CN116155052B - 一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，涉及罩极电机的领域，其包括电机本体、转动连接于所述电机本体外侧的工质盛装壳、与所述电机本体的转子连接且从电机本体背后伸出的转轴以及设置于所述电机本体上并用于带动工质盛装壳往复摆动的摆动组件，所述转轴与摆动组件配合，所述工质盛装壳内部设置有工质冷凝管，所述工质冷凝管两端分别设置有冷却水输入管和冷却水输出管，所述冷却水输入管和冷却水输出管均为弹性管。本申请通过摆动组件带动工质盛装壳摆动，摆动期间可以提高工质盛装壳内工质的流动，提高工质冷凝管内的冷却水与工质盛装壳内的工质之间的热交换效率。

Description

一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机
技术领域
本申请涉及罩极电机的领域，尤其是涉及一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机。
背景技术
罩极电机又叫罩极式电动机，是单相交流电动机中的一种，通常采用笼型斜槽铸铝转子。它根据定子外形结构的不同，又分为凸极式罩极电动机和隐极式罩极电动机，隐极式罩极电动机的定子铁心与普通单相电动机的铁心相同，其定子绕组采用分布绕组，主绕组分布于定子槽内，罩极绕组不用短路铜环，而是用较粗的漆包线绕成分布绕组(串联后自行短路)嵌装在定子槽中(约为总槽数的1/3)，起辅助组的作用。主绕组与罩极绕组在空间相距一定的角度。
针对上述中的相关技术，目前罩极电机的散热结构主要是通过壳体外部的散热翅片来散发热量来避免罩极电机由于温度过高而烧坏，但经实际中应用发现，在工作时间较短时还可以适用，但工作时间过长后，由于积聚的热量太多，仅依靠散热翅片难以完全散发，从而导致停机或烧坏。
发明内容
为了提高罩极电机的散热效率，本申请提供一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机。
本申请提供一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，采用如下的技术方案：
一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，包括电机本体、转动连接于所述电机本体外侧的工质盛装壳、与所述电机本体的转子连接且从电机本体背后伸出的转轴以及设置于所述电机本体上并用于带动工质盛装壳往复摆动的摆动组件，所述转轴与摆动组件配合，所述工质盛装壳内部设置有工质冷凝管，所述工质冷凝管两端分别设置有冷却水输入管和冷却水输出管，所述冷却水输入管和冷却水输出管均为弹性管。
通过采用上述技术方案，当电机本体工作时，电机本体产生热量，尤其是电机本体的主定子铁心处，工质盛装壳内的工质能与电机本体散发出的热量进行热交换，将热量转移至工质盛装壳内的工质中，外部循环水系统能不断的对工质冷凝管提供冷却水，通过冷却水对工质盛装壳中的工质进行冷却，并通过循环的冷却水将电机本体产生的热量带走；通过摆动组件带动工质盛装壳摆动，摆动期间可以提高工质盛装壳内工质的流动，提高工质冷凝管内的冷却水与工质盛装壳内的工质之间的热交换效率。
可选的，所述摆动组件包括设置于所述转轴上的主动齿轮、转动连接于所述电机本体端部的从动轴、设置于所述从动轴上并与主动齿轮啮合的从动齿轮、设置于所述从动齿轮靠近电机本体端部的凸轮、滑动设置于所述电机本体外侧的推杆以及设置于所述推杆靠近工质盛装壳一端的圆锥块，所述凸轮与推杆远离圆锥块的一端配合，所述推杆与电机本体之间设置有复位弹簧，所述工质盛装壳一端设置有与圆锥块配合的楔形块，所述工质盛装壳底部设置有使工质盛装壳复位的配重件。
