CN201478960U

CN201478960U - 具有软机械特性的单相交流感应电容电动机

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Publication number: CN201478960U
Application number: CN2009203087529U
Authority: CN
Inventors: 刘新昆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2019-08-25

Abstract

本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机，包括定子、转子、电机轴、电容器、前端盖、机座和后端盖，定子包括定子内铁心、定子外铁心及电机绕组线圈，转子置于定子内铁心内，电机轴置于转子内。该电动机对定子和转子的结构做了与软机械特性相应的设置，对电容器设置了不同的电容值，以供用户在不同需要时进行选择连接。其优点是：由于调整了定子内、外铁心、转子铁心和电容器的结构，各部电磁体结构紧凑合理，电动机性能得到极大改善，功率因数可高达0.92-0.98，与罩极电机相比平均提高50％以上，与电容电机相比平均提高13％。其电机效率达17％-48％，比罩极电机高2.5倍，比同容量电容电机提高15％左右，实现了软机械特性，运行更加安全可靠。

Description

具有软机械特性的单相交流感应电容电动机

技术领域

本实用新型涉及单相交流电动机，尤指一种具有软机械特性的单相交流感应电容电动机。

背景技术

目前市面上所使用的电机主要是罩极电机和电容电机。现有技术中的罩极电机和电容电机的主要参数如下：

(1)凸形磁极片内圆直径D为45mm；

(2)凸形磁极宽度B为14mm；

(3)定子靴厚H一般为9mm；

(4)定子外铁心内缘弧线的半径R2为28mm。

(5)转子铁心冲片槽口宽度b为3.5t，槽口211的深度h为1.2t，其中t为硅钢片的厚度。

(6)槽口径向的倾斜角α为75°(内角)

(7)单一电容器的电容为1μF。

现有技术中罩极电机和电容电机的缺陷在于：

1.罩极电机

(1)功率因数低：一般为0.36-0.6；

(2)效率低：一般为4％-17％；

(3)转差率即额定转速与同步转速差大，一般为0.2；

(4)体积大，重量大。

2、电容电机

(1)结构和制作工艺复杂，制造成本高；

(2)起动电流大，是额定电流3-5倍；

(3)调速性能差，调速带窄，电耗大。

(4)体积大、耗材多、成本高。

小功率罩极电机和小功率电容电机的主要缺陷造成了它综合性能不高，即节电率低、电机效率低、电机动态运行安全性能和环保性能差，电机为“硬机械特性”，如：在调速使用时不能满足制冷装置冷却风机最佳节能运行速度(1600r/min-2000r/min)的要求，这是目前传统交流电机无法做到的。

此外，目前小功率罩极电机和小功率电容电机目前的市场占有量很高，每年需求量在五千万台以上，制造小功率罩极电机和小功率电容电机的三材，即钢材、铝材和铜材，是各类小功率电机之首，成为当今小功率电机的综合耗能“大王”。另外，小功率电容电机目前只配有单值的电容器，一般为1.0，所以只能保证电机的启动和正常运行，其适用性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种功率因数高、结构和制造工艺简单、成本低、具有软机械特性的单相交流感应电容电动机。

为了实现上述方案，本实用新型的技术解决方案为：

一种具有软机械特性的单相交流感应电容电动机，包括定子、转子、电机轴、电容器、机座、前端盖和后端盖，前端盖、机座与后端盖连为一体，电容器安装在机座上并设有接线端子；定子包括定子内铁心、定子外铁心及绕组线圈，电机轴安装在转子上，转子安装在定子内铁心内；定子内铁心设有凸形磁极体，绕组线圈套装于所述的凸形磁极体上，并与定子内铁心一并安装在定子外铁心内；电容器由导线并联串接在绕组线圈中的副绕组与接线端子之间，其中：

