CN216959630U

CN216959630U - 单相变速异步电机、空调器

Info

Publication number: CN216959630U
Application number: CN202220383908.5U
Authority: CN
Inventors: 邬锐; 吴超; 陈生; 高雷; 刘振华
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2022-02-24
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2032-02-24

Abstract

本实用新型提供一种单相变速异步电机、空调器，其中的单相变速异步电机，包括定子铁芯，定子铁芯上构造有N个定子槽，N为不小于12且能够被4整除的偶数，N个定子槽中分别一一对应的嵌装有绕组线，定子铁芯的轴向两端分别具有控制板，N股绕组线的两端分别与控制板电连接，控制板被配置为在单相变速异步电机处于不同的转速时，N股绕组线中的两股之间能够依据不同的目标通路被可选择地连通或者断开，且在不同的转速下，N股绕组线皆被电连接于目标通路中。根据本实用新型，保证不同转速的运转需求，在不同的转速下，所有的绕组线皆被电连接于对应的目标通路中，不会增加额外绕线用量，绕组线不闲置，降低了电机制造成本。

Description

单相变速异步电机、空调器

技术领域

本实用新型属于电机制造技术领域，具体涉及一种单相变速异步电机、空调器。

背景技术

交流异步电机的极数决定着电机的同步转速，设计电机不仅要求转速，还要求考虑电机效率、温升等，因此设计使用转速尽量接近于同步转速。空调整机电机常常随着使用的地点、场合，对电机转速的范围要求跨距大，单个交流异步电机无法兼顾效率和转速需求。

现有技术中公开了一种变极变速定子绕组控制法，但是这种定子绕组是依靠四个单刀双掷开关对定子绕组进行变极控制，导致电机绕组闲置，且绕线用量成本较高。

实用新型内容

因此，本实用新型提供一种单相变速异步电机、空调器，能够克服现有技术中的对异步电机的定子绕组进行变极控制导致电机绕组闲置，绕线用量成本较高的不足。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种单相变速异步电机，包括定子铁芯，所述定子铁芯上构造有N个定子槽，N为不小于12且能够被4整除的偶数，

N个所述定子槽中分别一一对应的嵌装有绕组线，所述定子铁芯的轴向两端分别具有一个控制板，N股所述绕组线的两端分别与所述控制板电连接，所述控制板被配置为在所述单相变速异步电机处于不同的转速时，N股所述绕组线中的两股之间能够依据不同的目标通路被可选择地连通或者断开，且在不同的转速下，N股所述绕组线皆被电连接于所述目标通路中，每一转速对应的目标通路中的绕组皆为整距绕组。

在一些实施方式中，

N＝32，所述定子槽中分别具有的绕组线沿所述定子铁芯的周向依次间隔定义为1,2,3,···,30,31,32，所述目标通路包括八极主相通路及八极副相通路，其中，所述八极主相通路的绕线顺序为：[3-6]-[10-7]-[11-14]-[18-15]-[19-22]- [26-23]-[27-30]-[2-31]，电流从3流入、从31流出，相连接的两股所述绕组线之间分别设置有开关电路；所述八极副相通路的绕线顺序为： [1-4]-[8-5]-[9-12]-[16-13]-[17-20]-[24-21]-[25-28]-[32-29]，电流从1流入、从29 流出，相连接的两股所述绕组线之间分别设置有开关电路。

在一些实施方式中，

所述目标通路还包括四极主相通路及四极副相通路，其中，所述四极主相通路的绕线顺序为：[6-11-5-12]-[19-14-20-13]-[22-27-21-28]-[3-30-4-29]，电流从6流入、从29流出，相连接的两股所述绕组线之间分别设置有开关电路；所述四极副相通路的绕线顺序为： [2-7-1-8]-[15-10-16-9]-[18-23-17-24]-[31-26-32-25]，电流从2流入、从25流出，相连接的两股所述绕组线之间分别设置有开关电路。

在一些实施方式中，

所述目标通路还包括二极主相通路及二极副相通路，其中，所述二极主相通路的绕线顺序为：[12-21-11-22-10-23-9-24]-[5-28-6-27-7-26-8-25]，电流从 12流入、从25流出，相连接的两股所述绕组线之间分别设置有开关电路；所述二极副相通路的绕线顺序为： [4-13-3-14-2-15-1-16]-[29-20-30-19-31-18-32-17]，电流从4流入、从17流出，相连接的两股所述绕组线之间分别设置有开关电路。

