CN204992992U - 一种用于液压单元的高转矩单相异步电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于液压单元的高转矩单相异步电机，机壳内布置有一转轴，转轴外周上设置有固套转子，机壳内周上开设有定子槽，定子槽内布置有定子组，定子组包括主绕组与副绕组，主绕组与副绕组均具有出线头端和出线尾端，副绕组的出线头端串联一电容组；固套转子具有转子冲片，转子冲片的周圈上开设有转子槽，所述转子槽的槽顶、槽底均为圆弧形。通过设置双值电容组，即一个启动电容、一个运转电容；同时其绕组采用匝数正弦分布及同心嵌入形式；又对转子冲片上开设转子槽的槽型改进等优化结构方案，从而有效增强了启动转矩，实现该单相异步电动机能够在重负载状态下启动运转。

Description

一种用于液压单元的高转矩单相异步电机

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种用于液压单元的高转矩单相异步电机。

背景技术

电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。电动机按使用电源不同分为三相异步电动机与单相异步电动机。

目前液压动力单元使用的电动机通常采用三相异步电动机，但由于很多数量的场所并未提供有三相电源，其通常为单相交流电源，考虑电源配置问题，前期多个厂家试制了单相异步电动机，但其存在堵转电流大、压降大、堵转转矩小的现状，造成设备不能正常起动，从而妨碍工作进程；同时较大的堵转电流在启动或者运行过程中对机体的各个元部件的冲击均为强烈，由此不同程度的造成各个元部件的损害，进而明显降低生产效率，生产质量，缩短机体的使用寿命。

因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型提供的一种用于液压单元的高转矩单相异步电机，以提高转矩单相异步电机运行的稳定性。

一种用于液压单元的高转矩单相异步电机，其包括机壳，其中，机壳内布置有一转轴，转轴外周上设置有固套转子，机壳内周上开设有定子槽，定子槽内布置有定子组，定子组包括主绕组与副绕组，主绕组与副绕组均具有出线头端和出线尾端，副绕组的出线头端串联一电容组，主绕组与副绕组的出线头端、出线尾端均通过电路与一控制元件线路连接；固套转子具有转子冲片，转子冲片的周圈上开设有转子槽，转子槽的内腔呈外周圈侧宽并逐步向内周圈侧缩窄的方式，所述转子槽的槽顶、槽底均为圆弧形。

所述的高转矩单相异步电机，其中，上述主绕组采用三层线圈正弦分布绕制形成，主绕组的相带占3/5定子组的相带；副绕组采用两层线圈正弦分布绕制形成，副绕组的相带占2/5定子组的相带。

所述的高转矩单相异步电机，其中，上述主绕组与副绕组呈同心式嵌入对应定子槽内。

所述的高转矩单相异步电机，其中，上述转子冲片上开设有十八个转子槽，转子槽内均灌注充实有铝金属。

所述的高转矩单相异步电机，其中，上述机壳的后端处罩设有风罩，所述风罩与机壳的后端面围设形成一封闭式空腔，所述封闭式空腔在位于机壳的后端面上设有风扇。

所述的高转矩单相异步电机，其中，上述机壳的前端设置有用于密封的前端盖，机壳的后端设置有用于密封的后端盖，机壳在与前端盖、后端盖的对应处均设置有转轴轴承，转轴的两端均自对应的转轴轴承伸出。

所述的高转矩单相异步电机，其中，上述转轴伸出前端盖的部分上设置有渐开线式花键，用于连接对应元件。

本实用新型提供的一种用于液压单元的高转矩单相异步电机，通过设置双值电容组，即一个启动电容、一个运转电容；同时其绕组采用匝数正弦分布及同心嵌入形式；又对转子冲片上开设转子槽的槽型改进等优化结构方案，从而有效增强了启动转矩，实现该单相异步电动机能够在重负载状态下启动运转，由此拓宽了本机体的作用领域；并且改进后的优化结构同时能够减小堵转电流，减小漏抗，消除三次及三的倍数次谐波，从而提高机体运转的平稳性，防止过大电流对机体产生的冲击损害，延长其使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型中高转矩单相异步电机的结构示意图；

图2为本实用新型中双值电容的示意图；

图3为本实用新型中转子冲片的平面结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种用于液压单元的高转矩单相异步电机，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种用于液压单元的高转矩单相异步电机，如图1、图2与图3所示的，其包括机壳1，其中，机壳1内布置有一转轴2，转轴2外周上设置有固套转子3，机壳1内周上开设有定子槽，定子槽内布置有定子组4，定子组4包括主绕组5与副绕组6，主绕组5与副绕组6均具有出线头端和出线尾端，副绕组6的出线头端串联一电容组，主绕组5与副绕组6的出线头端、出线尾端均通过电路与一控制元件线路连接；固套转子3具有转子冲片8，转子冲片8的周圈上开设有转子槽9，转子槽9的内腔呈外周圈侧宽并逐步向内周圈侧缩窄的方式，所述转子槽的槽顶、槽底均为圆弧形。

