[发明专利]具有部分绕组起动的电容起动单相感应电动机

说明书

技术领域

本发明一般涉及电容起动单相感应电动机，尤其涉及使用部分2极绕组起动的2/4极电动机和使用部分4极绕组起动的4/8和4/6/8极电动机。

背景技术

具有2极或多极结构的电容起动单相感应电动机在多速应用中是有用的。例如，一些洗衣机使用4/6/8极电容起动单相感应电动机，因为这种电动机能够在某个速度范围内以不同的周期调节速度，而不需要复杂而昂贵的可变频率控制器。继续需要设计这种电动机，使得用低的材料和制造费用提供好的运行性能和起动性能。所述运行性能包括评价因素，例如转矩，速度，电流，温升，效率，尺寸和其它因素。所述起动性能包括电动机的速度-转矩曲线的评价。最小转矩时的零速到极限转矩的速度之间的转矩降低可以是起动的一个限制因素。有时需要在运行性能，起动性能，材料成本，工具或其它因素当中进行折中。

在生产中一些4/6/8极电动机使用基本上独立的4极、6极和8极主绕组以及4极辅助绕组。只有6极绕组的小部分和4极绕组共用。为了减少电动机的尺寸和节省有效材料，已经提出了一种共用4极和8极绕组的新的方法，所述方法在同期发明的，同时委托的，1999，5，20申请的，序列号为PCT/US99/11235的，名称为SINGLE PHASETHREE SPEED MOTOR WITH SHARED WINDINGS的专利申请中描述了。共用绕组方法的一个优点是，其改善运行性能而不增加材料成本。不过，为了把主绕组从4极结构重新连接成8极结构，或者从8极结构重新连接成4极结构，需要一个以上的接点，例如一个单极单挚开关，所述开关或者作为起动开关的一部分，或者作为电动机的外电路的一部分。如果另一个接点作为起动开关的一部分来实现，则起动开关将需要3个开关和4个接点。这种实施方案使得起动开关更加复杂和昂贵，以便重新装备和生产。在另一方面，如果另一个接点作为电动机的外电路的一部分来实现，则另一个接点应当呈计时器或继电器的形式。不过，因为4极到8极的重新连接由外电路实现，所以对于8极运行，电动机不能使用4极起动而不影响起动性能。使用6极起动可以避免这个问题(见上述的PCT/US99/11235)。不过，当电动机使用6极起动和4极运行时，在从6极向4极的转换期间，发生转矩下降。为了消除所述的下降，需要延时继电器，用于在从起动到运行的转换期间使6极辅助绕组保持在电路中40ms的时间。所述继电器是一个附加的元件，因而提供了附加的成本。

需要一种4/8极的和4/6/8极的电动机，其使用4极起动，从而避免上述问题。还需要一种2/4极电动机，其使用2极起动，从而使得上述问题中的许多问题得以避免。

发明内容

本发明的目的在于通过使用部分绕组起动，减少电容起动单相感应电动机的材料费用。

本发明的另一个目的在于，减少材料费用，同时改善这种电动机的性能。

本发明的另一个目的在于，在电容起动单相感应电动机中使用部分绕组起动，而不需要重新装配起动开关。

本发明的另一个目的在于在4/8极和4/6/8极电容起动单相感应电动机中只使用一个4极辅助绕组。

本发明的另一个目的在于，在4/8极和4/6/8极电容起动单相感应电动机中使用全部的8极结构的主绕组，作为4极结构的主绕组的一部分，从而使得没有独立的8极绕组。

在一种形式中，本发明是一种电动机，其包括定子铁心，和所述定子铁心呈转动关系的转子，在所述铁心上的主绕组，所述主绕组至少具有4极结构和8极结构，在所述铁心上的4极辅助绕组，以及开关电路。当起动所述电动机时，所述开关电路选择地只同时激励主绕组的4极结构的一部分和4极辅助绕组，以便激励8极结构的主绕组。

在另一种形式中，本发明是一种电动机，其包括其包括定子铁心，和所述定子铁心呈转动关系的转子，在所述铁心上的主绕组，所述主绕组至少具有2极结构和4极结构，在所述铁心上的2极辅助绕组，以及开关电路。当起动所述电动机时，所述开关电路选择地只同时激励主绕组的2极结构的一部分和2极辅助绕组，以便激励4极结构的主绕组。