CN100544169C - 可产生感应电压输出的三相电动马达 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可产生感应电压输出的三相电动马达，其包含有：一设于马达内的定子；一枢设于定子中心且与转轴结合为一体的转子；多捆运转线圈，至少由二捆运转线圈串联成一组单相运转线圈，再由三组单相运转线圈相互并联成一三相运转线圈，间隔穿设于定子四周，并外接三相电源，以感应转子，并带动转轴旋转；至少二捆励磁线圈，邻近中心转子外围，并相互串联穿设于一组单相运转线圈内层的定子内侧，形成一励磁变压电路，接受运转线圈的感应而输出感应电压，以同步控制一被动组件或设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种三相电动马达，特别是指一种在马达内部的三相运转线圈与中心转子之间附加设置多个捆励磁线圈，以产生感应电压输出的三相电动马达。
背景技术
现有的三相电动马达，包含有一组转子线圈(鼠笼式线圈)，以及另外三组分别间隔穿绕于一定子四周的单相运转线圈。转子线圈是由设在硅钢迭片铁心上的多个凹槽内的粗铝条，以及硅钢迭片铁心两端的外铝环所铸成的封闭电路，且转子与马达转轴结合为一体。三组单相运转线圈都分别具有至少两个(如2极、4极、6极、8极……)磁极，由二捆绝缘粗铜线分别绕设于定子内壁的多个引线槽底部所构成，且三组单相运转线圈相互并联成一三相运转线圈，具有U、V、W三个接点外接三相电源，以感应转子带动转轴旋转。
上述三相电动马达在启动时，会使三组单相运转线圈的电流相互感应，通过三者之间相差90度相位角的特性生成一旋转磁场，与转子线圈感应生成另一磁场，并与旋转磁场相互结合以驱动转子带动转轴转动。
上述三相电动马达，经常被运用于一些工业用途的瓦斯燃烧器、烘烤或热风循环……等设备上，通过马达驱动鼓风机运转，以强制供应空气或风压，使瓦斯燃烧器的火焰足够旺，或使烘烤或热风循环设备中的风压足以顺畅循环。
但是，上述三相电动马达，经常因为工作环境的温度过高而产生结构老化的现象，严重者甚至会造成电动马达无法启动，导致因瓦斯燃气与空气混合不均，而使瓦斯燃烧器中引火或点火不顺畅，甚至产生炉爆现象，或因烘烤或热风循环设备中欠缺马达鼓风机的风压供应，而导致热温过高、无法循环，造成有发生危险之虞。
造成上述问题的原因，在于现有的三相电动马达不具备自我检知故障的能力，也就是在故障发生时，现有的三相电动马达无法立即发出警告信号，通知操作者或上述设备应立即执行安全应变的处置，故亟需加以改善。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种可产生感应电压输出的三相电动马达，其利用马达运转时可生成一感应电压的特性，来检知马达是否发生故障的情形。
为达到上述目的，本发明所提供的一种可产生感应电压输出的三相电动马达，其特征在于包含有：一设于马达内的定子，呈筒体状，内壁间凹设有若干引线槽；一枢设于所述定子中心且与转轴结合为一体的转子；多捆运转线圈，至少由二捆运转线圈串联成一组单相运转线圈，再由三组单相运转线圈相互并联成一三相运转线圈，间隔穿设于所述引线槽内，而穿绕于定子四周，并外接三相电源，以感应所述转子，并带动所述转轴旋转；至少二捆励磁线圈，邻近所述中心转子外围，并相互串联穿设于所述引线槽内，而穿绕于所述一组单相运转线圈内层的定子内侧，形成一励磁变压电路，接受所述运转线圈的感应而输出感应电压。
上述本发明的技术方案中，还包含一被动组件，与所述励磁变压电路相连接，且所述被动组件为一能控制至少一组开关接点的开关电路，具备磁吸线圈，以接受所述感应电压的感应而切换所述开关接点的通路或断路状态。
以上所述本发明的技术方案中，所述被动组件为一继电器或电磁开关。
以上所述本发明的技术方案中，还包含一控制电路，接受外载电源驱动，且所述控制电路与所述被动组件的开关接点相连接，以接受所述被动组件的切换控制。
以上所述本发明的技术方案中，所述控制电路为一马达运转指示灯的控制电路。
以上所述本发明的技术方案中，所述控制电路为一瓦斯点火控制电路。
