CN100394682C - 感应电动机的定子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感应电动机的定子，该感应电动机包括：一个具有主线圈以及辅助线圈的定子，这些主线圈以及辅助线圈处在定子主体上开的多个槽内；一个感应转子，可旋转地插入定子中；和一个磁性转子，可旋转地嵌在定子与感应转子之间。线圈跨度，也就是定子上槽的间距相互间不同，这样驱动时在主线圈中就能感应产生一个增强的反电动势，因此增加了电动机的效率。同样，主线圈以及辅助线圈的末端长度变短，结构变得简单，因此减少了线圈能量消耗量以及促进了线圈工作。

Description

感应电动机的定子

技术领域

本发明涉及一种感应电动机，特别是一种感应电动机的定子，它通过简化结构而使得组装方便，并且可以增强反电动势。

背景技术

一般的，一个用来将电能转化为动能的感应电动机用来作为某些装置的动力源，并且往往具有不同的形式。

图1是一个感应电动机实例的前视截面图；图2是它的侧视截面图。如图所示，感应电动机内设有一个缠绕式线圈210并包括：一个固结在具有预定形状的外壳100内壁上的定子200；一个可旋转地插入定子200中的感应转子300；轴400，被强压进感应转子300内；和一个圆柱形磁性转子500，可旋转地安装在定子与感应转子300之间。

感应转子300包含有一个具有一定长度的圆柱形主体310；在圆柱形主体310的边缘上连接了多个导电杆320；连接在圆柱形主体310的两端表面上的锁紧环330，用来将导电杆320的两端连接起来；开在圆柱形主体310中心的轴孔340，用来压装轴400。

轴400依靠轴承410支撑于外壳100上；磁性转子500支撑于一个杯状的磁性托架510上；而磁性托架510依靠轴承520支撑在轴400上。

以下将介绍感应电动机的工作过程。

当感应电动机被提供以交流电的时候，缠绕有线圈的定子200上就产生了一个旋转的感应磁场，并且通过这样一个旋转的感应磁场，磁性转子500转动起来。这样的话，磁性转子500形成了一个增强的旋转感应磁场，因而感应转子300同时转动。当感应转子300转动的时候，固结于此的轴400转动来传递转动力。

感应电动机主要被用于家用电器，比如空调，冰箱，电扇等。家用电器因为产品的价格竞争必须具有低的生产成本以及低能耗。为此，一个用作家用电器动力源的电动机也同样必须降低生产成本并且它的效率必须追求最大化。

影响电动机生产成本以及工作效率的重要部件是定子，定子的结构将做更详细的介绍。

图3是一个组成感应电动机的转子的侧视图。如图所示，这个感应电动机的定子包含有一个定子主体220，和缠绕在定子主体220上的线圈210。定子主体220包括一个具有一定外径和长度的主体部分221；在主体部分221内部形成的用来插感应转子300的转子插入孔222；以及在主体部分221上具有一定间隔距离形成的多个槽223，这些槽同转子插入孔222是相连的。槽223的一端开放式地同转子插入孔222相连，线圈跨度P1，也就是槽223的间隔是常数。槽223之间的凸出部分形成了齿224，在齿224末端部分的两侧都分别伸出台阶凸起225。齿224的末端宽度都是相同的，这些宽度都包含了台阶凸起225。

线圈210被分成两部分。其中一部分是辅助线圈211，它们用于起初启动磁性转轴500的时候，另外一部分是主线圈212，它们用于启动后磁性转子500和感应转子300输出功率的时候。

主线圈212按照不同情况将划分槽223，并且相应于被分割的槽数，间隔嵌在槽223之间从而被绕在齿224上。同样，辅助线圈也相应于被分割的槽数，间隔嵌在槽223中从而被绕在齿224上。主线圈212位于槽223外，而辅助线圈211位于槽223内。

然而，上述的结构适合于未装有磁性转子500的感应电动机，而对于装有磁性转子500的感应电动机效率很低。也就是说，上述的结构对于没有装有磁性转子500的感应电动机是高效的，因为辅助线圈211用于启动感应转子300的时候，而主线圈212用于正常驱动感应转子300的时候，因此，通过主线圈212可以有一个更大的输出。

但是，在安装有磁性转子500的感应电动机内，辅助线圈211和主线圈212在产生输出的同时要被用来启动磁性转子500，因此上述的结构是低效的。而且，主线圈212以及辅助线圈211的末端很长使得线圈工作变得复杂，因此制造成本高。

发明内容

因此，本发明的目的是为了提供一种感应电动机的定子，它能够简化结构来使得组装方便，并且能够增强反电动势。

如同这里所广义描述的那样，为了达到这些和其他的优势以及根据本发明的目的，这里提供了一种感应电动机的定子，该感应电动机包含有配备了主线圈以及辅助线圈的定子，这些主线圈和辅助线圈安装在定子主体上的多个槽中；一个感应转子，可旋转的插入定子中；以及一个磁性转子，可旋转的被嵌在定子与感应转子之间，其中线圈的跨度，也就是槽的间距相互间不同。

