一种高效单相异步电动机
阅读说明：本技术 一种高效单相异步电动机 (High-efficiency single-phase asynchronous motor ) 是由 魏武岗 张勇 潘宇妮 邹波 王晶 冯临 杨华 赵春明 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明属于单相电机技术领域,具体涉及一种高效单相异步电动机。本发明至少包括端盖、定子、转子、机壳和接线盒,所述机壳两端分别连接有端盖,所述接线盒连接在机壳上,所述定子和转子从内至外连接在机壳内,定子内设置有主绕组和付绕组；所述接线盒分别与主绕组和付绕组电连接；转子上设置有铝环；所述定子内均匀设置有48个槽,其特征在于：所述的转子内均匀设置有44个槽。本发明通过在付绕组使用双电容工作模式,使付绕组分别在电机的启动和运行阶段使用了不同容量的电容,有效提高了电机功率,不仅效率高,而且扭矩好,还有效减少了电机运行时产生的振动和噪音。(The invention belongs to the technical field of single-phase motors, and particularly relates to a high-efficiency single-phase asynchronous motor. The invention at least comprises an end cover, a stator, a rotor, a casing and a junction box, wherein the two ends of the casing are respectively connected with the end cover, the junction box is connected on the casing, the stator and the rotor are connected in the casing from inside to outside, and a main winding and a secondary winding are arranged in the stator; the junction box is electrically connected with the main winding and the auxiliary winding respectively; an aluminum ring is arranged on the rotor; evenly be provided with 48 grooves in the stator, its characterized in that: 44 grooves are uniformly arranged in the rotor. The double-capacitor working mode is adopted in the auxiliary winding, so that the auxiliary winding uses capacitors with different capacities in the starting and running stages of the motor respectively, the power of the motor is effectively improved, the efficiency is high, the torque is good, and the vibration and noise generated during the running of the motor are effectively reduced.)
技术领域
本发明属于单相电机技术领域，具体涉及一种高效单相异步电动机。
背景技术
单相电机，一般是指用单相电源(AC220V50HZ，国外欧美，日本等多个国家都是110V60HZ单相电压)供电的小功率单相异步电动机。一般单相异步电动机的转子都采用鼠笼型转子，它的定子都有一套工作绕组，称为主绕组，它在电动机的气隙中，只能产生正、负交变的脉振磁场，不能产生旋转磁场，因此，也就不能产生起动转矩。为了使电动机气隙中能产生旋转磁场，还需要有套辅助绕组，称为付绕组，由付绕组产生的磁场与主绕组的磁场在电动机气隙中合成产生旋转磁场。
目前的单相电机技术工艺方面比较成熟，但效率比较低，一般在55％到65％之间，但是十极以上的电机，目前无论设计和制造在国内外都还很少。最大的技术难度是启动扭矩太小，难满足拖动较大负载。这是低速单相电机的技术瓶颈。
发明内容
本发明提供了一种高效单相异步电动机，目的在于提供一种启动扭矩大，能够满足拖动较大负载的节能型的单相电机。
上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高效单相异步电动机，至少包括端盖、定子、转子、机壳和接线盒，所述机壳两端分别连接有端盖，所述接线盒连接在机壳上，所述定子和转子从内至外连接在机壳内，定子内设置有主绕组和付绕组；所述接线盒分别与主绕组和付绕组电连接；转子上设置有铝环；所述定子内均匀设置有48个槽，所述的转子内均匀设置有44个槽。
所述的接线盒内至少设置有启动电容、运转电容、电子离心开关和电源；所述运转电容串联在主绕组和付绕组之间，所述启动电容与电子离心开关串联后连接在运转电容的两端。
所述的主绕组和付绕组均采用正弦绕组型。
所述的定子及转子上的定子冲片和转子冲片采用的是厚度为0.35mm的冷轧硅钢板制成。
所述的定子表面进行氧化处理。
所述的转子外径为105.5～105.6mm。
所述的转子和定子之间间隙为0.25～0.20mm。
所述的转子的铸铝方式采用的是开启式。
所述的转子上的铝环的厚度为4mm。
所述的定子的绕组端部之间的长度为25mm。
有益效果：
(1)本发明通过在付绕组使用双电容工作模式，也就是付绕组分别在电机的启动和运行阶段使用了不同容量的电容，做到了高效节能。
