CN108418330B - 分层绕线变极变速移相启动电动机定子 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种分层绕线变极变速移相启动电动机定子，其涉及一种电动机定子，包括定子铁芯部件、定子磁轭。所述电动机定子采用集中式绕组，能够简化加工工艺、降低成本、降低定子绕组铜损、提高电动机效率。所述电动机定子属于外定子结构，在缠绕集中式绕组的加工过程中，缠绕线圈的操作空间却在定子铁芯的径向外侧，操作空间大，加工设备简单。定子铁芯的转子气隙内腔径向外侧均布的定子磁极之间有隔磁磁桥，该定子铁芯线槽为闭口槽，有利于异步电动机降低齿谐波磁场产生的附加转矩。所述电动机定子应用于单相异步电动机时能够实现变极变速。

Description

分层绕线变极变速移相启动电动机定子
技术领域
本发明是一种分层绕线变极变速移相启动电动机定子，其涉及一种电动机定子，特别是涉及一种分层缠绕集中式绕组线圈作为单相异步电动机的启动绕组和工作绕组的电动机定子。
背景技术
电动机定子绕组线圈分为分布式绕组和集中式绕组两种结构类型。异步电动机多数采用分布式绕组，无刷直流电动机（BLDC）和永磁同步电动机（PMSM）采用集中式绕组。分布式绕组加工工艺复杂，集中式绕组加工工艺简单。集中式绕组的相间绝缘比分布式绕组的相间绝缘强度高。集中式绕组的绕组端部长度比分布式绕组的绕组端部长度短。缩短绕组端部长度能够降低定子绕组铜损、提高电动机效率。
电动机定子分为外定子结构和内定子结构，普通外定子缠绕集中式绕组的加工过程中，缠绕线圈的操作空间在定子铁芯的径向内侧，操作空间小，加工设备复杂。普通内定子缠绕集中式绕组的加工过程中，缠绕线圈的操作空间在定子铁芯的径向外侧，操作空间大，加工设备简单。
单相异步电动机若采用集中式绕组，能够简化加工工艺、降低成本、降低定子绕组铜损、提高绕组的相间绝缘强度、提高电动机效率。单相异步电动机要求启动绕组与工作绕组在空间上相差九十度电角度，普通单相异步电动机若采用集中式绕组，无法实现变极变速。若有采用集中式绕组实现变极变速单相异步电动机，则该电动机能够广泛应用于小型水泵、贯流风机、电风扇、排气扇、空调的室内风机驱动电动机等家用电器上。
异步电动机的定子铁芯线槽会产生齿谐波，齿谐波磁场产生附加转矩，引起电磁振动和噪音。异步电动机通常采用转子斜槽的办法，使齿谐波磁场在转子导条中感应的电动势被部分抵消，降低齿谐波磁场产生的附加转矩。因此，减小异步电动机定子铁芯线槽的槽口宽度，或者定子铁芯线槽的槽口宽度为零，即该定子铁芯线槽为闭口槽，有利于异步电动机降低齿谐波磁场产生的附加转矩，提高电动机效率。
发明内容
本发明的目的是克服普通单相异步电动机若采用集中式绕组无法实现变极变速的缺点，提供一种有利于集中式绕组绕制加工、应用于单相异步电动机时齿谐波磁场产生的附加转矩小、以及采用集中式绕组并能实现变极变速移相启动单相异步电动机的分层绕线变极变速移相启动电动机定子。本发明的实施方案如下：
所述电动机定子包括定子铁芯部件、定子磁轭。定子铁芯部件包括环型线圈骨架、定子铁芯、内线圈、外线圈、线槽绝缘条二、线槽绝缘条一。若干个内线圈、外线圈、线槽绝缘条二、线槽绝缘条一安装在定子铁芯上，两个环型线圈骨架分别安装在定子铁芯轴向两端，定子磁轭安装在定子铁芯径向外侧。
所述电动机定子的内线圈数量是低转速时定子磁极的数量，外线圈数量是低转速时定子磁极数量的两倍。所述电动机定子的定子铁芯包括若干个铁芯磁极组，每一个铁芯磁极组径向内侧有相邻的铁芯内磁极极身一、铁芯内磁极极身二，每一个铁芯磁极组径向外侧有相邻的铁芯外磁极极身一、铁芯外磁极极身二，相邻两个铁芯磁极组之间各有一个绕线槽口二，内线圈的电磁线穿过绕线槽口二把内线圈缠绕在铁芯内磁极极身一和铁芯内磁极极身二周围的过程中，缠绕线圈的操作空间在定子铁芯的径向外侧。每一个铁芯磁极组径向中间各有一个绕线槽口一，外线圈的电磁线穿过绕线槽口二和绕线槽口一把外线圈缠绕在铁芯外磁极极身一或者铁芯外磁极极身二周围的过程中，缠绕线圈的操作空间在定子铁芯的径向外侧。
定子磁轭呈环形，定子磁轭径向内侧均布有若干个榫槽。
