具有直流电机启动运行特性的交流电容电机的制作方法
【专利摘要】本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机，其定子内铁心的凸形磁极片的内缘是直径为42㎜的圆孔，凸形磁极的宽度为16㎜，相邻凸形磁极两段直线间的弧线是半径为21㎜的内凹的弧线，弧线与圆孔边缘的径向距离为2.5㎜。定子外铁心相邻连接槽间的两段直线间的弧线是半径为36㎜的弧线。定子外铁心轭环片的定子靴厚度H为12㎜。本发明的优点是：兼有“罩极式电机”和“电容电机”的电气功能特性，克服了“罩极式电机”和“电容电机”的缺陷和不足，启动运行和转速特性好，与直流电机启动运行特性曲线相当接近，综合节能，运行安全，绿色环保，主要电气参数得到极大提高，体积大大缩小，制造三材成本大幅度降低，成为传统罩极电机的替代产品。
【专利说明】
具有直流电机启动运行特性的交流电容电机
技术领域
[0001]本发明涉及单相交流电动机，特别涉及一种具有直流电机启动运行特性的交流电容电机。【背景技术】
[0002]当前，市面上所使用的电机主要是罩极电机和电容电机。现有技术中的罩极电机主要电气功能特性差，功率因数低:一般为〇.36-0.6;效率低:一般为4%_20 % ;能量转换率极低，仅为5%左右，即额定转速与同步转速差大，一般为0.2;调速性能差，调速范围小且不变。带窄，电耗大。电容电机结构和制作工艺复杂，调速性能差，运行事故多，同时体积大、耗材多、制造成本高。包括电容电机，其适用性均较差。
[0003]据2014年统计，我国生产罩极电机厂家已经超过千家，年产500万台的有5家，年产 50万台的有100家，其余年产20万台，生产如此大量的低质罩极电机浪费的资源相当惊人。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可以克服“罩极式电机”和“电容电机”的致命缺陷和不足，启动运行特性曲线与直流电机启动运行特性曲线相当接近，具有优良的电机运行转速和调速功能，结构和制造工艺简单、成本低的具有直流电机启动运行特性的交流电容电机。
[0005]为了实现上述方案，本发明的技术方案为:
[0006]—种具有直流电机启动运行特性的交流电容电机，包括定子、转子和电容器;所述定子包括定子内铁心、定子外铁心及绕组线圈，所述转子安装在所述定子内铁心内；所述定子内铁心设有凸形磁极体，所述绕组线圈套装于所述凸形磁极体上，并与所述定子内铁心一并安装在所述定子外铁心内；所述绕组线圈包括主绕组和副绕组，所述电容器与副绕组串接后，与所述主绕组并联至电源;其中所述定子内铁心由一组凸形磁极片叠压而成，所述凸形磁极片的内缘是直径为42mm的圆孔；所述凸形磁极片的外缘均匀分布有四个凸形磁极，所述凸形磁极的宽度为16mm;相邻所述凸形磁极间由两段直线与该两段直线间的弧线连接，所述弧线是半径为21mm的内凹的弧线；所述弧线与所述圆孔边缘的径向距离为2.5 mm;所述定子外铁心是由一组辄环片叠压而成，所述辄环片外缘为圆形，内缘设有与所述凸形磁极端部边缘形状相对应的连接槽，相邻所述连接槽间由两段直线与该两段直线间的弧线连接，所述弧线是圆心在所述定子外铁心的中心、半径为36mm的弧线;所述辄环片的定子靴厚度为12mm;所述转子由转子铁心冲片叠压而成，所述转子铁心冲片均布有转子槽及其槽口，所述转子槽以径向为轴对称，所述转子槽由两段1/4圆周线及其间的切线构成，第一圆周线与第二圆周线的圆心间的距离为7mm，所述第二圆周线与所述电机轴轴孔边缘的径向距离为13.5mm所述槽口的宽度为0.8mm，所述槽口径向的倾斜角为76°;所述电容器为可变电容器。所述电容器为可变电容器。
[0007]本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机，其中所述凸形磁极片上的一个凸形磁极端部设有一个凹形半圆定位槽，定子内铁心由凸形磁极片上的连接孔通过铆钉固定叠加在一起，叠加后的凸形磁极形成凸形磁极体。
[0008]本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机，其中所述连接槽设有与凹形半圆定位槽相对应的凸形半圆定位槽，辄环片上设有连接孔，定子外铁心由定子辄环片通过连接孔内的铆钉固定而成。
[0009]本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机采用上述方案后，由于采用了经计算后设置的一系列参数，调整了定子内、外铁心、转子铁心和电容器的结构，使得各部电磁体结构组合紧凑合理，兼有“罩极式电机”和“电容电机”的电气功能特性，又克服了二者自身致命的缺陷和不足，形成了自身优良的电机运行转速和调速功能:
