槽的开口变小；该转子铁齿在该转子凹槽的开口处设置凸起，使转子凹槽的开口变小。
[0024]将铁齿在凹槽的开口处设置凸起，使凹槽的开口变小，可以防止绕组线圈被甩出，损坏电机。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0026]图1为本发明中空节能电机的定子铁心的剖视图。
[0027]图2为图1所示的定子凹槽的放大图。
[0028]图3为本发明中空节能电机的转子铁心的剖视图。
[0029]图4为图3所示的转子凹槽的放大图。
【具体实施方式】
[0030]如图1至图4所示，中空节能电机，由定子、转子和端盖、轴承、轴承端盖、风扇等其它附件组成。定子包括内圆均匀分布多个凹槽的定子铁心I以及设置在定子凹槽2上的定子绕组，转子包括外圆均匀分布多个凹槽的转子铁心4以及设置在转子凹槽5上的转子绕组，定子铁心I内圆上的定子铁齿3的每相齿面积为常规三相异步电机定子铁齿的每相齿面积的两倍，转子铁心4外圆上的转子铁齿6的每相齿面积为常规三相异步电机转子铁齿的每相齿面积的两倍。定子凹槽2的宽度为定子铁齿3宽度的一半，转子凹槽5的宽度为转子铁齿6宽度的一半。定子铁心I内外圆之间的间距小于定子铁心I外圆直径的六分之一。转子铁心4为中空的圆环`，该转子铁心4内外圆之间的间距小于转子铁心4外圆直径的五分之一。定子凹槽2的深度不大于定子铁心I内外圆之间的间距的一半。转子凹槽5的深度不大于转子铁心4内外圆之间的间距的一半。定子凹槽2的底部设置有圆角，定子凹槽2的宽度，从定子凹槽2的底部至开口逐渐缩小。定子铁齿3在定子凹槽2的开口处设置凸起，使定子凹槽2的开口变小。转子凹槽5的宽度，从转子凹槽5的底部至开口逐渐增大。转子铁齿6在转子凹槽5的开口处设置凸起，使转子凹槽5的开口变小。
[0031]在电机将电能转变为机械能的电磁转换过程中，定子铁齿、转子铁齿的每相齿面积是电磁转换的有效面积。根据实践中的电磁转换公式U=4.44?ΝΦηιΒ3?ηι，其中，U为电压，f为电流频率，Ntcm为每相线匝数，B为磁通密度，Stm每相齿面积。对于常规三相异步电机，2极的定子铁齿的每相齿面积为电机功率P的开平方。
[0032]对于定子，我国的三相交流电电压为380伏特，交流电频率为50赫兹，假定B不变，当定子铁齿的每相齿面积Stm为原来的两倍时，定子绕组的每相线匝数Ntcm就变为原来的一半。增加每相齿面积，就可以减少绕组铜线的用量，降低成本。而且，减少定子绕组的每相线匝数，可以很大的提高磁通密度，对于三相异步电机，可以将磁通密度从原来的0.8T提闻到1.2T以上，提闻50%以上。电磁转换有效面积增大，无效面积减小，电机起动时可以降低起动电流，节约电能。
[0033]对于转子，电机的输出功率P=UI=4.44?ΝΦηιΒ5?ηιΙ，其中U为转子绕组的电压，I为转子绕组的电流，交流电频率为50赫兹。电机的输出功率是固定不变的，假定B和I不变，当转子铁齿的每相齿面积Stm为原来的两倍时，转子绕组的每相线匝数
[0034]Ntcm就变为原来的一半。而且，由于定子铁齿的每相齿面积为原来的两倍,定子绕组的每相线匝数为原来的一半，极大的提高了磁通密度，可以进一步减少转子绕组的每相线匝数。增加每相齿面积，就可以减少转子绕组铜线的用量，降低成本。
[0035]本发明的中空节能电机，可以大幅度提高电机的磁通密度，提高电动机效率，降低电机涡流，降低损耗，转子设置成空心，降低负荷，定子和转子上的凹槽较小，铁齿宽度较大，气隙的磁通密度大，电磁转换效率高，减少绕组铜线的用量，大大降低成本。
[0036]需要注意的是，【具体实施方式】仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不应将其理解为对本发明技术方案的限定，任何采用本发明实质
【发明内容】
而仅作局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种中空节能电机，包括一个定子和一个转子，定子包括内圆均匀分布多个凹槽的定子铁心以及设置在定子凹槽上的定子绕组，转子包括外圆均匀分布多个凹槽的转子铁心以及设置在转子凹槽上的转子绕组，其特征在于:所述定子铁心内圆上的定子铁齿的每相齿面积为常规三相异步电机定子铁齿的每相齿面积的两倍。
2.根据权利要求1所述的中空节能电机，其特征在于:所述转子铁心外圆上的转子铁齿的每相齿面积为常规三相异步电机转子铁齿的每相齿面积的两倍。
3.根据权利要求1或2所述的中空节能电机，其特征在于:所述定子凹槽的宽度为定子铁齿宽度的一半。
4.根据权利要求1或2所述的中空节能电机，其特征在于:所述转子凹槽的宽度为转子铁齿宽度的一半。
5.根据权利要求1或2所述的中空节能电机，其特征在于:所述定子铁心内外圆之间的间距小于定子铁心外圆直径的六分之一。
6.根据权利要求1或2所述的中空节能电机，其特征在于:所述转子铁心为中空的圆环，该转子铁心内外圆之间的间距小于转子铁心外圆直径的五分之一。
7.根据权利要求1或2所述的中空节能电机，其特征在于:所述定子凹槽的深度不大于所述定子铁心内外圆之间的间距的一半。
8.根据权利要求1或2所述的中空节能电机，其特征在于:所述转子凹槽的深度不大于所述转子铁心内外圆之间的间距的一半。
9.根据权利要求1或2所述的中空节能电机，其特征在于:所述定子凹槽的底部设置有圆角，定子凹槽的宽度，从定子凹槽的底部至开口逐渐缩小；所述转子凹槽的宽度，从转子凹槽的底部至开口逐渐增大。
10.根据权利要求1或2所述的中空节能电机，其特征在于:所述定子铁齿在所述定子凹槽的开口处设置凸起，使定子凹槽的开口变小；所述转子铁齿在所述转子凹槽的开口处设置凸起，使转子凹槽的开口变小。
【文档编号】H02K1/26GK103701283SQ201410019074
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】欧明方 申请人:欧明方