电动机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机电工业中的电动机制造技术，尤其涉及一种可W转换为永磁电动机 的罩极单相感应电动机，该种设计允许增强其能量效率W及更好地使用构建材料。
【背景技术】
[0002] 众所周知，电动机是使用机电方法将电能转换为机械能的设备。
[0003] 由19世纪中期发现的两个原理可W实现电动机的操作。第一个原理是关于法拉 第发现的感应现象，其描述如果导体在磁场中移动，那么在该个导体中感应电流。安培观察 到第二个原理并且它叙述如果电流穿过位于磁场内部的导体，那么磁场施加机械力到导体 上。
[0004] 对于可操作的电动机，它们设置有基本单元；创建磁场的感应器W及壳或电枢，其 为支撑切断磁场W及携带电动机励磁电流的导体的结构。
[0005] 取决于电动机使用的电能的类型，电动机被分类为直流电动机和交流电动机。着 重交流电动机，应该注意到其存在两类；同步电动机和感应电动机（异步的）。在同步电 动机中，由交流电源供应磁场电流，而在感应电动机中，由磁感应将磁场电流供应到其绕组 中。
[0006] 正是由于该个特征，感应电动机才得到它的名字，因为在转子中流动的电流由在 定子中流动的电流来感应。转子电流由定子绕组产生的磁场的动作来感应，而无需存在定 子电路与转子之间的电连接。
[0007] 感应电动机定子包括容纳磁活性圆柱环形结构的框架、具有位于内部等距地间隔 开的插槽中绕组集的电工钢的一堆穿孔叠片。
[0008] 感应电动机转子是安装在轴上的磁活性圆柱形结构（叠片堆叠）。转子绕组可W 为两种类型：鼠笼型转子或绕线转子。鼠笼型转子包括布置在转子外围上雕刻插槽之间并 且由短路环（铅或铜）在每一端上短路的一系列导电条（铅或铜）。鼠笼型绕组可W由烙 化、压力注入或由制造工艺形成。转子条的设计变化是用于变更电动机转矩-转速特征的 主要方法。
[0009] 必须注意到单相感应电动机具有点火困难。为了克服该种不便，可W使用负责弥 补电流W实现转子启动旋转所需的转矩的点火电容器。同样地，可W使用阴影绕组（也称 为辅助或点火绕组），其在物理上或电气上不同于主绕组或操作绕组，因为后者由更薄的导 体形成并且具有比点火绕组更多的环路。
[0010] 具有辅助绕组（也称为罩极）的感应电动机除了具有制造成本低之外，还具有构 造简单、可靠性高和力度的优势。与其他单相感应电动机类型相反，该类电动机不需要诸如 离也电容器或开关的辅助部件，该可W被理解为最小限度的维护。
[0011] 尽管鼠笼型单相感应电动机不具有大的点火转矩，但是他们被用于多种应用中， 诸如；一般地，通风机、离也粟、燃料粟、落满灰尘的环境应用、压缩机、洗衣机和家用电器 等。
[0012] 关于上述，该些年来已经实现电动机结构和配置的改进，W便实现关于它们的能 量损耗的更好结果，尤其在那些单相感应电动机中。
[0013] 上述的一个示例是在U.S.A.专利号US2, 773, 999中公开的罩极单相感应电动 机，其特征在于具有包括多个小的环-短路条的转子；具有四个凸极的定子，其每个具有完 全相同的形状；所述形状由两部分形成；颈部和面部；所述面部包括第一部分和第二部分。 第一部分具有放置阴影绕组（shadowwinding)的插槽。第二部分的每个具有在给定点中 附属于面部的圆柱局部部分的半扁平或发散表面。半扁平表面优选地正切于圆柱表面并且 延伸至面侧的末端。
[0014] 优选地，转子具有相比于面部极小的气隙。然而，由于转子是圆柱形的，所W气隙 在邻近于第一部分的区域和邻近于面部的主中央部分的区域中是均匀的。然而，邻近于半 扁平表面形成不同的气隙，其朝着面部末端连续增加。并且，该种半扁平表面优选地位于50 电角度处。
[0015] 上述电动机呈现了圆形几何形状定子的不便性，从而当执行冲压W获得最终形式 (因为它是正方形形状叠片结构的一部分）时浪费了大量材料。另一个不便性是在一个极 与另一个极之间形成的容器（pocket)是卵形，该限制了用于放置每个极的主绕组的有用 空间。
[0016] 上述另一个示例是在U.S.专利号US. 2, 149, 569中公开的罩极可逆类电动机，其 结合地包括具有多个磁性材料叠片结构的定子；该种叠片结构在它们的边缘内部是打开的 W便限定由多个对称地布置的矩形形状极包围的转子容器；安装在该种容器上用于感应旋 转的转子，其包括具有绕组和鼠笼型配置的磁性圆柱磁芯；由该种叠片结构来整体地形成 该种极的面，W便具有与所述转子轮廓一致的形状；高透磁金属薄片的部分的U形连接构 件交替地针接W及将每个极稳固地固定至该种连接构件的腿；该种连接构件的腿面与该种 转子在形状和轮廓上一致；用于永久地掩盖一些极的装置W及用于为放置在每个极中的主 绕组供给能量的装置。
[0017] 然而，尽管上述电动机的定子具有正方形形状，但不存在假设用于主绕组的空间 的最优化，因此，为了实现必要的磁场，使用较小尺寸的电线。因为导体面积越小，对电流流 动的阻力越大，从而该种电动机不具有高效能量损耗。
[0018] 在U.S.专利号U.S. 2, 591，117中描述了现有技术的另一个罩极感应电动机，其由 下述构成：鼠笼型转子、与所述转子同也的定子；所述定子是对称的并且被划分为使用所 述转子形成放射状气隙的至少四个突出的相对极，由所述极之一的拱形面长度的至少5% 并且不多于15%圆周的圆周气隙将每个极与其邻近极隔开，每个所述极具有阶梯式面的部 分W给间隙提供另外的放射状空隙；极面的所述阶梯式部分的累积曲率是与所述极面相一 致的整圆的至少20% ;所述圆周气隙的磁阻大幅地大于额外气隙的磁阻。
[0019] 然而，它出现了与上述电动机相同的不便；因为除了对于定子与环境之间的热能 量转移缺乏合适的表面之外，还存在大量的冲压材料浪费，所W定子配置不是最优的。
[0020] 与U.S.专利号US3, 697, 842有关的电动机是包括具有至少一对极的定子磁芯的 单相感应电动机。所述极包括第一部分和第二部分，第一部分在第二部分的远程侧具有阴 影线圈，第二部分具有由极的第一部分形成的具有和不具有阴影的区域（section)。第一线 圈支撑每个极并且第二线圈仅支撑每个极的第一部分。第一线圈串联连接W形成第一绕组 并且第二线圈也串联连接w形成第二绕组；第一绕组和第二绕组两者串联连接。
[0021] 提供了第一速度响应开关，其示出第一位置和第二位置。当处于其第一位置时，开 关被禪合至第一绕组W便由交流电源为电动机供给能量并且开始操作。当电动机到达一定 速度时，当在其第二位置上时开关也进行操作，其中第一绕组和第二绕组串联禪合W便由 源供给能量。
[0022] 上述的感应电动机具有使用离也开关W便当操作该种电动机时启动第一绕组和 第二绕组的缺点。使用诸如开关的该种额外组件除了需要周期维修W便保证其正确运行之 外还增加了最终花费。
[0023] 在U.S.专利号US5, 036, 237中，可W发现电动机的另一个示例，其包括具有由气 隙相互影响的定子和转子的罩极电动机。所述定子具有带