CN201328057Y - 具有4/6极共用绕组的psc电动机 - Google Patents

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Abstract

一种PSC电动机，其具有定子铁心、被设置为与定子铁心呈旋转关系的转子、绕卷在定子铁心上的第一至第八绕组线圈组以及电容器，该电动机具有4极结构和6极结构两种运转方式，4极结构包含主绕组以及与电容器串联的副绕组，并具有可逆的两个运转方向，当朝着一个方向运转时，主绕组包含第一至第四绕组线圈组，副绕组包含第五至第八绕组线圈组；当朝另一个方向运转时，主绕组包含第五至第八绕组线圈组，副绕组包含第一至第四绕组线圈组；6极结构包含主绕组以及与电容器串联的副绕组，并具有可逆的两个运转方向，当朝着一个方向运转时，主绕组包含第一、第二、第五以及第七绕组线圈组，副绕组包含第三、第四、第六、第八绕组线圈组；当朝另一个方向运转时，主绕组包含第三、第四、第六、第八绕组线圈组，且副绕组包含第一、第二、第五以及第七绕组线圈组。

Description

具有4/6极共用绕组的PSC电动机
技术领域
本实用新型一般涉及PSC(固定分相电容式)电动机，具体而言，涉及具有4/6极共用绕组的PSC电动机。
背景技术
PSC电动机常常被用作洗衣机用电动机。为了在不使用复杂且昂贵的可变频率控制器的情况下为多种洗衣循环提供多速运行，一些洗衣机包含若干个完全独立的、不同极数的定子绕组，以便在各个速度下运行。例如，在一种三速PSC电动机的实例中，定子包含用于低速运行的8极绕组、用于中速运行的6极绕组、用于高速运行的4极绕组。通常，为了使大量绕组容纳在尺寸有限的定子狭槽中，绕组由价格相当贵的铜制成。
现有技术中已经提出了共用绕组结构，其中，通过改变连接方式，在多种极数之间共用部分绕组，从而得到不同的电机转速(例如，可参见中国实用新型专利申请公开说明书CN 1479434A)。与普通结构相比，共用绕组结构有其特殊的优点，包括缩小的电机尺寸、提高的材料利用效率、降低的制造成本等等。
然而，共用绕组技术的实用性在很大程度上取决于结构切换和绕组再连接是否简单易行。图1为现有技术中具有4/6极共用绕组的PSC电动机的原理图。由图1可见，4极结构和6极结构运行模式之间的切换需要5个单刀双掷开关和1个单刀单掷开关。此外，为了获得更好的性能，使电动机在以4极结构和以6极结构运行时使用不同容量的电容器，还要增加1个单刀单掷开关。
现有的包含6组以上单刀双掷触点的继电器构造复杂、尺寸大、成本高、制造难度大，故而价格昂贵。因此，共用绕组结构存在改进的空间。
实用新型内容
开发本实用新型以解决上面提到的问题。在一个实施形态中，本实用新型提供了一种PSC电动机，其具有定子铁心、被设置为与定子铁心呈旋转关系的转子、绕卷在定子铁心上的第一至第八绕组线圈组以及电容器，该电动机具有4极结构和6极结构两种运转方式，所述4极结构包含主绕组以及与所述电容器串联的副绕组，并具有可逆的两个运转方向，当朝着一个方向运转时，主绕组包含第一至第四绕组线圈组，且副绕组包含第五至第八绕组线圈组；当朝另一个方向运转时，主绕组包含第五至第八绕组线圈组，且副绕组包含第一至第四绕组线圈组；所述6极结构包含主绕组以及与所述电容器串联的副绕组，并具有可逆的两个运转方向，当朝着一个方向运转时，主绕组包含第一绕组线圈组、第二绕组线圈组、第五绕组线圈组以及第七绕组线圈组，且副绕组包含第三绕组线圈组、第四绕组线圈组、第六绕组线圈组、第八绕组线圈组；当朝另一个方向运转时，主绕组包含第三绕组线圈组、第四绕组线圈组、第六绕组线圈组、第八绕组线圈组，且副绕组包含第一绕组线圈组、第二绕组线圈组、第五绕组线圈组以及第七绕组线圈组。
优选为，PSC电动机还包含开关组件，所述开关组件与所述第一至第八绕组线圈组连接，以便有选择地在电动机的4极结构与6极结构之间进行切换。
优选为，PSC电动机还包含附加电容器，在所述4极结构中，所述附加电容器通过所述开关组件并联连接到所述电容器。
优选为，PSC电动机的所述开关组件包含继电器。
优选为，PSC电动机还包含一开关，所述开关连接在电动机的绕组与电源接线端之间，以便有选择地在电动机的4极结构与6极结构的两个运转方向之间进行切换。
