CN108880121A - 一种用于节能的电动机 - Google Patents

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段辉明
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Abstract

本发明提供了一种用于节能的电动机，包括：外壳、定子、转子、转子轴，前端盖、后端盖、散热风扇、风罩、变频控制装置和电路板；所述散热风扇为轴流式风扇，固定在所述转子轴上；所述电路板设置在所述后端盖上，且所述风罩罩住所述后端盖；所述定子采用单双层混合绕组，所述单双层混合绕组的中性点通过串联的电容和电阻接地；所述电容和电阻设置在所述电路板上。单双层混合绕组带电相线间的相互作用能够有效铁芯的磁通密度，降低电动机的空载电流，提高了绕组系数，提高线圈电抢通密度，使得电动机的输出增大电流增大，降低电动机空载电流。能够将电动记得空载电流降低至5%至20%左右，在满足国家标准的前提下，达到了节约能量的效果。

Description

一种用于节能的电动机
技术领域
本发明涉及电动机领域，尤其是一种用于节能的电动机。
背景技术
现有的三相异步电动机都采用变频式调速机构，但是现有的变频式三相异步电动机容易产生共振现象，从而影响正常的使用。因此，现有技术中的三相异步电动机的变频性能较差的技术问题。
并且，现有技术中的电动机的定子绕组通常是采用双层绕组的形式，双层绕组使得电机的空载电流较大，节能效果较差。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种用于节能的电动机，用以实现提高电动机的变频性能，提高电动机的节能效果。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供的用于节能的电动机，包括：
外壳、定子、转子、转子轴，前端盖、后端盖、散热风扇、风罩、变频控制装置和电路板；
其中，所述转子包括：相互连接的第一转子和第二转子，所述第一转子和所述第二转子套设于所述转子轴上；
所述散热风扇为轴流式风扇，固定在所述转子轴上；所述电路板设置在所述后端盖上，且所述风罩罩住所述后端盖；
所述定子采用单双层混合绕组，所述单双层混合绕组的中性点通过串联的电容和电阻接地；所述电容和电阻设置在所述电路板上。
优选地，所述单双混合绕组为72槽4极，包括由第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈按照同心方式由外到内排列的单双层混合绕组线圈, 所述第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈依次排放在所述定子的定子槽中，所述的第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈匝数不等，所述的第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈跨距不等，所述的第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈在每一所述定子的定子槽内绕组中总数相等。
优选地，所述风罩、所述前端盖和所述后端盖上均设置有通风孔。
优选地，所述变频调速机构还包括控制机构，所述控制机构设置在所述电路板上。
优选地，所述第一转子和第二转子通过连接部连接。
与现有技术相比，本发明实施例提供的用于节能的电动机，至少具有以下有益效果：
本发明提供的用于节能的电动机中对定子的绕组由于采用了单双层混合绕组的形式，单双层混合绕组带电相线间的相互作用能够有效铁芯的磁通密度，降低电动机的空载电流，提高了绕组系数，提高线圈电抢通密度，使得电动机的输出增大电流增大，降低电动机空载电流。能够将电动记得空载电流降低至5%至20%左右，在满足国家标准的前提下，达到了节约能量的效果。
附图说明
图1为本发明实施例所述的用于节能的电动机的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的定子的单双层混合绕组的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
如图1所示，本发明实施例提供了一种用于节能的电动机，外壳1、定子3、转子3、转子轴，前端盖4、后端盖5、散热风扇7、风罩6、变频控制装置和电路板8；
其中，所述转子3包括：相互连接的第一转子和第二转子，所述第一转子和所述第二转子套设于所述转子轴上；
所述散热风扇7为轴流式风扇，固定在所述转子轴上；所述电路板8设置在所述后端盖5上，且所述风罩6罩住所述后端盖5；
所述定子3采用单双层混合绕组，所述单双层混合绕组的中性点通过串联的电容和电阻接地；所述电容和电阻设置在所述电路板8上。
本发明最主要的特征在于定子3采用了单双层混合绕组。单双层混合绕组带电相线间的相互作用能够有效铁芯的磁通密度，降低电动机的空载电流，提高了绕组系数，提高线圈电抢通密度，使得电动机的输出增大电流增大，降低电动机空载电流。本发明实施例提供的电动机，能够将电动记得空载电流降低至5%至20%左右，在满足国家标准的前提下，达到了节约能量的效果。
散热风扇7安装在转子轴的非轴伸端，风罩6安装在后端盖5上并罩住散热风扇7和电路板8。风罩6和前后端盖5上均开设通风孔，电动机工作时，空气流由散热风扇7自风罩6吸入，流经后端盖5、电动机的定子3与转子3之间的间隙，最后自前端盖4排出。上述设计能使得空气流同时冷却后端盖5上的变频控制装置和电路板8元件，以及电动机定、转子3，取得良好的电动机散热效果，并同时降低了变频控制装置及电路板8上元器件的热故障风险。
