[发明专利]电容电机驱动的风扇及其电机电容量和匝数的调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及电容电动机驱动的风扇及其电动机电容量和匝数的调整方法，在国际专利分类表中，分类属于F04D25/08以及H02K3/28、H02K17/08或H02K19/04。

背景技术

传统技术的电容电动机驱动的风扇是在电动机定子铁芯按规定空间角度差布置主相绕组和副相绕组以及使副相绕组串联电容器后与主相绕组并联接往电源(简称并联式电容电机)，主相绕组的电感特性使主相绕组电流滞后电源电压，副相绕组串联电容器的特性使副相绕组电流超前电源电压，因而超前主相绕组电流，配合在定子铁芯上分布的二相绕组空间角度差，即产生自主相绕组位置向副相绕组位置旋转的旋转磁场，驱动转子旋转。问题是，当风扇的功率比较小而额定电压较高时，电动机绕组匝数过多而线径过细，生产中绕线费时且容易发生断线。同时，风扇用电容电动机的电磁计算比较复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种电容电机驱动的风扇及其电机电容量和匝数的调整方法，可改善绕线工艺和减少计算工作量，使风扇获得较佳的性能。

本发明解决所述技术问题的电动机的技术方案是，一种电容电机驱动的风扇，包括叶轮和直接驱动叶轮的电动机；叶轮为注塑成型，直径不大于300mm；电动机包括定子、转子和电容器，定子包括铁芯、主相绕组和副相绕组，主相绕组、副相绕组在定子铁芯上按照规定的空间角度差布置，其特征在于：所述副相绕组和电容器并联后与主相绕组串联接往电源。

这样连接的电动机(简称串联式电容电机)的副相绕组电流落后于主相绕组电流，配合在定子铁芯上分布的二相绕组空间角度差，即产生自副相绕组位置向主相绕组位置旋转的旋转磁场，驱动转子旋转，即与传统技术的并联式电容电机相比，二种电动机若主副绕组的布置相同，旋转方向将相反；对其中之一调反主副绕组布置位置或一相绕组连接的首末端，旋转方向即可为相同。

然而，由于主相回路与副相回路为串联接往电源，二相绕组上的电压将低于电源电压，相比于传统技术二相绕组上的电压等于甚至高于电源电压显著下降，因而可使绕组的匝数减少并使用较粗的线径，从而提高绕线速度和减少断线。

这样的设计更适合功率比较小的电动机，故其驱动的叶轮比较小，规格通常为50mm或75mm；最大不宜超过300mm。

该风扇电机的电容量和匝数的调整方法包括以下步骤：

1)在所述定子铁芯嵌线并使用所述转子制作二相绕组电动机样机，该样机的二相绕组在定子铁芯上布置的空间电角度差为90°，使该电动机传动叶轮在额定工作点达到对称运行，其中一相绕组的有效匝数为W_m，所连接的电源电压为U_m，测定此时该相回路的电导g与电纳b；

2)拟设计的电动机的主相绕组有效匝数W_m′、副相绕组有效匝数W_a′和副相绕组并联电容量C′按如下公式：

W_m′＝W_m·U_N/(U_m(1+(g/b)²)^0.5)；

W_a′＝W_m·(g/b)·U_N/(U_m(1+(g/b)²)^0.5)；

C′＝(b+b³/g²)/(2π·f·U_N²/(U_m²(1+(g/b)²)))。

式中：U_N——拟设计的电动机的额定电压；

      f——拟设计的电动机的额定频率。

该调整方法巧妙地利用电动机对称运行时不存在负序分量，因而借助于常规的电工实验就可得到的电导g与电纳b作为电动机电磁计算所需正序电导与电纳的数值，从而省略现有技术对正序电导与电纳相当复杂的计算，并以电导g与电纳b为基础，计算出拟设计的电动机的主相绕组有效匝数W_m′、副相绕组有效匝数W_a′和电容量C′；尤其是该实验在必定包括工艺因素的对称电动机上进行，因而直接获得与风扇现有结构工艺一致的准确结果，使拟设计电动机获得较佳的性能。

本发明技术方案及其典型设计将在具体实施方式中进一步说明。

附图说明

以下附图用于说明本发明的具体实施方式。