CN1375911A

CN1375911A - 一种单相交流永磁同步电动机

Info

Publication number: CN1375911A
Application number: CN 02117625
Authority: CN
Inventors: 刘硕成; 檀硕春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2002-10-23

Abstract

本发明涉及一种单相交流永磁同步电动机。它由定子绕组和永磁转子等组成。定子绕组包括线规及导体匝数相同的主绕组和副绕组,其绕组分为单层单叠或单层交叉式两种。转子永磁体和导磁金属铁芯各占转子周边长的一半,该永磁体所产生的磁密度应是定子电磁铁磁密度的三分之一。转子鼠笼的导电金属条个数按定子铁芯槽数的0.81－0.92倍来确定。本发明具有高效、节电的优点,同时又能保障足够的功率和扭矩输出。

Description

一种单相交流永磁同步电动机

技术领域

本发明涉及一种单相永磁同步电动机。

背景技术

传统的Y系列异步电动机包括：定子、定子绕组、转子和机壳等。该种电机存在着如下缺点：首先是电机转子的铜损和铁损较大，一般所述的两种损耗能占总损耗的17％左右，随着电机内部温升，其定子铜损和铁损成正比例增大；其次是异步电机存在转差率大的缺点，一般在10％以内，造成电机效率和输出功率的降低，第三是起动的扭矩较小。

发明内容

本发明所述单相交流永磁同步电动机，能够使永磁转子损耗为零，保证电机转差率为零；同时能够有效地提高电机效率和功率因数。

一种单相交流永磁同步电动机，包括壳体、前轴承、后轴承、前端盖、后端盖、定子、定子绕组、永磁转子、风叶、风叶罩和电机接线板。转子由永磁铁、导磁铁芯、导电金属条和导电金属端环组成；所述永磁铁由若干对按N-S极相间隔排列于鼠笼转子表面的凹槽内；导电金属条与转子轴线平行或成一定倾角设置于转子内，其角度应小于40°；导电金属条两端与转子两端的金属端环相连接，构成鼠笼式的闭合回路；所述转子铁芯与电机转轴实现非隔磁直接连接；其特征在于：定子绕组包括线规及导体匝数相同的主绕组和付绕组，其绕组形式分为单层单叠式或单层交叉式两种；所述主绕组直接连接在单相电源两端，而付绕组通过电容连接在单相电源两端；所述转子永磁体和导磁金属铁芯各占转子周边长的一半，即磁缸上的永磁体和转子铁芯沿圆周等长；该永磁体厚度按所产生的密度要求确定，永磁体所产生的磁密度应是定子电磁铁磁密度的1/3；所述转子鼠笼的导电金属条个数是按定子铁芯槽数的0.81-0.92倍来确定；每根导电金属条的截面积是按电机堵电流的7倍容量来设计；导电金属端环截面积按电机堵电流的21倍容量来设计。

如权利要求1所述的一种单相交流永磁同步电动机，其特征在于：定子付绕组中串联的电容按电机功率每1KW配40μF的比例确定其值。

本发明所述一种单相交流永磁同步电动机与传统的同步电动机相比具有如下优点：

1.转子是以稀土永磁为主制做而成，转子本身不受任何外部影响，因此具备了一个完整的旋转磁场，转子的消耗为零。

2.由于转子本身具备一个完整的旋转磁场，减轻了定子对转子的感应电流，导致定子温升下降，受其影响，定子的铜耗和铁耗都会大为减小。

3.本发明所述单相交流永磁同步电动机，经天津电机研究所的电机检测站第十八号站严格的检测表明：功率60W，极数4，频率50赫兹，额定电压220V，额定电流0.56A，效率58.5％，功率因数0.97，温升32.7℃。普通单相异步电动机性能指标如下：功率60W，电压220V，额定电流0.64A，频率50HZ，效率51％，功率因数0.85，温升80℃。

