CN101539150B - 一种单相电动机驱动的通风机 - Google Patents
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Abstract
一种单相电动机驱动的通风机，包括叶轮和直接驱动叶轮的电动机；所述叶轮为轴流式、直径400mm以内、叶片数3～6以及额定转速不低于900r/m，或者所述叶轮为离心式、直径200mm以内、叶片数25～50以及额定转速不低于950r/m；所述电动机长径比为0.6以内，内鼠笼转子且斜定子槽1以内，定子包括铁芯和绕组，所述铁芯为8槽，绕组嵌线为二相4极，各极相组均跨距为1槽。该设计可简化工艺而降低成本且改善部分产品启动过程的抖动情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种单相电动机驱动的通风机，尤其涉及其机械结构与电磁结构的配合。
背景技术
日用电器的通风机通常由单相电动机直接驱动叶轮，业界一直在为降低其成本或/和改善其性能而努力，包括解决叶轮惯量较大而又不便平衡的通风机启动过程的抖动问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出一种单相电动机驱动的通风机，其相对于传统设计，可进一步降低其成本或改善其性能，包括对部分产品克服其启动过程的抖动问题。
本发明解决所述技术问题的技术方案之一是，一种单相电动机驱动的通风机，包括叶轮和直接驱动叶轮的电动机；且：
——叶轮为轴流式，直径为400mm以内，叶片数小于8，额定转速不低于900r/m；
——电动机长径比为0.6以内，内鼠笼转子且斜定子槽1槽以内，定子包括铁芯和绕组，所述铁芯为8槽；所述绕组嵌线为二相4极，各极相组均跨距为1槽。
本发明解决所述技术问题的技术方案之二是，一种单相电动机驱动的通风机，包括叶轮和直接驱动叶轮的电动机；且：
——叶轮为离心式，直径为200mm以内，叶片数25～50，额定转速不低于950r/m；
——电动机长径比为0.6以内，内鼠笼转子且斜定子槽1槽以内，定子包括铁芯和绕组，所述铁芯为8槽；绕组嵌线为二相4极，各极相组均跨距为1槽。
传统设计通风机用单相电动机通常采用至少16槽和全距绕组而排斥少槽和短距绕组。主要是，少槽结构成本低却谐波严重，短距绕组可改善谐波却降低了绕组系数于成本不利。本设计巧妙地化害为利和利其所利，对于叶轮直径为400mm以内、叶片数3～6和额定转速不低于900r/m的轴流式通风机或叶轮直径为200mm以内、叶片数25～50和额定转速不低于950r/m的离心式通风机，在其谐振频率所在100～400r/m区间，利用2相4极电动机机械特性在此区间因定子槽数和转子斜槽较少使3次谐波增强而更突出的极大值大幅度增加力矩，从而提高叶轮此时的加速度以迅速越过共振区间，改善启动过程共振抖动的情况。同时，跨距1槽的半距绕组对3次谐波影响较少，但在长径比较少时因端部缩短使电阻显著减少可抵消绕组系数下降对铁芯利用率的影响，以至在通风机额定运行点仍可保持电动机的性能，且少槽和半距均简化工艺，尤其端部缩短省铜以至降低成本。
进一步设计所述定子铁芯冲片为方形4角倒有圆弧的外形或/和所述电动机绕组二相中的一相与电容器并联后与另一相串联再接往电源。前者充分利用冲片开料且增大***质量，使谐振区间更接近电动机3次谐波的峰值点，后者相比传统电路有更强的3次谐波效应，均有利于进一步改善启动过程的抖动情况。
最好进一步设计所述电动机折算到主相的转子电阻为主相绕组电阻的1.5倍以内。该限制进一步有利于谐波效应出现在低速区以提高越过共振区所需力矩，避免出现于高速区以影响额定连续运行性能。
