電機定子和單向異步電機及壓縮機的製作方法

2023-07-18 14:09:06 3

本實用新型涉及電機技術領域，具體地，涉及一種電機定子，一種單向異步電機和一種壓縮機。

背景技術：

隨著人們生活品質的提升，特別是在炎熱地帶，空調的普及程度越來越高。已知的是，在空調的製冷循環中，壓縮機起到至關重要的作用，壓縮機吸入低溫低壓氣體，通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮後，排出高溫高壓的製冷劑氣體，為製冷循環提供動力，從而實現壓縮→冷凝→膨脹→蒸發的製冷循環。

同時，變極調速電機由於在調速時無須變頻器，成本低，且對電網無諧波汙染，又能滿足快、慢兩種或多種速度的工況之需，具有節能效果等優點而得到廣泛應用，例如，各種類型的變極調速電機廣泛用於驅動壓縮機。

而壓縮機通常需要根據製冷需求來實時地調節製冷劑的循環量大小，因此，為了實現空調冷量調節，本實用新型提供一種不同的單向異步電機。

技術實現要素：

本實用新型提供一種電機定子，該電機定子能夠根據控制需求適時地變換極性，從而在應用都壓縮機後，能夠有效地實現空調冷量調節。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種電機定子，包括定子本體，所述定子本體上周向間隔設置有直徑相對的第一線圈和第三線圈，和直徑相對的第二線圈和第四線圈，每個線圈的線路兩端連接有各自的接線端子，其中，所述第二線圈和所述第三線圈能夠正向接線，使得所述第一線圈和所述第三線圈形成為主繞組，所述第二線圈和所述第四線圈形成為副繞組，以使電機定子處於兩極狀態；所述第二線圈和所述第三線圈能夠反向接線，使得四個線圈都形成為主繞組，以使電機定子處於四極狀態。

本實用新型提供的電機定子中，由於並不直徑相對的第二線圈和第三線圈能夠正向接線或者反向接線，這樣，第二線圈和第三線圈正向接線時，第一線圈和第三線圈形成為主繞組，第二線圈和第四線圈形成為副繞組(比如第二線圈和第四線圈可以接電容以移相來形成副繞組)，從而使得電機定子形成為兩極，以使得電機提供一種範圍的轉速，而當第二線圈和第三線圈反向接線時，第一線圈、第二線圈、第三線圈和第四線圈都形成為主繞組(比如第二線圈和第四線圈可以繞過電容和電源接通來形成主繞組)，以使得電機提供另一種範圍的轉速，這樣，設置有該電機定子的電機可以變極調速來適當地驅動壓縮機，以有效地實現空調冷量調節。

進一步地，在圓周方向上，所述第一線圈、所述第二線圈、所述第三線圈和所述第四線圈依次間隔90°布置。

進一步地，所述定子本體上繞制有所述第一線圈和所述第三線圈的主相定子齒的周向長度大於繞制有所述第二線圈和所述第四線圈的副相定子齒的周向長度。

更進一步地，各個定子齒的內周面上形成有順著同一周向方向從定子齒的一端開始延伸的周向凹部，其中，每個周向凹部的周向長度為各個定子齒的內周面周向長度的一半。

另外，各個線圈的繞制匝數相同。

另一方面，本實用新型提供一種單向異步電機，該單向異步電機包括控制裝置和上述任一所述的電機定子，每個線圈的線路兩端連接的接線端子和所述控制裝置連接，其中，所述控制裝置設置為能夠控制所述第二線圈和所述第三線圈的正反向接線，並設置為能夠控制電機定子在所述兩極狀態和所述四極狀態之間切換。

這樣，如上所述的，由於控制裝置能夠控制第二線圈和第三線圈正反向接線，比如，在兩極時，第二線圈和第三線圈正向接線，以使得電機提供一種範圍的轉速，當需要調節到四極時，第二線圈和第三線圈則反向接線，從而使得電機提供另一種範圍的轉速，這樣，設置有該單向異步電機可以變極調速來適當地驅動壓縮機，以有效地實現空調冷量調節。

進一步地，所述控制裝置包括相互並聯的電容和第一電源連接線路，其中，在所述兩極狀態，所述第二線圈和所述第四線圈與所述電容電連接以形成為副繞組；在所述四極狀態，所述第二線圈和所述第四線圈與所述第一電源連接線路電連接。

更進一步地，所述控制裝置包括連接在所述第二線圈的兩端的連接端子上的第二電源連接線路和第三電源連接線路，其中，第二電源連接線路和第三電源連接線路僅在所述四極狀態下接通以實現所述第二線圈的與所述兩極狀態相反的反向接線。

更進一步地，所述控制裝置包括連接在所述第三線圈的兩端的連接端子上的第四電源連接線路和第五電源連接線路，其中，第四電源連接線路和第五電源連接線路僅在所述四極狀態下接通以實現所述第三線圈的與所述兩極狀態相反的反向接線。