本实用新型的另一实施形态提供了一种PSC电动机，其具有定子铁心、被设置为与定子铁心呈旋转关系的转子、绕卷在定子铁心上的第一至第八绕组线圈组与附加绕组线圈组以及电容器，该电动机具有4极结构和6极结构两种运转方式，所述4极结构包含主绕组以及与所述电容器串联的副绕组，并具有可逆的两个运转方向，当朝着一个方向运转时，主绕组包含第一至第四绕组线圈组以及附加绕组线圈组，且副绕组包含第五至第八绕组线圈组；当朝另一个方向运转时，主绕组包含第五至第八绕组线圈组，且副绕组包含第一至第四绕组线圈组以及附加绕组线圈组；所述6极结构包含主绕组以及与所述电容器串联的副绕组，并具有可逆的两个运转方向，当朝着一个方向运转时，主绕组包含第一绕组线圈组、第二绕组线圈组、第五绕组线圈组以及第七绕组线圈组，且副绕组包含第三绕组线圈组、第四绕组线圈组、第六绕组线圈组、第八绕组线圈组；当朝另一个方向运转时，主绕组包含第三绕组线圈组、第四绕组线圈组、第六绕组线圈组、第八绕组线圈组，且副绕组包含第一绕组线圈组、第二绕组线圈组、第五绕组线圈组以及第七绕组线圈组。
优选为，PSC电动机还包含开关组件，所述开关组件与所述第一至第八绕组线圈组以及附加绕组线圈组连接，以便有选择地在电动机的4极结构与6极结构之间进行切换。
优选为，PSC电动机还包含附加电容器，在所述4极结构中，所述附加电容器通过所述开关组件并联连接到所述电容器。
优选为，PSC电动机中的所述开关组件包含继电器。
优选为，PSC电动机还包含一开关，所述开关连接在电动机的绕组与电源接线端之间，以便有选择地在电动机的4极结构与6极结构的两个运转方向之间进行切换。
本实用新型的又一实施形态提供了一种PSC电动机***，其包含：任何一种上面介绍的PSC电动机；电源接线端，其连接到外部电源；开关组件，其有选择地在电动机的4极结构与6极结构之间进行切换；开关，其连接在电源接线端与电动机的绕组之间，以便有选择地在电动机的4极结构与6极结构的两个运转方向之间进行切换。
优选为，PSC电动机***中的所述开关组件包含继电器，其与所述电动机分立，且被布置在控制板上。
附图说明
图1为根据现有技术具有4/6极共用绕组的PSC电动机的原理图；
图2(a)-(c)为根据本实用新型的定子绕组线圈组及其相互连接的示意图；
图3为根据本实用新型一实施例具有4/6极共用绕组的PSC电动机的原理图；
图4为根据本实用新型的变型实施例具有4/6极共用绕组的PSC电动机的原理图。
具体实施方式
如现有技术中已知的，PSC电动机包含：定子铁心，其用适合的导磁性材料通过各种已知的制造工艺堆叠而成，并具有用于容纳绕组的多个狭槽；转子，其被布置为与定子铁心呈旋转关系；绕组，其绕卷在定子铁心上，与定子铁心呈磁耦合关系，其中，绕组由两相绕组——即主绕组、副绕组——组成，副绕组与电容器串联连接形成的链路和主绕组并联连接，两相绕组形成90度的相轴夹角。
下面将结合附图介绍本实用新型的具体实施方式，在附图中，相同的参考标号表示相同或对应的元件。
首先参照图2(a)-(c)，其示出了本实用新型改进后的定子绕组线圈组及其在4极、6极结构中的相互连接。如图2(a)所示，定子绕组包含第一至第八绕组线圈组L1-L8。为方便起见，第一至第八绕组线圈组L1-L8分别作为一个(或两个)绕组线圈组示出，然而，各绕组线圈组可包含多个线圈部分，各线圈部分可由多匝线绕制而成。
图2(b)示出了对应于4极结构的绕组线圈组的连接方式，其中，副绕组与电容器C1形成的串联链路和主绕组并联连接。4极结构具有可逆的两个运转方向。当朝着一个方向(CW方向)运转时，主绕组包含第一至第四绕组线圈组L1-L4，副绕组包含第五至第八绕组线圈组L5-L8，也就是说，第一绕组线圈组L1与第二绕组线圈组L2的并联链路和第三绕组线圈组L3与第四绕组线圈组L4的并联链路串联构成主绕组，第五绕组线圈组L5与第七绕组线圈组L7的串联链路和第六绕组线圈组L6与第八绕组线圈组L8的串联链路并联构成副绕组。当朝着另一个方向(CCW方向)运转时，主绕组包含第五至第八绕组线圈组L5-L8，副绕组包含第一至第四绕组线圈组L1-L4，也就是说，第五绕组线圈组L5与第七绕组线圈组L7的串联链路和第六绕组线圈组L6与第八绕组线圈组L8的串联链路并联构成主绕组，第一绕组线圈组L1与第二绕组线圈组L2的并联链路和第三绕组线圈组L3与第四绕组线圈组L4的并联链路串联构成副绕组。