定子铁芯径向内侧是转子气隙内腔，转子气隙内腔径向外侧均布有若干个空气槽一和空气槽二，若干个空气槽一和空气槽二一一间隔排列，相邻空气槽一和空气槽二之间分别有一个铁芯内磁极极身一或者铁芯内磁极极身二，每一个空气槽一或空气槽二径向内侧与转子气隙内腔之间是隔磁磁桥。在同一个铁芯磁极组中，以空气槽一为中轴线，空气槽一两侧分别是铁芯内磁极极身一、铁芯内磁极极身二，相邻两个铁芯磁极组以空气槽二为分界线，铁芯内磁极极身一与空气槽二之间是三角形的内定位凸台，铁芯内磁极极身二与空气槽二之间是三角形的内定位凸台，相邻两个铁芯磁极组的内定位凸台在空气槽二径向外侧连接在一起形成隔磁磁桥。铁芯内磁极极身一径向外侧依次是外定位凸台一、铁芯外磁极极身一、铁芯榫头。铁芯内磁极极身二径向外侧依次是外定位凸台二、铁芯外磁极极身二、铁芯榫头。外定位凸台一、外定位凸台二呈三角形。在同一个铁芯磁极组中，外定位凸台一和外定位凸台二在空气槽一径向外侧连接在一起形成隔磁磁桥。在铁芯内磁极极身一的外侧，以及内定位凸台与外定位凸台一之间形成铁芯内线槽，在铁芯内磁极极身二的外侧，以及内定位凸台与外定位凸台二之间形成铁芯内线槽。在铁芯外磁极极身一的两侧，以及外定位凸台一与铁芯榫头之间形成铁芯外线槽，在铁芯外磁极极身二的两侧，以及外定位凸台二与铁芯榫头之间形成铁芯外线槽。在同一个铁芯磁极组中，相邻两个铁芯榫头之间形成绕线槽口一。相邻两个铁芯磁极组的铁芯榫头之间形成绕线槽口二。
环型线圈骨架轴向截面轮廓与定子铁芯轴向截面轮廓相同。环型线圈骨架径向内侧是骨架中心孔，骨架中心孔径向外侧均布有若干个内极身骨架板，相邻两个内极身骨架板之间是三角形的骨架内定位凸台，每一个内极身骨架板径向外侧是三角形的骨架外定位凸台，骨架外定位凸台径向外侧有两个外极身骨架板，每一个外极身骨架板径向外侧是榫头骨架板。环型线圈骨架径向外侧均布有若干个骨架磁极组，每一个骨架磁极组分别包括一个内极身骨架板、骨架外定位凸台和两个外极身骨架板、榫头骨架板。相邻两个骨架磁极组以骨架内定位凸台为分界线。在同一个骨架磁极组中，相邻两个榫头骨架板之间形成绕线槽口一。相邻两个骨架磁极组的榫头骨架板之间形成绕线槽口二。环型线圈骨架的内极身骨架板圆周方向两侧是骨架内线槽，外极身骨架板圆周方向两侧是骨架外线槽。环型线圈骨架一个轴向端面是平面，环型线圈骨架另一个轴向端面上均布有若干个外线槽隔板和内线槽隔板，每两个外线槽隔板分别位于一个外极身骨架板径向外侧的榫头骨架板轴向端面，和同一个外极身骨架板径向内侧的骨架外定位凸台轴向端面。每两个内线槽隔板分别位于一个内极身骨架板径向外侧的骨架外定位凸台轴向端面，和同一个内极身骨架板径向内侧的骨架内定位凸台轴向端面。
线槽绝缘条一是开口薄壁中空件，线槽绝缘条一轴向截面轮廓与定子铁芯同一个铁芯磁极组中间两个铁芯外线槽形成的轴向截面轮廓相同。线槽绝缘条二是开口薄壁中空件，线槽绝缘条二轴向截面轮廓与定子铁芯相邻两个铁芯磁极组之间两个铁芯外线槽和两个铁芯内线槽形成的轴向截面轮廓相同。
所述电动机定子在装配时，把两个环型线圈骨架分别安装在定子铁芯轴向两端，使环型线圈骨架平面端面与定子铁芯端面接触。把若干个线槽绝缘条一分别安装在每一个铁芯磁极组中间两个铁芯外线槽中。把若干个线槽绝缘条二分别安装在相邻两个铁芯磁极组之间两个铁芯外线槽和两个铁芯内线槽中。在定子铁芯的铁芯内线槽安装的线槽绝缘条二内腔，和环型线圈骨架的骨架内线槽、内线槽隔板中缠绕内线圈。在定子铁芯的铁芯外线槽安装的线槽绝缘条二及线槽绝缘条一内腔，和环型线圈骨架的骨架外线槽、外线槽隔板中缠绕外线圈。把定子磁轭安装在定子铁芯径向外侧，使定子铁芯的若干个铁芯榫头分别安装在定子磁轭的榫槽中。
所述电动机定子应用于变极变速单相异步电动机时，其工作过程是：
所述电动机定子应用于二极/四极变极变速单相异步电动机时，所述电动机定子径向内侧均布有若干个定子磁极，依次是内磁极一、内磁极二、内磁极三、内磁极四、内磁极五、内磁极六、内磁极七、内磁极八，上述内磁极的径向外侧均布有若干个定子磁极，依次是外磁极一、外磁极二、外磁极三、外磁极四、外磁极五、外磁极六、外磁极七、外磁极八。每一个内磁极上安装有内线圈，每一个外磁极上安装有外线圈。若干个外线圈连接在一起组成工作绕组，若干个内线圈连接在一起组成启动绕组，移相元件采用电容器或电阻器，移相元件串联在起动绕组中。
所述电动机定子应用于定子磁极为四极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组，径向内侧为N极的外线圈使外磁极一、外磁极二径向内侧为N极，并且使内磁极一、内磁极二组成一个N极定子磁极，径向内侧为N极的外线圈使外磁极五、外磁极六径向内侧为N极，并且使内磁极五、内磁极六组成一个N极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈使外磁极三、外磁极四径向内侧为S极，并且使内磁极三、内磁极四组成一个S极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈使外磁极七、外磁极八径向内侧为S极，并且使内磁极七、内磁极八组成一个S极定子磁极。
