混合感應電機的製作方法
2023-05-23 00:32:46
專利名稱：混合感應電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及混合感應電機(hybrid induction motor)(以下簡稱『HIM』)，更為詳細的說是，涉及一種可提高效率的單相混合感應電機。
背景技術：
一般來說，單相感應電機的定子中纏繞有空間上相隔90°的主線圈和副線圈，上述主線圈中直接接通有電源電壓，而上述副線圈中則通過電容器(condenser)和開關接通電源電壓。這是因為，只在主線圈中接通電壓的情況下轉子將不會進行啟動，因此，上述副線圈將在定子中產生橢圓形旋轉磁系，並使轉子進行啟動。
作為上述單相感應電機可以罩極線圈型單相感應電機為例。在上述罩極線圈型單相感應電機中，定子上將產生旋轉磁系，並使轉子進行啟動及旋轉。其中，上述定子上纏繞有一個相位(phase)的定子線圈，同時與上述定子線圈相隔既定的角度纏繞有罩極線圈，並起到另一相位的作用。
當在上述定子中只纏繞有定子線圈的情況下，上述定子上將產生交替磁系，而使轉子不進行啟動。因此，在上述定子中纏繞罩極線圈並產生橢圓形的旋轉磁系，上述轉子則通過上述橢圓形的旋轉磁系以一定方向進行啟動及旋轉。
當然，在三相感應電機的情況下，定子上只纏繞有主線圈時也將產生旋轉磁系，因此無需在定子中纏繞上述罩極線圈或副線圈。
此外，最近推出混合感應電機(以下簡稱『HIM』)，上述HIM相比以往的感應電機具有較高的效率，並可產生均勻的驅動力。在上述HIM中，轉子將通過定子中產生的磁束和永久磁鐵產生的磁束進行旋轉，並具有較高的效率。即，通過定子中產生的磁束和永久磁鐵產生的磁束共同對轉子的旋轉力產生影響的感應電機即稱為HIM。
圖1是現有技術中的罩極線圈型HIM(shading coil type hybrid inductionmotor)的側剖面圖；圖2是圖1中的A-A』部分的剖面圖。
如圖1及圖2所示，現有技術中的罩極線圈型HIM 1由定子10、轉子20、永久磁鐵轉子30、旋轉軸40及託架(bracket)50構成。
上述定子10的內部呈中空狀態，其包含有沿著上述定子10的內周面相隔既定的角度，並向半徑方向內側凸出的多個輪齒(teeth)11；纏繞於上述各輪齒11，並在接通1次電流時具有N極或S極的定子線圈12。
並且，上述定子10中還包含有罩極線圈14，上述罩極線圈14與上述定子線圈12空間上相隔既定的角度，並纏繞於上述輪齒11的旋轉方向上形成的槽13中，可在接通2次電流時產生橢圓形的旋轉磁系。
上述轉子20一般使用鼠籠式轉子(squirrel cage rotor)，圖1及圖2中提示出上述鼠籠式轉子的示意圖。
上述轉子20一般通過層積形成有多個插槽21的鋼板構成，其中，上述多個插槽21從中心沿著既定半徑的外周相隔既定的角度形成。此外，上述轉子20中包含有插入於上述轉子鐵芯的插槽21內的棒形狀的導體條(bar)22，上述棒形狀的導體條22一般使用銅棒或者鋁棒。
並且，上述鼠籠式轉子鐵芯的兩端部通過終端環23進行連接，上述結構一般通過鋁壓鑄(die-casting)操作實現，並構成基於上述導體條的電路性短路。
此外，上述轉子20的中心部上形成有軸孔24，上述軸孔24中壓入有用於將上述轉子20的旋轉力傳遞給外部的旋轉軸40，從而使上述轉子20和上述旋轉軸40一體進行旋轉。
上述永久磁鐵轉子30中包含有在上述定子和上述轉子之間相隔既定的距離可旋轉設置的永久磁鐵31；用於將上述永久磁鐵可旋轉支撐於上述旋轉軸的永久磁鐵框架32。其中，上述永久磁鐵框架32在旋轉中心形成有軸承安裝部33，可在上述軸承安裝部33中壓入滾珠軸承(ball bearing)34，並使上述永久磁鐵轉子30相對於上述旋轉軸40可旋轉支撐。並且，上述永久磁鐵31和永久磁鐵框架32可通過粘結劑相互進行結合。