在一些实施方式中，

所述开关电路包括三极管。

在一些实施方式中，

所述控制板被夹持于所述定子铁芯的端部与相应的电机端盖之间。

在一些实施方式中，

每个所述定子槽内嵌装的所述绕组线的匝数相同。

本实用新型还提供一种空调器，

包括上述的单相变速异步电机。

本实用新型提供的一种单相变速异步电机、空调器，所述控制板被作为切换不同的所述绕组线的连通或者断开的部件，其可以通过相应的软件程序予以实现，从而实现所述电机的极数的改变进而保证不同转速的运转需求，能够扩大电机的转速设计范围从而利于使电机效率处于较高范围，而同时，在不同的转速下，所有的所述绕组线皆被电连接于对应的目标通路中，不会增加额外绕线用量，绕组线不闲置，降低了电机制造成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例的单相变速异步电机中的定子铁芯、绕组线及控制板的连接示意图，其中控制板的状态并非其实际组装状态；

图2为图1中的一个控制板上各种目标通路下的接线示意图，其中粗实线示意八极主相及副相通路、细实线示意二极主相及副相通路、虚线示意四极主相及副相通路，另一个控制板与此完全相同；

图3为图1中的定子铁芯展开后八极主相(M主-m)/副相(A副-a)通路的绕线示意图；

图4为图1中的定子铁芯展开后四极主相(M主-m)/副相(A副-a)通路的绕线示意图；

图5为图1中的定子铁芯展开后二极主相(M主-m)/副相(A副-a)通路的绕线示意图。

附图标记表示为：

100、定子铁芯；101、定子槽；102、绕组线；200、控制板。

具体实施方式

结合参见图1至图5所示，根据本实用新型的实施例，提供一种单相变速异步电机，包括定子铁芯100，所述定子铁芯100上构造有N个定子槽101， N为不小于12且能够被4整除的偶数(例如12、16、24、32等)，N个所述定子槽101中分别一一对应的嵌装有一股绕组线102(其由多根绕线形成)，所述定子铁芯100的轴向两端分别具有一个控制板200，N股所述绕组线102 的两端分别与所述控制板200电连接，所述控制板200被配置为在所述单相变速异步电机处于不同的转速时，N股所述绕组线102中的两股之间能够依据不同的目标通路被可选择地连通或者断开，且在不同的转速下，N股所述绕组线 102皆被电连接于所述目标通路中，每一转速对应的目标通路中的绕组皆为整距绕组，所述整距绕组也即整距线圈，即y＝Z/(2p)，其中y为线圈节距、为整数，Z为定子铁芯的定子槽槽数，p为电机极对数。该技术方案中，所述控制板200被作为切换不同的所述绕组线102的连通或者断开的部件，其可以通过相应的软件程序予以实现，从而实现所述电机的极数的改变进而保证不同转速的运转需求，能够扩大电机的转速设计范围从而利于使电机效率处于较高范围，而同时，在不同的转速下，所有的所述绕组线102皆被电连接于对应的目标通路中，不会增加额外绕线用量，绕组线不闲置，降低了电机制造成本。

如图2、图3所示出，在一些实施方式中，N＝32，所述定子槽101中分别具有的绕组线102沿所述定子铁芯100的周向依次间隔定义为 1,2,3,···,30,31,32(如图2至图5中所标记，其同时也可以理解为对应的定子槽的序号)，所述目标通路包括八极主相通路及八极副相通路，其中，如图 3所示出，所述八极主相通路的绕线顺序为：[3-6]-[10-7]-[11-14]-[18-15]- [19-22]-[26-23]-[27-30]-[2-31]，电流从3流入、从31流出，相连接的两股所述绕组线102之间分别设置有开关电路，需要说明的是，此时的3-6、10-7、 11-14、18-15、19-22、26-23、30-27分别形成相邻且极性相反的八极；如图3 所示出，所述八极副相通路的绕线顺序为： [1-4]-[8-5]-[9-12]-[16-13]-[17-20]-[24-21]-[25-28]-[32-29]，电流从1流入、从29 流出，相连接的两股所述绕组线102之间分别设置有开关电路，需要说明的是，此时的1-4、8-5、9-12、16-13、17-20、24-21、25-28、32-29分别形成相邻且极性相反的八极。如此可见，在定子铁芯为八极的情况下，所有的所述绕组线 102皆被电连接于对应的目标通路中，不会增加额外绕线用量，绕组线不闲置，降低了电机制造成本。需要说明的是，同一对中括号内的绕组线102表示为同一极下，而任意相邻的两对中括号则由于绕线方向的不同而极性相反，以下的四极及二极绕线皆遵循这一规律。