对于本发明上述的以及其他的目的，特点，方面以及优势将在下面对本发明附有插图的详细的描述中变得更加明显。

附图说明

所包含的附图提供对本发明的一个更深的理解，附图作为本说明的一部分，同本说明书一起将解释本发明的实施例，连同着描述，将把本发明的原理解释清楚。

在图中：

图1是一个感应电动机实例的前视截面图。

图2是这个感应电动机的侧视截面图。

图3是组成感应电动机的定子的侧视截面图。

图4是依据本发明安装了一个定子实施例的感应电动机的前视截面图。

图5是这个感应电动机的侧视图。

图6是本发明中的感应电动机定子的侧视图。

图7是具有相同线圈跨度的传统感应电动机定子的反电动势波形图。

图8是根据本发明、线圈跨度比例为1.5∶1的感应电动机定子的反电动势波形图。

图9是根据本发明、线圈跨度比例为2.75∶1的感应电动机定子的反电动势波形图。

具体实施方式

现在将详细介绍本发明的优选实施例，也是附图所介绍的例子。

在下文中，将详细介绍依据本发明所设计的感应电动机的定子。

图4是依据本发明安装有一个感应电动机定子实施例的感应电动机的前视截面图。图5是这个感应电动机的右视图。相同标号表示与传统技术相同的部件。

如图所示，感应电动机包含一个安装有主线圈以及辅助线圈的定子600，这些线圈被安装在定子主体610上面的多个槽611中；一个感应转子300，可旋转的插在定子600中；一个磁性转子500，可旋转的嵌在定子600与感应转子300之间。

感应转子300包含一个具有一定长度的圆柱形主体310；在圆柱形主体310的一个边缘连接的多个导电杆320；连接在圆柱形主体310的两端表面上的锁紧环330，用来将导电杆320的两端连接起来；以及形成在圆柱形主体310中心的轴孔340，用来压装轴400。

轴400依靠轴承410支撑于外壳100上；磁性转子500支撑于一个杯状的磁性托架510上；而磁性托架510依靠轴承520安装在轴400上。

如图6所示，本发明中的感应电动机的定子600包含有一个定子主体610，和缠绕在定子主体610上的一个主线圈620/一个辅助线圈630。辅助线圈630用于启动磁性转子500，主线圈620用于启动后正常驱动磁性转子500。

定子主体610包含一个具有一定外径和长度的主体部分612；在主体部分612内部形成的、用来插入感应转子300的转子插入孔613和在主体部分612上形成的多少槽611，这些槽同转子插入孔613相连。在这里，线圈跨度P2和P3，也就是槽611的间隔相互间是不同的。

槽611被开成这样的一个状态，在这个状态下，相邻的两个线圈跨度P2和P3相互间是不同的。

同一方向的两个相邻的线圈跨度P2和P3称作一对线圈跨度C，这样的一对线圈跨度C被开成相同的形状和尺寸。上述的组成一对线圈跨度C的两个线圈跨度P2和P3具有不同的尺寸，但每一对线圈跨度C的总跨度P4是相同的。

上述的组成一对线圈跨度C的两个线圈跨度P2和P3的比例可以是不同的，但优选为1.5∶1或2.75∶1。

同时，在定子主体610上的槽611之间形成614，并且齿614的末端宽度是不同的。

齿614由具有一定宽度和长度的线圈部分614a以及末端部分614b组成，该末端部分614b分别从两侧末端以一定宽度和长度延伸。齿的外圆周面几乎形成了转子插入孔614的内圆周面。

同一方向上的两个相邻齿614的末端长度，也就是末端部分的长度L1和L2相互间是不同的，上述两个不同的齿614称作一对齿。相邻的齿对具有相同的形状和相同的尺寸。

槽611具有相同的尺寸和形状，因此在槽611之间形成的齿614的宽度和长度是相同的。

形成齿对的两个齿的末端宽度L1和L2之间的比例可以是不同的，但优选为1.5∶1或2.75∶1。

主线圈620分别被缠在位于相对较大的线圈跨度P2的齿614上，辅助线圈630被缠在位于相对较小的线圈跨度P3的齿614上。位于线圈跨度P2的齿614的末端长度L1相对较长，位于线圈跨度P3的齿614的末端长度L2相对较短。

主线圈620和辅助线圈630相互之间交错放置，因此主线圈620和辅助线圈630的线圈末端的长度比传统的感应电动机短。

定子主体610可被做成如同多个硅钢板层压所成。

感应电动机定子的运行效果将在下文中解释清楚。

首先，当被普遍应用的能源——交流电提供给感应电动机时，依靠这些通过主线圈620以及辅助线圈630的电流，在缠有主线圈620和辅助线圈630的定子600上就产生了一个旋转的感应磁场。依靠这个旋转着的感应磁场，磁性转子500被驱转。这样，磁性转子500就产生了一个具有强大磁通量的旋转感应磁场。因此感应转子300也被驱转。这样，连接在感应转子300上的轴400转动以传递旋转力。在这个过程中，通电流的辅助线圈630在起初启动磁性转子500，通电流的主线圈620则产生感应转子300以及磁性转子500的输出。

