[发明专利]爪极盘式异步电动机

权利要求书

1.一种爪极盘式异步电动机，其特征在于：所述电动机包括转子部件、定子部件；转子部件包括转轴(1)、挡圈二(2)、定位销二(3)、定位销一(18)、挡圈一(19)、转子铁芯(20)、盘式鼠笼(21)、键条(22)；定子部件包括轴套二(4)、固定支架(5)、轴套一(17)、定子铁芯部件一(6)、定子铁芯部件二(7)、定子铁芯部件三(8)、定子铁芯部件四(9)、内磁轭环(16)、外磁轭环(12)、隔磁套(13)、工作绕组线圈(14)、线圈骨架一(15)、启动绕组线圈(10)、线圈骨架二(11)；转子部件安装在定子部件轴向一侧；

定子部件的定子铁芯部件一(6)的爪极一(38)与定子铁芯部件二(7)的爪极二(43)在定子部件轴向一侧的端面沿着圆周方向一一间隔排列；爪极一(38)轴向截面呈矩形，爪极二(43)轴向截面呈矩形；工作绕组线圈(14)使若干个爪极一(38)磁极极性与若干个爪极二(43)磁极极性互为异性磁极；相邻爪极一(38)与爪极二(43)之间是三角形的磁极极间空间；相邻爪极一(38)与爪极二(43)的磁极极间空间有一个定子铁芯部件三(8)的爪极三(47)，或者，相邻爪极一(38)与爪极二(43)的磁极极间空间有一个定子铁芯部件四(9)的爪极四(51)，爪极三(47)与爪极四(51)的排列方式是沿着定子部件轴向端面圆周方向一一间隔排列；爪极三(47) 径向截面呈梯形，爪极四(51) 径向截面呈梯形；启动绕组线圈(10)使若干个爪极三(47)磁极极性与若干个爪极四(51)磁极极性互为异性磁极；工作绕组线圈(14)组成工作绕组，启动绕组线圈(10)组成启动绕组，移相元件采用电容器，移相元件串联在启动绕组中；每一个爪极一(38)或爪极二(43)组成一个工作绕组定子磁极，每一个爪极三(47)或爪极四(51)组成一个启动绕组定子磁极，相邻工作绕组定子磁极与启动绕组定子磁极在空间上相差九十度电角度，工作绕组与启动绕组共同建立定子旋转磁场，转子部件在定子旋转磁场中产生电磁转矩；

转轴(1)呈圆柱形，转轴(1)径向外侧中间是定位轴肩(26)，定位轴肩(26)两端分别是轴段一(28)、轴段二(23)，轴段一(28)中间位置有径向的销孔一(27)，轴段二(23)中间位置有径向的销孔二(24)，轴段二(23)靠近定位轴肩(26)一端的径向外表面有键槽(25)；挡圈一(19)呈环形，挡圈一(19)轴向端面中间是挡圈轴孔一(31)，挡圈一(19)有径向的挡圈销孔一(32)；挡圈二(2)呈环形，挡圈二(2)轴向端面中间是挡圈轴孔二(29)，挡圈二(2)有径向的挡圈销孔二(30)；定位销一(18)呈圆柱形，定位销二(3)呈圆柱形；

转子铁芯(20)呈圆盘形，转子铁芯(20)轴向端面中间是铁芯轴孔(60)，铁芯轴孔(60)有铁芯键槽(59)；转子铁芯(20)两个轴向端面分别是转子铁芯端面一、转子铁芯端面二(66)，转子铁芯端面一径向内侧是铁芯定位凹槽(61)，转子铁芯端面一径向外侧是转子铁芯磁极(58)，转子铁芯磁极(58)沿着圆周方向均布若干个铁芯导条槽(62)；转子铁芯端面二(66)是平面；

盘式鼠笼(21)径向内侧是环形的鼠笼内端环(63)，盘式鼠笼(21)径向外侧是环形的鼠笼外端环(65)，鼠笼内端环(63)与鼠笼外端环(65)之间沿着圆周方向均布若干个鼠笼导条(64)；