与此同时，电流流过启动绕组，径向内侧为n极的内线圈使内磁极一、内磁极八组成一个n极定子磁极，径向内侧为n极的内线圈使内磁极四、内磁极五组成一个n极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈使内磁极二、内磁极三组成一个s极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈使内磁极六、内磁极七组成一个s极定子磁极。
所述电动机定子应用于定子磁极为四极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组建立的四极工作绕组磁场，与电流流过启动绕组建立的四极启动绕组磁场，其磁极极性一一对应，并且在空间上相差九十度电角度，工作绕组与启动绕组共同建立四极定子旋转磁场。
所述电动机定子应用于定子磁极为二极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组，径向内侧为N极的外线圈使外磁极四、外磁极五、外磁极六、外磁极七径向内侧为N极，并且使内磁极四、内磁极五、内磁极六、内磁极七组成一个N极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈使外磁极一、外磁极二、外磁极三、外磁极八径向内侧为S极，并且使内磁极一、内磁极二、内磁极三、内磁极八组成一个S极定子磁极。
与此同时，电流流过启动绕组，径向内侧为n极的内线圈使内磁极二、内磁极三、内磁极四、内磁极五组成一个n极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈使内磁极六、内磁极七、内磁极八、内磁极一组成一个s极定子磁极。
所述电动机定子应用于定子磁极为二极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组建立的二极工作绕组磁场，与电流流过启动绕组建立的二极启动绕组磁场，其磁极极性一一对应，并且在空间上相差九十度电角度，工作绕组与启动绕组共同建立二极定子旋转磁场。
所述电动机定子采用集中式绕组，能够简化加工工艺、降低成本、降低定子绕组铜损、提高电动机效率。所述电动机定子属于外定子结构，在缠绕集中式绕组的加工过程中，缠绕线圈的操作空间却在定子铁芯的径向外侧，操作空间大，加工设备简单。定子铁芯的转子气隙内腔径向外侧均布的定子磁极之间有隔磁磁桥，该定子铁芯线槽为闭口槽，有利于异步电动机降低齿谐波磁场产生的附加转矩。所述电动机定子应用于单相异步电动机时能够实现变极变速。
附图说明
图1是所述电动机定子的轴测图。
图2是定子铁芯部件的轴测图。
图3是定子磁轭的轴测图。
图4是定子铁芯的轴测图。
图5是环型线圈骨架的轴测图。
图6是环型线圈骨架的轴测图。与图5的投影方向相反。
图7是定子铁芯、定子磁轭安装在一起的轴测图。
图8是定子铁芯、线槽绝缘条一、线槽绝缘条二安装在一起的轴测图。
图9是线槽绝缘条一的轴测图。
图10是线槽绝缘条二的轴测图。
图11是所述电动机定子单相旋转磁场分布示意图。定子磁极为四极。
图12是所述电动机定子工作绕组磁场分布示意图。定子磁极为四极。
图13是所述电动机定子启动绕组磁场分布示意图。定子磁极为四极。
图14是所述电动机定子单相磁旋转场分布示意图。定子磁极为二极。
图15是所述电动机定子工作绕组磁场分布示意图。定子磁极为二极。
图16是所述电动机定子启动绕组磁场分布示意图。定子磁极为二极。
说明书附图中大写字母N和S代表工作绕组的磁极极性。小写字母n和s代表启动绕组的磁极极性。定子内侧的双点划线代表工作绕组或者启动绕组产生的同极性磁极的极弧范围。
图中标注有环型线圈骨架1、定子铁芯2、内线圈3、外线圈4、线槽绝缘条二5、线槽绝缘条一6、定子磁轭7、榫槽8、隔磁磁桥9、空气槽二10、内定位凸台11、绕线槽口二12、铁芯内线槽13、外定位凸台二14、铁芯内磁极极身二15、铁芯外磁极极身二16、铁芯榫头17、铁芯外线槽18、外定位凸台一19、绕线槽口一20、空气槽一21、转子气隙内腔22、骨架中心孔23、内极身骨架板24、外极身骨架板25、榫头骨架板26、外线槽隔板27、骨架外定位凸台28、内线槽隔板29、骨架内定位凸台30、骨架内线槽31、骨架外线槽32、铁芯外磁极极身一33、铁芯内磁极极身一34、定子磁场旋转方向35、内磁极一36、内磁极二37、内磁极三38、内磁极四39、内磁极五40、内磁极六41、内磁极七42、内磁极八43、外磁极一44、外磁极二45、外磁极三46、外磁极四47、外磁极五48、外磁极六49、外磁极七50、外磁极八51、径向内侧为N极的外线圈52、径向内侧为S极的外线圈53、径向内侧为s极的内线圈54、径向内侧为n极的内线圈55。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步叙述。