为了克服现有电动机容易产生电磁噪声、电流不稳定、转子3损耗大的技术问题，采用两节转子3，第一转子和第二转子，且，这两节转子3通过相对两面上的连接件连接，避免转子3损耗。
本发明在变频驱动电动机的三相绕组中性点与地之间接入了串联连接的电容和电阻，经合理配置该电容和电阻的参数，能够针对性地进一步降低特定次数的电流谐波。上述电容和电阻设置在电动机后端盖5的电路板8上。
参照图2，所述单双混合绕组为72槽4极，包括由第一线圈9、第二线圈10、第三线圈11、第四线圈12、第五线圈13按照同心方式由外到内排列的单双层混合绕组线圈, 所述第一线圈9、第二线圈10、第三线圈11、第四线圈12、第五线圈13依次排放在所述定子3的定子槽14中，所述的第一线圈9、第二线圈10、第三线圈11、第四线圈12、第五线圈13匝数不等，所述的第一线圈9、第二线圈10、第三线圈11、第四线圈12、第五线圈13跨距不等，所述的第一线圈9、第二线圈10、第三线圈11、第四线圈12、第五线圈13在每一所述定子3的定子槽14内绕组中总数相等。
第一线圈9、第二线圈10、第三线圈11、第四线圈12、第五线圈13一次连接，每个线圈均为电动机的三相绕组中的其中一相中的一组线圈中的一个线圈，按照气隙磁场正弦分布规律，匝比为：1:0.739:0.565:0.435:0.261，第一线圈9、第二线圈10、第三线圈11、第四线圈12、第五线圈13跨距分别为 17、15、 13、11、9。
第一线圈9、第二线圈10、第三线圈11、第四线圈12、第五线圈13单层绕组、双层绕组同时存在，第一线圈9所在的定子槽14为单层线圈，第二线圈10、第三线圈11、 第四线圈12、第五线圈13所在的定子槽14为双层线圈。采用这种设置方式有利于下线。
根据设计需求，按照同心式的方式，第一线圈9嵌于槽A及槽R内，第二线圈10嵌于槽B及槽Q内，所述的第三线圈11嵌于槽C及槽 P内，所述的第四线圈12嵌于槽D及槽D内，所述的第五线圈13嵌于槽E及槽N内，下线完成后每个槽内的定子3线圈匝数相等，且三相对称分布，第一线圈9、第二线圈10、第三线圈11、第四线圈12、第五线圈13的跨距依次为 17、15、13、11、9，其中第一线圈9从槽A 到槽R，定子3线圈的尾部与第二线圈10的头部相连，第二线圈10、第三线圈11、第四线圈12、第五线圈13尾部与头部依次相连。每个线圈的跨距依次相差2个槽。
本发明的单双层混合绕组产生的磁势在气隙磁场中接近正弦规律变化，基波含量高，提高了绕组系数,有效地提高了电机效率；该单双层混合绕组满足短距的性能优点，能基本消除磁场中的 5 次和 7 次谐波，有效地降低了电磁噪声；另外，定子3的线圈采用单双层混合的型式，较一般的双层叠绕线圈数量减少16.7％，前后线包高度缩短20％左右，大大的节约了铜的使用量。
具体的，在本发明实施例中，该变频调速机构还包括控制机构，所述控制机构设置在所述电路板8上。能够实现对该变频调速机构的控制调节。
通过上述单双层绕线带电相线间的相互作用能够有效抑制电流谐波，降低波形畸变率，同时降低了电动机的空载电流，也减少了绕线量，简化了工序。
上述采用的风扇、罩壳等，能够有效进行散热。
上述的设置都对电动机的变频性能起到促进作用，从而提高了变频性能。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于节能的电动机，其特征在于，包括：外壳、定子、转子、转子轴，前端盖、后端盖、散热风扇、风罩、变频控制装置和电路板；
其中，所述转子包括：相互连接的第一转子和第二转子，所述第一转子和所述第二转子套设于所述转子轴上；
所述散热风扇为轴流式风扇，固定在所述转子轴上；所述电路板设置在所述后端盖上，且所述风罩罩住所述后端盖；
所述定子采用单双层混合绕组，所述单双层混合绕组的中性点通过串联的电容和电阻接地；所述电容和电阻设置在所述电路板上。
2.根据权利要求1所述的用于节能的电动机，其特征在于，所述单双混合绕组为72槽4极，包括由第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈按照同心方式由外到内排列的单双层混合绕组线圈, 所述第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈依次排放在所述定子的定子槽中，所述的第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈匝数不等，所述的第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈跨距不等，所述的第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈在每一所述定子的定子槽内绕组中总数相等。
3.根据权利要求 2 所述的用于节能的电动机，其特征在于，所述风罩、所述前端盖和所述后端盖上均设置有通风孔。
4.根据权利要求 3 所述的用于节能的电动机，其特征在于，所述变频调速机构还包括控制机构，所述控制机构设置在所述电路板上。
5.根据权利要求 4 所述的用于节能的电动机，其特征在于，所述第一转子和第二转子通过连接部连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109510355A (zh) * 2018-12-18 2019-03-22 西门子电机(中国)有限公司 电机同心式绕组、电机同心式绕组的绕线方法及电机

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