专利名称：自起动永磁同步微电机的起动机构的制作方法
技术领域：
本发明属于驱动微电机及家用电器技术领域。
现有技术和检索结果，单相永磁式同步微电机，由于其功率因数及效率高、有效材料利用率高，易于制造成小功率低转速等一系列优点而得到广泛的应用。但是由于同步电机本身没有起动能力，因此通常都带有电磁的或机械的起动装置。例如，当结构尺寸许可时，常制成异步起动永磁同步机。对于功率更小的永磁低速同步机(功率数瓦以下)，则由于结构的限制，几乎全部制成自起动方式。此时，定子磁极一般作成爪极式的，定子绕组是一组集中的单相线圈。爪极可以是全罩极的(如南京微分电机厂生产的TDY－375，西安微电机厂也有类产品，上海微型电机厂也有仅仅是名称不同的同类产品)，也可以是半罩极的(如上海仪表电机厂的55TYB)，也可以是不罩极的(见《电机工程手册》第22篇第六章)。机械起动机构的起动原理是当定子通电后产生的脉动磁场和转子永磁场相互作用，使转子产生以转轴为圆心的往复回转振动。当振幅逐渐加大，以至振动时转子的瞬时速度达到同步速度时，转子就被牵入同步运转。为了起动容易，许多电机附加有助振弹簧。例如55TZY5A16型永磁同步机就装有助振簧片(徐立子编《仪表及自动装置用电机》四川人民出版社，1980)。有的是把簧片装入转子轴，簧片装在转子环的槽内，转轴对于转子环有一个较小范围的相对迥转，借此来助振。使电机进入同步速度运行(见机械工业出版社出版的《电机工程手册》第22篇第6章)。由于单相脉动磁场可以分解为正序和负序旋转磁场，因此，振动起动后的转子可以在两个方向上旋转。为了使电机单方向旋转，此类电机多装有一个机械式单向制动器。最新的自起动永磁同步微电机的起动机构是利用在扭力弹簧作用下的撞块和止块保持弹性接触。在电机通电后定子的振动力使撞块和止块连续撞击，撞击的反弹力使定子相对于转子有一个瞬时同步速而牵入同步运行。在这种起动机构中，弹簧的迥转角度可以增大到330°，因而起动能力大，可以驱动微型风扇。综上所说，自起动永磁同步微电机的应用范围决定于性能良好的起动机构。
本发明的目的是提供一种新颖而简单的单相永磁同步微电机的自起动机构，从而使惯量较大的负载和象风扇这样一类有阻尼作用的负载亦能用永磁同步微电机来驱动。以拓宽自起动永磁同步微电机的应用范围。
本装置由和固定装置连接的支持件1、弹簧2、限制器3、和与支持件连接而又能绕同一轴线回转的定子连接器4组成。使用时，把支持件和固定装置连接，而连接器则和永磁微电机的定子同轴连接。此时，定子，转子都能绕同一轴线相对于固定装置迥转。而定子由于受与支持件连接同时又与定子连接器连接的弹簧的作用，能够位移一定的角度。限制器的作用是对弹簧的实际工作部份进行限制，使弹簧在定转子间的电磁力的作用下由起始位置向某一指定方向往复摆动，改变弹簧的技术参数和限制器的形状可以改变定子绕轴线迥转的最大角度。作用原理如下当电机通电后，定转子磁场相互作用使定、转子间产生往复迥转振动，由于转子带有大惯量负载，而支持件和与支持件连接的固定装置也是大惯量的，因而定子实际上只能由起始位置向某一指定方向作往复振动。随着振幅的加大。当迅速迥转的定子的瞬时速度使定转子间的相对速度接近同步速时使电机牵入同步。根据相对运动原理，转子的旋向是和定子的旋向相反。由于弹簧的反作用力使定子不能持续旋转，而只是转过一个角度。随着旋角增加而逐渐增大的弹簧作用力又使定子返回，使转子继续加速。当定子相对于支持件静止时，转子已达到了额定转速(同步速度)。如果定转子间的相对运动没能使转子进入同步运行状态，则定转子间由于电磁力振动会继续重复上述过程直至正常运行。当起动完成后，由于定子已产生旋转磁场，该磁场与转子永磁场相互吸引。电机稳速运行。当支持件和具有相当质量的固定装置连接时，本装置能使电机迅速起动。当利用本机构制成自起动永磁同步微电机驱动的微风电扇时，由于吊杆的转动惯量过份小，为此，在与支持件制成一体的吊杆上固定的防护盖的轮缘上设置足够的重物，以增加支持件的惯量。
