專利名稱：一種小功率三相電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種小功率三相電動機，在國際專利分類表中，分類屬于H02K3/28。
背景技術：
為克服傳統(tǒng)的唯一的星形或三角形連接的三相繞組電動機的弊病，現(xiàn)有技術提出了在三相電動機中采用星形和三角形混合繞組的方案，對提高繞組系數(shù)和消除高次諧波取得明顯效果?？梢娍d于《中小型電機》1978年第5期的文章《三相繞組的三角—星串、并聯(lián)接法》。現(xiàn)有技術的星形和三角形混合繞組可見于中國發(fā)明專利申請公開說明書CN1378325《多功能電動機定子繞組的布線方法》和中國實用新型專利說明書CN2266220Y《抽油電動機》等。其繞組的布線多針對槽數(shù)較多的情況和采用雙層繞組，比較適合較大功率的中小型電動機，對于直徑較小的小功率電動機，工藝則顯得困難。槽數(shù)較少的小功率三相電動機仍較多采用唯一的星形或三角形三相繞組，因而高于三次的諧波未能有效消除，難以進一步改善啟動性能和降低電磁振動噪聲；且繞組系數(shù)難以進一步提高，以改善電動機的效率或降低成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提出一種小功率三相電動機，其針對家用電動器具電動機常見的24槽定子，設計一種結構簡單的星形和三角形混合繞組，以提高繞組系數(shù)和消除高次諧波。
本發(fā)明解決所述技術問題的一個技術方案是一種小功率三相電動機，包括定子和轉子；所述定子具有星形地接往電源的星形繞組和三角形地接往電源的三角形繞組；所述星形繞組的相帶和三角形繞組的相帶二者交替分布，相鄰相帶中心空間電角度間隔π/6；其特征在于——所述定子為4極24槽和庶極單層繞組，所述星形繞組的線圈邊和三角形繞組的線圈邊各占12槽，二者逐槽交替分布；——所述三角形繞組的線圈邊的匝數(shù)是星形繞組線圈邊的匝數(shù)的1.73倍，線徑是所述星形繞組線圈邊的線徑的0.76倍；——依照相序，所述星形繞組各相的始端連接電源，所述三角形繞組的各線端子，連接于所述星形繞組對應相的末端。
本發(fā)明解決所述技術問題的另一技術方案是一種小功率三相電動機，包括定子和轉子；所述定子具有星形地接往電源的星形繞組和三角形地接往電源的三角形繞組；所述星形繞組的相帶和三角形繞組的相帶二者交替分布，相鄰相帶中心空間電角度間隔π/6；其特征在于——所述定子為4極24槽和庶極單層繞組，所述星形繞組的線圈邊和三角形繞組的線圈邊各占12槽，二者逐槽交替分布；——所述三角形繞組的線圈邊的匝數(shù)是星形繞組線圈邊的匝數(shù)的1.73倍，線徑是所述星形繞組線圈邊的線徑的0.76倍；——依照相序，所述星形繞組各相的始端和三角形繞組的各線端子連接電源，星形繞組各相的末端連接在一起。
以上二技術方案定子繞組均為星形和三角形混合繞組，只是前者為二部分繞組串聯(lián)，后者為二部分繞組并聯(lián)。
該二技術方案對小功率三相電動機巧妙地針對4極24槽的定子，恰到好處地設計了庶極單層的星形和三角形混合繞組，其線圈數(shù)為12個。該線圈數(shù)和線圈尺寸與現(xiàn)有技術單一的三相星形或三角形連接的單層繞組相同。關于星形和三角形混合繞組二部分的匝數(shù)和線徑的設計，是按照三相系統(tǒng)中相電壓和線電壓的比例使該二部分承擔均等電磁負荷的考慮。該匝數(shù)和線徑差異較大，容易區(qū)分，對嵌線工藝十分有利。相對于傳統(tǒng)小功率三相電動機唯一的星形或三角形三相繞組的2π/3或π/3相帶，該二技術方案星形和三角形混合繞組適應定子尺寸并非很小難以開設較多槽的情況，均為π/6相帶，且每極相為集中繞組，因而提高了繞組系數(shù)，直接改善電動機的效率或降低成本。并且，理論和實踐表明，星形和三角形混合繞組在三相電動機中可以完全消除唯一的星形或三角形連接的三相繞組較難克服的5次、7次、17次和19次諧波，可見刊載于《中小型電機》1978年第5期的文章《三相繞組的三角—星串、并聯(lián)接法》。對于小功率電動機，在消除危害嚴重的三次諧波的基礎上，采用星形和三角形混合繞組進一步消除5次、7次、17次和19次諧波有重要意義，可進一步改善啟動性能和降低電磁振動噪聲。
