[发明专利]单相电容运转异步电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种单相交流异步电动机，具体的是一种单相电容运转异步电动机。

背景技术

目前生产使用的单相电容运转异步电动机的工作电路如图1，主绕组M与副绕组A在空间相隔90°电角度，副绕组A串接一个工作电容C后，再与主绕组M并接于单相电源，且副绕组A长期参与运行，其实质上构成两相电动机，电动机的电流相量，参看《单相异步电动机原理计算与试验》，郭五昌编著，河北科学技术出版社1984年12月第一版，第8页。电容运转电动机的功率因数、效率以及过载能力、节材均比其它种类的单相电动机高，在家用电器中应用最为普遍。该技术与本发明相关的特点是：主、副绕组工作于并联状态，必然要求主、副绕组各自有足够多的匝数以产生足够的阻抗及磁势，同时由于副绕组有高于电源电压的工作电压，因此副绕组要求有更多的匝数，也就是要有更小的电磁线直径以及较小容量的电容器，以避免副绕组超压造成电机的工作电流超过额定电流。例如DO2-7112型电容运转电动机，其参数为：额定功率250W，额定电流I=1.73A，实测空载电流1.35A左右，定子铁芯外径110毫米，内径58毫米，长度50毫米，效率69%，功率因数0.95，主绕组是直径0.50毫米的电磁铜线，总匝数542，平均匝长296.2毫米。副绕组是直径0.45毫米的电磁铜线，总匝数764，平均匝长296.2毫米。配置电容器容量8μF/450V，堵转电流10A，在满载输入电流为1.73A时，电容两端的电压为342V，副绕组两端的电压为251V，超过电源电压10%。

当电动机的绕组匝数减少，特别是副绕组的绕组匝数减少时，251V的绕组电压将使绕组的电流增加并导致电机的工作电流超过额定电流。对比DO2-7112型电容运转电动机的CO2-7122型电容起动电动机，其参数为：额定功率250W，额定电流I=2.40A，定子铁芯外径110毫米，内径58毫米，长度62毫米，效率64%，功率因数0.74，主绕组是直径0.63毫米的电磁铜线，总匝数470，平均匝长320.4毫米。副绕组是直径0.47毫米的电磁铜线，总匝数480，平均匝长340.6毫米，堵转电流15A。参看《电机常用技术数据速查手册》，孙克军主编，中国电力出版社2009年6月第1版。由参数的对比知道：电容起动电动机由于副绕组的匝数较少，将使电动机的工作电流大大超过额定电流，因此电动机的副绕组仅仅能工作数秒就必须切断电源，退出电动机的运转，同时电容运转电动机的匝数较多，电磁线径较小，直流电阻较大，导致电动机的铜耗较大，电动机的体积成本也较大。根据以上分析得出结论：目前的单相电容运转异步电动机有体积大、耗材多、电耗高、温升高、效率低、制造复杂等缺点。

发明内容

针对上述的电动机电路工作方式存在的不足，本发明提出一种单相电容运转异步电动机，其采用不同的工作电路，在现有的单相电容运转异步电动机的生产制造、工作方式下，通过改变电机的主、副绕组的工作电路，减少主、副绕组的匝数并重新配置，适当增加电容器的容量，增加电动机电磁线的电流密度，进而减少定子铁芯的体积重量，以达到节能、省材、减少电动机的制造工时及成本，提高电动机的电压、电流、过载能力的目的。本发明使得生产制造电源电压为380伏或更高电压下的单相高功率电容运转异步电动机成为可能。

本发明通过以下技术方案实现：

一种单相电容运转异步电动机，包括主绕组M和副绕组A，其特征在于：主绕组M与副绕组A在空间相隔90°电角度，主绕组或副绕组之一与电容C并联，再与余下的绕组串联之后串接于单相电源，主、副绕组同时投入运行。其实质上也是构成两相电动机，电动机的工作电路如图2。

所述的主绕组是在原有单相电容运转异步电动机设计制造的基础上减少20-40%的线圈匝数。

所述的副绕组是在原有单相电容运转异步电动机设计制造的基础上减少20-50%的线圈匝数。

所述的电容的容值是在原有单相电容运转异步电动机使用电容容值的基础上增加2.5-4倍。

本发明提供的单相电容运转异步电动机与现有技术比较具有如下优点：

1、主绕组与副绕组的串联，使绕组有了更大的电感量，因此电动机能够在更高的电源电压下正常工作，电动机也就有更大的电压过载能力，而不是现有技术限定的额定电压220V、正负10%的电机电压工作范围，同时也可以生产制造高电压条件下的高容量电容运转电动机。