转子部件在装配时，盘式鼠笼(21)的若干个鼠笼导条(64)安装在转子铁芯(20)的若干个铁芯导条槽(62)内，鼠笼外端环(65)安装在转子铁芯(20)的径向外表面，鼠笼内端环(63)安装在转子铁芯(20)的转子铁芯磁极(58)径向内侧；然后把键条(22)安装在转轴(1)的键槽(25)内，把转子铁芯(20)的铁芯轴孔(60)安装在转轴(1)的轴段二(23)上，并且使转子铁芯(20)的铁芯定位凹槽(61)右侧端面与转轴(1)的定位轴肩(26)左侧端面相互接触安装在一起，使键条(22)安装在转子铁芯(20)的铁芯键槽(59)内；把挡圈二(2)的挡圈轴孔二(29)安装在转轴(1)的轴段二(23)上，并且使挡圈二(2)右侧端面与转子铁芯(20)的转子铁芯端面二(66)相互接触安装在一起，使定位销二(3)一端安装在挡圈二(2)的挡圈销孔二(30)内，使定位销二(3)另一端安装在转轴(1)的销孔二(24)内；把挡圈一(19)的挡圈轴孔一(31)安装在转轴(1)的轴段一(28)上，并且使定位销一(18)一端安装在挡圈一(19)的挡圈销孔一(32)内，使定位销一(18)另一端安装在转轴(1)的销孔一(27)内；

轴套一(17)呈环形；轴套二(4)呈环形；固定支架(5)呈圆筒形，固定支架(5)两端径向内表面各有一个轴套定位槽，轴套一(17)或者轴套二(4)分别安装在固定支架(5)两端的轴套定位槽内，固定支架(5)的材质是非导磁材料；内磁轭环(16)呈环形，内磁轭环(16)一端径向内表面有一个磁轭内定位槽一(34)，内磁轭环(16)一端径向外表面有一个磁轭外定位槽一(35)，磁轭内定位槽一(34)与磁轭外定位槽一(35)位于内磁轭环(16)同一侧端面；内磁轭环(16)径向外侧有两个出线槽(33)；隔磁套(13)呈圆筒形，隔磁套(13)的材质是非导磁材料；外磁轭环(12)呈环形，外磁轭环(12)一端径向内表面有一个磁轭内定位槽二(36)，外磁轭环(12)一端径向外表面有一个磁轭外定位槽二(37)，磁轭内定位槽二(36)与磁轭外定位槽二(37)位于外磁轭环(12)同一侧端面；外磁轭环(12)径向外侧有两个出线槽(33)；轴套一(17)、轴套二(4)、固定支架(5)、内磁轭环(16)、隔磁套(13)、外磁轭环(12)组成固定支架部件，固定支架部件在装配时，内磁轭环(16)径向内表面安装在固定支架(5)径向外表面，隔磁套(13)一端径向内表面安装在内磁轭环(16)径向外表面，外磁轭环(12)径向内表面安装在隔磁套(13)一端径向外表面；内磁轭环(16)、外磁轭环(12)与轴套一(17)位于固定支架(5)同一侧端面；

定子磁轭一(39)轴向中间是环形磁轭一(40)，环形磁轭一(40)轴向一端均布若干个柱形磁轭一(41)，柱形磁轭一(41)沿着轴线剖切的截面呈L形，相邻两个柱形磁轭一(41)之间是磁轭隔磁槽(42)；柱形磁轭一(41)呈L形截面的一端与环形磁轭一(40)轴向端面连接在一起，柱形磁轭一(41)呈L形截面的另一端位于环形磁轭一(40)径向外侧；爪极一(38)轴向截面呈矩形，若干个爪极一(38)焊接在定子磁轭一(39)的柱形磁轭一(41)轴向端面组成定子铁芯部件一(6)；爪极一(38)与柱形磁轭一(41)焊接位置位于爪极一(38)径向内侧一端的轴向端面；定子部件在装配时，定子铁芯部件一(6)的远离柱形磁轭一(41)的环形磁轭一(40)轴向一端安装在固定支架部件的内磁轭环(16)的磁轭内定位槽一(34)内；

