一种单相电容运转电机.pdf

本发明是一种单相电容运转电机。包括有电机轴、转子、定子、前端盖和后端盖，转子套装在电机轴上，定子套装在转子的外侧，定子外侧为相互扣合的前端盖和后端盖，电机轴的两端通过轴承安装在前端盖后端盖上，其中定子的定子铁芯上做出有深排槽及浅排槽双排槽，定子的绕组为包括有第一绕组及第二绕组的集中式绕组，第一绕组及第二绕组的线圈分别绕在定子铁芯的深排槽及浅排槽内，绕在深排槽上的第一绕组的线圈相邻间正反向绕，绕在浅排槽上的第二绕组上的线圈相邻间正反向绕，且第一绕组串联电容后与第二绕组并联或第二绕组串联电容后与第一绕组并联。本发明能节约线材20％左右，对于铁心厚度薄、绕组跨距大的电机，节约绕组用铜量更加明显，而且这种绕组使电机轴向长度缩短，定子绕组制作实现了机绕，减化了加工流程，提高定子生产效率；另外，本发明采用的集中定子绕组系数高，适合不同极数不同功率的电机，电机性能好。

1、  一种单相电容运转电机，包括有电机轴(1)、转子(2)、定子(3)、前端盖(4)和后端盖(5)，其中转子(2)套装在电机轴(1)上，定子(3)套装在转子(2)的外侧，定子(3)外侧为相互扣合的前端盖(4)和后端盖(5)，电机轴(1)的两端通过轴承安装在前端盖(4)和后端盖(5)上，其特征在于定子(3)的定子铁芯(33)上做出有深排槽(331)及浅排槽(332)双排槽，定子(3)的绕组为包括有第一绕组(31)及第二绕组(32)的集中式绕组，第一绕组(31)及第二绕组(32)的线圈分别绕在定子铁芯(33)的深排槽(331)及浅排槽(332)内，绕在深排槽(331)上的第一绕组(31)的线圈相邻间正反向绕，绕在浅排槽(332)上的第二绕组(32)上的线圈相邻间正反向绕，且第一绕组(31)串联电容(C)后与第二绕组(32)并联或第二绕组(32)串联电容(C)后与第一绕组(32)并联。