通过采用上述技术方案，转轴转动时，凸轮能够不断的运动，由于圆锥块与楔形块未接触之前，圆锥块与楔形块之间是部分错位的，当圆锥块接触楔形块之后，在圆锥块的外侧面和楔形块的斜面的配合下，能推动工质盛装壳小幅度转动，将推杆推动至最端部位置后，凸轮与推杆分离，在复位弹簧的弹性力作用下，推杆恢复至原位，使圆锥块与楔形块分离，由于配重件的设置，使工质盛装壳不断的小幅度摆动。
可选的，所述电机本体外部环绕设置有水冷管，所述水冷管两端分别设置有出水管和进水管。
通过采用上述技术方案，当电机本体工作时，电机本体产生的热量会通过机壳散发，外部循环水系统能不断的对水冷管提供冷却水，通过冷却水对电机本体的机壳处进行冷却。
可选的，所述转轴上设置有转动时对电机本体进行扇风的扇叶，所述电机本体靠近转轴的端部开设有若干正通风孔，所述电机本体外周开设有若干侧通风孔。
通过采用上述技术方案，转轴转动时能带动扇叶转动，使扇叶对电机本体进行扇风，一部分风能通过正通风孔吹入电机本体的内部，并通过侧通风孔吹出，从而能够带走电机本体内部的热量。
可选的，所述侧通风孔处设置有若干倾斜设置的侧通风管，所述侧通风管朝向远离扇叶的方向。
通过采用上述技术方案，可以尽量减小风吹入和吹出的角度变化，减少风能的损失。
可选的，所述从动轴外侧套设有套筒，所述套筒外侧滑动套设有滑动筒，所述套筒可在滑动筒内转动，所述套筒和滑动筒之间设置有用于带动滑动筒往复运动的往复组件，所述滑动筒靠近电机本体的一端设置有阻挡板，所述阻挡板用于阻挡电机本体端部上半部分的正通风孔。
通过采用上述技术方案，当阻挡板最靠近电机本体的机壳端部时，阻挡板能完全挡住上半部分的那些正通风孔，使得扇叶扇出的风只允许从下半部分的正通风孔进入电机本体内部，并使这些风大部分从电机本体上半部分的那些侧通风孔处排出，小部分风从电机本体下半部分的那些侧通风孔处排出。从下半部分的正通风孔进入电机本体内部的风会从下往上的带动电机本体内部的热量，以减少电机本体内下半部分的热量堆积在内部的情况。
可选的，所述往复组件包括开设于套筒外侧的循环槽以及设置于所述滑动筒内壁并与循环槽配合的移动块，所述循环槽包括若干个首尾相通的V型槽，所述移动块与V型槽滑动配合。
通过采用上述技术方案，当从动轴转动时，带动套筒一同转动，使套筒可在滑动筒内转动，从而带动循环槽运动，在V型槽和移动块的配合作用下，能带动阻挡板往复运动。
可选的，所述电机本体端部设置有贯穿阻挡板的限位块。
通过采用上述技术方案，限位块的设置可以对阻挡板进行限位。
可选的，所述电机本体外侧设置有固定座，所述推杆滑动贯穿固定座，所述推杆上设置有安装环，所述复位弹簧设置于固定座和安装环之间。
通过采用上述技术方案，将推杆推动至最端部位置后，凸轮与推杆分离，在复位弹簧的弹性力作用下，推杆恢复至原位，使圆锥块与楔形块分离。
可选的，所述阻挡板靠近电机本体的一端设置有弹性板。
通过采用上述技术方案，使得弹性板接触电机本体的机壳端部之后可以有一定的缓冲距离，减少阻挡板在移动的过程过度挤压电机本体的机壳端部的情况。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.当电机本体工作时，电机本体产生热量，尤其是电机本体的主定子铁心处，工质盛装壳内的工质能与电机本体散发出的热量进行热交换，将热量转移至工质盛装壳内的工质中，外部循环水系统能不断的对工质冷凝管提供冷却水，通过冷却水对工质盛装壳中的工质进行冷却，并通过循环的冷却水将电机本体产生的热量带走；
2.通过摆动组件带动工质盛装壳摆动，摆动期间可以提高工质盛装壳内工质的流动，提高工质冷凝管内的冷却水与工质盛装壳内的工质之间的热交换效率；
3.大部分风从电机本体上半部分的那些侧通风孔处排出，小部分风从电机本体下半部分的那些侧通风孔处排出。从下半部分的正通风孔进入电机本体内部的风会从下往上的带动电机本体内部的热量，以减少电机本体内下半部分的热量堆积在内部的情况。