定子磁轭二(44)轴向中间是环形磁轭二(45)，环形磁轭二(45)轴向一端均布若干个柱形磁轭二(46)，柱形磁轭二(46)沿着轴线剖切的截面呈L形，相邻两个柱形磁轭二(46)之间是磁轭隔磁槽(42)；柱形磁轭二(46)呈L形截面的一端与环形磁轭二(45)轴向端面连接在一起，柱形磁轭二(46)呈L形截面的另一端位于环形磁轭二(45)径向内侧；爪极二(43)轴向截面呈矩形，若干个爪极二(43)焊接在定子磁轭二(44)的柱形磁轭二(46)轴向端面组成定子铁芯部件二(7)；爪极二(43)与柱形磁轭二(46)焊接位置位于爪极二(43)径向中间位置至径向内侧一端的轴向端面；定子部件在装配时，定子铁芯部件二(7)的远离柱形磁轭二(46)的环形磁轭二(45)轴向一端安装在固定支架部件的内磁轭环(16)的磁轭外定位槽一(35)内；

定子磁轭三(48)轴向中间是环形磁轭三(49)，环形磁轭三(49)轴向一端均布若干个柱形磁轭三(50)，柱形磁轭三(50)沿着轴线剖切的截面呈L形，相邻两个柱形磁轭三(50)之间是磁轭隔磁槽(42)；柱形磁轭三(50)呈L形截面的一端与环形磁轭三(49)轴向端面连接在一起，柱形磁轭三(50)呈L形截面的另一端位于环形磁轭三(49)径向外侧；爪极三(47) 径向截面呈梯形，若干个爪极三(47)焊接在定子磁轭三(48)的柱形磁轭三(50)轴向端面组成定子铁芯部件三(8)；爪极三(47)与柱形磁轭三(50)焊接位置位于爪极三(47)径向外侧一端的轴向端面；定子部件在装配时，定子铁芯部件三(8)的远离柱形磁轭三(50)的环形磁轭三(49)轴向一端安装在固定支架部件的外磁轭环(12)的磁轭内定位槽二(36)内；

定子磁轭四(52)轴向中间是环形磁轭四(53)，环形磁轭四(53)轴向一端均布若干个柱形磁轭四(54)，柱形磁轭四(54)沿着轴线剖切的截面呈L形，相邻两个柱形磁轭四(54)之间是磁轭隔磁槽(42)；柱形磁轭四(54)呈L形截面的一端与环形磁轭四(53)轴向端面连接在一起，柱形磁轭四(54)呈L形截面的另一端位于环形磁轭四(53)径向内侧；爪极四(51) 径向截面呈梯形，若干个爪极四(51)焊接在定子磁轭四(52)的柱形磁轭四(54)轴向端面组成定子铁芯部件四(9)；爪极四(51)与柱形磁轭四(54)焊接位置位于爪极四(51)径向外侧一端的轴向端面；定子部件在装配时，定子铁芯部件四(9)的远离柱形磁轭四(54)的环形磁轭四(53)轴向一端安装在固定支架部件的外磁轭环(12)的磁轭外定位槽二(37)内；

线圈骨架一(15)径向中间是骨架中心孔一(55)，线圈骨架一(15)外表面有一个骨架线槽，工作绕组线圈(14)安装在线圈骨架一(15)的骨架线槽内组成工作绕组部件；定子部件在装配时，线圈骨架一(15)的骨架中心孔一(55)安装在定子铁芯部件一(6)的环形磁轭一(40)径向外表面，使工作绕组部件位于定子铁芯部件一(6)的环形磁轭一(40)与定子铁芯部件二(7)的环形磁轭二(45)之间；

线圈骨架二(11)径向中间是骨架中心孔二(56)，线圈骨架二(11)外表面有一个骨架线槽，启动绕组线圈(10)安装在线圈骨架二(11)的骨架线槽内组成启动绕组部件；定子部件在装配时，线圈骨架二(11)的骨架中心孔二(56)安装在定子铁芯部件三(8)的环形磁轭三(49)径向外表面，使启动绕组部件位于定子铁芯部件三(8)的环形磁轭三(49)与定子铁芯部件四(9)的环形磁轭四(53)之间；

定子部件装配后，工作绕组线圈(14)的两根线圈接线分别穿过内磁轭环(16)的出线槽(33)，启动绕组线圈(10)的两根线圈接线分别穿过外磁轭环(12)的出线槽(33)；若干个爪极一(38)、爪极三(47)、爪极二(43)、爪极四(51)在定子部件轴向端面沿着顺时针或者逆时针方向依次排列；相邻两个爪极之间的圆周方向间隙是爪极隔磁间隙(57)；爪极一(38)、爪极三(47)、爪极二(43)、爪极四(51)分别与环形磁轭一(40)、环形磁轭二(45)、环形磁轭三(49)、环形磁轭四(53)的磁轭隔磁槽(42)之间的轴向间隙是槽间隔磁间隙；