如图2、图4所示出，所述目标通路还包括四极主相通路及四极副相通路，其中，所述四极主相通路的绕线顺序为： [6-11-5-12]-[19-14-20-13]-[22-27-21-28]-[3-30-4-29]，电流从6流入、从29流出，相连接的两股所述绕组线102之间分别设置有开关电路；所述四极副相通路的绕线顺序为：[2-7-1-8]-[15-10-16-9]-[18-23-17-24]-[31-26-32-25]，电流从 2流入、从25流出，相连接的两股所述绕组线102之间分别设置有开关电路。需要说明的是，同一极下的绕线采用同心且由内及外绕法。如此可见，在定子铁芯为四极的情况下，所有的所述绕组线102皆被电连接于对应的目标通路中，不会增加额外绕线用量，绕组线不闲置，降低了电机制造成本。

如图2、图5所示出，所述目标通路还包括二极主相通路及二极副相通路，其中，所述二极主相通路的绕线顺序为：[12-21-11-22-10-23-9-24]-[5-28-6-27-7-26-8-25]，电流从12流入、从25流出，相连接的两股所述绕组线102之间分别设置有开关电路；所述二极副相通路的绕线顺序为：[4-13-3-14-2-15-1-16]-[29-20-30-19-31-18-32-17]，电流从4流入、从17流出，相连接的两股所述绕组线102之间分别设置有开关电路。需要说明的是，同一极下的绕线采用同心且由内及外绕法。如此可见，在定子铁芯为二极的情况下，所有的所述绕组线102皆被电连接于对应的目标通路中，不会增加额外绕线用量，绕组线不闲置，降低了电机制造成本。

需要说明的是，虽然图3至图5中给出了单根绕线的绕线示意，但其实际为32根绕组线102根据目标通路形成相应的通路示意，而非单根绕线。

所述开关电路采用常规的控制开关电路即可，例如所述开关电路包括三极管，具体例如MOS开关，以能够利用配置的软件实现对其开关的程序控制，具体例如，三极管基极大于0.7V时，集电极和放射极导通，基极低于0.7V时，集电极与放射极不导通，从而实现开关电路的通断功能。

所述控制板200可以单独被组装于所述定子铁芯100的轴端处，在一些实施方式中，所述控制板200被夹持于所述定子铁芯100的端部与相应的电机端盖之间，利用所述电机端盖在实现所述电机的轴端封堵的同时实现所述控制板 200的定位，简化组装过程。

每个所述定子槽101内嵌装的所述绕组线102的匝数相同，以能够形成对称的定子磁场。

根据本实用新型的实施例，还提供一种单相变速异步电机的控制方法，所述单相变速异步电机为上述的单相变速异步电机，所述控制方法包括：

获取电机转速控制指令；

根据获取的所述电机转速控制指令获取电机转速；

依据所述电机转速选择控制所述目标通路与所述电机转速相适配。

在一些实施方式中，当电机转速为第一转速、N＝32且所述目标通路包括八极主相通路及八极副相通路，控制[3-6]-[10-7]-[11-14]-[18-15]-[19-22]- [26-23]-[27-30]-[2-31]形成八极主相通路电流流通，控制 [1-4]-[8-5]-[9-12]-[16-13]-[17-20]-[24-21]-[25-28]-[32-29]形成八极副相通路电流流通，而可以理解的是，处于所述八极主相通路及八极副相通路上的开关电路被控制连通，其他的开关电路则被控制断开；或者，

当电机转速为第二转速、N＝32且所述目标通路包括四极主相通路及四极副相通路，控制[6-11-5-12]-[19-14-20-13]-[22-27-21-28]-[3-30-4-29]形成四极主相通路电流流通，控制[2-7-1-8]-[15-10-16-9]-[18-23-17-24]-[31-26-32-25]形成四极副相通路电流流通，而可以理解的是，处于所述四极主相通路及四极副相通路上的开关电路被控制连通，其他的开关电路则被控制断开；或者，