附图说明
图1是应用场景多的节能高效单相罩极异步电机的示意图；
图2是应用场景多的节能高效单相罩极异步电机的摆动组件的示意图；
图3是应用场景多的节能高效单相罩极异步电机的从动齿轮和推杆的示意图；
图4是应用场景多的节能高效单相罩极异步电机的滑动筒和循环槽的示意图。
附图标记说明：1、电机本体；2、工质盛装壳；3、工质冷凝管；4、冷却水输入管；5、冷却水输出管；6、转轴；7、主动齿轮；8、从动轴；9、从动齿轮；10、凸轮；11、推杆；12、圆锥块；13、固定座；14、复位弹簧；15、楔形块；16、配重件；17、水冷管；18、进水管；19、出水管；20、扇叶；21、正通风孔；22、侧通风孔；23、侧通风管；24、套筒；25、滑动筒；26、阻挡板；27、循环槽；28、移动块；29、V型槽；30、弹性板；31、扇形口。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机。参照图1，应用场景多的节能高效单相罩极异步电机包括电机本体1，电机本体1包括机壳以及安装于机壳内部的定子组件、转子组件和线包组件，转子组件主要由铸铝转子、轴和防止转子前后窜动的止推垫圈以及调整窜动量的垫片组成，定子组件主要由短路环与主定子铁心组成，线包组件主要由线圈、骨架、引接线或热保护器及相关绝缘包扎材料组成。需要说明的是，电机本体1为现有技术，且机壳为圆柱形设置。
应用场景多的节能高效单相罩极异步电机还包括工质盛装壳2，电机本体1的机壳外周面的中部位置固定有两个环形圈，工质盛装壳2转动连接于电机本体1的机壳外部，工质盛装壳2位于两个环形圈之间，且工质盛装壳2与环形圈之间通过轴承转动连接，工质盛装壳2为中空设置，工质盛装壳2内部盛装有用于对电机本体1进行冷却的工质，工质盛装壳2内部安装有工质冷凝管3，工质冷凝管3的两端均贯穿并伸出工质盛装壳2，工质冷凝管3的两端分别固定连通有冷却水输入管4和冷却水输出管5，且冷却水输入管4和冷却水输出管5均与外部循环水系统连通，外部循环水系统为现有技术。
当电机本体1工作时，电机本体1会产生热量，尤其是电机本体1的主定子铁心处，工质盛装壳2内的工质能与电机本体1散发出的热量进行热交换，将热量转移至工质盛装壳2内的工质中，外部循环水系统能不断的对工质冷凝管3提供冷却水，通过冷却水对工质盛装壳2中的工质进行冷却，并通过循环的冷却水将电机本体1产生的热量带走。
需要说明的是，工质盛装壳2的安装位于靠近电机本体1的主定子铁心处，而主定子铁心处的产生的热量较多，如此设置，可以提高对电机本体1的散热效率。
参照图2和图3，应用场景多的节能高效单相罩极异步电机还包括转轴6和摆动组件，转轴6与电机本体1内部的转子固定连接，且转轴6从电机本体1后端部伸出，摆动组件安装于电机本体1靠近转轴6一端的上半部分。摆动组件包括主动齿轮7、从动轴8、从动齿轮9以及凸轮10，主动齿轮7固定套设于转轴6外侧，从动轴8通过轴承水平转动于电机本体1后端部的上半部分位置，从动轴8的长度方向与转轴6的长度方向平行，从动齿轮9固定套设于从动轴8外侧，主动齿轮7与从动齿轮9啮合，凸轮10固定于从动齿轮9靠近电机本体1的一端，凸轮10位于从动齿轮9端部的偏心位置。
摆动组件还包括推杆11和圆锥块12，电机本体1的机壳外侧的顶部位置固定有固定座13，推杆11滑动贯穿固定座13，推杆11的长度方向与从动轴8的长度方向平行，推杆11靠近从动齿轮9的一端为弧形设置，推杆11外侧靠近从动齿轮9的位置固定有固定环，固定环位于从动齿轮9和固定座13之间，固定环和固定座13之间安装有复位弹簧14，复位弹簧14套设于推杆11外侧，且复位弹簧14两端分别与固定环以及固定座13固定连接。圆锥块12固定连接于推杆11靠近工质盛装壳2的一端，工质盛装壳2靠近圆锥块12的一端固定有楔形块15，楔形块15的横截面为直角三角形设置，且圆锥块12的外侧面与楔形块15的斜面相互配合。此外，工质盛装壳2底部固定有配重件16，配重件16由金属材料制成，具有一定的重量。