参照图1、图2、图3，所述电动机定子包括定子铁芯部件、定子磁轭7。定子铁芯部件包括环型线圈骨架1、定子铁芯2、内线圈3、外线圈4、线槽绝缘条二5、线槽绝缘条一6。若干个内线圈3、外线圈4、线槽绝缘条二5、线槽绝缘条一6安装在定子铁芯2上，两个环型线圈骨架1分别安装在定子铁芯2轴向两端，定子磁轭7安装在定子铁芯2径向外侧。
所述电动机定子的内线圈3数量是低转速时定子磁极的数量，外线圈4数量是低转速时定子磁极数量的两倍。所述电动机定子的定子铁芯2包括若干个铁芯磁极组，每一个铁芯磁极组径向内侧有相邻的铁芯内磁极极身一34、铁芯内磁极极身二15，每一个铁芯磁极组径向外侧有相邻的铁芯外磁极极身一33、铁芯外磁极极身二16，相邻两个铁芯磁极组之间各有一个绕线槽口二12，内线圈3的电磁线穿过绕线槽口二12把内线圈3缠绕在铁芯内磁极极身一34和铁芯内磁极极身二15周围的过程中，缠绕线圈的操作空间在定子铁芯2的径向外侧。每一个铁芯磁极组径向中间各有一个绕线槽口一20，外线圈4的电磁线穿过绕线槽口二12和绕线槽口一20把外线圈4缠绕在铁芯外磁极极身一33或者铁芯外磁极极身二16周围的过程中，缠绕线圈的操作空间在定子铁芯2的径向外侧。
参照图1至图10，定子磁轭7呈环形，定子磁轭7径向内侧均布有若干个榫槽8。
定子铁芯2径向内侧是转子气隙内腔22，转子气隙内腔22径向外侧均布有若干个空气槽一21和空气槽二10，若干个空气槽一21和空气槽二10一一间隔排列，相邻空气槽一21和空气槽二10之间分别有一个铁芯内磁极极身一34或者铁芯内磁极极身二15，每一个空气槽一21或空气槽二10径向内侧与转子气隙内腔22之间是隔磁磁桥9。在同一个铁芯磁极组中，以空气槽一21为中轴线，空气槽一21两侧分别是铁芯内磁极极身一34、铁芯内磁极极身二15，相邻两个铁芯磁极组以空气槽二10为分界线，铁芯内磁极极身一34与空气槽二10之间是三角形的内定位凸台11，铁芯内磁极极身二15与空气槽二10之间是三角形的内定位凸台11，相邻两个铁芯磁极组的内定位凸台11在空气槽二10径向外侧连接在一起形成隔磁磁桥9。铁芯内磁极极身一34径向外侧依次是外定位凸台一19、铁芯外磁极极身一33、铁芯榫头17。铁芯内磁极极身二15径向外侧依次是外定位凸台二14、铁芯外磁极极身二16、铁芯榫头17。外定位凸台一19、外定位凸台二14呈三角形。在同一个铁芯磁极组中，外定位凸台一19和外定位凸台二14在空气槽一21径向外侧连接在一起形成隔磁磁桥9。在铁芯内磁极极身一34的外侧，以及内定位凸台11与外定位凸台一19之间形成铁芯内线槽13，在铁芯内磁极极身二15的外侧，以及内定位凸台11与外定位凸台二14之间形成铁芯内线槽13。在铁芯外磁极极身一33的两侧，以及外定位凸台一19与铁芯榫头17之间形成铁芯外线槽18，在铁芯外磁极极身二16的两侧，以及外定位凸台二14与铁芯榫头17之间形成铁芯外线槽18。在同一个铁芯磁极组中，相邻两个铁芯榫头17之间形成绕线槽口一20。相邻两个铁芯磁极组的铁芯榫头17之间形成绕线槽口二12。
环型线圈骨架1轴向截面轮廓与定子铁芯2轴向截面轮廓相同。环型线圈骨架1径向内侧是骨架中心孔23，骨架中心孔23径向外侧均布有若干个内极身骨架板24，相邻两个内极身骨架板24之间是三角形的骨架内定位凸台30，每一个内极身骨架板24径向外侧是三角形的骨架外定位凸台28，骨架外定位凸台28径向外侧有两个外极身骨架板25，每一个外极身骨架板25径向外侧是榫头骨架板26。环型线圈骨架1径向外侧均布有若干个骨架磁极组，每一个骨架磁极组分别包括一个内极身骨架板24、骨架外定位凸台28和两个外极身骨架板25、榫头骨架板26。相邻两个骨架磁极组以骨架内定位凸台30为分界线。在同一个骨架磁极组中，相邻两个榫头骨架板26之间形成绕线槽口一20。相邻两个骨架磁极组的榫头骨架板26之间形成绕线槽口二12。环型线圈骨架1的内极身骨架板24圆周方向两侧是骨架内线槽31，外极身骨架板25圆周方向两侧是骨架外线槽32。环型线圈骨架1一个轴向端面是平面，环型线圈骨架1另一个轴向端面上均布有若干个外线槽隔板27和内线槽隔板29，每两个外线槽隔板27分别位于一个外极身骨架板25径向外侧的榫头骨架板26轴向端面，和同一个外极身骨架板25径向内侧的骨架外定位凸台28轴向端面。每两个内线槽隔板29分别位于一个内极身骨架板24径向外侧的骨架外定位凸台28轴向端面，和同一个内极身骨架板24径向内侧的骨架内定位凸台30轴向端面。