采用上述技术方案，本发明利用马达正常运转时，由励磁变压电路产生的感应电压，触发继电器内的磁吸线圈导通或切换马达运转指示灯的灯号，显示马达处于正常运转状态，并在马达发生故障时，通过感应电压消失的信号触发继电器内的磁吸线圈切断或切换指示灯的灯号，以显示马达处于故障状态。
附图说明
图1是本发明的三相电动马达的立体剖示图，说明马达内部具一定子，穿设有多个捆运转线圈，且定子中心枢设有一与转轴结合为一体的转子；
图2是本发明的三相电动马达的剖示图，说明至少二捆励磁线圈相互串联穿设于运转线圈内层的定子四周，使各励磁线圈邻近于中心转子的外围；
图3是本发明的三相电动马达的配置示意图，说明至少由二捆运转线圈串联成一组单相运转线圈；
图4是本发明的三相电动马达的电路图，说明由三组单相运转线圈相互并联成一三相运转线圈；
图5是本发明搭配一被动组件连接外载控制电路的实施例示意图，说明控制电路可接受被动组件内的磁吸线圈来切换控制电路的通路或断路状态；
图6是本发明搭配一被动组件连接外载控制电路的另一实施例示意图，说明控制电路可为马达的运转指示灯控制电路；
图7是本发明搭配一被动组件连接外载控制电路的又一实施例示意图，说明控制电路可为控制瓦斯燃烧器具的电子点火器控制电路；
图8是本发明的三组运转线圈及励磁线圈捆绕于引线槽内的示意图，说明各励磁线圈正好位于一组单相运转线圈内层的定子内侧。
具体实施方式
为了详细说明本发明的结构及功效，现列举一较佳实施例并配合附图详细说明如后：
如图1、图2所示，本发明所提供的三相电动马达，包含有：
一设于马达1内的定子2，其呈筒体状，内壁间凹设有若干引线槽21
一转子11，枢设于定子2中心，且与马达转轴10结合为一体。
多捆运转线圈，由导电性好的引线(例如铜线)缠绕而成，且至少由二捆运转线圈31、32(如图3、图4及图8所示)串联成一组单相运转线圈3C，再由三组单相运转线圈3A、3B及3C相互并联成一三相运转线圈3，以间隔穿设于引线槽21内，进而穿绕于定子2的四周。
上述三组单相运转线圈3A、3B及3C分别具有U、V、W三接点，以连接外界三相电源。在接通电源启动马达1时，三组单相运转线圈3A、3B及3C的电流会相互感应，而在转子11周围产生旋转磁场，并与转子11感应生成另一磁场，以驱动转子11产生自转运动，使马达转轴10产生运转动能。
至少二捆励磁线圈41、42，同样是由导电性好的引线(例如铜线)缠绕而成，邻近中心转子11外围，且相互串联穿绕于引线槽21内，使各励磁线圈41、42正好位于一组单相运转线圈3C内层的定子2内侧(如图8所示)，形成一励磁变压电路4(如图4所示)，以接受三相运转线圈3的感应，生成一感应电压输出。
定子2(如图2所示)四周的各组单相运转线圈3A、3B及3C之间设有绝缘纸20进行阻隔，且三相运转线圈3与励磁线圈41、42之间也设有绝缘纸201进行阻隔。
在实施时，上述励磁线圈的缠绕总圈数S1，可由感应电压要取得的输出值V1、马达电源的电压V以及与励磁线圈不同相位的另外二组单相运转线圈的总合圈数S等条件计算取得，如图4、图8中的励磁线圈正好位于单相运转线圈3C内层的定子2内侧，使单相运转线圈3C的相位与励磁线圈41、42相同，因此与励磁线圈不同相位的另外二组单相运转线圈的总合圈数S＝3A圈数+3B圈数，故励磁线圈的缠绕总圈数S1如下式：
S1＝(S/V)×V1
以一220伏特电源电压V启动的三相电动马达为例，其二组单相运转线圈3A及3B的总合圈数S为660圈，要获得一输出为24伏特的感应电压V1，此时即可由上式计算得到励磁线圈的缠绕总圈数S1＝(660/220)×24＝72圈，以此区分成相串联的二捆励磁线圈41、42，可得到每一捆励磁线圈41、42缠绕在定子2四周的圈数为36圈。由此，可作为绕设励磁线圈41、42的基础数据，随后再配合三用电表测量实际的励磁线圈41、42的电阻值、电流值与电压值，以修正其精确的绕设圈数S1或实际长度。
除上述组件外，本发明还包含一与励磁变压电路4相并联的被动组件6(如图4所示)，且被动组件6为一能控制至少一组或多组开关接点62的开关电路，同时被动组件6还具备至少一磁吸线圈60，能接受上述感应电压的感应控制开关接点62的切换动作。被动组件6在实施上可以是一继电器6A或一电磁开关，具有至少一组与磁吸线圈60相连接的电压输入接点61，使励磁变压电路4并联在电压输入接点61上。