該二技術方案進一步設計所述轉子為實心轉子，有利于消除3次、5次、7次、17次和19次之外的諧波，進一步改善啟動性能和降低電磁振動噪聲，尤其適合洗衣機一類家用電動器具電動機頻繁啟動的運行特點。實心轉子比疊片鑄鋁轉子成本低，且工藝簡單。所述實心轉子外表面還可覆蓋優(yōu)良導電金屬，以改善電動機的運行效率。
本發(fā)明技術方案及其典型設計將在具體實施方式
中進一步說明。


以下附圖用于說明本發(fā)明的具體實施方式
。
圖1是本發(fā)明第1實施例電動機接線示意圖；圖2是本發(fā)明第1實施例電動機繞組展開圖。
圖3是本發(fā)明第2實施例電動機接線示意圖；圖4是本發(fā)明第2實施例電動機繞組展開圖。
具體實施例方式
本發(fā)明第1實施例電動機接線如圖1所示，繞組分布如圖2所示。它是在現(xiàn)有技術的一種符合國家行業(yè)標準JB/T3758要求的4極180W洗衣機用單相電容運轉電動機的24槽定子鐵心、鼠籠轉子和其它機械機構的基礎上，對其定子繞組重新嵌線和接線而成如圖1，該定子繞組包括由三相繞組Ay、By、Cy組成的星形繞組部分和由三相繞組Ao、Bo、Co組成的三角形繞組部分。Ay、By、Cy的始端分別連接三相電源端子A、B、C，Ao的始端和Co的末端連接于Ay的末端，Bo的始端和Ao的末端連接于By的末端，Co的始端和Bo的末端連接于Cy的末端。
該定子繞組按圖2所示繞組展開圖嵌線，仍保持為4極。如圖1所示三相繞組Ay、By、Cy和三相繞組Ao、Bo、Co在定子中以相同的旋轉方向按相同的相序分別依次間隔2π/3空間電角度分布Ay由嵌于第2與第8槽的一極相組和嵌于第14與第20槽的另一極相組按庶極串聯(lián)而成，始端子第2槽引出接往引出線A，末端于第20槽引出；By由嵌于第6與第12槽的一極相組和嵌于第18與第24槽的另一極相組按庶極串聯(lián)而成，始端于第6槽引出接往引出線B，末端于第24槽引出；Cy由嵌于第10與第16槽的一極相組和嵌于第22與第4槽的另一極相組按庶極串聯(lián)而成，始端于第10槽引出接往引出線C，末端于第4槽引出；Ao由嵌于第1與第7槽的一極相組和嵌于第13與第19槽的另一極相組按庶極串聯(lián)而成，始端于第1槽引出和末端于第19槽引出；Bo由嵌于第5與第11槽的一極相組和嵌于第17與第23槽的另一極相組按庶極串聯(lián)而成，始端于第5槽引出和末端于第23槽引出；Co由嵌于第9與第15槽的一極相組和嵌于第21與第3槽的另一極相組按庶極串聯(lián)而成，始端于第9槽引出和末端于第3槽引出。
可以看出，星形繞組部分的線圈邊和三角形繞組部分的線圈邊各占12槽，二者逐槽交替分布，電角度間隔為1槽，即π/6。例如Ay的始端于第2槽，Ao的始端于第1槽，按照相序A-B-C分布方向，前者滯后于后者1槽，即空間電角度π/6。對稱運行時，三角形電路中的線電流滯后于對應線相電流π/6，即圖1所示電路Ay的電流滯后于Ao的電流π/6。按照類似分析，其它相鄰線圈邊也是同樣的情況。由于相帶減少，產(chǎn)生了比唯一的星形或三角形連接的三相繞組電動機更理想的圓形旋轉磁場。
還可看出，該電動機繞組各極相組為節(jié)距6槽的單一線圈，是全距集中繞組，故繞組系數(shù)為1，高于唯一的星形或三角形連接的三相繞組的繞組系數(shù)(0.96)，可有更高的效率，或可縮短鐵心長度，以減低電磁材料成本。
本實施例設計星形繞組部分產(chǎn)生的磁勢與三角形繞組部分產(chǎn)生的磁勢相等，即Ao、Bo、Co的極相組的匝數(shù)分別為Ay、By、Cy的極相組的匝數(shù)1.73倍，線徑為后者的0.76倍。這樣可以使星形繞組部分與三角形繞組部分各承受電源電壓或電磁負荷的一半，因而可視同一個六相電動機或星形和三角形二個獨立的三相電動機進行設計。參見《中小型三相電動機電磁計算程序》(第1機械工業(yè)部上海電器科學研究所，1971年)和《微型三相單相電動機電磁設計程序》(廣州電器科學研究所，1982年)。