所述电动机在装配时，使转子部件的转轴(1)的轴段一(28)安装在定子部件的轴套一(17)径向内侧，使转子部件的转轴(1)的轴段一(28)安装在定子部件的轴套二(4)径向内侧，并且使转轴(1)的定位轴肩(26)右侧端面与轴套二(4)左侧端面相互接触安装在一起，使转子部件的挡圈一(19)左侧端面与轴套一(17)右侧端面相互接触安装在一起；转子部件的转子铁芯(20)的转子铁芯磁极(58)与定子部件的爪极一(38)、爪极三(47)、爪极二(43)、爪极四(51)之间的轴向间隙是电动机气隙。

2.根据权利要求1所述的一种爪极盘式异步电动机，其特征在于：所述电动机的工作过程是：

所述电动机启动或运行时的某一时刻，工作绕组线圈(14)接通交流电源，工作绕组磁场磁力线路径从工作绕组线圈(14)的N极出发，磁力线依次穿过定子铁芯部件一(6)的环形磁轭一(40)、固定支架部件的内磁轭环(16)、定子铁芯部件二(7)的环形磁轭二(45)、柱形磁轭二(46)、爪极二(43)，工作绕组线圈(14)使若干个爪极二(43)呈现N极磁极极性，磁力线穿过电动机气隙从转子铁芯磁极(58)进入转子铁芯(20)内，磁力线切割盘式鼠笼(21)的鼠笼导条(64)，在盘式鼠笼(21)内产生感应电流；磁力线从转子铁芯磁极(58)再次穿过电动机气隙进入定子铁芯部件一(6)的爪极一(38)，工作绕组线圈(14)使若干个爪极一(38)呈现S极磁极极性，磁力线依次穿过定子铁芯部件一(6)的爪极一(38)、柱形磁轭一(41)、环形磁轭一(40)，磁力线回到工作绕组线圈(14)的S极，形成闭合回路；

所述电动机启动或运行时的某一时刻，启动绕组线圈(10)接通交流电源，启动绕组磁场磁力线路径从启动绕组线圈(10)的n极出发，磁力线依次穿过定子铁芯部件三(8)的环形磁轭三(49)、固定支架部件的外磁轭环(12)、定子铁芯部件四(9)的环形磁轭四(53)、柱形磁轭四(54)、爪极四(51)，启动绕组线圈(10)使若干个爪极四(51)呈现n极磁极极性，磁力线穿过电动机气隙从转子铁芯磁极(58)进入转子铁芯(20)内，磁力线切割盘式鼠笼(21)的鼠笼导条(64)，在盘式鼠笼(21)内产生感应电流；磁力线从转子铁芯磁极(58)再次穿过电动机气隙进入定子铁芯部件三(8)的爪极三(47)，启动绕组线圈(10)使若干个爪极三(47)呈现s极磁极极性，磁力线依次穿过定子铁芯部件三(8)的爪极三(47)、柱形磁轭三(50)、环形磁轭三(49)，磁力线回到启动绕组线圈(10)的s极，形成闭合回路；

所述电动机启动或运行时的某一时刻，工作绕组线圈(14)使若干个爪极二(43)呈现N极磁极极性，并且使若干个爪极一(38)呈现S极磁极极性；启动绕组线圈(10)使若干个爪极四(51)呈现n极磁极极性，并且使若干个爪极三(47)呈现s极磁极极性；爪极二(43)、爪极一(38)分别与爪极四(51)、爪极三(47)磁极极性一一对应，并且在空间上相差九十度电角度，启动绕组与工作绕组电流相位相差九十度，启动绕组与工作绕组共同作用产生定子旋转磁场，定子磁场旋转方向(67)从工作绕组磁场同极性磁极向启动绕组磁场同极性磁极方向旋转；定子旋转磁场磁力线切割盘式鼠笼(21)的鼠笼导条(64)，电动机转子部件产生电磁转矩，使电动机转子部件沿着定子磁场旋转方向(67)旋转。