CN1881756A - 感应电动机 - Google Patents

Abstract

感应电动机包括：其中布置了沿着定子铁心的中心方向缠绕的多个绕组线圈的定子；可旋转地插入定子中的感应转子；和包括磁铁并且可旋转地插入定子和感应转子之间的空隙中的同步转子，这样，感应电动机减小可整个电动机的尺寸并且具有紧凑的结构，从而减小了安装空间和制造成本并且提高了输出功率和效率。

Description

感应电动机

发明背景

1.技术领域

本发明涉及感应电动机，尤其涉及能够减小整个电动机的尺寸、降低制造成本并且提高电动机效率的感应电动机。

2.背景技术

一般而言，电动机将电能转换成动能。电动机应用到各个领域例如家用器具，并且用作产品的功率源。例如，用在制冷器中时，电动机使风扇旋转从而使冷空气在制冷器内部循环。在用在空气调节器中时，电动机使风扇旋转从而向房间吹入蒸发器中形成的冷空气。

当电动机安装在家用器具等中时，需要使电动机占据的空间减小到最低，同时电动机的尺寸需要减小到最低以允许其自由的安装位置。另外，为了提高安装电动机的产品的竞争能力，降低电动机的制造成本是最重要的问题之一。

图1是显示了感应电动机的一个实例的正面剖视图，该感应电动机是由对电动机进行了研究和开发的本发明的申请人制造的，并且图2是感应电动机的侧面剖视图。

如图所示，感应电动机包括：其中线圈沿圆周方向缠绕的定子100；可旋转地插入定子100中的感应转子200；以及可旋转地插入定子100和感应转子200之间的同步转子300。

定子100包括具有特定长度的定子铁心220和沿圆周方向在定子铁心110内部缠绕的绕组线圈120。定子铁心110包括：具有特定宽度的环形磁轭部分111以及多个齿，这些齿在磁轭部分111的内圆周表面中延伸从而具有特定的长度。在齿112和齿112之间形成槽113。多个齿112的端面在定子铁心110内部形成感应转子200所位于的插入孔。定子铁心110是具有多个层压薄板的分层体。

绕组线圈120绕着齿112和齿112缠绕几周以便包住多个齿112。绕组线圈120位于齿112和齿112形成的槽113中。即，如图3所示，绕组线圈120不仅位于定子铁心110在其中布置了多个齿112的圆周方向上，而且还朝向定子铁心110的两侧伸出。

感应转子200包括具有特定长度的圆棒形的转子芯部210和插入转子芯部210中的鼠笼220。转子芯部210是分层体，分层体中多个薄板被层压并且旋转轴410连接至转子芯部210的中心。

感应转子200插入定子100的插入孔中。

同步转子300包括具有特定厚度的圆柱形磁铁310和杯形的支撑磁铁310的支架320。磁铁310可旋转地插入到定子100的插入孔的内圆周表面和感应转子200的外圆周表面之间。轴承330连接至支架320的一侧，轴承330连接至旋转轴410。

定子100安装在电动机壳体420内。轴承430连接至电动机壳体420的一侧，旋转轴410连接至轴承430。定子100连接成使它的外圆周表面与电动机壳体420的内圆周表面相接触。

下面将描述上述感应电动机的操作。

当第一电流连续地供给定子100的绕组线圈120时，形成了旋转磁场，同步转子300在旋转磁场的作用下同步因此以同步的速度旋转。因为同步转子300是磁铁，所以在同步转子300的旋转作用下产生了具有强烈磁场的旋转磁场。由于同步转子300的旋转磁场，所以感应转子200旋转。

当感应转子200旋转时，感应转子200的旋转力通过旋转轴410传递至需要旋转力的零件。

然而，因为上述感应电动机具有在操作期间不从定子100的绕组线圈120中产生有效磁场的零件，所以就弱化了感应电动机的效率。

即，当缠绕定子100的绕组线圈120在齿112和齿112之间缠绕时，会在定子100的两侧形成线圈端部121。不经过齿112，线圈端部121不能产生影响感应转子200的旋转磁场，另外，铜损即线圈端部121的自阻抗提高，从而降低了效率和输出功率。图4和5显示了在本发明的感应电动机的操作期间产生的磁通的形状。图6是显示本发明的感应电动机在操作期间生成的反电动势的曲线图。

虽然线圈端部121的长度会依照缠绕方法而改变，但是线圈端部121必然存在于现有的缠绕方法中。即，为了在绕组线圈120内产生旋转磁场，应该在定子100中形成多个极。为此，如图3所示，绕组线圈120不是缠绕邻近的齿112，而是跳过几个齿112。因此，线圈端部121不可避免地增大了长度。

因此，就弱化了感应电动机的效率，并且增大了感应电动机的尺寸，提高了制造成本。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供可以减小整个电动机的尺寸、降低制造成本并且提高电动机效率的感应电动机。