进一步的，从动齿轮9的尺寸大于主动齿轮7的尺寸，使得主动齿轮7带动从动齿轮9转动时，主动齿轮7的转动周期小于从动齿轮9的转动周期，降低从动齿轮9转动速度的同时，还可以使从动齿轮9和从动轴8能获得较大的转动扭矩。
转轴6转动时，可通过主动齿轮7带动从动齿轮9转动，使得凸轮10能够不断的运动，当凸轮10运动至与推杆11端部接触之后，随着凸轮10的继续运动，凸轮10可以推动推杆11移动并使其靠近工质盛装壳2，使圆锥块12靠近楔形块15，由于圆锥块12与楔形块15未接触之前，圆锥块12与楔形块15之间是部分错位的，当圆锥块12接触楔形块15之后，在圆锥块12的外侧面和楔形块15的斜面的配合下，能推动工质盛装壳2小幅度转动，使配重件16不处于工质盛装壳2的最底部位置，使楔形块15不处于工质盛装壳2的最顶部位置；将推杆11推动至最端部位置后，凸轮10与推杆11分离，在复位弹簧14的弹性力作用下，推杆11恢复至原位，使圆锥块12与楔形块15分离，由于配重件16的设置，使工质盛装壳2不断的小幅度摆动，并最终恢复至原位，使配重件16重新位于工质盛装壳2的最底部位置，在此过程中，可以使工质盛装壳2产生多次摆动，摆动期间可以提高工质盛装壳2内工质的流动，提高工质冷凝管3内的冷却水与工质盛装壳2内的工质之间的热交换效率。
需要说明的是，冷却水输入管4和冷却水输出管5均由弹性材料制成，具有一定的伸缩能力和形变能力，便于工质盛装壳2的摆动。
参照图1，优选的，电机本体1的机壳外周安装有水冷管17，水冷管17环绕于电机本体1的机壳外部，水冷管17两端分别固定连通有进水管18和出水管19，且进水管18和出水管19均与外部循环水系统连通，在本实施例中，外部循环水系统为现有技术。当电机本体1工作时，电机本体1产生的热量会通过机壳散发，外部循环水系统能不断的对水冷管17提供冷却水，通过冷却水对电机本体1的机壳处进行冷却。
参照图1和图2，转轴6外侧远离主动齿轮7的位置固定有扇叶20，电机本体1的机壳靠近转轴6的端部开设有若干正通风孔21，电机本体1的机壳外周开设有若干侧通风孔22。
转轴6转动时能带动扇叶20转动，使扇叶20对电机本体1进行扇风，在此期间，一部分风能通过正通风孔21吹入电机本体1的内部，并通过侧通风孔22吹出，从而能够带走电机本体1内部的热量。需要说明的是，正通风孔21的孔径大于侧通风孔22的孔径，由于侧通风孔22的数量比正通风孔21的数量多，如此设置，可以尽量保证正通风孔21的进风量和侧通风孔22的出风量大致相同。
优选的，侧通风孔22处固定连通有若干侧通风管23，若干的侧通风管23均为倾斜设置，侧通风管23朝向远离扇叶20的方向，且侧通风管23的长度方向与电机本体1的机壳表面之间的夹角为45度。如此设置，可以尽量减小风吹入和吹出的角度变化，减少风能的损失。需要说明的是，扇叶20吹出的风还可以提高水冷管17周围的空气流动，提高水冷管17内的冷却水与热气之间的热交换速度。
参照图2和图4，优选的，从动轴8外侧固定套设有套筒24，套筒24外侧滑动套设有滑动筒25，套筒24和滑动筒25之间安装有往复组件，滑动筒25靠近电机本体1的一端固定有阻挡板26，阻挡板26与电机本体1的机壳之间滑动连接，阻挡板26为半圆形设置，且阻挡板26用于阻挡电机本体1端部上半部分的正通风孔21。电机本体1的机壳后端部固定有限位块，限位块滑动贯穿阻挡板26，使得限位块能对阻挡板26的移动进行限位。