图2(c)示出了对应于6极结构的绕组线圈组的连接方式。同样地，副绕组与电容器C1形成的串联链路和主绕组并联连接。6极结构也具有可逆的两个运转方向。当朝着一个方向(CW方向)运转时，主绕组包含第一绕组线圈组L1、第二绕组线圈组L2、第五绕组线圈组L5以及第七绕组线圈组L7，副绕组包含第三绕组线圈组L3、第四绕组线圈组L4、第六绕组线圈组L6以及第八绕组线圈组L8，也就是说，第一绕组线圈组L1、第二绕组线圈组L2以及第五绕组线圈组L5与第七绕组线圈组L7的并联链路串联构成主绕组，第三绕组线圈组L3、第四绕组线圈组L4以及第六绕组线圈组L6与第八绕组线圈组L8的并联链路串联构成副绕组。当朝另一个方向(CCW方向)运转时，主绕组包含第三绕组线圈组L3、第四绕组线圈组L4、第六绕组线圈组L6以及第八绕组线圈组L8，副绕组包含第一绕组线圈组L1、第二绕组线圈组L2、第五绕组线圈组L5以及第七绕组线圈组L7，也就是说，第三绕组线圈组L3、第四绕组线圈组L4以及第六绕组线圈组L6与第八绕组线圈组L8的并联链路串联构成主绕组，第一绕组线圈组L1、第二绕组线圈组L2以及第五绕组线圈组L5与第七绕组线圈组L7的并联链路串联构成副绕组。
4极结构与6极结构之间的切换是通过开关组件来进行的。开关组件中的多个开关与电动机的绕组线圈组相关，以便控制它们在4极/6极结构中的相互连接。图3为根据本实用新型一实施例具有4极/6极共用绕组的PSC电动机的原理图，其示出了开关组件与绕组线圈组的连接关系，在图3所示的实施例中，开关组件被示为包含多组触点的继电器元件，然而，本领域技术人员将会明了，开关组件可以用其他形式实现，例如，其可以为定时器、电子开关等等，也可以是集成组件的一部分。
图3中的继电器包含5个开关，其分别具有4p位置与6p位置。当开关处于4p位置时，形成4极结构，反之，则形成6极结构。与现有技术的布置相比，采用本实用新型的结构，可将绕组引出线的数量从12根减少到11根，并将继电器所需开关的数量从7个减少到5个，有利于降低生产制造成本，对PSC电动机的推广应用有着积极的作用。
图3中还示出了具有CW与CCW两个位置的开关K0，其用于提供4极结构与6极结构的两个运转方向。当开关K0的位置不变时，4极结构与6极结构向着相同的方向运转，因此，电动机可在不改变运转方向的情况下操作低速运转模式与高速运转模式，使得机器控制更为简单。
图4示出了根据本实用新型的变型实施例具有4极/6极共用绕组的PSC电动机的原理图，其与上面的实施例的不同之处在于，4极结构有一个附加绕组线圈组L9，该绕组线圈组在6极结构中不通电，而仅在4极结构中通电。采用这样的布置，可通过改变附加绕组线圈组L9的匝数来改变4极结构中的气隙磁通，而不影响6极结构的气隙磁通。因此，可相对独立地分别选择4极结构与6极结构的气隙磁通。
上文对本实用新型各实施方式的具体介绍仅仅是说明性和示例性的，而不是限制性的。在不脱离本实用新型的一般设计构思的情况下，可对上面介绍的具体实施例进行多种修改和替代。例如，开关组件可安装在电动机内部(例如安装在电动机端罩上)，也可以安装在与电动机分立的洗衣机控制板上，为电动机的设计和生产提供了更大的自由度。因此，本实用新型的范围由权利要求书而不是由说明书限定。

Claims (12)

1.一种PSC电动机，其具有：
定子铁心；
被设置为与定子铁心呈旋转关系的转子；
绕卷在定子铁心上的第一至第八绕组线圈组(L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8)；以及
电容器(C1)，
该电动机具有4极结构和6极结构两种运转方式，其特征在于：
所述4极结构包含主绕组以及与所述电容器(C1)串联的副绕组，并具有可逆的两个运转方向，当朝着一个方向运转时，主绕组包含第一至第四绕组线圈组(L1，L2，L3，L4)，且副绕组包含第五至第八绕组线圈组(L5，L6，L7，L8)；当朝另一个方向运转时，主绕组包含第五至第八绕组线圈组(L5，L6，L7，L8)，且副绕组包含第一至第四绕组线圈组(L1，L2，L3，L4)；