[0010]1 ?具有极宽的调速带:500r/mm-2300r/mm;[〇〇11]2.多种调速功能:[〇〇12]1)用可变电容器进行多级调速；
[0013]2)用负载进行增级调速；
[0014]3)跨级调整，用一台电机实现四级、六级、八级、十级、转速运行；
[0015]4)具有“过载”不过流的负荷功能特性，S卩电机过载时能够自动降速运行。
[0016]这样，电机的主要参数得到极大改善:功率因数可提高一倍，电机效率提高2.5倍以上，能量转换率提高4-5倍，自身噪声小于30分贝，与同负载罩极电机相比，能耗可下降 70%左右。由于电、磁转换效率的提高，体积大大缩小，因而其制造工艺简单，大幅度下降了电机的三材，即钢材、铝材和铜材的消耗，成本得到很大降低。电机启动运行特性曲线与直流电机启动运行特性曲线相当接近，可靠节能，绿色环保，成为具有实用性和可行性，综合节电性能强，传统罩极电机的替代产品。【附图说明】
[0017]图1为本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机剖视示意图；
[0018]图2为定子内铁心凸极磁极片结构示意图；
[0019]图3为定子外铁心辄环片结构示意图；
[0020]图4为转子冲片结构示意图；[0〇21]图5为转子结构不意图；[〇〇22]图6为电机绕组的接线原理图；[〇〇23]图7为启动运行特性曲线图。【具体实施方式】
[0024]本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机包括定子、转子和电容器。参见图1，定子包括定子内铁心11、定子外铁心12及绕组线圈13。转子安装在定子内铁心11内。 定子内铁心11设有凸形磁极体，绕组线圈13套装于凸形磁极体上，并与定子内铁心11 一并安装在定子外铁心12内。参见图2,绕组线圈13包括主绕组和副绕组，电容器与副绕组串接后，与主绕组并联至电源。[〇〇25] 参见图2,定子内铁心11由一组凸形磁极片叠压而成，凸形磁极片的内缘是直径D 为4 2 mm的圆孔。凸形磁极片的外缘均勾分布有四个凸形磁极，凸形磁极的宽度B为16 mm。相邻凸形磁极间由两段直线与该两段直线间的弧线连接而成，该弧线是半径R1为21mm的内凹的弧线。弧线与圆孔边缘的径向距离A为2.5mm。凸形磁极片上的一个凸形磁极端部设有一个凹形半圆定位槽5,定子内铁心11由凸形磁极片上的连接孔4通过铆钉固定叠加在一起， 叠加后的凸形磁极形成凸形磁极体。[〇〇26]参见图3,定子外铁心12是由一组定子外铁心辄环片叠压而成，定子外铁心辄环片外缘为圆形，内缘设有与定子内铁心的凸形磁极端部边缘形状相对应的连接槽，相邻连接槽间由两段直线与该两段直线间的弧线连接而成，该弧线是圆心在定子外铁心12的中心、 半径R2为36mm的弧线。连接槽设有与凹形半圆定位槽5相对应的凸形半圆定位槽。定子外铁心辄环片上设有连接孔和安装孔。定子外铁心辄环片的定子靴厚度H为12mm。定子外铁心12 由定子辄环片上的连接孔通过铆钉固定而成。
[0027]绕组线圈13由漆包线绕制在绕组线圈骨架上制成，该绕组线圈13套装于定子内铁心的凸形磁极上。结合图6,绕组线圈13包括主绕组和副绕组，主绕组接交流电源，副绕组串接电容器之后，经用户开关再接入电源。
[0028]转子为笼型铸铝转子，它是将转子铁心冲片叠压后用铝铸入铁心的转子槽中制成。参见图4,转子铁心冲片均布有转子槽及其槽口，转子槽以径向为轴对称，转子槽由两段 1/4圆周线及其间的切线构成，第一圆周线与第二圆周线的圆心间的距离L为7mm，第二圆周线与电机轴轴孔边缘的径向距离a为13 ? 5mm，槽口的宽度b为0 ? 8mm。参见图5，槽口径向的倾斜角a为76° (内角)。
[0029]在本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机中，电容器为不同电容值的可变电容器。