所述定子内铁心由一组凸形磁极片叠压而成，凸形磁极片的内缘是直径D为30mm的圆孔；凸形磁极片的外缘均匀分布有四个凸形磁极，凸形磁极的宽度B为10mm；相邻凸形磁极间由两段直线与该两段直线间的弧线连接，所述弧线是半径R1为12mm的内凹的弧线；弧线与圆孔边缘的径向距离A为1.0mm；

所述定子外铁心是由一组轭环片叠压而成，所述轭环片外缘为方形，内缘设有与凸形磁极端部边缘形状相对应的连接槽，相邻连接槽间由两段直线与该两段直线间的弧线连接，所述弧线是圆心在定子外铁心的中心、半径R2为34mm的弧线；轭环片的定子靴厚度H为6mm；

所述转子由转子铁心冲片叠压而成，转子铁心冲片均布有17个转子槽及其槽口，转子槽以径向为轴对称，转子槽由两段1/4圆周线及其间的切线构成，第一圆周线与第二圆周线的圆心间的距离L为3.2t，第二圆周线与电机轴轴孔边缘的径向距离a为1.8t，槽口的宽度b为2t，槽口的深度h为3t，其中t为硅钢片的厚度，槽口径向的倾斜角α为58°；

所述电容器设有3只，其电容分别为0.4μF、0.47μF和0.67μF或0.67μF、0.76μF和1.0μF。

本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机，其中所述凸形磁极片上的一个凸形磁极端部设有一个凹形半圆定位槽，定子内铁心由凸形磁极片上的连接孔通过铆钉固定叠加在一起，叠加后的凸形磁极形成凸形磁极体。

本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机，其中所述连接槽设有与凹形半圆定位槽相对应的凸形半圆定位槽，轭环片上设有连接孔，定子外铁心由定子轭环片通过连接孔内的铆钉固定而成。

本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机，其中所述定子外铁心轭环片上设有4个安装孔。

本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机采用上述方案后，由于采用了经计算后设置的一系列参数，调整了定子内、外铁心、转子铁心和电容器的结构，使得各部电磁体结构组合紧凑合理，电动机的主要参数得到极大改善，功率因数可高达0.92-0.98，与罩极电机相比平均提高50％以上，与电容电机相比平均提高13％。起动电流可以小到1.1I_H，机堵电流可以小到1.5I_H，其电机效率达17％-48％，比罩极电机高2.5倍，比同容量电容电机提高15％左右，实现了软机械特性，运行更加安全可靠。

在这种结构特征下，本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机的体积大大缩小，磁极安装的同心度高，磁路分布均匀，大大提高了磁通密度。三大磁通密度中，气隙磁通密度提高27％左右，磁极(齿)磁通密度提高32％左右，定子磁靴磁通密度提高37％左右。因而电机的电、磁转换效率提高，其三材，即钢材、铝材和铜材及电机运行综合能耗大降低，而且电机制造工艺简单，成本得到在幅度的降低。

在进一步的改进下，由于电容器设有3只，并设有不同的电容值，可供用户在不同需要时进行选择连接。由于自身节电率高，较同容量罩极电机电耗降低50％以上，较同容量电容电机电耗降低10％左右。由于电机启动电流小，其值为1.1I_H，电机机堵电流小，其值为1.5I_H，电机动态运行提高了安全性能。电机噪声≤30分贝；电磁畸形波少，因此环保性能好，成为绿色环保产品。

附图说明

图1为本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机外观示意图；

图2为本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机剖视示意图；

图3为定子内铁心凸极磁极片结构示意图；

图4为定子外铁心轭环片结构示意图；

图5为转子冲片结构示意图；

图6为转子结构示意图；

图7为本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机的接线原理图；

图8为软机械特性示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机包括定子1、转子2、电机轴3、电容器4、机座5、前端盖6和后端盖7，前端盖6、后端盖7分别安装在定子外铁心的前后两侧，机座5安装在后端盖7的底部。电容器4安装在机座5上并设有接线端子9。