所述6极结构包含主绕组以及与所述电容器(C1)串联的副绕组，并具有可逆的两个运转方向，当朝着一个方向运转时，主绕组包含第一绕组线圈组(L1)、第二绕组线圈组(L2)、第五绕组线圈组(L5)以及第七绕组线圈组(L7)，且副绕组包含第三绕组线圈组(L3)、第四绕组线圈组(L4)、第六绕组线圈组(L6)、第八绕组线圈组(L8)；当朝另一个方向运转时，主绕组包含第三绕组线圈组(L3)、第四绕组线圈组(L4)、第六绕组线圈组(L6)、第八绕组线圈组(L8)，且副绕组包含第一绕组线圈组(L1)、第二绕组线圈组(L2)、第五绕组线圈组(L5)以及第七绕组线圈组(L7)。
2.根据权利要求1的PSC电动机，其还包含开关组件，所述开关组件与所述第一至第八绕组线圈组(L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8)连接，以便有选择地在电动机的4极结构与6极结构之间进行切换。
3.根据权利要求2的PSC电动机，其还包含附加电容器(C2)，在所述4极结构中，所述附加电容器(C2)通过所述开关组件并联连接到所述电容器(C1)。
4.根据权利要求2或3的PSC电动机，所述开关组件包含继电器。
5.根据权利要求1的PSC电动机，其还包含一开关，所述开关连接在电动机的绕组与电源接线端之间，以便有选择地在电动机的4极结构与6极结构的两个运转方向之间进行切换。
6.一种PSC电动机，其具有：
定子铁心；
被设置为与定子铁心呈旋转关系的转子；
绕卷在定子铁心上的第一至第八绕组线圈组(L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8)与附加绕组线圈组(L9)；以及
电容器(C1)，
该电动机具有4极结构和6极结构两种运转方式，其特征在于：
所述4极结构包含主绕组以及与所述电容器(C1)串联的副绕组，并具有可逆的两个运转方向，当朝着一个方向运转时，主绕组包含第一至第四绕组线圈组(L1，L2，L3，L4)以及附加绕组线圈组(L9)，且副绕组包含第五至第八绕组线圈组(L5，L6，L7，L8)；当朝另一个方向运转时，主绕组包含第五至第八绕组线圈组(L5，L6，L7，L8)，且副绕组包含第一至第四绕组线圈组(L1，L2，L3，L4)以及附加绕组线圈组(L9)；
所述6极结构包含主绕组以及与所述电容器(C1)串联的副绕组，并具有可逆的两个运转方向，当朝着一个方向运转时，主绕组包含第一绕组线圈组(L1)、第二绕组线圈组(L2)、第五绕组线圈组(L5)以及第七绕组线圈组(L7)，且副绕组包含第三绕组线圈组(L3)、第四绕组线圈组(L4)、第六绕组线圈组(L6)、第八绕组线圈组(L8)；当朝另一个方向运转时，主绕组包含第三绕组线圈组(L3)、第四绕组线圈组(L4)、第六绕组线圈组(L6)、第八绕组线圈组(L8)，且副绕组包含第一绕组线圈组(L1)、第二绕组线圈组(L2)、第五绕组线圈组(L5)以及第七绕组线圈组(L7)。
7.根据权利要求6的PSC电动机，其还包含开关组件，所述开关组件与所述第一至第八绕组线圈组(L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8)以及附加绕组线圈组(L9)连接，以便有选择地在电动机的4极结构与6极结构之间进行切换。
8.根据权利要求7的PSC电动机，其还包含附加电容器(C2)，在所述4板结构中，所述附加电容器(C2)通过所述开关组件并联连接到所述电容器(C1)。
9.根据权利要求7或8的PSC电动机，其中，所述开关组件包含继电器。
10.根据权利要求6的PSC电动机，其还包含一开关，所述开关连接在电动机的绕组与电源接线端之间，以便有选择地在电动机的4极结构与6极结构的两个运转方向之间进行切换。
11.一种PSC电动机***，其特征在于包含：
根据权利要求1或6的PSC电动机；
电源接线端，其连接到外部电源；
开关组件，其有选择地在电动机的4极结构与6极结构之间进行切换；以及
开关，其连接在电源接线端与电动机的绕组之间，以便有选择地在电动机的4极结构与6极结构的两个运转方向之间进行切换。
12.根据权利要求11的PSC电动机***，其中，所述开关组件包含继电器，其与所述电动机分立，且被布置在控制板上。
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