CN104009566A - 单相电容运转电动机的接线结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单相电容运转电动机的接线结构，包括主绕组组、副绕组组和电容，通过将电容与主绕组组的连接端移相到主绕组组内部，相对于T型和L型两种接法，本发明主绕组组作为工作绕组的匝数减少，绕组磁动势减少，进而导致副绕组组的感应电磁变少，即电容端电压减少；同时，当单相电容运转电动机处于高档运行时，感应绕组的匝数相比T型感应绕组匝数小，即感应电压相应降低。可以看出，本发明提供的接线结构有效减少了感应电压超标、电容端电压端超标情况的发生，从而提高了单相电容运转电动机工作的可靠性。

Description

单相电容运转电动机的接线结构

技术领域

本发明涉及单相电容运转电动机技术领域，更具体地说，涉及一种单相电容运转电动机的接线结构。

背景技术

为满足不同的使用需求，单相电容运转电动机一般都采用多档位调速。目前行业内使用的单相电容运转电动机主要有T型和L型两种接法，具体参见图1和图2。采用T型接法时，主绕组设置有绕组抽头SH1、绕组抽头H1、绕组抽头M1和绕组抽头L1，电源线连接在不同的绕组抽头，电动机运行在不同的档位。但是T型对于多档位容易感应电压超标，原因是感应电压限制是基于T型高档运行，当调速绕组受到反电势冲击时，高档与低档转差率越大，调速绕组匝数越多，感应电压就越高，从而产生的冲击越大，导致感应电压超标。采用L型接法时，副绕组设置有绕组抽头SH2、绕组抽头H2、绕组抽头M2和绕组抽头L2，电源线连接在不同的绕组抽头，电动机运行在不同的档位。但是，L型对于多档位容易出现电容端电压超标，由于电容端电压超过了电容器的标称电压，因此，缩短了电容器的使用寿命。

综上可以看出，如何提供一种单相电容运转电动机的接线结构减少感应电压超标、电容端电压超标情况的发生是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种单相电容运转电动机的接线结构，以解决单相电容运转电动机电压超标、电容端电压超标的问题。

一种单相电容运转电动机的接线结构，包括：主绕组组、副绕组组和电容，所述主绕组组的一端和所述副绕组组的一端连接且成90°相位角；

所述主绕组组包括第一主绕组和第二主绕组，所述第一主绕组和所述第二主绕组串联连接；

所述副绕组组包括多个串联连接的副绕组，且所述副绕组组设置有多个绕组抽头；

所述电容的一端连接所述第一主绕组和所述第二主绕组的公共端，所述电容的另一端连接所述副绕组组中任意所述副绕组的一端，其中，所述副绕组组中至少有一个所述副绕组作为启动绕组。

优选的，所述电容的另一端连接所述副绕组组中任意所述副绕组的一端为：

所述电容的另一端连接所述副绕组组中任意两个所述副绕组的公共端。

优选的，所述电容为电动机运行电容。

优选的，所述第一主绕组的匝数和所述第二主绕组的匝数相同。

优选的，所述第一主绕组的匝数和所述第二主绕组的匝数不同。

优选的，所述副绕组组中所有的所述副绕组的匝数相同。

优选的，所述副绕组组中所有的所述副绕组的匝数不同。

优选的，所述副绕组组中所有的所述副绕组的匝数不完全相同。

优选的，还包括：电阻；

所述主绕组组远离所述副绕组组的一端通过所述电阻与零线连接。

优选的，流过所述主绕组组的电流和流过所述副绕组组的电流均流向所述主绕组组和所述副绕组组的公共端。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种单相电容运转电动机的接线结构，包括主绕组组、副绕组组和电容，通过将电容与主绕组组的连接端移相到主绕组组内部，相对于T型和L型两种接法，本发明主绕组组作为工作绕组的匝数减少，绕组磁动势减少，进而导致副绕组组的感应电磁变少，即电容端电压减少；同时，当单相电容运转电动机处于高档运行时，感应绕组的匝数相比T型感应绕组匝数小，即感应电压相应降低。可以看出，本发明提供的接线结构有效减少了感应电压超标、电容端电压端超标情况的发生，从而提高了单相电容运转电动机工作的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中单相电容运转电动机的T型接线电路图；

图2为现有技术中单相电容运转电动机的L型接线电路图；

图3为本发明实施例公开的一种单相电容运转电动机的H型接线电路图；

图4为本发明实施例公开的另一种单相电容运转电动机的H型接线电路图；

图5为本发明实施例公开的另一种单相电容运转电动机的H型接线电路图；

图6为本发明实施例公开的一种单相电容运转电动机的H型接线的电流流向图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种单相电容运转电动机的接线结构，以解决单相电容运转电动机电压超标、电容端电压超标的问题。