再一方面，本實用新型提供一種壓縮機，所述壓縮機設置有上述任一所述的單向異步電機。如上所述的，在電機的調速下，該壓縮機可以根據製冷需求來實時地調節製冷劑的循環量大小，以顯著地提高空調使用的舒適性。

附圖說明

圖1是本實用新型的具體實施方式提供的電機定子的結構示意圖；

圖2是本實用新型的具體實施方式提供的電機定子處於兩極時的電路示意圖；

圖3是本實用新型的具體實施方式提供的電機定子處於四極時的電路示意圖；

圖4是本實用新型的具體實施方式提供的電機定子實現兩極和四極切換一個一種電路示意圖；

圖5是本實用新型的具體實施方式提供的壓縮機的控制方框示意圖。

附圖標記說明

1-第一線圈，2-第二線圈，3-第三線圈，4-第四線圈，5-定子本體，6- 主相定子齒，7-副相定子齒，8-周向凹部，9-電容，11-第一電源連接線路， 12-第二電源連接線路，13-第三電源連接線路，14-第四電源連接線路，15- 第五電源連接線路。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限制本實用新型。

參考圖1、圖2和圖3所示，本實用新型提供的電機定子包括定子本體 5，定子本體5上周向間隔設置有直徑相對的第一線圈1和第三線圈3，和直徑相對的第二線圈2和第四線圈4，每個線圈的線路兩端連接有各自的接線端子，其中，第二線圈2和第三線圈3能夠正向接線，使得第一線圈1和第三線圈3形成為主繞組，第二線圈2和第四線圈4形成為副繞組，以使電機定子處於兩極狀態；第二線圈2和第三線圈3能夠反向接線，使得四個線圈都形成為主繞組，以使電機定子處於四極狀態。

在該技術方案中，由於並不直徑相對的第二線圈2和第三線圈3能夠正向接線或者反向接線，這樣，第二線圈2和第三線圈3正向接線時，第一線圈1和第三線圈2形成為主繞組，第二線圈2和第四線圈4形成為副繞組(比如如圖2所示的第二線圈2和第四線圈4可以接電容9以移相來形成副繞組)，從而使得電機定子形成為兩極，以使得電機提供一種範圍的轉速，而當第二線圈2和第三線圈3反向接線時，第一線圈1、第二線圈2、第三線圈3和第四線圈4都形成為主繞組(比如如圖3所示的第二線圈2和第四線圈4可以繞過電容9和電源接通來形成主繞組)，以使得電機提供另一種範圍的轉速，這樣，設置有該電機定子的電機可以變極調速來適當地驅動壓縮機，以有效地實現空調冷量調節。

進一步地，為了便於電機能夠更穩定可靠地提供所需轉速，優選地，如圖1所示的，在圓周方向上，第一線圈1、第二線圈2、第三線圈3和第四線圈4依次間隔90°布置。這樣，在兩極或者四極時，電機定子上的線圈就能夠提供更穩定均勻的磁場。

另外，單相電機由於磁路和電路均處於不平衡狀態而處於非圓形磁場中，磁勢的諧波分量很大，諧波轉矩不僅加大電機的振動噪音，通常還會減小工作轉矩和造成起動困難。因此，為了減小諧波分量優選地，如圖1所示的，定子本體5上繞制有第一線圈1和第三線圈3的主相定子齒6的周向長度大於繞制有第二線圈2和第四線圈4的副相定子齒7的周向長度。具體地，主相定子齒6和副相定子齒7在周向的兩側都包括各自對應的極靴，這樣，包括極靴的主相定子齒6的周向長度大於副相定子齒7的周向長度。

另外，在兩極或者四極狀態下，為了能夠使得電機產生足夠的起動轉矩，並能夠提供穩定可靠的動力輸出，本實用新型的電機定子中，如圖1所示的，各個定子齒的內周面上形成有順著同一周向方向從定子齒的一端開始延伸的周向凹部8，其中，每個周向凹部8的周向長度為各個定子齒的內周面周向長度的一半。這樣，無論是在兩極狀態下，還是在四極狀態下，包括該電機定子的電機都能夠提供穩定可靠的動力輸出。

另外，為了進一步提供穩定可靠的動力輸出，優選地，各個線圈的繞制匝數相同。

另一方面，本實用新型提供一種單向異步電機，該單相異步電機包括控制裝置和上述任一所述的電機定子，每個線圈的線路兩端連接的接線端子和控制裝置連接，其中，控制裝置設置為能夠控制第二線圈2和第三線圈3的正反向接線，並設置為能夠控制電機定子在兩極狀態和四極狀態之間切換。