为了实现这些和其它优点并且依照本发明的目的，如在此实施的并且广义描述的那样，提供了一种感应电动机，包括：其中布置了沿着定子铁心的中心方向缠绕的多个绕组线圈的定子；可旋转地插入定子中的感应转子；和包括磁铁并且可旋转地插入定子和感应转子之间的空隙中的同步转子。

通过本发明的连同附图的下列详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将会变得更明显。

附图说明

附图显示了本发明的实施例并且与说明一起用来解释本发明的原理，其中，附图用于进一步地理解本发明，附图包括并且包含在本说明书中并且构成说明书的一部分。

附图中：

图1和2是感应电动机的正面剖视图和侧面剖视图；

图3是将感应电动机的一部分放大的侧面剖视图；

图4和5是曲线图，每个都显示了在感应电动机的操作期间生成的磁通的形状；

图6是显示了在感应电动机的操作期间生成的反电动势的曲线图；

图7和8是本发明的感应电动机的正面剖视图和侧面剖视图；

图9是显示了本发明的感应电动机的一部分的侧视图；

图10是显示了本发明的感应电动机的一部分的前视图；

图11和12是侧视图，每个都显示了在本发明的感应电动机的操作期间生成的磁通的形状；并且

图13是显示了本发明的感应电动机在操作期间生成的反电动势的曲线图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例，其实例显示在附图中。

图7是显示了具有本发明的感应电动机的一个实施例的感应电动机的正面剖视图，图8是感应电动机的侧面剖视图。

如图所示，本发明的感应电动机包括：定子500，其中有多个绕组线圈沿着定子铁心的中心方向进行缠绕；可旋转地插入定子500中的感应转子600；以及同步转子700，它包括磁铁并且可旋转地插入定子500和感应转子600之间的空隙中。

定子500包括具有特定长度的定子铁心510和沿着定子铁心510的中心方向缠绕的多个绕组线圈520。

定子铁心510包括：具有特定长度的环形磁轭部分511；以及多个齿512，这些齿在磁轭部分511的内圆周表面中具有特定的长度，并且沿着磁轭部分511的中心方向延伸。在齿512和齿512之间形成槽513。

如图9所示，绕组线圈520形成的方式如下，即，线圈缠绕成包住定子铁心510的槽513的内表面和定子铁心510的外圆周表面。绕组线圈520的纵向方向朝向定子铁心510的中心方向。

优选地，在位于定子铁心510的外圆周表面处的绕组线圈520部分中彼此邻近的绕组线圈520在其间保持特定的间隙。

同时，绕组线圈520可以如此缠绕，即，在位于定子铁心510的外圆周表面处的绕组线圈520部分中彼此邻近的绕组线圈520彼此接触。在此，朝向定子铁心510的外圆周表面伸出的绕组线圈520的高度可以降低。

优选地，提供绝缘线530来将绕组线圈520固定在缠绕定子铁心510的绕组线圈520处。如图10所示，绝缘线530包括外圆周表面侧绝缘线531和内线532，其中，绝缘线531将绕组线圈520固定至定子铁心510的外圆周表面一侧，内线532绕着绕组线圈520缠绕一圈或者两圈并且连接至外圆周表面一侧的绝缘线531。

包住一部分绕组线圈520的保护件540设置在定子铁心510的外圆周表面处。优选地，保护件540是绝缘材料。

绝缘件550插入定子铁心510的槽513中。

绕组线圈520包括辅助绕组线圈和主绕组线圈，其中，在初始驱动期间向辅助绕组线圈供给电流，并且以同步的速度向主绕组线圈供给电流。主绕组线圈和辅助绕组线圈交替放置。

感应转子600位于其中的插入孔通过多个齿512的端面形成于定子铁心510中。定子铁心510是具有多个层压薄板的分层体。

感应转子600包括具有圆棒形状的转子芯部610和插入转子610中的鼠笼620。转子芯部610是具有多个层压薄板的分层体，旋转轴810连接至转子芯部610的中心。

感应转子600插入定子500的插入孔中。

同步转子700包括磁铁710和支撑磁铁710的杯形支架720。磁铁710磁化成沿着圆周方向具有多个磁极。

磁铁710可旋转地插入到插入孔的内圆周表面和感应转子600的外圆周表面之间。轴承730连接至支架720的一侧，轴承730连接至旋转轴810。

具有轴承910的第一壳体920连接至定子500的一个表面，具有轴承930的第二壳体940连接至定子500的另一个表面。第一壳体920和第二壳体940分别连接成与定子500的定子铁心510的两个端面相接触。当保护件540设置在定子铁心540处时，第一壳体920和第二壳体940分别连接成与保护件540的两个端面相接触。