此外，一般的HIM中包含有用於構成HIM的外觀的託架50，上述託架50的內側固定結合有上述定子10，同時上述託架50用於保護內部容納的多個部件。
其中，上述託架50由下部託架和與上述下部託架結合的上部託架構成，並形成整個HIM的外觀。此外，上述旋轉軸40貫通上述上部託架及下部託架，並且上述旋轉軸40相對於上述各託架，例如相對於軸承51可旋轉支撐。
此外，為了提高上述HIM的裝配性，並減小觸電等危險係數，以提高其穩定性，最近使上述定子以單一的注射成型組件(assembly)構成。即，將使上述定子鐵芯及定子線圈等一體通過團狀模壓材料(BMCbulk moldcompound)成型構成。其中，上述BMC成型還可與上述下部託架一體構成。
但是，在包含有現有技術中的罩極線圈型HIM的單相HIM中，為了使轉子以一定的方向啟動，需要在定子中纏繞定子線圈及罩極線圈，或者是在定子中纏繞主線圈及副線圈。其中，上述罩極線圈或副線圈只在上述轉子啟動時起到作用，並使其以一定的方向進行旋轉，一旦上述轉子進行旋轉後，上述罩極線圈或副線圈則將不會對上述轉子的旋轉構成影響。
因此，需要開發出一種不使用上述罩極線圈或副線圈、電容器等不必要的結構而降低製造成本，並可防止不必要的功率浪費，從而提高效率性的HIM。
但是，在不使用上述罩極線圈或副線圈的情況下，當供給有單相常用電源時，永久磁鐵在初始階段將根據上述供給的電源的相位進行正旋轉或逆旋轉啟動，從而導致通過轉子旋轉的旋轉軸的旋轉方向根據情況具有不同的狀態。
因此，為了防止上述旋轉軸的逆旋轉，並提高效率性，需要開發出一種設置有作為非電路結構的結構性的轉子防逆旋轉裝置的HIM。
發明內容
為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種設置有結構性的防逆旋轉裝置的單相HIM，可防止旋轉軸的逆旋轉，並可提高效率性。
為了達到上述目的，本發明中的混合感應電機，其特徵在於，包含有防逆旋轉裝置，它安裝在可旋轉支撐永久磁鐵的永久磁鐵框架的側面，並用於防止永久磁鐵轉子進行逆旋轉。
其中，本發明其特徵在於上述防逆旋轉裝置為接觸於上述永久磁鐵框架的外周面的閂鎖，上述閂鎖具有上述轉子進行逆旋轉時阻礙其旋轉的摩擦面。
並且，本發明其特徵在於上述閂鎖的端部由相對於上述轉子的正旋轉方向形成的摩擦面，以及相對於上述轉子的逆旋轉方向形成的垂直面非對稱構成。
並且，本發明其特徵在於上述閂鎖的摩擦面上形成有為了提高摩擦力而皺縮(crimping)的面。
並且，本發明其特徵在於上述閂鎖的摩擦面上設置有緩衝裝置，用於緩衝上述永久磁鐵框架和上述閂鎖接觸時產生的衝擊。
並且，本發明其特徵在於上述緩衝裝置為沿著上述閂鎖的摩擦面設置的緩衝材料，上述緩衝材料用於緩衝產生的衝擊，並提高上述摩擦面的摩擦力。
並且，本發明其特徵在於上述閂鎖的一端以合葉方式結合於與上述永久磁鐵框架相隔一定距離的位置。
並且，本發明其特徵在於上述閂鎖的合葉軸上設置有用於給閂鎖施加作用力的復位裝置，從而使上述閂鎖始終接觸於永久磁鐵框架的外周面。
並且，本發明其特徵在於上述閂鎖的復位裝置為安裝於上述合葉軸的扭力彈簧。
圖1是現有技術中的罩極線圈型混合感應電機的側剖面圖；圖2是圖1中的A-A』部分的剖面圖；圖3是本發明中的混合感應電機的分解立體圖；圖4是本發明中的混合感應電機的防逆旋轉裝置的立體圖；圖5是圖4中的混合感應電機正旋轉啟動時的防逆旋轉裝置的狀態的平面圖；圖6是圖4中的混合感應電機逆旋轉啟動時的防逆旋轉裝置的狀態的平面圖。
主要部件附圖標記說明132永久磁鐵框架(frame)133軸承安裝部135結合凸起 160閂鎖(latch)161合葉軸 162摩擦面具體實施方式
下面參照附圖對本發明中的較佳實施例進行詳細的說明。
為了方便進行說明，附圖中與現有技術中的結構相同的部分將賦予相同的名稱及相同的符號，並省去對應的詳細說明。
