专利名称：电机定子及具有该电机定子的电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机领域，具体而言，涉及一种电机定子及具有该电机定子的电 机。
背景技术：
由于自启动电机转子中有永磁铁，启动时永磁铁产生制动转矩，使得电机启动存 在很大困难。在相关技术中，一般是通过增加电容，调节主副相匝数、减小断环等方式增加 启动能力，但是随之会导致效率有所下降。单相自启动永磁同步电机的结构图如下图1所示，与单相异步电机(如图2所示) 相比，由于转子中有永磁体的存在，而使电机的启动能力降低。如图所示，该电机包括主相 绕组10、辅相绕组20和永磁体30。单相自启动永磁同步电机的一般电路图，如图3所示，该单相自启动永磁同步电 机包括主相绕组10、辅相绕组20、运行电容30、离心开关50和启动电容60。其中，主相绕 组由几个线圈通过一定的接线方案连接而成，如图4所示。在该电路中，由于绕组中各个线 圈串联的影响，导致电子电路的启动效率比较低。针对相关技术中电机定子的启动效率比较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容针对相关技术中电机定子的启动效率比较低的问题而提出本实用新型，为此，本 实用新型的主要目的在于提供一种电机定子及具有该电机定子的电机，以解决上述问题。为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了 一种电机定子。根据本实用新型的电机定子包括绕组，该绕组包括多个线圈，以及，继电开关，与 多个线圈中的一个或多个相连接，用于在电机启动时减小多个线圈的电阻。进一步地，继电开关与多个线圈中的一个或多个并联，用于在电机启动时，将并联 的一个或多个线圈短接。进一步地，继电开关为离心开关或延时开关。进一步地，继电开关在初始状态下为短接状态，电机还包括第一控制单元，用于 在电机转速达到第一预定速度时，控制继电开关断开。进一步地，多个线圈包括相互串联第1线圈、第2线圈……第2Π-1线圈、第2η线 圈，其中，第1线圈的第一端连接于定子的输入端，第二端连接于第二线圈的第一端，其中 η彡2 ；相互串联的第2η-1线圈和第2η线圈，其中，第η_1线圈的第二端连接于第η线圈的 第一端，第2η线圈的第二端连接于定子的输出端，继电开关包括第一继电开关，连接于定 子的输入端和第η+1线圈的第一端之间；第二继电开关，连接于第η个线圈的第二端和定子 的输出端之间；第三继电开关，一端连接于第η线圈的第二端，另一端连接于第η+1线圈的 第一端，其中，在电机启动时，第一继电开关和第二继电开关处于闭合状态，第三继电开关处于断开状态。进一步地，在初始状态下，第一继电开关和第二继电开关处于闭合状态，第三继电 开关处于断开状态，在电机转速达到第二预定速度时，第一继电开关和第二继电开关断开， 第三继电开关闭合。进一步地，第一继电开关和第二继电开关处于闭合状态，第三继电开关处于断开 状态，电机还包括第二控制单元，用于在电机转速达到第三预定速度时，控制第一继电开 关和第二继电开关断开，第三继电开关闭合。为了实现上述目的，根据本实用新型的另一方面，提供了一种电机。该电机包括上 述的任一电机定子。通过本实用新型，采用包括以下绕组的电机定子多个线圈，继电开关，连接于多 个线圈中的一个或多个之间，用于在电机启动时减小多个线圈的电阻。解决了相关技术中 电机定子的启动效率比较低的问题，进而达到了提高电机定子的启动效率的效果。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当 限定。在附图中图1是根据相关技术的单相自启动永磁同步电机的示意图；图2是根据相关技术的单相异步电机的示意图；图3是根据相关技术的单相自启动永磁同步电机的电路图；图4是根据相关技术的主相绕组的示意图；图5是根据本实用新型第一实施例的绕组的示意图；图6是根据本实用新型第二实施例的绕组的示意图；以及图7是根据本实用新型第三实施例的绕组的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。本实用新型实施例提供了一种电机定子，该电机定子包括绕组，绕组包括多个线 圈；继电开关，连接于多个线圈中的一个或多个之间，用于在电机启动时减小多个线圈的电 阻。在该实施例中，由于通过继电开关使得电机定子中的多个线圈的电阻在电机启动 时减小，从而使得电机定子的启动效率提高。继电开关可以采用以下方式使得电机定子在启动时减小多个线圈的电阻，例如， 在电机启动时，控制多个线圈中的一个或多个短接。