参见图3，本发明实施例公开的一种单相电容运转电动机的H型接线电路图，包括：主绕组组M、副绕组组A和电容C，主绕组组M的一端和副绕组组A的一端连接且成90°相位角；

其中：

主绕组组M包括第一主绕组M1和第二主绕组M2，第一主绕组M1和第二主绕组M2串联连接。

副绕组组A包括多个串联连接的副绕组，且副绕组组12设置有多个绕组抽头。

举例说明，在图3中，副绕组组A包括第一副绕组A1、第二副绕组A2和第三副绕组A3，第一副绕组A1、第二副绕组A2和第三副绕组A3串联连接。

副绕组组A设置有绕组抽头SH、绕组抽头H、绕组抽头M和绕组抽头L，电源线连接在不同的绕组抽头表示电动机运行在不同的档位。电源线连接在绕组抽头SH时，表示电动机运行在超高档；电源线连接在绕组抽头H时，表示电动机运行在高档；电源线连接在绕组抽头M时，表示电动机运行在中档；电源线连接在绕组抽头L时，表示电动机运行在低档。

电容C的一端连接第一主绕组M1和第二主绕组M2的公共端，电容C的另一端连接在副绕组组A中任意副绕组的一端，其中，副绕组组A至少有一个副绕组作为启动绕组。

需要说明的一点是，副绕组组A至少有一个副绕组作为启动绕组指的是副绕组组A至少有一个副绕组位于由第二主绕组M2、电容C和副绕组组成的三角形内，即电容C的另一端不与主绕组组M和副绕组组A的公共端连接。

综上可以看出，本发明通过将电容C与主绕组组M的连接端移相到主绕组组M内部，相对于T型和L型两种接法，本发明主绕组组M被分为两个工作绕组，此时的容抗为Xc＝(1+a²)(X1m+X_f)，其中，Xc为容抗，a为副绕组与主绕组匝数的比值，X1m为等值电路中主相的电抗，X_f为副绕组的电抗。副绕组a不再是T型、L型的副/主绕组的关系，副绕组a变为原来的1/2，实际电容端电压Uc为电容端电压，U_m为主相电压，U_a为副相电压，分解为 $I_a{x}_c=\sqrt{1+a^2}{I}_m\sqrt{{(R_{1m}+R_f^{\′})}^2+{(x_{1m}+x_f^{\′})}^2},$ 其中，I_a为副相电流，x_c为电容的容抗，a²为主副匝比，I_m为主相电流.，R_1m为主相电阻，R′_f为副相电阻，x_1m为主相电抗，x′_f为副相电抗.，可以看出，a²实际为原来的1/4，即电容端电压有效减少(由原来第一主绕组M1匝数和第二主绕组M2的匝数总和，变为第二主绕组M2的匝数)，匝比a减少，Xc容抗减少，即电容端电压减少；同时，由于主绕组组M和副绕组组A的安匝比减少，使得副绕组组A中感应于调速绕组的电动势减少，因此，当单相电容运转电动机处于高档运行时，低档需要等同于T型绕组1/3的绕组就可以达到很低的低档转速，调速绕组少，感应电压明显降低。可以看出，本发明提供的接线结构有效减少了感应电压超标、电容端电压超标情况的发生，从而提高了单相电容运转电动机工作的可靠性。

需要说明的一点是，本发明公开的单相电容运转电动机的接线结构相对于现有技术中的T型和L型两种接法，可以命名为H型接法。

其中，本实施例中的电容C为电动机运行电容。

需要说明的一点是，第一主绕组M1的匝数和第二主绕组M2的匝数可以相同也可以不同，此处不做限定。

副绕组组A所有副绕组的匝数可以相同、可以不同或是不完全相同，此处不做限定。

为进一步优化上述实施例，单相电容运转电动机的接线结构还可以包括：电阻R；

主绕组组M远离副绕组组A的一端通过电阻R与零线连接。

需要说明的是，虽然单相电容运转电动机的调速范围比较广，但是受制本身为椭圆磁场，在多档位的调速中，低档位的磁场畸变严重，造成低档的转速不稳定、启动力矩差等现象。同时，由于转差率极大(例如，高档输出49W时，低档只有1.5W-2.0W的输出)，低档转矩小，出现低档不启动的情况。