往复组件包括循环槽27和移动块28，循环槽27开设于套筒24外周面，循环槽27包括若干个V型槽29，若干个V型槽29首尾相连，且若干个V型槽29周向开设于套筒24的外周面，移动块28设置为两个，两个移动块28对称固定于滑动筒25的内壁，移动块28为圆柱形设置，且移动块28与V型槽29滑动配合。在本实施例中，V型槽29设置为四个。
当从动轴8转动时，带动套筒24一同转动，使套筒24可在滑动筒25内转动，从而带动循环槽27运动，在V型槽29和移动块28的配合作用下，并在限位块的限位作用下，能带动阻挡板26往复运动，使阻挡板26靠近或者远离电机本体1的机壳端部。
考虑到电机本体1是安装在基础面上的，而电机本体1的机壳底部与基础面之间的距离较小，使得只有小部分风能从电机本体1上半部分的那些侧通风孔22处排出。当阻挡板26远离电机本体1的机壳端部时，使得扇叶20扇出的风允许从全部的正通风孔21进入电机本体1内，由于电机本体1的机壳底部与基础面之间的距离较小，容易出现电机本体1内下半部分的热量堆积在内部的情况。而当阻挡板26最靠近电机本体1的机壳端部时，阻挡板26能完全挡住上半部分的那些正通风孔21，使得扇叶20扇出的风只允许从下半部分的正通风孔21进入电机本体1内部，并使这些风大部分从电机本体1上半部分的那些侧通风孔22处排出，小部分风从电机本体1下半部分的那些侧通风孔22处排出。在这种情况下，从下半部分的正通风孔21进入电机本体1内部的风会从下往上的带动电机本体1内部的热量，以减少电机本体1内下半部分的热量堆积在内部的情况。
优选的，阻挡板26靠近电机本体1的机壳的一端通过胶水粘接有弹性板30，弹性板30的形状与阻挡板26的形状相同，需要说明的是，限位块同样滑动贯穿弹性板30，在本实施例中，弹性板30可为橡胶板或者海绵板。如此设置，使得弹性板30接触电机本体1的机壳端部之后可以有一定的缓冲距离，减少阻挡板26在移动的过程过度挤压电机本体1的机壳端部的情况，保证阻挡板26的顺利移动。
需要说明的是，弹性板30和阻挡板26上均开设有若干送风孔，且送风孔与正通风孔21为错位设置，当弹性板30与电机本体1的机壳端部接触时，风无法进入电机本体1的机壳内，而当弹性板30与电机本体1的机壳分离时，风可先后通过送风孔和正通风孔21进入电机本体1的机壳内。
需要说明的是，为了使扇叶20扇出的风可以顺利的通过正通风孔21进入电机本体1的机壳内，从动齿轮9的中部一体成型有若干扇形口31，扇叶20扇出的风可通过若干的扇形口31吹到正通风孔21处，以减少从动齿轮9对风的阻挡。
本申请实施例一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机的实施原理为：工质盛装壳2内的工质能与电机本体1散发出的热量进行热交换，将热量转移至工质盛装壳2内的工质中，外部循环水系统能不断的对工质冷凝管3提供冷却水，通过循环的冷却水将电机本体1产生的热量带走；转轴6转动时，凸轮10能够不断的运动，圆锥块12与楔形块15之间是部分错位的，当圆锥块12接触楔形块15之后，能推动工质盛装壳2小幅度转动；凸轮10与推杆11分离，在复位弹簧14的弹性力作用下，圆锥块12与楔形块15分离，由于配重件16的设置，使工质盛装壳2不断的小幅度摆动，并最终恢复至原位，可以使工质盛装壳2产生多次摆动，摆动期间可以提高工质盛装壳2内工质的流动，提高工质冷凝管3内的冷却水与工质盛装壳2内的工质之间的热交换效率。