CN106877541A - 电机定子和单向异步电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机技术领域，公开一种电机定子和单向异步电机及压缩机。该电机定子包括定子本体，定子本体上周向间隔设置有直径相对的第一线圈和第三线圈，和直径相对的第二线圈和第四线圈，每个线圈的线路两端连接有各自的接线端子，第二线圈和第三线圈能够正向接线，使得第一线圈和第三线圈形成为主绕组，第二线圈和第四线圈形成为副绕组，以使电机定子处于两极状态，以使得电机提供一种范围的转速，第二线圈和第三线圈能够反向接线，使得四个线圈都形成为主绕组，以使电机定子处于四极状态，以使得电机提供另一种范围的转速。这样，设置有该电机定子的电机可以变极调速来适当地驱动压缩机，以有效地实现空调冷量调节。

Description

电机定子和单向异步电机及压缩机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体地，涉及一种电机定子，一种单向异步电机和一种压缩机。

背景技术

随着人们生活品质的提升，特别是在炎热地带，空调的普及程度越来越高。已知的是，在空调的制冷循环中，压缩机起到至关重要的作用，压缩机吸入低温低压气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发的制冷循环。

同时，变极调速电机由于在调速时无须变频器，成本低，且对电网无谐波污染，又能满足快、慢两种或多种速度的工况之需，具有节能效果等优点而得到广泛应用，例如，各种类型的变极调速电机广泛用于驱动压缩机。

而压缩机通常需要根据制冷需求来实时地调节制冷剂的循环量大小，因此，为了实现空调冷量调节，本发明提供一种不同的单向异步电机。

发明内容

本发明提供一种电机定子，该电机定子能够根据控制需求适时地变换极性，从而在应用都压缩机后，能够有效地实现空调冷量调节。

为了实现上述目的，本发明提供一种电机定子，包括定子本体，所述定子本体上周向间隔设置有直径相对的第一线圈和第三线圈，和直径相对的第二线圈和第四线圈，每个线圈的线路两端连接有各自的接线端子，其中，所述第二线圈和所述第三线圈能够正向接线，使得所述第一线圈和所述第三线圈形成为主绕组，所述第二线圈和所述第四线圈形成为副绕组，以使电机定子处于两极状态；所述第二线圈和所述第三线圈能够反向接线，使得四个线圈都形成为主绕组，以使电机定子处于四极状态。

本发明提供的电机定子中，由于并不直径相对的第二线圈和第三线圈能够正向接线或者反向接线，这样，第二线圈和第三线圈正向接线时，第一线圈和第三线圈形成为主绕组，第二线圈和第四线圈形成为副绕组(比如第二线圈和第四线圈可以接电容以移相来形成副绕组)，从而使得电机定子形成为两极，以使得电机提供一种范围的转速，而当第二线圈和第三线圈反向接线时，第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈都形成为主绕组(比如第二线圈和第四线圈可以绕过电容和电源接通来形成主绕组)，以使得电机提供另一种范围的转速，这样，设置有该电机定子的电机可以变极调速来适当地驱动压缩机，以有效地实现空调冷量调节。

进一步地，在圆周方向上，所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈和所述第四线圈依次间隔90°布置。

进一步地，所述定子本体上绕制有所述第一线圈和所述第三线圈的主相定子齿的周向长度大于绕制有所述第二线圈和所述第四线圈的副相定子齿的周向长度。

更进一步地，各个定子齿的内周面上形成有顺着同一周向方向从定子齿的一端开始延伸的周向凹部，其中，每个周向凹部的周向长度为各个定子齿的内周面周向长度的一半。

另外，各个线圈的绕制匝数相同。

另一方面，本发明提供一种单向异步电机，该单向异步电机包括控制装置和上述任一所述的电机定子，每个线圈的线路两端连接的接线端子和所述控制装置连接，其中，所述控制装置设置为能够控制所述第二线圈和所述第三线圈的正反向接线，并设置为能够控制电机定子在所述两极状态和所述四极状态之间切换。

这样，如上所述的，由于控制装置能够控制第二线圈和第三线圈正反向接线，比如，在二极时，第二线圈和第三线圈正向接线，以使得电机提供一种范围的转速，当需要调节到四极时，第二线圈和第三线圈则反向接线，从而使得电机提供另一种范围的转速，这样，设置有该单向异步电机可以变极调速来适当地驱动压缩机，以有效地实现空调冷量调节。