在感应电动机定子600中，主线圈620所在位置的线圈跨度P2与辅助线圈630所在位置的线圈跨度P3是不同的，也就是说，有主线圈620缠绕的齿614的末端宽度L1相对于辅助线圈缠绕的齿630的末端宽度L2要大，这样就增加了反电动势。

更确切的说，在传统方式中，用来插入感应转子300以及磁性转子500的几乎形成转子插入孔222内圆周表面的齿224的末端宽度是常数，因此在主线圈212中感应产生的反电动势相对较小。然而在本发明中，几乎形成定子转子插入孔613内圆周表面的齿614的末端宽度L1和L2相互间是不同的，也就是说，缠绕主线圈620的齿614的末端宽度L1比缠绕辅助线圈630的齿614的末端宽度L2相对较长，这样在主线圈620中感生的反电动势就相对比较大。

图7是具有相同线圈跨度的传统感应电动机定子的反电动势波形图，图8是根据本发明所设计的具有线圈跨度比为1.5∶1的感应电动机定子的反电动势波形图，图9是根据本发明所设计的具有线圈跨度比为2.75∶1的感应电动机定子的反电动势波形图。

如图所示，当线圈跨度比相同时，由主线圈以及辅助线圈产生的电压宽度是常数。然而，当线圈跨度相互不同时，由主线圈产生的电压宽度相对比由辅助线圈产生的电压宽度大，这样就能有一个增强的输出。

同样，在本发明中的感应电动机定子600中的线圈跨度P2和P3，也就是槽611之间的距离相互间是不同的，主线圈620分别被缠在位于线圈跨度比较大的齿614上，而辅助线圈630分别被缠在位于线圈跨度比较小的齿614上，这样主线圈620以及辅助线圈630的线圈末端就变得较短，结构也就变得简单。

综上所述，本发明中的感应电动机定子中，驱动时在主线圈620中感应产生的反电动势增大以便增加了输出，因此也增加了电动机的效率。同样，由于主线圈620以及辅助线圈630的末端长度变短使得结构变得简单，线圈能耗量也减少，促进了线圈的工作，从而提高了装配的生产效率以及降低了生产成本。

因为本发明在不脱离其中的本质特征的情况下可以通过不同的方式来实现，因此应该可以这样理解：上述的实施例不受上述任何具体细节的约束，除非另有说明，而是应该在附属的权利要求中限定的本质和范畴内广义地进行解释，因此所有在权利要求范围中的改变和修改，或此范围内的等同物必然被包括在附属权利要求中。

Claims (11)

1.一种感应电动机的定子，该感应电动机包括：

一个具有主线圈以及辅助线圈的定子，这些主线圈以及辅助线圈在定子主体上形成的多个槽内；

一个感应转子，可旋转地插入定子中；和一个磁性转子，可旋转地嵌在定子与感应转子之间，

其中线圈的跨度，也就是槽的间距互不相同。

2.如权利要求1的感应电动机定子，其中两个相邻槽的线圈跨度互不相同。

3.如权利要求1的感应电动机定子，其中同一方向的两个相邻线圈跨度称为一个线圈跨度对，每个线圈跨度对成型为相同形状和相同尺寸，而组成一个线圈跨度对的两个线圈跨度彼此不同。

4.如权利要求3的感应电动机定子，其中上述的组成一对线圈跨度的两个线圈跨度之间的比例优选为1.5∶1。

5.如权利要求3的感应电动机定子，其中上述的组成一对线圈跨度的两个线圈跨度之间的比例可以优选为2.75∶1。

6.如权利要求1的感应电动机的定子，

其中，该主线圈缠绕在位于线圈跨度相对较大的齿上，该辅助线圈缠绕在位于线圈跨度相对较小的齿上。

7.一种感应电动机的定子，该感应电动机包括：

一个具有主线圈以及辅助线圈的定子，这些主线圈以及辅助线圈在定子主体上形成的多个槽内；

一个感应转子，可旋转地插入定子中；和一个磁性转子，可旋转地嵌在定子与感应转子之间，

其中槽之间形成的齿的末端宽度彼此不同。

8.如权利要求7的感应电动机定子，其中所述槽具有相同的尺寸和相同的形状，槽之间形成的齿的长度和宽度相同。

9.如权利要求7的感应电动机定子，其中同一方向的两个相邻齿的末端宽度不同，所述两个不同的齿叫做一对齿，并且相邻的齿对之间具有相同的形状和相同的尺寸。

10.如权利要求9的感应电动机定子，其中组成齿对的两个齿的末端宽度之间的比例优选为1.5∶1。

11.如权利要求8的感应电动机定子，其中组成齿对的两个齿的末端宽度之间的比例优选为2.75∶1。

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