圖3是本發明中的HIM的分解立體圖。如圖所示，本發明中的HIM中包含有定子110、轉子120、永久磁鐵轉子130、旋轉軸140、託架150。
其中，本發明的HIM與以往的HIM相比，沒有纏繞副線圈及罩極線圈，在上述定子110中纏繞的定子線圈(未圖示)上接通單相電源時，上述永久磁鐵轉子130將根據上述電源的相位以任意方向啟動，並進行旋轉。
即，當在初始階段上述轉子120啟動時，將無法預知上述旋轉軸140將以哪個方向進行旋轉。因此，最好設置一種裝置，使上述旋轉軸的旋轉方向始終保持一定的方向。
為此，針對初始啟動時可使旋轉軸140任意進行逆旋轉或正旋轉的HIM中，本發明中將不使用電路或電路性結構，而是通過結構性的裝置使上述旋轉軸140進行正旋轉。
此外，在結構性構成上述防逆旋轉裝置的情況下，最好還設置有緩衝裝置，用於緩衝所產生的衝擊。
下面參照附圖4對本發明中的HIM的防逆旋轉裝置進行說明。
上述防逆旋轉裝置為接觸安裝於永久磁鐵框架132的外周面的閂鎖(latch)160，上述閂鎖160中具有摩擦面162，在永久磁鐵轉子130進行逆旋轉時，上述摩擦面162用於阻礙其進行旋轉。
此外，由於上述永久磁鐵轉子130在剛開始逆旋轉時的扭矩很小，所以最好在上述永久磁鐵轉子130剛開始逆旋轉時防止其進行逆旋轉。
上述閂鎖160的一端部由相對於上述旋轉軸140的正旋轉方向形成的摩擦面162，以及相對於上述旋轉軸140的逆旋轉方向形成的垂直面非對稱構成，其另一端則以合葉方式結合於合葉軸161。
上述閂鎖160的摩擦面162具有較緩的斜率，在上述閂鎖160面接觸於上述永久磁鐵框架132的外周面時，增大摩擦阻力。
即，在進行正旋轉時，上述閂鎖160不與上述永久磁鐵框架132產生幹擾，從而不會妨礙上述旋轉軸140進行旋轉。
但是，在進行逆旋轉時，上述閂鎖160的摩擦面162將接觸於上述永久磁鐵框架132的外周面，上述閂鎖160將向上述永久磁鐵框架132的旋轉方向產生幹擾，從而使上述永久磁鐵框架132停止進行旋轉，並防止上述旋轉軸140進行逆旋轉。
此外，上述閂鎖160設置為其一端始終接觸於上述永久磁鐵框架132的外周面，另一端則以合葉方式結合於與上述永久磁鐵框架132相隔一定距離的位置上。
並且，上述閂鎖160相對於上述旋轉軸140的正旋轉方向傾斜設置。
即，在連接上述合葉軸161和永久磁鐵框架132的中心的直線上，上述閂鎖的長度比上述合葉軸161到上述永久磁鐵框架132表面的距離更長，並且在上述直線上向正旋轉方向傾斜設置。
因此，在上述永久磁鐵轉子130進行正旋轉時，上述閂鎖160處於正旋轉方向傾斜的狀態，並且不會妨礙上述永久磁鐵轉子130進行旋轉；在上述永久磁鐵轉子130進行逆旋轉時，上述閂鎖160的摩擦面162和永久磁鐵框架132的外周面之間將產生摩擦作用力，從而上述閂鎖160和上述永久磁鐵框架132之間將產生幹擾，並使上述永久磁鐵框架132無法再進行旋轉。
即，由於上述閂鎖160的長度比距離上述永久磁鐵框架132表面的距離更長，在進行逆旋轉時，上述閂鎖160將旋轉，並相對於上述永久磁鐵框架132作用有垂直方向的作用力。
並且，為了提高上述閂鎖160和上述永久磁鐵框架132的外周表面之間的摩擦係數，可對上述摩擦面162進行皺縮(crimping)處理操作。
此外，為了在進行逆旋轉時最大限度減少上述閂鎖160和永久磁鐵框架132衝撞時產生的衝擊，上述摩擦面162設置成具有較緩的斜率，從而增加上述閂鎖160和永久磁鐵框架132接觸的時間，同時增大其接觸的面積，並相應的減少衝擊力。
或者，上述摩擦面162上還可設置有起到緩衝作用的緩衝材料，通過設置上述緩衝材料可以增加上述摩擦面162和永久磁鐵框架132的表面之間的摩擦係數。
並且，由於上述閂鎖160始終接觸於上述永久磁鐵框架132，在進行正旋轉時，上述閂鎖160將在與永久磁鐵框架132接觸的狀態下進行旋轉。因此，為了減少產生的噪音及旋轉阻力，上述閂鎖160的端部最好進行圓角(round)處理。