(2)本发明当电机启动时，电压通过付绕组,电子离心开关到起动电容，当电机转速达到额定转速的80％左右时，自动切断起动电容线路，由串连在付绕组上的运转电容和主绕组一起工作，运转电容继续调整主付绕组之间磁场相位，避免了电磁死角的发生，有效提高了电机功率，不仅效率高，而且扭矩好，还有效减少了电机运行时产生的振动和噪音。
(3)本发明中定子冲片和转子冲片采用厚度为0.35mm的冷轧硅钢薄板制成，对定子进行氧化处理，有效减少了铁耗。
(4)本发明中定转子之间气隙精确控制在0.25～0.20mm之间，均匀的气隙使电机具有良好的转动性，有效的降低了机械损耗。
(5)本发明将定子绕组端部由原来的35mm缩短到25mm，降低了铜耗。
(6)本发明将转子铝环设计由原来厚度8mm改为厚度4mm，使本发明具有较大的启动扭矩。
(7)本发明中转子的铸铝方式由现有技术的封闭式改为开启式，保证了转子气隙磁密旋转强度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的构成图；
图2是本发明电气原理图；
图3是本发明转子示意图；
图4是本发明转子铝环的示意图；
图5是本发明转子和定子气隙示意图；
图6是本发明启动电容、运转电容和电子离心开关连接示意图。
图中：1-端盖；2-定子；3-转子；4-启动电容；5-运转电容；6-电子离心开关；7-机壳；8-主绕组；9-付绕组；10-接线盒；11-铝环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
参照图1～6所示的一种高效单相异步电动机，至少包括端盖1、定子2、转子3、机壳7和接线盒10，所述机壳7两端分别连接有端盖1，所述接线盒10连接在机壳7上，所述定子2和转子3从内至外连接在机壳7内，定子2内设置有主绕组8和付绕组9；所述接线盒10分别与主绕组8和付绕组9电连接；转子3上设置有铝环11；所述定子2内均匀设置有48个槽，其特征在于：所述的转子3内均匀设置有44个槽。
在实际使用时，所述定子2内均匀设置有48个槽，现有技术中12级以上的转子3内设置的槽为36个，本发明将槽增加到44个槽，减小了定子2和转子3之间的转差率，并且转子中槽数的增加，使得其切割磁力线的截面积增大，有效增加了电机的启动扭矩。
实施例二：
参照图1和图2所示的一种高效单相异步电动机，在实施例一的基础上：所述的接线盒10内至少设置有启动电容4、运转电容5、电子离心开关6和电源；所述运转电容5串联在主绕组8和付绕组9之间，所述启动电容4与电子离心开关6串联后连接在运转电容5的两端。
进一步的，所述的主绕组8和付绕组9均采用正弦绕组型。
在实际使用时，付绕组9在电机的启动和运行阶段可以使用相同或不同容量的启动电容4和运转电容5。如果采用容量相同的启动电容4和运转电容5，不仅购置方便、连接不易出错，而且效率相对较高。付绕组9分别在电机的启动和运行阶段使用不同容量的电容，在当电机启动时，电子离心开关6闭合，电压通过付绕组9经Z1点到起动电容12，先后通过V2、V1、u1、u2、Z2点；当电机转速达到额定转速的80％左右时，电子离心开关6自动切断起动电容12线路，由串连在付绕组9上的运转电容5和主绕组8一起工作，保留相位差，运转电容5继续调整主付绕组之间磁场相位，避免电磁死角发生。可提高电机功率，效率高，扭矩好，还能减少电机运行时候产生的振动和噪音。具体应用时，可根据需要进行选择。
主绕组8和付绕组9采用正弦绕组型的技术方案，加强了对谐波的抑制，有效提高了电机的运行性能。
实施例三：
参照图1、图3和图5所示的一种高效单相异步电动机，在实施例一的基础上：所述的定子2及转子3上的定子冲片和转子冲片采用的是厚度为0.35mm的冷轧硅钢板制成。
进一步的，所述的定子2表面进行氧化处理。
在实际使用时，定子2及转子3采用厚度为0.35mm的冷轧硅钢薄板制成，并对定子2进行氧化处理，有效减少了铁耗。
实施例四：
参照图1、图3和图5所示的一种高效单相异步电动机，在实施例一的基础上：所述的转子3外径为105.5～105.6mm。
进一步的，所述的转子3和定子2之间间隙为0.25～0.20mm。
在实际使用时，转子3外径采用105.5～105.6mm，在不改变定子2内径的情况下，保证定子和转子之间气隙精确控制在0.25～0.20mm之间，均匀的气隙不仅使电机具有良好的转动性，有效的降低了机械损耗，而且有利于减小电动机表面磁滞损耗和涡流损耗，有利于改善转子3及转子3的通风散热条件，既提高了电动机效率，又降低了电机的发热。
实施例五：
参照图1、图3和图5所示的一种高效单相异步电动机，在实施例一或实施例六的基础上：所述的转子3的铸铝方式采用的是开启式。
在实际使用时，现有技术常常采用封闭式铸铝方式，其在铸铝过程中的排气效果不佳，转子体内存在气孔或缩孔，使转子3密度减小，使其实际切割磁力线的面积减少。本发明采用开启式铸铝方式，在铸铝过程中将气排掉，使转子3致密性良好，增加了转子3切割磁力线的面积，使本发明的效率增加。
实施例六：
参照图1和图4所示的一种高效单相异步电动机，在实施例一或实施例六的基础上：所述的转子3上的铝环11的厚度为4mm。
在实际使用时，转子3上的铝环设计由现有技术的厚度8mm改为厚度为4mm的超薄型，使得本发明的启动扭矩增大，减小了启动能耗。
实施例七：
参照图1和图2所示的一种高效单相异步电动机，在实施例一的基础上：所述的定子2的绕组端部之间的长度为25mm。
在实际使用时，定子2采用本技术方案，同时提高槽满率有效的降低了铜耗，节约了资源。
综上，本发明通过改变转子铝环结构和铸铝工艺，大大提高了启动扭矩，解决了单相低速电机启动困难(原来电机为了提高启动扭矩是以加大功率来实现，所谓的大马拉小车，就会使效率降低)。
为了提高启动力矩，做到高效节能，本发明使用了双电容工作模式，也就是副绕组分别在电机的启动和运行阶段使用了不同容量的电容。当电机启动时，电压通过副绕组,离心开关到启动电容，当电机转速达到额定转速的80％左右时，自动切断启动电容线路，由串连在副绕组上的运转电容和主绕组一起工作，运行电容继续调整主副绕组之间磁场相位，避免电磁死角发生。可提高电机功率，效率高，扭矩好，还能减少电机运行时候产生的振动和噪音。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。