更进一步的，上述主绕组5采用三层线圈正弦分布绕制形成，主绕组5的相带占3/5定子组4的相带；副绕组6采用两层线圈正弦分布绕制形成，副绕组6的相带占2/5定子组4的相带。而且主绕组5与副绕组6呈同心式嵌入对应定子槽内。而且上述转子冲片8上开设有十八个转子槽9，转子槽9内均灌注充实有铝金属，使整机在性能方面提高启动转矩，并同时减小漏抗，降低了堵转电流。定子组4的内周圈上开设有定子槽，主绕组5和副绕组6呈同心式嵌入定子槽内，同时主绕组5的绕组线圈形成的整体线包与副绕组6的绕组线圈形成的整体线包在定子槽内不重叠设置，配合嵌设方式有效的消除了三次及三的倍数次谐波，消除了运行中导致不平稳的因素，提高运行的平稳性。

在本实用新型的另一较佳实施例中，上述机壳1的后端处罩设有风罩10，所述风罩10与机壳1的后端面围设形成一封闭式空腔，所述封闭式空腔在位于机壳的后端面上设有风扇11。

而且上述机壳1的前端设置有用于密封的前端盖12，机壳1的后端设置有用于密封的后端盖13，机壳1在与前端盖12、后端盖13的对应处均设置有转轴轴承14，转轴的两端均自对应的转轴轴承14伸出。并且上述转轴2伸出前端盖12的部分上设置有渐开线式花键，用于连接对应元件，方便了本实用新型与对应元件进行联接。

更进一步的，上述电容组包括启动电容15与运转电容16，启动电容15与运转电容16呈并联方式串联在副绕组的出线头端上，带有启动电容16的支路上设置有离心开关17，离心开关17设置在机壳1的后端。主绕组5具有出线头端和出线尾端，并主绕组5的出线头端标记为U1、出线尾端标记为U2；副绕组6具有出线头端和出线尾端，并副绕组6的出线头端标记为Z1、出线尾端标记为Z2。其具体的运行过程如下：

当通电时，定子组4的副绕组6上的离心开关17闭合，即电流通过串联在副绕组6线路上的启动电容15，由于启动电容15的作用使得副绕组6中的电流超前主绕组5中的电流90电角度，并同时形成圆形的旋转磁场，进一步获得较大的启动转矩将转轴2施力转起，从而实现单相异步电动机也可具有高强度的启动转矩，并确保带动重负载运转。当转轴2转速达到同步转速的70％-85％时，离心开关17被甩离断开，同时运转电容16连通，使其只保持连接一个运转电容16，以保证电机在运行时有较好的性能指标。定子组4的主绕组5和副绕组6均通过交流电流，建立了电枢磁动势，即单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势，该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和，从而在气隙中建立正转和反转磁场。这两个旋转磁场切割自身为导体的固套转子3，并分别在固套转子3中产生感应电动势和感应电流，正向电磁转矩企图使固套转子3正转；反向电磁转矩企图使固套转子3反转，这两个转矩叠加起来就是推动电动机转动的合成转矩。

经过结构优化改造后的单相异步电动机，通过实践操作证实，其堵转转矩与额定转矩的比值指标达到2.2至2.8倍，超出标准要求的1.7倍；其最大转矩与额定转矩的比值指标达到1.9至2.2倍，超出标准要求的1.7倍，同时堵转电流的指标值不增加。由上述的数据值可见结构优化后的单相异步电动机有效增强了启动转矩，实现该单相异步电动机能够在重负载状态下带动载荷启动运转。

当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (7)

1.一种用于液压单元的高转矩单相异步电机，其包括机壳，其特征在于，机壳内布置有一转轴，转轴外周上设置有固套转子，机壳内周上开设有定子槽，定子槽内布置有定子组，定子组包括主绕组与副绕组，主绕组与副绕组均具有出线头端和出线尾端，副绕组的出线头端串联一电容组，主绕组与副绕组的出线头端、出线尾端均通过电路与一控制元件线路连接；固套转子具有转子冲片，转子冲片的周圈上开设有转子槽，转子槽的内腔呈外周圈侧宽并逐步向内周圈侧缩窄的方式，所述转子槽的槽顶、槽底均为圆弧形。

2.根据权利要求1所述的高转矩单相异步电机，其特征在于，上述主绕组采用三层线圈正弦分布绕制形成，主绕组的相带占3/5定子组的相带；副绕组采用两层线圈正弦分布绕制形成，副绕组的相带占2/5定子组的相带。

3.根据权利要求1所述的高转矩单相异步电机，其特征在于，上述主绕组与副绕组呈同心式嵌入对应定子槽内。

4.根据权利要求1所述的高转矩单相异步电机，其特征在于，上述转子冲片上开设有十八个转子槽，转子槽内均灌注充实有铝金属。

5.根据权利要求1所述的高转矩单相异步电机，其特征在于，上述机壳的后端处罩设有风罩，所述风罩与机壳的后端面围设形成一封闭式空腔，所述封闭式空腔在位于机壳的后端面上设有风扇。

6.根据权利要求1所述的高转矩单相异步电机，其特征在于，上述机壳的前端设置有用于密封的前端盖，机壳的后端设置有用于密封的后端盖，机壳在与前端盖、后端盖的对应处均设置有转轴轴承，转轴的两端均自对应的转轴轴承伸出。

7.根据权利要求6所述的高转矩单相异步电机，其特征在于，上述转轴伸出前端盖的部分上设置有渐开线式花键，用于连接对应元件。