[实用新型]分相启动双U型单相电动机定子

说明书

本实用新型是一种分相启动双U型单相电动机定子，其涉及一种电动机定子，包括定子铁芯一、定子铁芯二、主绕组、副绕组。主磁极一和主磁极二采用阶梯气隙，永磁转子静止时永磁转子磁极轴线与主磁极几何中心线之间有启动角。定子铁芯一的主磁极几何中心线与定子铁芯二的副磁极几何中心线之间的磁极夹角小于九十度，主绕组共同安装在定子铁芯一和定子铁芯二上，副绕组仅安装在定子铁芯二上。所述电动机定子分别采用罩极分相、电容分相启动方式与永磁转子配合使用时，具备启动转矩大、有确定的旋转方向的优点。

技术领域

本发明是一种分相启动双U型单相电动机定子，其涉及一种电动机定子，特别是涉及一种能够分别采用罩极分相、电容分相的包含两个U型定子铁芯的单相电动机定子。

背景技术

U型单相永磁同步电动机广泛应用于家电领域，以洗衣机排水泵电动机为典型代表。U型单相永磁同步电动机的优点是结构简单、成本低、效率高。普通U型单相永磁同步电动机的结构特点是利用不均匀气隙（普遍采用阶梯气隙）的磁阻差别，使电动机启动前永磁转子磁极轴线与定子磁极几何中心线存在一个夹角，该夹角称为启动角，启动角确保U型单相永磁同步电动机实现自启动。普通U型单相永磁同步电动机的缺点是启动转矩小、旋转方向不确定。普通U型单相永磁同步电动机只适合驱动能够空载启动、对输入轴旋转方向没有特殊要求的负载，例如采用特殊结构满足输入轴旋转方向不确定条件的风机、泵类负载，此类负载工作效率较低。中国轻工行业标准《QB/T4273-2011洗衣机排水泵技术要求》中，小于50W的永磁电机排水泵的效率为7%。U型单相电动机定子铁芯磁极截面积很小，在U型单相电动机定子铁芯磁极设置罩极短路铜环所产生的启动转矩也很小。

罩极式电动机按照定子结构分为凸极式罩极电动机和隐极式罩极电动机。凸极式罩极电动机的罩极绕组是一至两圈短路铜环，隐极式罩极电动机的罩极绕组是绕组两端短接在一起的分布式绕组。隐极式罩极电动机与同为分布式绕组的电容分相异步电动机相比，在性能和成本方面均无优势。尽管隐极式罩极电动机性能优于凸极式罩极电动机性能，隐极式罩极电动机很少有应用案例，凸极式罩极电动机因其结构简单、成本低，在微型电动机应用领域仍然占有一席之地。罩极式电动机的主绕组产生主磁通，一部分主磁通穿过罩极绕组（短路铜环或隐极式罩极绕组）并在罩极绕组中产生一个相位上滞后九十度的感应电流，该感应电流产生的罩极区合成磁通在相位上也滞后于主磁通，从而产生旋转磁场。

普通罩极电动机的主绕组轴线与罩极绕组轴线之间的绕组空间夹角小于九十度，罩极区磁极宽度与整个定子磁极宽度的比率称为罩极度。其他参数不变的前提下，罩极度越小，绕组空间夹角越接近九十度，旋转磁场的椭圆度越小。但是罩极区合成磁通是由主磁通感应产生的，罩极度越小，罩极区合成磁通越小，旋转磁场的椭圆度越大。为了获得大的输出转矩，减小旋转磁场的椭圆度，应该使主磁极区的主磁通与罩极区合成磁通相等或者相接近。普通罩极电动机的结构决定了其罩极度与旋转磁场椭圆度之间的矛盾，使其无法满足下述的提高输出转矩的技术方案：即无论是凸极式罩极电动机还是隐极式罩极电动机，在不改变绕组空间夹角的前提下，增加罩极绕组罩住的定子磁极截面积就能增加罩极区合成磁通，最终提高输出转矩。

若有一种U型单相电动机定子技术，其结构具备启动角，并且能够采用罩极分相或者电容分相产生旋转磁场，则该电动机定子与永磁转子配合组成的U型单相永磁同步电动机具备启动转矩大、有确定的旋转方向的优点，该定子技术能够满足家电领域对微型电动机的需求。

发明内容

本发明的目的是克服普通U型单相永磁同步电动机的启动转矩小、旋转方向不确定的缺点，提供一种能够分别采用罩极分相、电容分相的双U型单相电动机定子，该电动机定子与永磁转子配合组成的双U型单相永磁同步电动机具备启动转矩大、有确定的旋转方向的优点。本发明的实施方案如下：

所述电动机定子能够分别与永磁转子或者鼠笼转子配合使用，所述电动机定子与永磁转子配合组成分相启动双U型单相永磁同步电动机，所述电动机定子与鼠笼转子配合组成分相启动双U型单相异步电动机。