2、  根据权利要求1所述的单相电容运转电机，其特征在于上述转子(2)为鼠笼形转子。

3、  根据权利要求1所述的单相电容运转电机，其特征在于上述转子(2)为鼠笼条永磁异步起动转子。

4、  根据权利要求1所述的单相电容运转电机，其特征在于上述转子(2)为磁阻起动转子。

一种单相电容运转电机
技术领域
本发明是一种单相电容运转电机，特别涉及一种集中绕组单相电容运转电机，属于单相电容运转电机的定子冲片发明技术。
背景技术
交流电机，特别是风扇用交流电机，一般采用的是普通单相电容运转异步电机，普通单相电容运转异步电机通常采用分布式绕组，如图4所示：第一绕组41与第二绕组42的线圈两边都跨过一定数目的定子槽嵌在不相邻的两个定子槽431内，由于定子槽431分布在同一个圆周上，或者说槽底深度相当，为了满足第一绕组41与第二绕组42嵌足线后两组线圈在铁芯槽口位置有足够的避让空间，就需要第一绕组41与第二绕组42伸出铁芯的长度要足够，即线圈端部长度要足够，尤其是铁芯槽431内嵌入较多铜线时，绕组线圈的端部需更长，因此，线圈端部长度增加，用铜量增加，尤其是铁芯外径大，铁心厚度小的电机，端部铜线所占比例超过电机所用铜线的60％，另外，上述这种结构第一绕组41与第二绕组42在空间分布上处一个层次，没法实现跨槽集中绕组。绕组线圈端部对于电机来说，不但消耗铜材，还消耗电能，影响电机效率，因此，如何尽量减少绕组线圈端部，提高绕组线圈实际利用率，同时电机性能不恶化，是研究突破的一个方向。
另外，由于集中绕组电机比较扁平，轴向尺寸缩短，电机端盖高度尺寸缩短，可节省材料，也能大幅度节省电机安装空间，市场上出现集中绕组式的普通单相电容运转异步电机，如图5所示，其电机采用均槽式定子铁芯53，均槽式定子铁芯53的齿槽深度及面积相同，第一绕组51与第二绕组52是缠绕在一个定子齿上隔齿线圈相连而成，其存在的问题是绕组分布系数低，齿槽力矩脉动大，电磁转矩脉动也很大，电机效率低，性能会恶化，只适用极数少，功率小的电机。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种能有效减少电机绕组端部长度，且绕组分布系数高，齿槽力矩脉动小，电磁转矩脉动小，电机效率高的单相电容运转电机。本发明能适合不同极数不同功率的电机，且电机性能好，成本低。
本发明的技术方案是：本发明的单相电容运转电机，包括有电机轴、转子、定子、前端盖和后端盖，转子套装在电机轴上，定子套装在转子的外侧，定子外侧为相互扣合的前端盖和后端盖，电机轴的两端通过轴承安装在前端盖后端盖上，其中定子的定子铁芯上做出有深排槽及浅排槽双排槽，定子的绕组为包括有第一绕组及第二绕组的集中式绕组，第一绕组及第二绕组的线圈分别绕在定子铁芯的深排槽及浅排槽内，绕在深排槽上的第一绕组的线圈相邻间正反向绕，绕在浅排槽上的第二绕组上的线圈相邻间正反向绕，且第一绕组串联电容后与第二绕组并联或第二绕组串联电容后与第一绕组并联。
上述转子为鼠笼形转子。
上述转子为鼠笼条永磁异步起动转子。
上述转子为磁阻起动转子。
本发明由于采用定子铁芯上做出有双排槽，定子的绕组为包括有第一绕组及第二绕组的集中式绕组，第一绕组及第二绕组的线圈分别绕在定子铁芯的双排槽内的结构，其线圈端部长度短，与现有分布式绕组相比较，通常能节约线材20％左右，对于铁心厚度薄、绕组跨距大的电机，节约绕组用铜量更加明显，而且这种绕组使电机轴向长度缩短，定子绕组制作实现了机绕，减化了加工流程，提高定子生产效率；另外，本发明采用的集中定子绕组，与现有普通单相电容运转异步电机的集中绕组相比较，绕组系数高，齿槽力矩脉动小，电磁转矩脉动小，电机效率高，能适合不同极数不同功率的电机，且电机性能好，成本低。
附图说明
图1为本发明的电机侧视半剖图；
图21为本发明的鼠笼形转子图；
图22为本发明的鼠笼条异步起动永磁转子图；
图23为本发明的磁阻起动转子图；
图3本发明定子的结构示意图；
图31为本发明电机中第一绕组的集中绕组图；
图32为本发明电机中第二绕组的集中绕组图；
图33为本发明深浅双排槽槽形定子铁芯的结构示意图；
图34为本发明定子相绕组间的连接图；
图4为现有分布式绕组的示意图；
图41为分布式绕组的定子铁芯示意图；
图5为均槽式集中绕组示意图；
图51为均槽式定子铁芯示意图。
具体实施方式
实施例1：
本发明实施例1公开了一种风扇用交流电机，具体为风扇用的单相集中绕组永磁同步电机，图1为本发明的侧视半剖图，本发明的单相电容运转电机，包括有电机轴1、转子2、定子3、前端盖4和后端盖5，其中转子2套装在电机轴1上，定子3套装在转子2的外侧，定子3外侧为相互扣合的前端盖4和后端盖5，电机轴1的两端通过轴承安装在前端盖4和后端盖5上，其中定子3的定子铁芯33上做出有深排槽331及浅排槽332双排槽，定子3的绕组为包括有第一绕组31及第二绕组32的集中式绕组，第一绕组31及第二绕组32的线圈分别绕在定子铁芯33的深排槽331及浅排槽332内，绕在深排槽331上的第一绕组31的线圈相邻间正反向绕，绕在浅排槽332上的第二绕组32上的线圈相邻间正反向绕，且第二绕组32串联电容C后与第一绕组32并联。
集中绕组绕铁芯齿一周的长度比分布式线圈长度要短很多，通常能节约线材20％左右，尤其是对铁芯厚度薄、绕组跨距大的电机，节约绕组用铜量更明显；另外，这种绕组采用机器绕制，定子制作减少了普通分布式绕组绕线、落线工序，提高定子生产效率；对电机综合成本有很大降低。
深浅双排槽结构成品电机铁芯槽中嵌入槽绝缘，槽绝缘把绕组与铁芯隔绝开，保证了足够的电气强度。
本结构定子可以根据电机性能要求采用不同的转子结构：可用于转子为鼠笼形转子的单相电容运转异步电机，鼠笼形转子如图21；可用于转子为鼠笼转子起动的单相带电容交流永磁同步电机，鼠笼条异步起动转子如图22；可用于转子为单相带电容磁阻起动交流永磁同步电机，磁阻起动转子如图23。
图33为8极定子铁芯，针对不同极数的电机，增加或减少相应的齿数，同样适用于2极、4极、6极等电机；对图21、图22、图23的电机转子而言，对应槽数或磁体数需要作调整。
电机运行时，在第二绕组32串联电容C，图31所示的第一绕组31与串联有电容C的第二绕组32并联，如图34所示，再接入电源。图31所示的第一绕组31相邻的两个集中线圈绕向相反，电流流过集中绕组在铁芯中产生脉振磁场；同样的道理，图32所示的第二绕组32相邻的两个集中线圈绕向相反，电流流过集中绕组在铁芯中产生另一脉振磁场；图32所示的第二绕组32串接电容C后与另一套图31所示的第一绕组31在定子气隙中各自产生有一定相位角差的磁场，两旋转磁场合成，形成椭圆形旋转磁场，旋转磁场可分别带动图21、图22、图23的转子旋转。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于：第一绕组31串联电容C后与第二绕组2并联。其它结构与实施例1相同。