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，其特征在于：包括电机本体(1)、转动连接于所述电机本体(1)外侧的工质盛装壳(2)、与所述电机本体(1)的转子连接且从电机本体(1)背后伸出的转轴(6)以及设置于所述电机本体(1)上并用于带动工质盛装壳(2)往复摆动的摆动组件，所述转轴(6)与摆动组件配合，所述工质盛装壳(2)内部设置有工质冷凝管(3)，所述工质冷凝管(3)两端分别设置有冷却水输入管(4)和冷却水输出管(5)，所述冷却水输入管(4)和冷却水输出管(5)均为弹性管；所述摆动组件包括设置于所述转轴(6)上的主动齿轮(7)、转动连接于所述电机本体(1)端部的从动轴(8)、设置于所述从动轴(8)上并与主动齿轮(7)啮合的从动齿轮(9)、设置于所述从动齿轮(9)靠近电机本体(1)端部的凸轮(10)、滑动设置于所述电机本体(1)外侧的推杆(11)以及设置于所述推杆(11)靠近工质盛装壳(2)一端的圆锥块(12)，所述凸轮(10)与推杆(11)远离圆锥块(12)的一端配合，所述推杆(11)与电机本体(1)之间设置有复位弹簧(14)，所述工质盛装壳(2)一端设置有与圆锥块(12)配合的楔形块(15)，所述工质盛装壳(2)底部设置有使工质盛装壳(2)复位的配重件(16)。
2.根据权利要求1所述的一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，其特征在于：所述电机本体(1)外部环绕设置有水冷管(17)，所述水冷管(17)两端分别设置有出水管(19)和进水管(18)。
3.根据权利要求2所述的一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，其特征在于：所述转轴(6)上设置有转动时对电机本体(1)进行扇风的扇叶(20)，所述电机本体(1)靠近转轴(6)的端部开设有若干正通风孔(21)，所述电机本体(1)外周开设有若干侧通风孔(22)。
4.根据权利要求3所述的一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，其特征在于：所述侧通风孔(22)处设置有若干倾斜设置的侧通风管(23)，所述侧通风管(23)朝向远离扇叶(20)的方向。
5.根据权利要求3所述的一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，其特征在于：所述从动轴(8)外侧套设有套筒(24)，所述套筒(24)外侧滑动套设有滑动筒(25)，所述套筒(24)可在滑动筒(25)内转动，所述套筒(24)和滑动筒(25)之间设置有用于带动滑动筒(25)往复运动的往复组件，所述滑动筒(25)靠近电机本体(1)的一端设置有阻挡板(26)，所述阻挡板(26)用于阻挡电机本体(1)端部上半部分的正通风孔(21)。
6.根据权利要求5所述的一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，其特征在于：所述往复组件包括开设于套筒(24)外侧的循环槽(27)以及设置于所述滑动筒(25)内壁并与循环槽(27)配合的移动块(28)，所述循环槽(27)包括若干个首尾相通的V型槽(29)，所述移动块(28)与V型槽(29)滑动配合。
7.根据权利要求5所述的一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，其特征在于：所述电机本体(1)端部设置有贯穿阻挡板(26)的限位块。
8.根据权利要求1所述的一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，其特征在于：所述电机本体(1)外侧设置有固定座(13)，所述推杆(11)滑动贯穿固定座(13)，所述推杆(11)上设置有安装环，所述复位弹簧(14)设置于固定座(13)和安装环之间。
9.根据权利要求5所述的一种应用场景多的节能高效单相罩极异步电机，其特征在于：所述阻挡板(26)靠近电机本体(1)的一端设置有弹性板(30)。
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