[发明专利]单相感应马达

说明书

技术领域

本发明涉及一种设有混合绕组的单相感应马达。单相感应马达用于气密冷却压缩机上。

背景技术

单相感应马达为大多用于家用冷却应用(制冷机、冷冻机和空调)，进一步用于诸如洗衣或干衣机、风扇和泵的各种应用的引擎类型。单相感应马达具有的优点在于它们可连接于通常可用于住宅和小农村性质的电力网络的相电压，而不同于三相马达。此外，该类型的马达包括布置在定子上的两个绕组，其中的一个为主绕组，而另一个为副绕组(或起动绕组)，副绕组(作为其主要功能)生成单相感应马达的转动场。

从现有技术已知的单相感应马达在大多数情况下具有由铜制成的主绕组和副绕组，铜具有优异的热和电气性质，为优异的电导体，因此在20℃下具有大约1.673 x 10^-6 ohm.cm的低电阻率。

铜由于其效率、电阻和可靠性而应用不限于单相感应马达的绕组上的使用，铜是电或热传导率存在于其中的任何类型的应用中最常使用的金属。这是因为铜具有优异的电导率，能够与电连接器和其它装置相容，并且容易处理，这使得安装更容易。此外，铜满足大多数国家的电气规格。

然而，铜具有的缺点在于其成本近年来急剧增长，并且该因素导致单相感应马达的制造者研究电导体的其它选择。发现的选择中的一种在于在单相感应马达绕组中使用铝。尽管具有铜的电导率的60%，但定子上的铝绕组的使用在成本方面证实是有利的，因为铝比铜廉价。此外，为铜密度的大约1/3的铝的密度减小了绕组的重量(对于线圈的给定电阻)。

从现有技术已知的一些单相感应马达使用铝绕组，铝用于制造主绕组和副绕组两者。此外，从现有技术已知的单相感应马达使用两种类型的导体的组合用于制造定子绕组。

作为实例，人们可提到专利US 7,772,737，其描述了电动机，该电动机的定子绕组由第一电导体和第二电导体形成，第一电导体和第二电导体分别并联连接并且由铜和铝制成。此外，美国专利描述了马达具有设有第三电导体和第四电导体的另一个绕组，这些电导体也是并联连接的。

专利US 7,772,737中描述的马达具有的缺点在于马达绕组中的电流不是均匀的，提供了马达的非均一加热和谐波转矩生成，这可引起不合乎需要的噪音和振动。

此外，关于用于制造从现有技术已知的单相感应马达的绕组的导体的类型，已知了四种组合。

第一构造将为由铜制造主绕组和副绕组，该构造在高效和/或大功率密度马达上使用，并且具有高制造成本。第二构造利用了由铜制成的主绕组和由铝制成的副绕组，该构造在有可能由铝导体替换铜的总量的小部分时使用。在另一方面，当存在由铝导体替换铜的总量的大部分的可能性时，使用第三构造，并且该构造在于由铝制造主绕组和由铜制造副绕组。从现有技术已知的第四和最后的构造利用了由铝制成的主绕组和副绕组，该构造在不需要高效和/或大功率密度的马达上使用。

基于附图的现有技术描述

图1示出了从现有技术已知的单相感应马达的绕组的四个电气实施例。如已经提到的，此类现有技术马达具有使用单种传导材料(铜或铝)制造的主绕组和副绕组，或者具有由铜(或铝)制成的主绕组和由铝(或铜)制成的副绕组。注意的是，从现有技术已知的单相感应马达并未在同一绕组上具有铜和铝导体(如由本发明提出的)。然而，唯一已知的例外将为专利US 7,772737，该专利提出各个绕组的各个分支将仅由一种类型的材料形成，这将削弱马达的操作，如已经在之前描述的。

图1(a)示出了从现有技术已知的单相感应马达的绕组的第一实施例，如可观察到的，该马达具有布置在定子的极中的一个P1处的线圈和布置在定子的相对极P2处的线圈，其中第一线圈P1a、第二线圈P1b、第三线圈P2a和第四线圈P2b由第一传导材料构成，在该情况下为铜。此外，副绕组A还包括由铜制成的第五线圈A1和第六线圈A2。该类型的构造在高效马达上使用，并且具有高制造成本。

作为图1(a)中所示的构造的高制造成本的替换方案，在图1(b)中示出了绕组的构造，在该构造上，位于极P1处的线圈和位于相对极P2处的线圈继续由铜制造。然而，在该构造中，感应马达的副绕组A由铝制成。此类构造相比于图1(b)中所示的构造的制造成本具有略微较低的制造成本。

从现有技术已知的另一个可能构造为图1(c)中所示的绕组的构造。该构造具有由铝制成的位于极P1处的线圈和位于相对极P2处的线圈，在另一方面，副绕组A具有由铜制成的其线圈A1和A2。在成本方面，该构造相比于图1(b)中所示的构造的制造成本具有较低制造成本。