本发明的特点是用一个作用于弹簧有效工作部分的限制器和受限制器限制的弹簧相互作用，该限制器仅限制弹簧的变形方向，而不限制指定方向上弹簧的极限变形位置。既起到了单向器的作用，而且迥转角度可以做得很大。适当选择限制器的形状、大小、以及弹簧的技术参数可以使定子相对于支持件的迥转角度超过360°，而现有技术的起动装置弹簧回转角度尚没有达到330°的。这一特性使电机迅速地起动和牵入同步。本发明的另一个优点是起动装置中无撞击元件，因而和具有相同起动能力的起动机构相比，其起动噪音相对地较小，同时也延长了机械寿命。本发明的再一个特点是结构相当简单，易于制造，而且体积可以做得很小，因而成本低廉。
附图
的说明1－支持件，2－弹簧，3－限制器，4－连接器，5－电扇吊杆，6－永磁同步电机。
实施本发明的最佳方式是制成自起动永磁同步电机驱动的微型吊扇。由于采用永磁同步机，使微风吊扇的制造简单，价廉，而且节能，功率在10瓦以下。本发明也可用于法兰安装的作驱动用的永磁同步机的自起动机构，用来驱动大惯量负载。在节能方面有一定的意义。实际制造时，支持件可以和固定装置制成一体，而定子连接器和定子制成一体，限制器可以根据具体的形状及尺寸要求，和定子制成一体，或者和固定装置制成一体。
权利要求1.一种自起动永磁同步微电机的起动机构，包括有与固定装置连接的支持件、弹簧、限制器和连接器组成，其主要特点是限制弹簧有效工作部份变形方向的限制器和受限制器作用的弹簧，在电机通电后该弹簧只能由起始位置向指定旋向往复运动，使同步机单向起动；弹簧的迥转角度可以做成大于360°。
2.按照权利要求1所述的起动机构，其特征是所述的限制器是作用于弹簧的有效工作部份，限制弹簧的变形方向，可以采用不同的材料，和具有相同功能的不同形状，可以单独安装，亦可以与支持件、或弹簧、或连接器制成一体。
3.按照权利要求1所述的起动机构，其特征是所述的弹簧可以有不同旋向、不同形状、并且可以用各种不同的弹性材料制成。
4.按照权利要求1所述的起动机构，其特征是所述的支持件和连接器是同轴连接又能绕同一轴线相对迥转，可以用不同牙形和不同旋向的螺旋运动副完成，也可采用具有相同功能的结构。
5.按照权利要求1所述的起动机构，其特征是所述的支持件或与支持件固定连接的固定装置有较大的惯量，当支持件与小惯量的吊扇吊杆连接时，在可视作支持件一部份的防护盖轮缘上置有增大惯量的物体，可以用具有相同功能的不同形状，不同材料的物体代替。
专利摘要自起动永磁同步微电机的起动机构。属于驱动微电机及家用电器技术领域。为单相永磁同步微电机提供新型起动机构。使惯量较大的负载和象风扇那样有阻尼作用的负载亦能用永磁同步微电机来驱动，拓宽了自起动永磁同步微电机的应用范围。其特点是用一个作用于弹簧有效工作部份的限制器和弹簧相互作用，该限制器仅限制弹簧变形方向，因而其回转角度可以做得超过360°。起动能力大，无冲击元件。利用本机构可制成功率10瓦之内的微型吊扇，和能带动较大惯量的自起动永磁微电机。
文档编号H02P1/16GK2031979SQ8821110
公开日1989年2月1日 申请日期1988年2月15日 优先权日1988年2月15日
发明者罗赛扬, 朱逸远 申请人:罗赛扬, 朱逸远