4.本装置既具有效率高、节电的效果，又能保证有足够的功率和扭矩输出。

附图说明

图1是本发明所述一种单相交流永磁同步电动机二极定子绕组与永磁转子的示意图。

图2是本发明所述一种单相交流永磁同步电动机二极定子绕组排线示意图。

图3是本发明所述一种单相交流永磁同步电动机的定子绕组接线方式示意图。

图4是本发明所述一种单相交流永磁同步电动机的四极定子绕组与永磁转子的示意图。

图5是本发明所述一种单相交流永磁同步电动机的四极定子绕组排线示意图。

图6是本发明所述一种单相交流永磁同步电动机的四极定子绕组接线方式示意图。

图7是本发明所述一种单相交流永磁同步电动机的转子结构示意图。

附图中部件编号说明：

1.永磁体、2.转子导电铁芯、3.电机转轴、4.转子内部扇叶、5.是导电金属端环。

具体实施方式

本发明所述单相永磁同步电动机由壳体、前轴承、后轴承、前端盖、后端盖、定子、定子绕组、转子鼠笼和转子铁芯及永磁铁组成的转子组成，在转子铁芯两端还有风叶、风叶罩。在转子表面镶嵌了按N-S极成对称形式布置的永磁体，其极对数按电机的极数设置。永磁铁的厚度及磁场强度依电动机定子的磁密度而定。每块永磁体之间被导磁金属隔开。每相邻的N-S两块永磁铁之间通过导磁金属材料形成磁场回路。当定子线圈中通过单相交流电时，定子绕组中的电流交变旋转磁场作用于N极永磁铁和S极永磁铁上，带动N-S极永磁铁随旋转磁场同步旋转，N-S极永磁铁随旋转磁场同步旋转的同时，两个磁极之间也形成了两个闭合的磁场，使两个磁极之间的导磁金属中产生了交变磁场和交变电流。这些交变电流通过转子铁芯中的金属导条与转子两端的金属端环形成的闭合回路流动，减少了磁滞现象，使定子绕组中的各种损耗减少到最低，从而也大大减少了定子绕组各种损耗，使电动机不但能够实现完全与电网同步，而且使功率因数和效率大幅度提高，并达到与电网同步运转。

图1中，反映的定子绕组由四绕组二极，以单层单叠式组成。永磁体为一对，其周边长度之和与转子铁芯周边长度之和相等。转子中的导电金属条可为20-33根。

图2中，反映定子绕组单层单叠式的布线原理。

图3中，反映定子绕组主、付线圈的接线方式图，其中主线圈串接后，接单相电源两端，付线图串接后与电容串联，接于单相电源两端。

图4中，反映的定子绕组由八绕组四极，以单层交叉式组成。永磁体为二对，形成二个磁极对数。转子中的导电金属条可为20-33根。

图5中，反映定子绕组单层交叉式的布线原理。

图6中，反映定子绕组接线方式示意图，四个主绕组串接后，与单相交流电两端相连接。四个付绕组串接，再与一个电容串联后，接单相交流电两端。

Claims

1.一种单相交流永磁同步电动机，包括壳体、前轴承、后轴承、前端盖、后端盖、定子、定子绕组、永磁转子、风叶、风叶罩和电机接线板，转子由永磁铁、导磁铁芯、导电金属条和导电金属端环组成；所述永磁铁由若干对按N-S极相间隔排列于鼠笼转子表面的凹槽内；导电金属条与转子轴线平行或成一定倾角设置于转子内，其角度应小于40°；导电金属条两端与转子两端的金属端环相连接，构成鼠笼式的闭合回路；所述转子铁芯与电机转轴实现非隔磁直接连接；其特征在于：定子绕组包括线规及导体匝数相同的主绕组和付绕组，其绕组形式分为单层单叠式或单层交叉式两种；所述主绕组直接连接在单相电源两端，而付绕组通过电容连接在单相电源两端；所述转子永磁体和导磁金属铁芯各占转子周边长的一半，即磁缸上的永磁体和转子铁芯沿圆周等长；该永磁体厚度按所产生的密度要求确定，永磁体所产生的磁密度应是定子电磁铁磁密度的1/3；所述转子鼠笼的导电金属条个数是按定子铁芯槽数的0.81-0.92倍来确定；每根导电金属条的截面积是按电机堵电流的7倍容量来设计；导电金属端环截面积按电机堵电流的21倍容量来设计。

2.如权利要求1所述的一种单相交流永磁同步电动机，其特征在于：定子付绕组中串联的电容按电机功率每1KW配40μF的比例确定其值。