线槽绝缘条一6是开口薄壁中空件，线槽绝缘条一6轴向截面轮廓与定子铁芯2同一个铁芯磁极组中间两个铁芯外线槽18形成的轴向截面轮廓相同。线槽绝缘条二5是开口薄壁中空件，线槽绝缘条二5轴向截面轮廓与定子铁芯2相邻两个铁芯磁极组之间两个铁芯外线槽18和两个铁芯内线槽13形成的轴向截面轮廓相同。
所述电动机定子在装配时，把两个环型线圈骨架1分别安装在定子铁芯2轴向两端，使环型线圈骨架1平面端面与定子铁芯2端面接触。把若干个线槽绝缘条一6分别安装在每一个铁芯磁极组中间两个铁芯外线槽18中。把若干个线槽绝缘条二5分别安装在相邻两个铁芯磁极组之间两个铁芯外线槽18和两个铁芯内线槽13中。在定子铁芯2的铁芯内线槽13安装的线槽绝缘条二5内腔，和环型线圈骨架1的骨架内线槽31、内线槽隔板29中缠绕内线圈3。在定子铁芯2的铁芯外线槽18安装的线槽绝缘条二5及线槽绝缘条一6内腔，和环型线圈骨架1的骨架外线槽32、外线槽隔板27中缠绕外线圈4。把定子磁轭7安装在定子铁芯2径向外侧，使定子铁芯2的若干个铁芯榫头17分别安装在定子磁轭7的榫槽8中。
参照图11至图16，所述电动机定子应用于变极变速单相异步电动机时，其工作过程是：
所述电动机定子应用于二极/四极变极变速单相异步电动机时，所述电动机定子径向内侧均布有若干个定子磁极，依次是内磁极一36、内磁极二37、内磁极三38、内磁极四39、内磁极五40、内磁极六41、内磁极七42、内磁极八43，上述内磁极的径向外侧均布有若干个定子磁极，依次是外磁极一44、外磁极二45、外磁极三46、外磁极四47、外磁极五48、外磁极六49、外磁极七50、外磁极八51。每一个内磁极上安装有内线圈，每一个外磁极上安装有外线圈。若干个外线圈连接在一起组成工作绕组，若干个内线圈连接在一起组成启动绕组，移相元件采用电容器或电阻器，移相元件串联在起动绕组中。
所述电动机定子应用于定子磁极为四极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组，径向内侧为N极的外线圈52使外磁极一44、外磁极二45径向内侧为N极，并且使内磁极一36、内磁极二37组成一个N极定子磁极，径向内侧为N极的外线圈52使外磁极五48、外磁极六49径向内侧为N极，并且使内磁极五40、内磁极六41组成一个N极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈53使外磁极三46、外磁极四47径向内侧为S极，并且使内磁极三38、内磁极四39组成一个S极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈53使外磁极七50、外磁极八51径向内侧为S极，并且使内磁极七42、内磁极八43组成一个S极定子磁极。
与此同时，电流流过启动绕组，径向内侧为n极的内线圈55使内磁极一36、内磁极八43组成一个n极定子磁极，径向内侧为n极的内线圈55使内磁极四39、内磁极五40组成一个n极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈54使内磁极二37、内磁极三38组成一个s极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈54使内磁极六41、内磁极七42组成一个s极定子磁极。
所述电动机定子应用于定子磁极为四极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组建立的四极工作绕组磁场，与电流流过启动绕组建立的四极启动绕组磁场，其磁极极性一一对应，并且在空间上相差九十度电角度，工作绕组与启动绕组共同建立四极定子旋转磁场。
所述电动机定子应用于定子磁极为二极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组，径向内侧为N极的外线圈52使外磁极四47、外磁极五48、外磁极六49、外磁极七50径向内侧为N极，并且使内磁极四39、内磁极五40、内磁极六41、内磁极七42组成一个N极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈53使外磁极一44、外磁极二45、外磁极三46、外磁极八51径向内侧为S极，并且使内磁极一36、内磁极二37、内磁极三38、内磁极八43组成一个S极定子磁极。