附图说明
图1是本发明第1实施例通风机结构主視图；
图2是本发明第1实施例通风机定子冲片示意图；
图3是本发明第1实施例通风机绕组展开图。
具体实施方式
本发明第1实施例通风机结构如图1所示。这是一家用小功率轴流式换气扇，主要包括固定于机壳10的电动机2，连接于该电动机输出轴的具有4个叶片(图中未示出，按风压要求也可以设计为3、5、6或7个叶片)和直径为300mm的叶轮1；额定转速1300r/m；电动机2为内转子电动机，包括定子3和具有31个闭口槽且斜1.75个转子槽(斜槽数可视实验所得综合性能的情况适当调整，但不要多于1个定子槽)鼠笼转子4；定子3包括由8个齿组成的铁芯5，每齿各绕一具有绝缘框架的线圈元件6。
铁芯5圆径80mm，厚度32mm(若叶轮功率增大，可适当增加叠厚，但不要超过48mm)，冲片为方形圆角，开均匀、开口平底槽8槽(也可为异性槽、闭口槽和圆底槽)，其中4个齿位于4直线段对称轴，另4个齿位于4角圆弧段的对称轴，见图2。
绕组结构和接线见图3。主相绕组m1-m2由位于铁芯5冲片4直线段(见图2)的对称轴上序号为1、3、5、7(见图3)共4个齿上的4个线圈元件按4极串联组成；副相绕组a1-a2由位于铁芯5冲片4角圆弧段(见图2)的对称轴上序号为2、4、6、8(见图3)共4个齿上的4个线圈元件按4极串联组成。副相绕组a1-a2并联电容器后与主相m1-m2串联接往220V交流电源。当然，也可采用常规的副相绕组a1-a2串联电容器后与主相绕组m1-m2并联接往电源的方式。
本发明第2实施例为一家用离心式通风机，叶轮直径为200mm，叶片数32(若风压要求高，可设计更多叶片，但不要多于50)，使用与第1实施例相同的电动机，但额定转速提高为1380r/m。
按照通风机的额定电压及其叶轮在实际通风结构中的机械功率和额定转速，对电动机进行电磁设计，例如定子内外径、叠厚、槽型和绕组匝数以及鼠笼转子的槽型和端环等参数的计算和调整，包括使电动机折算到主相的转子电阻不大于主相绕组电阻(本发明实施例产品电动机折算到主相的转子电阻与主相绕组电阻大致相等，均约为200欧姆)，可参考《微特电机设计程序》(上海微特电机研究所主编，上海科学技术出版社1983年7月第1版)等单相电容运转电动机设计资料。
Claims (5)
1.一种单相电动机驱动的通风机，包括叶轮和直接驱动叶轮的电动机；其特征在于：
——所述叶轮为轴流式，直径为400mm以内，叶片数小于8，额定转速不低于900r/m；
——所述电动机长径比为0.6以内，内鼠笼转子且斜1个定子槽距以内，定子包括铁芯和绕组，所述铁芯为8槽；所述绕组嵌线为二相4极，各极相组均跨距为1槽。
2.一种单相电动机驱动的通风机，包括叶轮和直接驱动叶轮的电动机；其特征在于：
——所述叶轮为离心式，直径为200mm以内，叶片数25～50，额定转速不低于950r/m；
——所述电动机长径比为0.6以内，内鼠笼转子且斜1个定子槽距以内，定子包括铁芯和绕组，所述铁芯为8槽；绕组嵌线为二相4极，各极相组均跨距为1槽。
3.按照权利要求1或权利要求2所述通风机，其特征在于：所述定子铁芯冲片为方形4角倒有圆弧的方圆外形，8槽等齿宽均布。
4.按照权利要求1或权利要求2所述通风机，其特征在于：所述电动机绕组二相中的一相与电容器并联后与另一相串联再接往电源。
5.按照权利要求1或权利要求2所述通风机，其特征在于：所述电动机折算到主相的转子电阻为主相绕组电阻的1.5倍以内。
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