該實施例的電動機是異步電動機。為減低成本，可以把原有疊片鑄鋁的鼠籠轉子以電工純鐵或低碳鋼的實心轉子代替。原轉子沖片可用作較小的電動機沖片。實心轉子外表面鍍銅0.05～0.15mm，可以改善電動機的運行效率，并用于防銹。若進一步鍍銀0.005～0.01mm，效果會更好。該轉子也可以改用永磁體或磁滯材料，制成同步電動機。
本發(fā)明第2實施例電動機接線如圖3所示，繞組分布如圖4所示。其與第1實施例電動機的差異僅是把定子繞組的星形繞組和三角形繞組二部分由串聯(lián)后接往電源改變?yōu)榉謩e并聯(lián)于電源。即該定子繞組由三相繞組Ay、By、Cy組成的星形繞組部分和由三相繞組Ao、Bo、Co組成的三角形繞組部分與三相電源端子A、B、C的連接改變?yōu)椤狝y、By、Cy的始端分別連接三相電源端子A、B、C，Ay、By、Cy的末端連接在一起；——Ao的始端和Co的末端連接于電源端子A，Bo的始端和Ao的末端連接于電源端子B，Co的始端和Bo的末端連接于電源端子C。
星形繞組的中性點，即Ay、By、Cy的末端可進一步用于連接電源的中性端子。
第1實施例可比第2實施例電動機更有利于減少高次諧波環(huán)流，且前者適合功率較小的情況，端部接線更簡單。
實施例異步電動機的性能特性測試表明，其空載電流降低，效率提高，可以適當縮短鐵心長度以降低成本。實驗表明，該電動機尤其適用于變頻洗衣機，可明顯減輕電源波形畸變諧波的影響，進一步改善電磁噪聲。
權利要求
1.一種小功率三相電動機，包括定子和轉子；所述定子具有星形地接往電源的星形繞組和三角形地接往電源的三角形繞組；所述星形繞組的相帶和三角形繞組的相帶二者交替分布，相鄰相帶中心空間電角度間隔π/6；其特征在于——所述定子為4極24槽和庶極單層繞組，所述星形繞組的線圈邊和三角形繞組的線圈邊各占12槽，二者逐槽交替分布；——所述三角形繞組的線圈邊的匝數(shù)是星形繞組線圈邊的匝數(shù)的1.73倍，線徑是所述星形繞組線圈邊的線徑的0.76倍；——依照相序，所述星形繞組各相的始端連接電源，所述三角形繞組的各線端子，連接于所述星形繞組對應相的末端。
2.一種小功率三相電動機，包括定子和轉子；所述定子具有星形地接往電源的星形繞組和三角形地接往電源的三角形繞組；所述星形繞組的相帶和三角形繞組的相帶二者交替分布，相鄰相帶中心空間電角度間隔π/6；其特征在于——所述定子為4極24槽和庶極單層繞組，所述星形繞組的線圈邊和三角形繞組的線圈邊各占12槽，二者逐槽交替分布；——所述三角形繞組的線圈邊的匝數(shù)是星形繞組線圈邊的匝數(shù)的1.73倍，線徑是所述星形繞組線圈邊的線徑的0.76倍；——依照相序，所述星形繞組各相的始端和三角形繞組的各線端子連接電源，星形繞組各相的末端連接在一起。
3.按照權利要求1或權利要求2所述小功率三相電動機，其特征在于，所述轉子為實心轉子。
4.按照權利要求3所述小功率三相電動機，其特征在于，所述實心轉子外表面覆蓋優(yōu)良導電金屬。
全文摘要
一種小功率三相電動機，其定子具有星形繞組和三角形繞組；二部分繞組的相帶交替分布，相鄰相帶中心空間電角度間隔π/6；其特征在于定子為4極24槽和庶極單層繞組，星形繞組的線圈邊和三角形繞組的線圈邊各占12槽，二者逐槽交替分布；三角形繞組的線圈邊的匝數(shù)是星形繞組線圈邊的匝數(shù)的1.73倍，線徑是星形繞組線圈邊的線徑的0.76倍；依相序，星形繞組各相的始端連接電源，三角形繞組各線端子連接于星形繞組對應相的末端，或星形繞組各相的始端和三角形繞組的各線端子連接電源，星形繞組各相的末端連接在一起。其與現(xiàn)有技術相比，可以進一步提高繞組系數(shù)和削弱高次諧波，因而改善性能或降低成本，以及改善啟動性能和降低電磁振動噪聲。
文檔編號H02K3/28GK1756042SQ200410051708
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月28日 優(yōu)先權日2004年9月28日
發(fā)明者區(qū)長釗, 曾令遠 申請人:金羚電器有限公司