进一步地，所述控制装置包括相互并联的电容和第一电源连接线路，其中，在所述两极状态，所述第二线圈和所述第四线圈与所述电容电连接以形成为副绕组；在所述四极状态，所述第二线圈和所述第四线圈与所述第一电源连接线路电连接。

更进一步地，所述控制装置包括连接在所述第二线圈的两端的连接端子上的第二电源连接线路和第三电源连接线路，其中，第二电源连接线路和第三电源连接线路仅在所述四极状态下接通以实现所述第二线圈的与所述二极状态相反的反向接线。

更进一步地，所述控制装置包括连接在所述第三线圈的两端的连接端子上的第四电源连接线路和第五电源连接线路，其中，第四电源连接线路和第五电源连接线路仅在所述四极状态下接通以实现所述第三线圈的与所述二极状态相反的反向接线。

再一方面，本发明提供一种压缩机，所述压缩机设置有上述任一所述的单向异步电机。如上所述的，在电机的调速下，该压缩机可以根据制冷需求来实时地调节制冷剂的循环量大小，以显著地提高空调使用的舒适性。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提供的电机定子的结构示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的电机定子处于两极时的电路示意图；

图3是本发明的具体实施方式提供的电机定子处于四极时的电路示意图；

图4是本发明的具体实施方式提供的电机定子实现两极和四极切换一个一种电路示意图；

图5是本发明的具体实施方式提供的压缩机的控制方框示意图。

附图标记说明

1-第一线圈，2-第二线圈，3-第三线圈，4-第四线圈，5-定子本体，6-主相定子齿，7-副相定子齿，8-周向凹部，9-电容，11-第一电源连接线路，12-第二电源连接线路，13-第三电源连接线路，14-第四电源连接线路，15-第五电源连接线路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

参考图1、图2和图3所示，本发明提供的电机定子包括定子本体5，定子本体5上周向间隔设置有直径相对的第一线圈1和第三线圈3，和直径相对的第二线圈2和第四线圈4，每个线圈的线路两端连接有各自的接线端子，其中，第二线圈2和第三线圈3能够正向接线，使得第一线圈1和第三线圈3形成为主绕组，第二线圈2和第四线圈4形成为副绕组，以使电机定子处于两极状态；第二线圈2和第三线圈3能够反向接线，使得四个线圈都形成为主绕组，以使电机定子处于四极状态。

在该技术方案中，由于并不直径相对的第二线圈2和第三线圈3能够正向接线或者反向接线，这样，第二线圈2和第三线圈3正向接线时，第一线圈1和第三线圈2形成为主绕组，第二线圈2和第四线圈4形成为副绕组(比如如图2所示的第二线圈2和第四线圈4可以接电容9以移相来形成副绕组)，从而使得电机定子形成为两极，以使得电机提供一种范围的转速，而当第二线圈2和第三线圈3反向接线时，第一线圈1、第二线圈2、第三线圈3和第四线圈4都形成为主绕组(比如如图3所示的第二线圈2和第四线圈4可以绕过电容9和电源接通来形成主绕组)，以使得电机提供另一种范围的转速，这样，设置有该电机定子的电机可以变极调速来适当地驱动压缩机，以有效地实现空调冷量调节。

进一步地，为了便于电机能够更稳定可靠地提供所需转速，优选地，如图1所示的，在圆周方向上，第一线圈1、第二线圈2、第三线圈3和第四线圈4依次间隔90°布置。这样，在两极或者四极时，电机定子上的线圈就能够提供更稳定均匀的磁场。

另外，单相电机由于磁路和电路均处于不平衡状态而处于非圆形磁场中，磁势的谐波分量很大，谐波转矩不仅加大电机的振动噪音，通常还会减小工作转矩和造成起动困难。因此，为了减小谐波分量优选地，如图1所示的，定子本体5上绕制有第一线圈1和第三线圈3的主相定子齿6的周向长度大于绕制有第二线圈2和第四线圈4的副相定子齿7的周向长度。具体地，主相定子齿6和副相定子齿7在周向的两侧都包括各自对应的极靴，这样，包括极靴的主相定子齿6的周向长度大于副相定子齿7的周向长度。