[0030]通过上述参数设置后的结构，参见图7,本发明获得了电机启动运行特性的优良效果。本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机，去掉了罩极式电机铁心的“罩极” 结构，并对铁心的主要部件和关键部位形状和尺寸进行了重新计算设计，并将电容电机的电容器改为可变电容器。在这种结构特征下，本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机兼有“罩极式电机”和“电容电机”的电气功能特性，又克服了二者自身致命的缺陷和不足，运行更加安全可靠。图7是这种结构的电机的实验报告中的启动运行特性曲线图，这一启动运行特性曲线与直流电机启动运行特性曲线相当接近。[0031 ]本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机形成了自身优良的电机运行转速和调速功能:[〇〇32]1 ?具有极宽的调速带:500r/mm-2300r/mm;[〇〇33]2.多种调速功能:[〇〇34]1)用可变电容器进行多级调速；
[0035]2)用负载进行增级调速；
[0036]3)跨级调整，用一台电机实现四级、六级、八级、十级、转速运行；
[0037]4)具有“过载”不过流的负荷功能特性，S卩电机过载时能够自动降速运行。
[0038]综上所述，本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机，主要参数得到极大改善，功率因数可提高一倍，电机效率提高2.5倍以上，能量转换率提高4-5倍，自身噪声小于30分贝，与同负载罩极电机相比，能耗可下降70%左右。由于电、磁转换效率的提高，体积大大缩小，因而其制造工艺简单，大幅度下降了电机的三材，即钢材、铝材和铜材的消耗，成本得到很大降低。本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机，已成为可靠节能， 绿色环保，具有实用性和可行性，综合节电性能强，传统罩极电机的替代产品。
[0039]本发明具有直流电机启动运行特性的交流电容电机，通过匹配不同的绕组可以形成不同运行参数的系列电机，如220V/240V，50Hz系列、220V/245V，50Hz系列以及110V/120V/ 60Hz三大系列的系列电机。
[0040]上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容， 已经全部记载在权利要求书中。
【主权项】
1.一种具有直流电机启动运行特性的交流电容电机，包括定子、转子和电容器;所述定 子包括定子内铁心(11)、定子外铁心(12)及绕组线圈(13)，所述转子安装在所述定子内铁 心(11)内；所述定子内铁心(11)设有凸形磁极体，所述绕组线圈(13)套装于所述凸形磁极 体上，并与所述定子内铁心(11)一并安装在所述定子外铁心(12)内；所述绕组线圈(13)包 括主绕组和副绕组，所述电容器与副绕组串接后，与所述主绕组并联至电源；其特征在于: 其中所述定子内铁心(11)由一组凸形磁极片叠压而成，所述凸形磁极片的内缘是直径(D) 为42mm的圆孔;所述凸形磁极片的外缘均匀分布有四个凸形磁极，所述凸形磁极的宽度(B) 为16mm;相邻所述凸形磁极间由两段直线与该两段直线间的弧线连接，所述弧线是半径 (R1)为21mm的内凹的弧线;所述弧线与所述圆孔边缘的径向距离(A)为2.5mm;所述定子外 铁心(12)是由一组辄环片叠压而成，所述辄环片外缘为圆形，内缘设有与所述凸形磁极端 部边缘形状相对应的连接槽，相邻所述连接槽间由两段直线与该两段直线间的弧线连接， 所述弧线是圆心在所述定子外铁心(12)的中心、半径(R2)为36mm的弧线;所述辄环片的定 子靴厚度(H)为12mm;所述转子由转子铁心冲片叠压而成，所述转子铁心冲片均布有转子槽 及其槽口，所述转子槽以径向为轴对称，所述转子槽由两段1/4圆周线及其间的切线构成， 第一圆周线与第二圆周线的圆心间的距离(L)为7mm，所述第二圆周线与所述电机轴轴孔边 缘的径向距离(a)为13.5 mm所述槽□的宽度(b)为0.8 mm，所述槽□径向的倾斜角⑷为76°; 所述电容器为可变电容器。2.如权利要求1所述的具有直流电机启动运行特性的交流电容电机，其特征在于:其中 所述凸形磁极片上的一个所述凸形磁极端部设有一个凹形半圆定位槽，所述定子内铁心 (11)由凸形磁极片上的连接孔通过铆钉固定叠加在一起，叠加后的所述凸形磁极形成所述 凸形磁极体。3.如权利要求1或2所述的具有直流电机启动运行特性的交流电容电机，其特征在于: 其中所述连接槽设有与所述凹形半圆定位槽相对应的凸形半圆定位槽，所述辄环片上设有 连接孔，所述定子外铁心(12)由所述定子辄环片通过所述连接孔内的铆钉固定而成。
【文档编号】H02K17/08GK106026580SQ201610340450
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】刘新昆
【申请人】刘新昆