与此同时，电流流过启动绕组，径向内侧为n极的内线圈55使内磁极二37、内磁极三38、内磁极四39、内磁极五40组成一个n极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈54使内磁极六41、内磁极七42、内磁极八43、内磁极一36组成一个s极定子磁极。
所述电动机定子应用于定子磁极为二极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组建立的二极工作绕组磁场，与电流流过启动绕组建立的二极启动绕组磁场，其磁极极性一一对应，并且在空间上相差九十度电角度，工作绕组与启动绕组共同建立二极定子旋转磁场。
所述电动机定子采用集中式绕组，能够简化加工工艺、降低成本、降低定子绕组铜损、提高电动机效率。所述电动机定子属于外定子结构，在缠绕集中式绕组的加工过程中，缠绕线圈的操作空间却在定子铁芯2的径向外侧，操作空间大，加工设备简单。定子铁芯2的转子气隙内腔22径向外侧均布的定子磁极之间有隔磁磁桥9，该定子铁芯线槽为闭口槽，有利于异步电动机降低齿谐波磁场产生的附加转矩。所述电动机定子应用于单相异步电动机时能够实现变极变速。

Claims (2)

1.一种分层绕线变极变速移相启动电动机定子，其特征在于所述电动机定子包括定子铁芯部件、定子磁轭(7)；定子铁芯部件包括环型线圈骨架(1)、定子铁芯(2)、内线圈(3)、外线圈(4)、线槽绝缘条二(5)、线槽绝缘条一(6)；若干个内线圈(3)、外线圈(4)、线槽绝缘条二(5)、线槽绝缘条一(6)安装在定子铁芯(2)上，两个环型线圈骨架(1)分别安装在定子铁芯(2)轴向两端，定子磁轭(7)安装在定子铁芯(2)径向外侧；
所述电动机定子的内线圈(3)数量是低转速时定子磁极的数量，外线圈(4)数量是低转速时定子磁极数量的两倍；所述电动机定子的定子铁芯(2)包括若干个铁芯磁极组，每一个铁芯磁极组径向内侧有相邻的铁芯内磁极极身一(34)、铁芯内磁极极身二(15)，每一个铁芯磁极组径向外侧有相邻的铁芯外磁极极身一(33)、铁芯外磁极极身二(16)，相邻两个铁芯磁极组之间各有一个绕线槽口二(12)，内线圈(3)的电磁线穿过绕线槽口二(12)把内线圈(3)缠绕在铁芯内磁极极身一(34)和铁芯内磁极极身二(15)周围的过程中，缠绕线圈的操作空间在定子铁芯(2)的径向外侧；每一个铁芯磁极组径向中间各有一个绕线槽口一(20)，外线圈(4)的电磁线穿过绕线槽口二(12)和绕线槽口一(20)把外线圈(4)缠绕在铁芯外磁极极身一(33)或者铁芯外磁极极身二(16)周围的过程中，缠绕线圈的操作空间在定子铁芯(2)的径向外侧；
定子磁轭(7)呈环形，定子磁轭(7)径向内侧均布有若干个榫槽(8)；
定子铁芯(2)径向内侧是转子气隙内腔(22)，转子气隙内腔(22)径向外侧均布有若干个空气槽一(21)和空气槽二(10)，若干个空气槽一(21)和空气槽二(10)一一间隔排列，相邻空气槽一(21)和空气槽二(10)之间分别有一个铁芯内磁极极身一(34)或者铁芯内磁极极身二(15)，每一个空气槽一(21)或空气槽二(10)径向内侧与转子气隙内腔(22)之间是隔磁磁桥(9)；在同一个铁芯磁极组中，以空气槽一(21)为中轴线，空气槽一(21)两侧分别是铁芯内磁极极身一(34)、铁芯内磁极极身二(15)，相邻两个铁芯磁极组以空气槽二(10)为分界线，铁芯内磁极极身一(34)与空气槽二(10)之间是三角形的内定位凸台(11)，铁芯内磁极极身二(15)与空气槽二(10)之间是三角形的内定位凸台(11)，相邻两个铁芯磁极组的内定位凸台(11)在空气槽二(10)径向外侧连接在一起形成隔磁磁桥(9)；铁芯内磁极极身一(34)径向外侧依次是外定位凸台一(19)、铁芯外磁极极身一(33)、铁芯榫头(17)；铁芯内磁极极身二(15)径向外侧依次是外定位凸台二(14)、铁芯外磁极极身二(16)、铁芯榫头(17)；外定位凸台一(19)、外定位凸台二(14)呈三角形；在同一个铁芯磁极组中，外定位凸台一(19)和外定位凸台二(14)在空气槽一(21)径向外侧连接在一起形成隔磁磁桥(9)；在铁芯内磁极极身一(34)的外侧，以及内定位凸台(11)与外定位凸台一(19)之间形成铁芯内线槽(13)，在铁芯内磁极极身二(15)的外侧，以及内定位凸台(11)与外定位凸台二(14)之间形成铁芯内线槽(13)；在铁芯外磁极极身一(33)的两侧，以及外定位凸台一(19)与铁芯榫头(17)之间形成铁芯外线槽(18)，在铁芯外磁极极身二(16)的两侧，以及外定位凸台二(14)与铁芯榫头(17)之间形成铁芯外线槽(18)；在同一个铁芯磁极组中，相邻两个铁芯榫头(17)之间形成绕线槽口一(20)；相邻两个铁芯磁极组的铁芯榫头(17)之间形成绕线槽口二(12)；