另外，在两极或者四极状态下，为了能够使得电机产生足够的起动转矩，并能够提供稳定可靠的动力输出，本发明的电机定子中，如图1所示的，各个定子齿的内周面上形成有顺着同一周向方向从定子齿的一端开始延伸的周向凹部8，其中，每个周向凹部8的周向长度为各个定子齿的内周面周向长度的一半。这样，无论是在两极状态下，还是在四极状态下，包括该电机定子的电机都能够提供稳定可靠的动力输出。

另外，为了进一步提供稳定可靠的动力输出，优选地，各个线圈的绕制匝数相同。

另一方面，本发明提供一种单向异步电机，该单相异步电机包括控制装置和上述任一所述的电机定子，每个线圈的线路两端连接的接线端子和控制装置连接，其中，控制装置设置为能够控制第二线圈2和第三线圈3的正反向接线，并设置为能够控制电机定子在两极状态和四极状态之间切换。

这样，如上所述的，由于控制装置能够控制第二线圈2和第三线圈3正反向接线，比如，在二极时，如图2所示的，第二线圈2和第三线圈3正向接线，以使得电机提供一种范围的转速，当需要调节到四极时，如图3所示的，第二线圈2和第三线圈3则反向接线，从而使得电机提供另一种范围的转速，这样，设置有该单向异步电机可以变极调速来适当地驱动压缩机，以有效地实现空调冷量调节。

当然，本发明的单向异步电机中，控制装置可以具有多种形式来实现上述的两极和四极之间的切换，例如，图4就显示了控制装置如何控制两极和四极之间切换的一种电路结构。参考图4所示的，该控制装置包括相互并联的电容9和第一电源连接线路11，其中，在两极状态，第二线圈2和第四线圈4与电容9电连接以形成为副绕组；在四极状态，第二线圈2和第四线圈4与第一电源连接线路11电连接。例如，电源连接有开关1，而电容9和第一电源连接线路11都能够和第二线圈2和第四线圈4连接，这样，开关1和A点连接时，第二线圈2和第四线圈4就连接有电容9以移相来形成副绕组，而第一线圈1和第三线圈3则可以直接和电源电连接来形成主绕组，如图2所示的两极状态；当开关1和第一电源连接线路11的B点连接时，第二线圈2和第四线圈4就和电源接通，此时，第二线圈2和第三线圈3则需要反向接线，使得四个线圈都形成为主绕组，如图3所示的四极状态。

当然，可选择地，电容9和第一电源连接线路11可以直接和电源连接，而开关1则布置在电容9和第一电源连接线路11与第二线圈2和第四线圈4之间，以选择地连接电容9的接点A，或者第一电源连接线路11的接点B。

对比图2和图3中的第二线圈2和第三线圈3的接线，就能够看出两极和四极切换时，第二线圈2和第三线圈3的接线也需要变化。

更进一步地，图4更进一步地显示了第二线圈2和第三线圈3是如何通过一种具体方式来正反向接线的，具体地，控制装置包括连接在第二线圈2的两端的连接端子上的第二电源连接线路12和第三电源连接线路13，其中，第二电源连接线路12和第三电源连接线路13仅在四极状态下接通以实现第二线圈2的与二极状态相反的反向接线。例如，第二电源连接线路12的一端连接于第二线圈2的端子4，并在两者的连接处形成有接点K，而第二电源连接线路12的另一端则形成接点H，类似地，第三电源连接线路13的一端连接在第二线圈2的端子3，并在两者的连接处形成接点G，而第三电源连接线路13的另一端则形成有接点J，这样，在两极状态下，开关4和接点G连接同时开关5和接点K连接，而在四极状态下，开关4和接点H连接同时开关5则和接点J连接，以实现第二线圈2的正反向接线。

类似地，继续参考图4，控制装置包括连接在第三线圈3的两端的连接端子上的第四电源连接线路14和第五电源连接线路15，其中，第四电源连接线路14和第五电源连接线路15仅在四极状态下接通以实现第三线圈3的与二极状态相反的反向接线。例如，第四电源连接线路14的一端连接于第三线圈3的端子5，并在两者的连接处形成有接点F，而第四电源连接线路14的另一端则形成接点D，类似地，第五电源连接线路15的一端连接在第三线圈3的端子6，并在两者的连接处形成接点C，而第五电源连接线路15的另一端则形成有接点E，这样，在两极状态下，开关2和接点C连接同时开关3和接点F连接，而在四极状态下，开关2和接点D连接同时开关3则和接点E连接，以实现第三线圈3的正反向接线。

