[其他]绕组位置最佳的方铁芯4极单相电机

说明书

本发明属方铁芯4极单相电机制造技术领域。

在4极单相异步电动机中（单方向旋转或可逆方向旋转两种），为提高铁芯利用率多采用外轮廓为四段直线与四段圆弧组成的铁芯冲片（如附图所示），简称方形铁芯。其每段圆弧所对应中心角为32°～50°，包括电阻分相起动，电容起动，洗衣机用单相电容运转异步电动机。当槽形尺寸相同时，这样电机轭部导磁截面积不是一个常数，而是沿圆周有规律的变化着。有关方铁芯单相电机原理可见清华大学出版社出版，李隆年等著的“单相电机原理与设计”第17～18页。这种电机轭部导磁截面积，在整个圆周上有四个最大截面区域和四个最小截面，其气隙旋转磁场为椭圆磁场，4极机在定子气隙圆周上有4个长轴和4个短轴。绕组的空间轴线位置变动了，椭圆磁场长轴空间位置也相应变动，因此，电机绕组的位置，对电机的激磁电流定子铜耗诸项指标影响很大。若采用改变槽高的办法。可使轭部导磁截面积均匀，但冲模制造困难，故生产中一般不采用。

为制造出一种低铜耗、高效率的方铁芯4极单相电机，我们利用“时间空间向量图”的方法，找到了绕组轴线的最佳位置范围。对单方向旋转之电机，此位置为离水平轴线（如附图α＝0处），7.5°±5°的范围。顺时针旋转电机主绕组轴线最佳位置范围为2.5°～12.5°。逆时针旋转时之相应位置范围为-2.5°～-12.5°。电机绕组按以上最佳位置范围下线时，可使椭圆磁场长轴位置所对应的最大定子轭部磁通正好通过最大定子轭部导磁截面积。因为在附图所示冲片上可以明确看出，在四段圆弧所对应的一段中心角范围内均为最大导磁截面积。这样激磁磁势最小，激磁电流、定子铜耗均比绕组处于其它位置时要小。电机效率的绝对值提高1%左右。

附图给出了绕组轴线空间位置示意图，标明了座标原点。绕组轴线离水平轴之角度α表示，逆时针为角度的正方向。

对可逆运行之电机主绕组轴线最佳位置角度α，应为离水平轴线22.5°±5°的范围。此时激磁磁势、激磁电流、定子铜耗均比绕组处于其它位置时要小，电机效率提高。