环型线圈骨架(1)轴向截面轮廓与定子铁芯(2)轴向截面轮廓相同；环型线圈骨架(1)径向内侧是骨架中心孔(23)，骨架中心孔(23)径向外侧均布有若干个内极身骨架板(24)，相邻两个内极身骨架板(24)之间是三角形的骨架内定位凸台(30)，每一个内极身骨架板(24)径向外侧是三角形的骨架外定位凸台(28)，骨架外定位凸台(28)径向外侧有两个外极身骨架板(25)，每一个外极身骨架板(25)径向外侧是榫头骨架板(26)；环型线圈骨架(1)径向外侧均布有若干个骨架磁极组，每一个骨架磁极组分别包括一个内极身骨架板(24)、骨架外定位凸台(28)和两个外极身骨架板(25)、榫头骨架板(26)；相邻两个骨架磁极组以骨架内定位凸台(30)为分界线；在同一个骨架磁极组中，相邻两个榫头骨架板(26)之间形成绕线槽口一(20)；相邻两个骨架磁极组的榫头骨架板(26)之间形成绕线槽口二(12)；环型线圈骨架(1)的内极身骨架板(24)圆周方向两侧是骨架内线槽(31)，外极身骨架板(25)圆周方向两侧是骨架外线槽(32)；环型线圈骨架(1)一个轴向端面是平面，环型线圈骨架(1)另一个轴向端面上均布有若干个外线槽隔板(27)和内线槽隔板(29)，每两个外线槽隔板(27)分别位于一个外极身骨架板(25)径向外侧的榫头骨架板(26)轴向端面，和同一个外极身骨架板(25)径向内侧的骨架外定位凸台(28)轴向端面；每两个内线槽隔板(29)分别位于一个内极身骨架板(24)径向外侧的骨架外定位凸台(28)轴向端面，和同一个内极身骨架板(24)径向内侧的骨架内定位凸台(30)轴向端面；
线槽绝缘条一(6)是开口薄壁中空件，线槽绝缘条一(6)轴向截面轮廓与定子铁芯(2)同一个铁芯磁极组中间两个铁芯外线槽(18)形成的轴向截面轮廓相同；线槽绝缘条二(5)是开口薄壁中空件，线槽绝缘条二(5)轴向截面轮廓与定子铁芯(2)相邻两个铁芯磁极组之间两个铁芯外线槽(18)和两个铁芯内线槽(13)形成的轴向截面轮廓相同；
所述电动机定子在装配时，把两个环型线圈骨架(1)分别安装在定子铁芯(2)轴向两端，使环型线圈骨架(1)平面端面与定子铁芯(2)端面接触；把若干个线槽绝缘条一(6)分别安装在每一个铁芯磁极组中间两个铁芯外线槽(18)中；把若干个线槽绝缘条二(5)分别安装在相邻两个铁芯磁极组之间两个铁芯外线槽(18)和两个铁芯内线槽(13)中；在定子铁芯(2)的铁芯内线槽(13)安装的线槽绝缘条二(5)内腔，和环型线圈骨架(1)的骨架内线槽(31)、内线槽隔板(29)中缠绕内线圈(3)；在定子铁芯(2)的铁芯外线槽(18)安装的线槽绝缘条二(5)及线槽绝缘条一(6)内腔，和环型线圈骨架(1)的骨架外线槽(32)、外线槽隔板(27)中缠绕外线圈(4)；把定子磁轭(7)安装在定子铁芯(2)径向外侧，使定子铁芯(2)的若干个铁芯榫头(17)分别安装在定子磁轭(7)的榫槽(8)中。
2.根据权利要求1所述的一种分层绕线变极变速移相启动电动机定子的使用方法，其特征在于所述电动机定子应用于变极变速单相异步电动机时其工作过程是：
所述电动机定子应用于二极/四极变极变速单相异步电动机时，所述电动机定子径向内侧均布有若干个定子磁极，依次是内磁极一(36)、内磁极二(37)、内磁极三(38)、内磁极四(39)、内磁极五(40)、内磁极六(41)、内磁极七(42)、内磁极八(43)，上述内磁极的径向外侧均布有若干个定子磁极，依次是外磁极一(44)、外磁极二(45)、外磁极三(46)、外磁极四(47)、外磁极五(48)、外磁极六(49)、外磁极七(50)、外磁极八(51)；每一个内磁极上安装有内线圈，每一个外磁极上安装有外线圈；若干个外线圈连接在一起组成工作绕组，若干个内线圈连接在一起组成启动绕组，移相元件采用电容器或电阻器，移相元件串联在起动绕组中；
