[发明专利]单相交流电动机

说明书

技术领域

本发明提供一种单相交流电动机，包括定子，定子具有形成用于主绕组和辅助绕组的狭槽的齿。主绕组可以连接至电源，以产生具有主磁轴的主磁场，并且辅助绕组可以经由运转电容器连接至电源，以产生具有辅助磁轴的辅助磁场。

背景技术

上面提到的这种电动机可以是用于压缩机的规则感应电动机，或者可以是直接起动电动机。运转电容器在主绕组内的电压和辅助绕组内的电压之间提供90度延迟，使得来自两个绕组的磁场随时间转换。

主绕组和辅助绕组提供的磁场在基本上由主磁轴和辅助磁轴限定的方向上，并且位置通过绕组的布局来确定。

通过矢量相加，主磁轴和辅助磁轴限定相量，其表示具有当电动机以额定负载操作时本质上是恒定的强度的合磁场。

为了提供良好的强度/重量比和由此带来的良好的电动机性能，已经研发定子，其中容纳绕组的狭槽具有不同的形状。

GB887047描述，定位在通过定子叠层结构的角部的孔的第一径向轴线和通过两个相邻角部之间中间点的孔的第二径向轴线之间的定子狭槽形成为使得从第一轴线至第二轴线狭槽横截面面积和深度连续地减小并且定子齿距和宽度连续地增大。因此狭槽的尺寸的改变依赖于定子的角部。

DE10029549A1/US20030178906A1描述了有关所述类型的电动机的矢量旋转理论并且其公开通过参考并入。

电动机将总是设计用于额定负载。在该负载条件下，场的尺寸在交流(AC)电压的整个周期变得均匀，这意味着来自主绕组和辅助绕组的磁场对电动机的旋转磁场具有相同的贡献并且合磁场强度恒定。这通常被称为电动机的对称性并且这种情形是非常期望的。

如果负载从额定负载变化，辅助绕组的贡献与主绕组的贡献不匹配并且电动机不再是对称的。因此通常，电动机以尽可能接近额定负载的负载操作是重要的。

发明内容

本发明的实施例的目地在于，提供一种电动机，其可以甚至在被加载不同于额定负载的负载时以较好的性能运行。

根据第一方面，本发明提供一种上述类型的电动机，其中位于辅助磁轴的一组齿比其他齿具有更大的磁导率。

由于这个特征，与支持主磁场相比，辅助磁场较大程度地通过较大的磁导率支持，并且通过运转电容器提供的电力可能引起的场的变弱通过较大的磁导率抵消。

如果电动机上的负载升高至高于电动机的额定负载的水平，辅助绕组中的电压可能减小，并且同时可能发生辅助绕组中的偏离理想的90度相移的不想要的相移。其原因在于，通常辅助绕组经由电容器提供电力，电容器提供辅助相电压的相对于主相电压的想要的极为接近90度的偏移。这意味着，辅助相的电力供应通常比主绕组的电力供应弱。为了补偿此，相对于主磁轴和相对于辅助磁轴设置不同的齿使得在辅助磁轴的、磁力最大程度受削弱的用于辅助相的电力供应影响的位置处产生最佳磁导率是尤其相关的。

根据本发明，相对于主磁轴和辅助磁轴，不同尺寸、形状或材料性质的齿具体地布置，使得不同的磁导率有利于在负载与额定负载不同的时候保持对称的相量。以此方式，可以在较大跨度的应用扭矩范围上提高电动机的性能。

在此主磁轴被定义为限定由主绕组的安培匝数得出的合磁场的方向的轴线，而辅助磁轴被定义为限定由辅助绕组的安培匝数得出的合磁场的方向的轴线。此处，由主绕组的安培匝数得出的合磁场的方向和大小将通过主相量矢量表示。以类似的方式，由辅助绕组的安培匝数得出的合磁场的方向和大小将通过辅助相量矢量表示。

主相量和辅助相量的矢量和得出本文将称为“定子相量”的矢量，“定子相量”限定定子内产生的合磁场(即定子帮助转子旋转的磁场)的方向和大小。

转子产生附加的磁场，并且因此电动机通过两个不同的磁场系统的结合驱动，也就是通过定子相量表示的磁场系统和通过转子产生的磁场。

这里要理解的是，根据本发明的电动机完全适于额定负载，并且具体地，在该额定负载的条件下，定子相量具有表示恒定磁场强度的恒定长度。

根据本发明，通过支持主向量和辅助相量中最弱的并因此最大程度受高于额定负载或低于额定负载的负载影响的一个，即经由运转电容器通过电力供应驱动的一个应用齿的不同的磁导率以帮助保持恒定的磁场强度。

具体地，可以通过制造具有不同的宽度的齿使得齿的至少一些比其他的齿具有更小的或更大的宽度、或使得形成具有特定齿宽度的齿的多个组，获得磁导率的差异。