当电机转速为第三转速、N＝32且所述目标通路包括二极主相通路及二极副相通路，控制[12-21-11-22-10-23-9-24]-[5-28-6-27-7-26-8-25]形成二极主相通路电流流通，控制[4-13-3-14-2-15-1-16]-[29-20-30-19-31-18-32-17]形成二极副相通路电流流通，而可以理解的是，处于所述二极主相通路及二极副相通路上的开关电路被控制连通，其他的开关电路则被控制断开，

其中，第一转速＜第二转速＜第三转速。

具体例如，在电源220V/50Hz条件下，若想使用750rpm以下的转速，则选择八极，此时按所述第一转速的中对应的目标通路进行控制；若想使用 750-1500rpm范围内转速，则选择四极，此时按所述第二转速的中对应的目标通路进行控制；若想使用1500rpm以上转速，则选择二极，此时按所述第三转速的中对应的目标通路进行控制。

根据本实用新型的实施例，还提供一种空调器，包括上述的单相变速异步电机。本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种单相变速异步电机，包括定子铁芯(100)，所述定子铁芯(100)上构造有N个定子槽(101)，N为不小于12且能够被4整除的偶数，其特征在于，

N个所述定子槽(101)中分别一一对应的嵌装有绕组线(102)，所述定子铁芯(100)的轴向两端分别具有控制板(200)，N股所述绕组线(102)的两端分别与所述控制板(200)电连接，所述控制板(200)被配置为在所述单相变速异步电机处于不同的转速时，N股所述绕组线(102)中的两股之间能够依据不同的目标通路被可选择地连通或者断开，且在不同的转速下，N股所述绕组线(102)皆被电连接于所述目标通路中，每一转速对应的目标通路中的绕组皆为整距绕组。

2.根据权利要求1所述的单相变速异步电机，其特征在于，所述目标通路包括八极主相通路及八极副相通路、四极主相通路及四极副相通路、二极主相通路及二极副相通路中的任意一个或者多个通路。

3.根据权利要求2所述的单相变速异步电机，其特征在于，

N＝32，所述定子槽(101)中分别具有的绕组线(102)沿所述定子铁芯(100)的周向依次间隔定义为1,2,3,···,30,31,32，所述目标通路包括八极主相通路及八极副相通路，其中，所述八极主相通路的绕线顺序为：[3-6]-[10-7]-[11-14]-[18-15]-[19-22]-[26-23]-[27-30]-[2-31]，电流从3流入、从31流出，相连接的两股所述绕组线(102)之间分别设置有开关电路；所述八极副相通路的绕线顺序为：[1-4]-[8-5]-[9-12]-[16-13]-[17-20]-[24-21]-[25-28]-[32-29]，电流从1流入、从29流出，相连接的两股所述绕组线(102)之间分别设置有开关电路。

4.根据权利要求3所述的单相变速异步电机，其特征在于，

所述目标通路还包括四极主相通路及四极副相通路，其中，所述四极主相通路的绕线顺序为：[6-11-5-12]-[19-14-20-13]-[22-27-21-28]-[3-30-4-29]，电流从6流入、从29流出，相连接的两股所述绕组线(102)之间分别设置有开关电路；所述四极副相通路的绕线顺序为：

[2-7-1-8]-[15-10-16-9]-[18-23-17-24]-[31-26-32-25]，电流从2流入、从25流出，相连接的两股所述绕组线(102)之间分别设置有开关电路。

5.根据权利要求3或4所述的单相变速异步电机，其特征在于，

所述目标通路还包括二极主相通路及二极副相通路，其中，所述二极主相通路的绕线顺序为：[12-21-11-22-10-23-9-24]-[5-28-6-27-7-26-8-25]，电流从12 流入、从25流出，相连接的两股所述绕组线(102)之间分别设置有开关电路；所述二极副相通路的绕线顺序为：

[4-13-3-14-2-15-1-16]-[29-20-30-19-31-18-32-17]，电流从4流入、从17流出，相连接的两股所述绕组线(102)之间分别设置有开关电路。

6.根据权利要求3所述的单相变速异步电机，其特征在于，

所述开关电路包括三极管。

7.根据权利要求1所述的单相变速异步电机，其特征在于，

所述控制板(200)被夹持于所述定子铁芯(100)的端部与相应的电机端盖之间。

8.根据权利要求1所述的单相变速异步电机，其特征在于，

每个所述定子槽(101)内嵌装的所述绕组线(102)的匝数相同。

9.一种空调器，其特征在于，

包括权利要求1至8中任一项所述的单相变速异步电机。