因此，本发明为减少低档不启动情况的发生，参见图4，本发明另一实施例公开的一种单相电容运转电动机的H型接线电路图，结合图3和图4，电容C的另一端连接副绕组组A中任意两个副绕组的公共端。

举例说明，在图4中，副绕组组A包括第一副绕组A1、第二副绕组A2、第三副绕组A3和第四副绕组A4，电容C的另一端连接第一副绕组A1和第二副绕组A2的公共端，当然也可以连接在第二副绕组A2和第三副绕组A3的公共端，或是第三副绕组A3和第四副绕组A4的公共端，此处不做限定。

需要说明的一点是，图4实施例中只有四个档位，本发明公开的H型接法并不局限于三档、四档，通过增加副绕组组A中副绕组的数目，还可以延伸到五档、六档等。

举例说明，单相电容运转电动机的H型接线具有五档的接线电路图参见图5，结合图4和图5可知，单相电容运转电动机具有五档时，只需增加一个副绕组，如图5中的第五绕组A5。

综上可以看出，在图4公开的实施例中，第二副绕组A2、第三副绕组A3和第四副绕组A4不再具有副绕组的性质，即不再作为启动绕组，而是在降低转速时作为降压线圈，此时，只有第一副绕组A1作为启动绕组，因此，高档与低档间的转差率减小，低档转矩增大，从而有效减少了低档不启动情况的发生。

此时，若第二副绕组A2、第三副绕组A3和第四副绕组A4匝数有变动，单相电容运转电动机的转速下降幅度很快，但是力矩变动很慢，相对于T型接法，当转速的变化量相同时，H型接法的转速低很多，但是转矩变动很少，支持了低档启动力矩保证，从而本发明解决了调速比与低压启动转矩的矛盾。

而且，单相电容运转电动机采用H型接法后，低档抽头只需要原来T型接法的1/3匝数就可以达到同样的低档转速，从而解决了T型接法槽满率过高的问题。这样，单相电容运转电动机在同等性能和同等结构的基础上，采用H型接法的成本相对于T型接法的成本可以减少15％。

单相电容运转电动机采用H型接法，转差率的改变可以把原来的单相电容运转电动机的调速范围扩展到0.06-0.5，从而增加了单相电容运转电动机的使用范围。

由于单相电容运转电动机采用H型接法时，主绕组组M的电流和副绕组组A的电流在高低档的变化不大，从而实现电流平衡变化，相对于L型接法在电动机端盖密封后温升快而言，本发明可以对温升进行有效控制。

需要说明的一点是，流过主绕组组M的电流I_M和流过副绕组组A的电流I_A均流向主绕组组M和副绕组组A的公共端，具体参见图6公开的单相电容运转电动机的H型接线的电流流向图。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种单相电容运转电动机的接线结构，其特征在于，包括：主绕组组、副绕组组和电容，所述主绕组组的一端和所述副绕组组的一端连接且成90°相位角；

所述主绕组组包括第一主绕组和第二主绕组，所述第一主绕组和所述第二主绕组串联连接；

所述副绕组组包括多个串联连接的副绕组，且所述副绕组组设置有多个绕组抽头；

所述电容的一端连接所述第一主绕组和所述第二主绕组的公共端，所述电容的另一端连接所述副绕组组中任意所述副绕组的一端，其中，所述副绕组组中至少有一个所述副绕组作为启动绕组。

2.根据权利要求1所述的接线结构，其特征在于，所述电容的另一端连接所述副绕组组中任意所述副绕组的一端为：

所述电容的另一端连接所述副绕组组中任意两个所述副绕组的公共端。

3.根据权利要求1所述的接线结构，其特征在于，所述电容为电动机运行电容。

4.根据权利要求1所述的接线结构，其特征在于，所述第一主绕组的匝数和所述第二主绕组的匝数相同。

5.根据权利要求1所述的接线结构，其特征在于，所述第一主绕组的匝数和所述第二主绕组的匝数不同。

6.根据权利要求1所述的接线结构，其特征在于，所述副绕组组中所有的所述副绕组的匝数相同。

7.根据权利要求1所述的接线结构，其特征在于，所述副绕组组中所有的所述副绕组的匝数不同。

8.根据权利要求1所述的接线结构，其特征在于，所述副绕组组中所有的所述副绕组的匝数不完全相同。

9.根据权利要求1所述的接线结构，其特征在于，还包括：电阻；

所述主绕组组远离所述副绕组组的一端通过所述电阻与零线连接。

10.根据权利要求1所述的接线结构，其特征在于，流过所述主绕组组的电流和流过所述副绕组组的电流均流向所述主绕组组和所述副绕组组的公共端。