或者在电机启动时，控制多个线圈中的 多个串联线圈为并联。优选地，继电开关与多个线圈中的一个或多个并联，用于在电机启动时，将并联的 一个或多个线圈短接。图5是根据本实用新型第一实施例的绕组的示意图。该绕组可以是电机定子中的主相绕组，也可以是电机定子中的辅相绕组。 如图5所示，继电开关与线圈A、B、C、D中A并联，从而可以在电机启动时，将并联 的线圈A短接。从而可以提高电机定子的启动效率。该实施例利用继电开关，改善绕组接线进行启动的电路图。在电机启动时，利用继电开关将线圈A进行短接，使主相绕组的匝数降低，在电机 启动完成之后，在利用继电开关，将线圈A接入主相绕组，从而保证电机的正常运行。同理 可根据需要将线圈B、C、D进行短接。在该实施例中，继电开关可以为离心开关或延时开关，其中，在继电开关为离心开 关时，离心开关在初始状态下为短接状态，在电机转速达到第一预定速度时为断开状态。优选地，电机定子还包括第一控制单元，其中，继电开关在初始状态下为短接状 态，该第一控制单元，用于在电机转速达到第一预定速度时，控制继电开关断开。控制多个线圈中的多个串联线圈为并联可以采用包括以下结构的电机定子。其 中，在该电机定子中，多个线圈包括相互串联的第一线圈和第二线圈，其中，第一线圈的第 一端连接于电机定子的输入端，第二端连接于第二线圈的第一端；相互串联的第三线圈和 第四线圈，其中，第三线圈的第二端连接于第四线圈的第一端，第四线圈的第二端连接于电 机定子的输出端，该继电开关包括第一继电开关，连接于电机定子的输入端和第三线圈的 第一端之间；第二继电开关，连接于第二线圈的第二端和电机定子的输出端之间；第三继 电开关，一端连接于第一线圈和第二线圈之间，另一端连接于第三线圈和第四线圈之间。其 中，在电机启动时，第一继电开关和第二继电开关处于闭合状态，第三继电开关处于断开状 态。优选地，上述的多个线圈还可以为相互串联第1线圈、第2线圈……第2n-l线 圈、第2η线圈-其中，所述第1线圈的第一端连接于所述定子的输入端，第二端连接于所 述第二线圈的第一端，其中η ^ 2 ；以及，相互串联的第2η-1线圈和第2η线圈，其中，所述 第η-1线圈的第二端连接于所述第η线圈的第一端，所述第2η线圈的第二端连接于所述定 子的输出端，此时，所述继电开关包括第一继电开关，连接于所述定子的输入端和所述第 η+1线圈的第一端之间；第二继电开关，连接于所述第η个线圈的第二端和所述定子的输出 端之间；以及，第三继电开关，一端连接于所述第η线圈的第二端，另一端连接于所述第η+1 线圈的第一端。其中，在所述电机启动时，所述第一继电开关和所述第二继电开关处于闭合 状态，所述第三继电开关处于断开状态。图6是根据本实用新型第二实施例的绕组的示意图。同样的，该绕组可以是电机 定子中的主相绕组，也可以是电机定子中的辅相绕组。在电机启动时，第一继电开关和第二继电开关导通，而第三继电开关关断，则主相 绕组线圈为并联的连接方式，主相绕组的匝数降低了一半，启动性能明显提高。在电机启动 完成进入同步转速后，第一继电开关和第二继电开关关断，而第三继电开关导通，则电机恢 复到正常运行时图4的接线方式。通过在原有结构的基础上，利用继电开关的开关作用，将部分绕组短接或改变绕 组的串并联方式。具体地，如图6所示，在该电机定子中，包括相互串联的第一线圈A和第二线圈 B，其中，第一线圈A的第一端连接于电机定子的输入端，第二端连接于第二线圈B的第一端；相互串联的第三线圈C和第四线圈D，其中，第三线圈C的第二端连接于第四线圈D的第 一端，第四线圈D的第二端连接于电机定子的输出端，该继电开关包括第一继电开关K1, 连接于电机定子的输入端和第三线圈C的第一端之间；第二继电开关K2，连接于第二线圈B 的第二端和电机定子的输出端之间；第三继电开关K3,—端连接于第一线圈A和第二线圈B 之间，另一端连接于第三线圈C和第四线圈D之间。其中，在电机启动时，第一继电开关和 第二继电开关处于闭合状态，第三继电开关K3处于断开状态。优选地，在初始状态下，第一继电开关K1和第二继电开关K2处于闭合状态，第三继 电开关处于断开状态，在电机转速达到第二预定速度时，第一继电开关K1和第二继电开关 K2断开，第三继电开关闭合。优选地，第一继电开关K1和第二继电开关K2处于闭合状态，第三继电开关处于断 开状态，电机定子还包括第二控制单元，用于在电机转速达到第二预定速度时，控制第一 继电开关和第二继电开关K2断开，第三继电开关K3闭合。本实用新型在电机启动时，通过运行继电开关，将主相绕组的部分线圈进行短接， 从而达到降低主相绕组匝数的目的。