这样，综上所述的，在一种具体的实施方式中，如图4所示的，第一线圈1的端子1和端子2能够和电源电连接，第四线圈4的端子8则根据需要连接电源，而端子7则连接于电源。

两极时，开关1连接接点A，开关2连接接点C，开关3连接接点F，而开关4连接接点G，开关5连接接点K，以如图2所示的，使得第一线圈1和第三线圈3形成为主绕组，而第二线圈2和第四线圈4形成为副绕组，此时，电机为单相电容运转异步电机。

当需要切换为四极时，开关1连接接点B，开关2连接接点D，开关3连接接点E，开关4连接接点H，开关5连接接点J，以使得第二线圈2和第三线圈3反向接线，使得四个线圈都形成为主绕组，此时，电机具有四极，如图3所示的。

再一方面，本发明提供一种压缩机，参考图5，所述压缩机设置有上述任一所述的单向异步电机。如上所述的，在电机的调速下，该压缩机可以根据制冷需求来实时地调节制冷剂的循环量大小，以显著地提高空调使用的舒适性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机定子，包括定子本体(5)，其特征在于，所述定子本体(5)上周向间隔设置有直径相对的第一线圈(1)和第三线圈(3)，和直径相对的第二线圈(2)和第四线圈(4)，每个线圈的线路两端连接有各自的接线端子，其中，

所述第二线圈(2)和所述第三线圈(3)能够正向接线，使得所述第一线圈(1)和所述第三线圈(3)形成为主绕组，所述第二线圈(2)和所述第四线圈(4)形成为副绕组，以使电机定子处于两极状态；

所述第二线圈(2)和所述第三线圈(3)能够反向接线，使得四个线圈都形成为主绕组，以使电机定子处于四极状态。

2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，在圆周方向上，所述第一线圈(1)、所述第二线圈(2)、所述第三线圈(3)和所述第四线圈(4)依次间隔90°布置。

3.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述定子本体(5)上绕制有所述第一线圈(1)和所述第三线圈(3)的主相定子齿(6)的周向长度大于绕制有所述第二线圈(2)和所述第四线圈(4)的副相定子齿(7)的周向长度。

4.根据权利要求3所述的电机定子，其特征在于，各个定子齿的内周面上形成有顺着同一周向方向从定子齿的一端开始延伸的周向凹部(8)，其中，

每个周向凹部(8)的周向长度为各个定子齿的内周面周向长度的一半。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的电机定子，其特征在于，各个线圈的绕制匝数相同。

6.一种单向异步电机，其特征在于，包括控制装置和根据权利要求1-5中任意一项所述的电机定子，每个线圈的线路两端连接的接线端子和所述控制装置连接，其中，

所述控制装置设置为能够控制所述第二线圈(2)和所述第三线圈(3)的正反向接线，并设置为能够控制电机定子在所述两极状态和所述四极状态之间切换。

7.根据权利要求6所述的单向异步电机，其特征在于，所述控制装置包括相互并联的电容(9)和第一电源连接线路(11)，其中，

在所述两极状态，所述第二线圈(2)和所述第四线圈(4)与所述电容(9)电连接以形成为副绕组；

在所述四极状态，所述第二线圈(2)和所述第四线圈(4)与所述第一电源连接线路(11)电连接。

8.根据权利要求7所述的单向异步电机，其特征在于，所述控制装置包括连接在所述第二线圈(2)的两端的连接端子上的第二电源连接线路(12)和第三电源连接线路(13)，其中，第二电源连接线路(12)和第三电源连接线路(13)仅在所述四极状态下接通以实现所述第二线圈(2)的与所述二极状态相反的反向接线。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的单向异步电机，其特征在于，所述控制装置包括连接在所述第三线圈(3)的两端的连接端子上的第四电源连接线路(14)和第五电源连接线路(15)，其中，第四电源连接线路(14)和第五电源连接线路(15)仅在所述四极状态下接通以实现所述第三线圈(3)的与所述二极状态相反的反向接线。

10.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机设置有根据权利要求6-9中任意一项所述的单向异步电机。