所述电动机定子应用于定子磁极为四极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组，径向内侧为N极的外线圈(52)使外磁极一(44)、外磁极二(45)径向内侧为N极，并且使内磁极一(36)、内磁极二(37)组成一个N极定子磁极，径向内侧为N极的外线圈(52)使外磁极五(48)、外磁极六(49)径向内侧为N极，并且使内磁极五(40)、内磁极六(41)组成一个N极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈(53)使外磁极三(46)、外磁极四(47)径向内侧为S极，并且使内磁极三(38)、内磁极四(39)组成一个S极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈(53)使外磁极七(50)、外磁极八(51)径向内侧为S极，并且使内磁极七(42)、内磁极八(43)组成一个S极定子磁极；
与此同时，电流流过启动绕组，径向内侧为n极的内线圈(55)使内磁极一(36)、内磁极八(43)组成一个n极定子磁极，径向内侧为n极的内线圈(55)使内磁极四(39)、内磁极五(40)组成一个n极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈(54)使内磁极二(37)、内磁极三(38)组成一个s极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈(54)使内磁极六(41)、内磁极七(42)组成一个s极定子磁极；
所述电动机定子应用于定子磁极为四极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组建立的四极工作绕组磁场，与电流流过启动绕组建立的四极启动绕组磁场，其磁极极性一一对应，并且在空间上相差九十度电角度，工作绕组与启动绕组共同建立四极定子旋转磁场；
所述电动机定子应用于定子磁极为二极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组，径向内侧为N极的外线圈(52)使外磁极四(47)、外磁极五(48)、外磁极六(49)、外磁极七(50)径向内侧为N极，并且使内磁极四(39)、内磁极五(40)、内磁极六(41)、内磁极七(42)组成一个N极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈(53)使外磁极一(44)、外磁极二(45)、外磁极三(46)、外磁极八(51)径向内侧为S极，并且使内磁极一(36)、内磁极二(37)、内磁极三(38)、内磁极八(43)组成一个S极定子磁极；
与此同时，电流流过启动绕组，径向内侧为n极的内线圈(55)使内磁极二(37)、内磁极三(38)、内磁极四(39)、内磁极五(40)组成一个n极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈(54)使内磁极六(41)、内磁极七(42)、内磁极八(43)、内磁极一(36)组成一个s极定子磁极；
所述电动机定子应用于定子磁极为二极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组建立的二极工作绕组磁场，与电流流过启动绕组建立的二极启动绕组磁场，其磁极极性一一对应，并且在空间上相差九十度电角度，工作绕组与启动绕组共同建立二极定子旋转磁场。
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Address after: 224003 Yanwan Group, Chengbei Industrial Park, Yancheng District, Jiangsu Province (No. 18-2, Xinyan Road) (7)

Applicant after: Yancheng Jiejing Machinery Manufacturing Co., Ltd.

Address before: 116600 No. 34-3 Harbin Road, Dalian Economic and Technological Development Zone, Liaoning Province

Applicant before: The dark blue energy-conserving and environment-protective Science and Technology Ltd. in Dalian

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