第一和第二壳体920和940依照各种方法例如螺栓连接至定子500。

挤压插入感应转子600中的旋转轴810由在第一壳体920上形成的轴承910和在第二壳体940上形成的轴承930支撑。

风扇950固定地连接至由第一和第二壳体920和940支撑的旋转轴810。优选地，风扇950是用于空气调节器的风扇，这种风扇会移动空气调节器内部的空气。

接下来将描述本发明的感应电动机的操作效果。

当向感应电动机供电时，就通过流经主绕组线圈520和辅助绕组线圈520中的电流生成旋转磁场。如果旋转磁场是由流经辅助绕组线圈520的电流产生的，那么同步转子700就会由于旋转磁场而同步并且以同步的速度旋转。因为同步转子700是磁铁710，所以同步转子700通过旋转产生具有强烈的磁场的旋转磁场。由于同步转子700的旋转磁场，所以感应转子600发生旋转。电流经过的辅助绕组线圈520用作同步转子700的初始驱动力，电流经过的主绕组线圈520产生感应转子600的输出功率。

当感应转子600旋转时，感应转子600的旋转力通过旋转轴810进行传递。当风扇950连接至旋转轴810时，就会在风扇950旋转时产生流动。尤其是在感应电动机和风扇950安装在空气调节器中时，它们会移动在空气调节器内部形成的冷空气。

本发明的感应电动机减小了沿纵向方向朝向定子500的两个端面伸出的线圈端部的长度，并且与传统的感应电动机结构相比没有降低电磁性能，因为形成定子500的绕组线圈520朝向定子500的中心方向缠绕包住定子铁心510的槽513的内表面和定子铁心510的外圆周表面。

因为沿定子500的纵向方向伸出的绕组线圈520的线圈端部在长度上减小了，所以定子500的结构变得紧凑并且整个定子500的尺寸减小了。另外，因为绕组线圈520的线圈端部521的尺寸减小，所以绕组线圈520的无效部分减小到最低，从而减小了通过绕组线圈520的电流的阻力。图11和12显示了在本发明的感应电动机的操作期间产生的磁通的形状。图13是显示了本发明的感应电动机在操作期间生成的反电动势的曲线图。

如到目前为止所描述的那样，本发明的感应电动机允许定子具有紧凑的尺寸并且可以减小整个定子的尺寸，以便包括定子的感应电动机具有紧凑的尺寸并且感应电动机的尺寸可以减小。因此，当本发明的感应电动机应用到家用器具例如空气调节器上时，可以减小用于感应电动机的安装空间。

另外，通过将绕组线圈的无效部分减小到最低，从而减小了使用的绕组线圈的数量，因而减小了制造成本，从而提高了产品的竞争能力。

由于本发明可以在不脱离它的精神或主要特征的前提下通过几种形式来实施，所以应该理解，上述实施例并不受前述说明的任何细节所限制，除非特别指定，本发明应该在由所附权利要求书界定的精神和范围内进行广义的解释，并且落入权利要求范围内或者这个范围的等效物的范围之内的所有改变和改进都旨在由所附权利要求书来包含。

Claims (12)

1.感应电动机包括：

定子，在该定子中布置有沿着定子铁心的中心方向缠绕的多个绕组线圈；

可旋转地插入定子中的感应转子；和

包括磁铁并且可旋转地插入到定子和感应转子之间的空隙中的同步转子。

2.如权利要求1所述的感应电动机，其特征在于，定子包括：

具有特定外径和长度的定子铁心，该定子铁心包括多个沿中心方向形成的齿；和

多个绕组线圈，这些绕组线圈缠绕包住在齿之间形成的槽的内圆周表面以及定子铁心的外圆周表面。

3.如权利要求2所述的感应电动机，其特征在于，在位于定子铁心外圆周表面的绕组线圈部分中彼此邻近的绕组线圈彼此相接触。

4.如权利要求2所述的感应电动机，其特征在于，在位于定子铁心外圆周表面的绕组线圈部分中彼此邻近的绕组线圈在其间保持特定的间隙。

5.如权利要求2所述的感应电动机，其特征在于，配设绝缘线来将绕组线圈固定在定子铁心的外圆周表面侧。

6.如权利要求2所述的感应电动机，其特征在于，包住绕组线圈的一部分的保护件配设在定子铁心的外圆周表面处。

7.如权利要求6所述的感应电动机，其特征在于，保护件是绝缘材料。

8.如权利要求1所述的感应电动机，其特征在于，同步转子的磁铁是具有特定厚度和长度的中空圆柱形，并且磁化成沿着它的圆周方向具有多个极。

9.如权利要求1所述的感应电动机，其特征在于，绕组线圈包括辅助绕组线圈和主绕组线圈，其中，在初始驱动期间向辅助绕组线圈供给电流，并且以同步的速度向主绕组线圈供给电流。

10.如权利要求1所述的感应电动机，其特征在于，旋转轴挤压插入感应转子的中心并且风扇固定至旋转轴。

11.如权利要求10所述的感应电动机，其特征在于，风扇是用于空气调节器的风扇，该空气调节器移动空气调节器内部的空气。

12.如权利要求1所述的感应电动机，其特征在于，具有轴承的第一壳体和第二壳体分别独立地连接至定子的两个端面。

Images