這樣，如上所述的，由於控制裝置能夠控制第二線圈2和第三線圈3正反向接線，比如，在兩極時，如圖2所示的，第二線圈2和第三線圈3正向接線，以使得電機提供一種範圍的轉速，當需要調節到四極時，如圖3所示的，第二線圈2和第三線圈3則反向接線，從而使得電機提供另一種範圍的轉速，這樣，設置有該單向異步電機可以變極調速來適當地驅動壓縮機，以有效地實現空調冷量調節。

當然，本實用新型的單向異步電機中，控制裝置可以具有多種形式來實現上述的兩極和四極之間的切換，例如，圖4就顯示了控制裝置如何控制兩極和四極之間切換的一種電路結構。參考圖4所示的，該控制裝置包括相互並聯的電容9和第一電源連接線路11，其中，在兩極狀態，第二線圈2和第四線圈4與電容9電連接以形成為副繞組；在四極狀態，第二線圈2和第四線圈4與第一電源連接線路11電連接。例如，電源連接有開關1，而電容9 和第一電源連接線路11都能夠和第二線圈2和第四線圈4連接，這樣，開關1和A點連接時，第二線圈2和第四線圈4就連接有電容9以移相來形成副繞組，而第一線圈1和第三線圈3則可以直接和電源電連接來形成主繞組，如圖2所示的兩極狀態；當開關1和第一電源連接線路11的B點連接時，第二線圈2和第四線圈4就和電源接通，此時，第二線圈2和第三線圈3則需要反向接線，使得四個線圈都形成為主繞組，如圖3所示的四極狀態。

當然，可選擇地，電容9和第一電源連接線路11可以直接和電源連接，而開關1則布置在電容9和第一電源連接線路11與第二線圈2和第四線圈4 之間，以選擇地連接電容9的接點A，或者第一電源連接線路11的接點B。

對比圖2和圖3中的第二線圈2和第三線圈3的接線，就能夠看出兩極和四極切換時，第二線圈2和第三線圈3的接線也需要變化。

更進一步地，圖4更進一步地顯示了第二線圈2和第三線圈3是如何通過一種具體方式來正反向接線的，具體地，控制裝置包括連接在第二線圈2 的兩端的連接端子上的第二電源連接線路12和第三電源連接線路13，其中，第二電源連接線路12和第三電源連接線路13僅在四極狀態下接通以實現第二線圈2的與兩極狀態相反的反向接線。例如，第二電源連接線路12的一端連接於第二線圈2的端子4，並在兩者的連接處形成有接點K，而第二電源連接線路12的另一端則形成接點H，類似地，第三電源連接線路13的一端連接在第二線圈2的端子3，並在兩者的連接處形成接點G，而第三電源連接線路13的另一端則形成有接點J，這樣，在兩極狀態下，開關4和接點 G連接同時開關5和接點K連接，而在四極狀態下，開關4和接點H連接同時開關5則和接點J連接，以實現第二線圈2的正反向接線。

類似地，繼續參考圖4，控制裝置包括連接在第三線圈3的兩端的連接端子上的第四電源連接線路14和第五電源連接線路15，其中，第四電源連接線路14和第五電源連接線路15僅在四極狀態下接通以實現第三線圈3的與兩極狀態相反的反向接線。例如，第四電源連接線路14的一端連接於第三線圈3的端子5，並在兩者的連接處形成有接點F，而第四電源連接線路 14的另一端則形成接點D，類似地，第五電源連接線路15的一端連接在第三線圈3的端子6，並在兩者的連接處形成接點C，而第五電源連接線路15 的另一端則形成有接點E，這樣，在兩極狀態下，開關2和接點C連接同時開關3和接點F連接，而在四極狀態下，開關2和接點D連接同時開關3 則和接點E連接，以實現第三線圈3的正反向接線。

這樣，綜上所述的，在一種具體的實施方式中，如圖4所示的，第一線圈1的端子1和端子2能夠和電源電連接，第四線圈4的端子8則根據需要連接電源，而端子7則連接於電源。

兩極時，開關1連接接點A，開關2連接接點C，開關3連接接點F，而開關4連接接點G，開關5連接接點K，以如圖2所示的，使得第一線圈 1和第三線圈3形成為主繞組，而第二線圈2和第四線圈4形成為副繞組，此時，電機為單相電容運轉異步電機。

當需要切換為四極時，開關1連接接點B，開關2連接接點D，開關3 連接接點E，開關4連接接點H，開關5連接接點J，以使得第二線圈2和第三線圈3反向接線，使得四個線圈都形成為主繞組，此時，電機具有四極，如圖3所示的。

再一方面，本實用新型提供一種壓縮機，參考圖5，所述壓縮機設置有上述任一所述的單向異步電機。如上所述的，在電機的調速下，該壓縮機可以根據製冷需求來實時地調節製冷劑的循環量大小，以顯著地提高空調使用的舒適性。

以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型並不限於此。在本實用新型的技術構思範圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，包括各個具體技術特徵以任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重複，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。但這些簡單變型和組合同樣應當視為本實用新型所公開的內容，均屬於本實用新型的保護範圍。