而在电机进入同步转速后，在利用继电开关，完成电路 的切换，变换为图4所示的接线，使电机正常运行。此构思即能有效改善电机的启动特性， 又能保证电机稳态运行时的效率。图7是根据本实用新型第三实施例的绕组的示意图。如图7所示，该定子电路包括第一继电开关K1、第二继电开关1(2、第三继电开关1(3 以及多个线圈。如上所述，本实用新型中的多个线圈还可以为相互串联第1线圈、第2线圈…… 第2n-l线圈、第2η线圈-其中，所述第一线圈的第一端连接于所述定子的输入端，第二端 连接于所述第二线圈的第一端，其中η ^ 2 ；以及，相互串联的第2η-1线圈和第2η线圈，其 中，所述第η-1线圈的第二端连接于所述第η线圈的第一端，所述第2η线圈的第二端连接 于所述定子的输出端，此时，所述继电开关包括第一继电开关，连接于所述定子的输入端 和所述第η+1线圈的第一端之间；第二继电开关，连接于所述第η个线圈的第二端和所述定 子的输出端之间；以及，第三继电开关，一端连接于所述第η线圈的第二端，另一端连接于 所述第η+1线圈的第一端。其中，在所述电机启动时，所述第一继电开关和所述第二继电开 关处于闭合状态，所述第三继电开关处于断开状态。优选地，η为11，该实施例即示出了 η 为11的情况。本实用新型实施例还提供了一种电机，该具有上述任一实施例所述的电机定子。本实用新型实施例还提供了一种电机定子的控制方法，其中，在电机启动时，控制 电机定子中的多个线圈的电阻减小。在电机启动时，控制电机定子中的多个线圈的电阻减小可以采用以下方法在电机启动时，控制多个线圈中的一个或多个短接。或者，在电机启动时，控制多个线圈中的多个串联线圈为并联。通过此实用新型，在启动时能提供大的启动电流增强启动能力，在电机牵入同步 后，又能保证电机的效率，稳定运行。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种电机定子，其特征在于，包括绕组，该绕组包括 多个线圈，以及继电开关，与所述多个线圈中的一个或多个相连接，用于在所述电机启动时减小所述 多个线圈的电阻。
2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述继电开关与所述多个线圈中的 一个或多个并联，用于在所述电机启动时，将并联的所述一个或多个线圈短接。
3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，所述继电开关为离心开关或延时开关。
4.根据权利要求2所述的电机定子，其特征在于，所述继电开关在初始状态下为短接 状态，所述电机还包括第一控制单元，用于在电机转速达到第一预定速度时，控制继电开关断开。
5.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于， 所述多个线圈包括相互串联第一线圈、第二线圈……第2n-l线圈、第2η线圈-其中，所述第一线圈的第 一端连接于所述定子的输入端，第二端连接于所述第二线圈的第一端，其中η彡2 ；以及相互串联的第2η-1线圈和第2η线圈，其中，所述第η_1线圈的第二端连接于所述第η 线圈的第一端，所述第2η线圈的第二端连接于所述定子的输出端， 所述继电开关包括第一继电开关，连接于所述定子的输入端和所述第η+1线圈的第一端之间； 第二继电开关，连接于所述第η个线圈的第二端和所述定子的输出端之间；以及 第三继电开关，一端连接于所述第η线圈的第二端，另一端连接于所述第η+1线圈的第一端，其中，在所述电机启动时，所述第一继电开关和所述第二继电开关处于闭合状态，所述 第三继电开关处于断开状态。
6.根据权利要求5所述的电机定子，其特征在于，所述第一继电开关和所述第二继电 开关处于闭合状态，所述第三继电开关处于断开状态，所述电机还包括第二控制单元，用于在电机转速达到第三预定速度时，控制所述第一继电开关和所述 第二继电开关断开，所述第三继电开关闭合。
7.一种电机，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的电机定子。
专利摘要本实用新型公开了一种电机定子及具有该电机定子的电机。其中，该电机定子包括多个线圈，以及，继电开关，与所述多个线圈中的一个或多个相连接，用于在所述电机启动时减小所述多个线圈的电阻。通过本实用新型，解决了相关技术中电机定子的启动效率比较低的问题。
文档编号H02K3/28GK201918865SQ20102067100
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者黄辉 申请人:珠海格力电器股份有限公司