同時，上述閂鎖160的端部最好呈光滑的面，以便最大限度減小摩擦係數。
此外，為了防止上述閂鎖160進行逆旋轉，在旋轉軸140進行逆旋轉時，上述摩擦面162和上述永久磁鐵框架132的表面需要保持較好的接觸狀態。因此，上述閂鎖160最好始終與上述永久磁鐵框架132進行接觸。
即，上述閂鎖160中可設置有用於給閂鎖施加作用力的復位裝置，從而使上述閂鎖始終接觸於永久磁鐵框架的外周面。
上述復位裝置可為安裝在上述合葉軸161的扭力彈簧，上述扭力彈簧將向上述閂鎖160與上述永久磁鐵框架132接觸的方向施加作用力。
下面參照附圖5和附圖6，對本發明中的HIM的防逆旋轉裝置的操作進行說明。
首先，當接通電源時，定子110和轉子120中形成旋轉磁系，從而使永久磁鐵轉子130及永久磁鐵框架132進行旋轉。
此時，上述永久磁鐵轉子130的旋轉方向可為正旋轉或逆旋轉，假設上述永久磁鐵轉子130進行正旋轉時，由於上述閂鎖160不會對上述永久磁鐵框架132產生幹擾，上述轉子130將繼續進行正旋轉操作。
但是，當上述永久磁鐵轉子130進行逆旋轉時，上述閂鎖160的摩擦面162將接觸於上述永久磁鐵框架132的外周面，上述接觸的外周面和摩擦面162之間將產生摩擦作用力，從而使上述永久磁鐵框架132停止進行旋轉。
此外，只有在上述永久磁鐵轉子130進行正旋轉時，上述摩擦面162和永久磁鐵框架132才將分離，因此，可防止上述永久磁鐵轉子130逆旋轉，從而始終進行正旋轉。
以上針對本發明中的較佳實施例進行了說明，但本發明不只局限於如上所述的實施例，在不超出本發明基本技術思想的範疇內，相關行業的技術者可對其進行多種變形及應用。
權利要求
1.一種混合感應電機，其特徵在於，包括防逆旋轉裝置，安裝在可旋轉支撐永久磁鐵的永久磁鐵框架的側面，並用於防止永久磁鐵轉子進行逆旋轉。
2.根據權利要求1所述的混合感應電機，其特徵在於上述防逆旋轉裝置為接觸於上述永久磁鐵框架的外周面的閂鎖，上述閂鎖具有上述轉子進行逆旋轉時阻礙其旋轉的摩擦面。
3.根據權利要求2所述的混合感應電機，其特徵在於上述閂鎖的端部由相對於上述轉子的正旋轉方向形成的摩擦面，以及相對於上述轉子的逆旋轉方向形成的垂直面非對稱構成。
4.根據權利要求2所述的混合感應電機，其特徵在於上述閂鎖的摩擦面上形成有為了提高摩擦力而皺縮的面。
5.根據權利要求2所述的混合感應電機，其特徵在於上述閂鎖的摩擦面上設置有緩衝裝置，用於緩衝上述永久磁鐵框架和上述閂鎖接觸時產生的衝擊。
6.根據權利要求5所述的混合感應電機，其特徵在於上述緩衝裝置為沿著上述閂鎖的摩擦面設置的緩衝材料，上述緩衝材料用於緩衝產生的衝擊，並提高上述摩擦面的摩擦力。
7.根據權利要求2所述的混合感應電機，其特徵在於上述閂鎖的一端以合葉方式結合於與上述永久磁鐵框架相隔一定距離的位置。
8.根據權利要求7所述的混合感應電機，其特徵在於上述閂鎖的合葉軸上設置有用於給閂鎖施加作用力的復位裝置，從而使上述閂鎖始終接觸於永久磁鐵框架的外周面。
9.根據權利要求8所述的混合感應電機，其特徵在於上述閂鎖的復位裝置為安裝於上述合葉軸的扭力彈簧。
全文摘要
本發明涉及設置有結構性防逆旋轉裝置的單相混合感應電機，可通過上述裝置防止旋轉軸進行逆旋轉，並可提高效率性。本發明中的混合感應電機，其特徵在於，包含有防逆旋轉裝置，它安裝在可旋轉支撐永久磁鐵的永久磁鐵框架的側面，並用於防止永久磁鐵轉子進行逆旋轉。
文檔編號H02K17/32GK1941563SQ200510015259
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月27日 優先權日2005年9月27日
發明者李善重 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司