本发明在实施时还能包含一控制电路7(如图5所示)，其与被动组件6的开关接点62相连接，接受被动组件6的切换控制。
控制电路7在实施上可以是具有较大电流或电压的外载电源电路，能接受被动组件6的开关接点63的控制，以切换控制电路7的通路或断路状态。
而且，控制电路7还可以是马达1的运转指示灯5的控制电路70(如图6所示)，或是一控制瓦斯燃烧器具的电子点火器控制电路8(如图7所示)。现举例说明如下：
当选用继电器6A(如图6所示)作为被动组件6控制马达运转指示灯5时，因继电器6A上具有至少一组或多组开关接脚62，因此可将马达运转指示灯5的控制电路70连接在一组开关接脚62上。由此，可利用马达1正常运转时，由励磁变压电路4产生的感应电压，触发继电器6A内的磁吸线圈60导通或切换马达运转指示灯5的灯号，示意马达1处于正常运转状态，并在马达1发生故障时，由感应电压消失信号触发继电器6A内的磁吸线圈60切断或切换指示灯5的灯号，示意马达1处于故障状态。
除上述连接指示灯5的实施方式以外，当马达1应用于连接一鼓风机80(如图7所示)，以将助燃空气输送至一瓦斯燃烧器81内与瓦斯混合有利于点火时，继电器6A的开关接脚62也可同时或单独连接在一控制瓦斯燃烧器81点火时机及瓦斯电磁阀开阀时机的电子点火器控制电路8上，使马达1正常运转并带动鼓风机80供给助燃空气时，能通过感应电压触发继电器6A去导通电子点火器的控制电路8形成通路状态，以利正常开启瓦斯进入瓦斯燃烧器81内，并进行点火引燃及燃旺炉火的作业。而在马达1发生故障时，可由感应电压信号的消失触发继电器6A切断电子点火器的控制电路8，避免在没有助燃空气供给的情况下，持续供应瓦斯及点火所易发生的炉爆现象。除此之外，本发明的被动组件6，也可实施为电磁开关，具有相同的功效。且被动组件6也可连接在其它需要配置马达的接口设备的控制电路上。或者，将励磁变压电路4直接并联在所需相同感应电压的设备上，而不通过被动组件6相连接，也可达到本发明预期的功效。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并不是用来限定本发明的专利保护范围，凡依据本发明说明书、权利要求书及附图所揭示的发明精神所完成的等效修饰或置换，均应包含在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1、一种可产生感应电压输出的三相电动马达，其特征在于包含有：
一设于马达内的定子，呈筒体状，内壁间凹设有若干引线槽；
一枢设于所述定子中心且与转轴结合为一体的转子；
多捆运转线圈，至少由二捆运转线圈串联成一组单相运转线圈，再由三组单相运转线圈相互并联成一三相运转线圈，间隔穿设于所述引线槽内，而穿绕于定子四周，并外接三相电源，以感应所述转子，并带动所述转轴旋转；
至少二捆励磁线圈，邻近所述中心转子外围，并相互串联穿设于所述引线槽内，而穿绕于所述一组单相运转线圈内层的定子内侧，形成一励磁变压电路，接受所述运转线圈的感应而输出感应电压。
2、如权利要求1所述可产生感应电压输出的三相电动马达，其特征在于：还包含一被动组件，与所述励磁变压电路相连接，且所述被动组件为一能控制至少一组开关接点的开关电路，具备磁吸线圈，以接受所述感应电压的感应而切换所述开关接点的通路或断路状态。
3、如权利要求2所述可产生感应电压输出的三相电动马达，其特征在于：所述被动组件为一继电器或电磁开关。
4、如权利要求2所述可产生感应电压输出的三相电动马达，其特征在于：还包含一控制电路，接受外载电源驱动，且所述控制电路与所述被动组件的开关接点相连接，以接受所述被动组件的切换控制。
5、如权利要求4所述可产生感应电压输出的三相电动马达，其特征在于：所述控制电路为一马达运转指示灯的控制电路。
6、如权利要求4所述可产生感应电压输出的三相电动马达，其特征在于：所述控制电路为一瓦斯点火控制电路。
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