如图2所示，定子1是由定子内铁心11、定子外铁心12及电机绕组线圈13三部分组成。

如图3所示，定子内铁心11由一组凸形磁极片111叠压而成，凸形磁极片111的内缘是直径D为30mm的圆孔1111。凸形磁极片111的外缘均匀分布有四个凸形磁极1112，凸形磁极1112的宽度B为10mm。相邻凸形磁极1112间由两段直线与该两段直线间的弧线1113连接而成，该弧线1113是半径R1为12mm的内凹的弧线。弧线1113与圆孔1111边缘的径向距离A为1.0mm。凸形磁极片111上的一个凸形磁极1112端部设有一个凹形半圆定位槽1115，定子内铁心11由凸形磁极片111上的连接孔1114通过铆钉固定叠加在一起，叠加后的凸形磁极1112形成凸形磁极体。

如图4所示，定子外铁心12是由一组定子外铁心轭环片121叠压而成，定子外铁心轭环片121外缘为方形，内缘设有与定子内铁心的凸形磁极1112端部边缘形状相对应的连接槽1211，相邻连接槽1211间由两段直线与该两段直线间的弧线1215连接而成，该弧线1215是圆心在定子外铁心12的中心、半径R2为34mm的弧线。连接槽1211设有与凹形半圆定位槽1115相对应的凸形半圆定位槽1212。定子外铁心轭环片121上设有连接孔1213和安装孔1214。定子外铁心轭环片121的定子靴厚度H为6mm。定子外铁心12由定子轭环片121上的连接孔1213通过铆钉固定而成。

如图2所示，绕组线圈13由漆包线绕制在绕组线圈骨架上制成，该绕组线圈13套装于定子内铁心的凸形磁极1112上。结合图7，绕组线圈13包括主绕组13a和副绕组13b，主绕组13a接交流电源，副绕组13b串接电容器4之后，经用户开关10再接入电源。

如图6所示，转子2为笼型铸铝转子，它是将转子铁心冲片20叠压后用铝铸入铁心的转子槽21中，并一起铸出端环22。

如图5所示，转子铁心冲片20均布有17个转子槽21及其槽口211，转子槽21以径向为轴对称，转子槽21由两段1/4圆周线212、213及其间的切线214构成，第一圆周线212与第二圆周线213的圆心间的距离L为3.2t，第二圆周线213与电机轴3轴孔边缘的径向距离a为1.8t，槽口211的宽度b为2t，槽口211的深度h为3t，其中t为硅钢片的厚度。如图6所示，槽口211径向的倾斜角α为58°(内角)。

如图2所示，转子2安装于凸形磁极片的圆孔1111内，电机轴3安装于转子2内。

在本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机中，电容器4设有3只不同电容值的电容器，其电容分别为0.4μF、0.47μF和0.67μF或0.67μF、0.76μF和1.0μF。电容器4安装在机座5上并设有接线端子9，也可以与用户开关10配套安装在一起。如图7所示，3只电容器由导线8并联串接在绕组线圈13中的副绕组13b与接线端子9之间，以供用户在不同功率下使用时进行选择连接。

通过上述参数设置后的结构，如图8所示，本实用新型获得了软机械特性的效果。在这种结构特征下，本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机的主要参数得到极大改善，磁极安装的同心度高，磁路分布均匀，大大提高了磁通密度。三大磁通密度中，气隙磁通密度提高27％左右，磁极(齿)磁通密度提高32％左右，定子磁靴磁通密度提高37％左右。功率因数可高达0.92-0.98，与罩极电机相比平均提高50％以上，与电容电机相比平均提高13％。起动电流可以小到1.1I_H，机堵电流可以小到1.5I_H，其电机效率达17％-48％，比罩极电机高2.5倍，比同容量电容电机提高15％左右，运行更加安全可靠。

本实用新型具有软机械特性的单相交流感应电容电动机，由于电、磁转换效率的提高，体积大大缩小，因而其制造工艺简单，成本得到降低。

此外，由于起动电流小，因此耗电小，包括电机的三材，即钢材、铝材和铜材，电机运行综合能耗大降低。据检测结果，具体如下：

三材消耗：与罩极电机相比，钢材(硅钢片)下降60％以上，铝材(铸铝)下降25％左右，铜材(漆包线)下降35％左右。与电容电机相比，钢材(硅钢片)下降40％以上，铝材(铸铝)下降10％左右，铜材(漆包线)下降25％左右。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims

1.一种具有软机械特性的单相交流感应电容电动机，包括定子(1)、转子(2)、电机轴(3)、电容器(4)、机座(5)、前端盖(6)和后端盖(7)，所述前端盖(6)、机座(5)与后端盖(7)连为一体，所述电容器(4)安装在所述机座(5)上并设有接线端子；所述定子(1)包括定子内铁心(11)、定子外铁心(12)及绕组线圈(13)，所述电机轴(3)安装在所述转子(2)上，所述转子(2)安装在所述定子内铁心(11)内；所述定子内铁心(11)设有凸形磁极体，所述绕组线圈(13)套装于所述凸形磁极体上，并与所述定子内铁心(11)一并安装在所述定子外铁心(12)内；所述电容器(4)由导线(8)并联串接在所述绕组线圈(13)中的副绕组(13b)与所述接线端子(9)之间，其特征在于：

其中所述定子内铁心(11)由一组凸形磁极片(111)叠压而成，所述凸形磁极片(111)的内缘是直径D为30mm的圆孔(1111)；所述凸形磁极片(111)的外缘均匀分布有四个凸形磁极(1112)，所述凸形磁极(1112)的宽度B为10mm；相邻所述凸形磁极(1112)间由两段直线与该两段直线间的弧线(1113)连接，所述弧线(1113)是半径R1为12mm的内凹的弧线；所述弧线(1113)与所述圆孔(1111)边缘的径向距离A为1.0mm；

所述定子外铁心(12)是由一组轭环片(121)叠压而成，所述轭环片(121)外缘为方形，内缘设有与所述凸形磁极(1112)端部边缘形状相对应的连接槽(1211)，相邻所述连接槽(1211)间由两段直线与该两段直线间的弧线(1215)连接，所述弧线(1215)是圆心在所述定子外铁心(12)的中心、半径R2为34mm的弧线；所述轭环片(121)的定子靴厚度H为6mm；

所述转子(2)由转子铁心冲片(20)叠压而成，所述转子铁心冲片(20)均布有17个转子槽(21)及其槽口(211)，所述转子槽(21)以径向为轴对称，所述转子槽(21)由两段1/4圆周线(212、213)及其间的切线(214)构成，第一圆周线(212)与第二圆周线(213)的圆心间的距离L为3.2t，所述第二圆周线(213)与所述电机轴(3)轴孔边缘的径向距离a为1.8t，所述槽口(211)的宽度b为2t，所述槽口(211)的深度h为3t，其中t为硅钢片的厚度，所述槽口(211)径向的倾斜角α为58°；

所述电容器(4)设有3只，其电容分别为0.4μF、0.47μF和0.67μF或0.67μF、0.76μF和1.0μF。

2.如权利要求1所述的具有软机械特性的单相交流感应电容电动机，其特征在于：其中所述凸形磁极片(111)上的一个所述凸形磁极(1112)端部设有一个凹形半圆定位槽(1115)，所述定子内铁心(11)由凸形磁极片(111)上的连接孔(1114)通过铆钉固定叠加在一起，叠加后的所述凸形磁极(1112)形成所述凸形磁极体。

3.如权利要求1或2所述的具有软机械特性的单相交流感应电容电动机，其特征在于：其中所述连接槽(1211)设有与所述凹形半圆定位槽(1115)相对应的凸形半圆定位槽(1212)，所述轭环片(121)上设有连接孔(1213)，所述定子外铁心(12)由所述定子轭环片(121)通过所述连接孔(1213)内的铆钉固定而成。

4.如权利要求3所述的具有软机械特性的单相交流感应电容电动机，其特征在于：其中所述轭环片(121)上设有4个安装孔(1214)。