[发明专利]感应电动机

说明书

本发明涉及一种感应电动机，特别是一种即使在通用相位控制方式下也能在有限噪声下运行的小型感应电动机。

由于小型感应电动机结构简单、性能可靠，所以在民用机械与装置中得到了广泛的应用。另一方面，市场迫切需要性能优良的低噪音小型感应电动机，例如在空调器中使用的感应式风扇电动机和类似电动机，特别要求能低噪声运行。以通电相位控制方式调速的感应电动机噪声较大，尤其需要解决这个问题。

小型感应电动机的槽形通常为半开放式或封闭式，如图5所示。

在开放式槽感应电动机中，定子和转子之间气隙处的磁通密度在转子的槽顶端部减小，因而增加了运行过程中的噪声，而且这进一步增加气隙处的磁通密度最大值，势必会降低感应电动机的效率。

因此，在空调器中的感应式风扇电动机上采用封闭式槽来解决上述问题。但是封闭式槽会引起严重的漏磁现象，即定子铁心产生的磁通只穿越槽顶端部的桥接部分而不横穿槽内的次级导体，这样就使这种电动机的性能较差。而且，在例如以铝压铸上述具有封闭式槽的感应电动机的次级导体时，很难保证导体的均匀性。这种压铸非均匀性将会引起敲击声、扭矩特性不均匀和强噪音等问题。

本发明人研究了产生槽内导体不均匀性的原因。图6为压铸过程中槽形部分熔化金属的流动情况。这是一张沿转子圆周方向取的剖面图，显示出压铸过程中熔化金属偏少。因此，有些槽被铝完全填满而另外一些则只是填充在两个端部。由图可见，填充在两个端部的铝将空气封闭在槽内。一台感应电动机的转子铁心通常包含30—40条槽，而供给熔化金属的浇口最多只有10个，因此离浇口远近不同，熔化金属的流动条件差别很大。在压铸过程中，熔化金属以极快的速度注入各个浇口，因此在离浇口较远的熔化金属尚未完全填满槽时，浇口附近的熔化金属已流至该浇口对面的端环处，并从该浇口对面回流入其他槽内从而将空气封闭在其他槽内。即使在正常压铸过程中保证提供足够多的熔化金属量，表面上看槽内似乎没有气泡，但实际上仍有空气被封闭在槽内，只是受压缩而体积减小，然而不可能消除每块次级导体的密度和阻值的差异。因此，尤其对于以通电相位控制方式运行的空调器中的感应式风扇电动机来说，除了性能变化较大之外，噪音问题也难以解决。

本发明的目的就是解决上述通常出现的问题并提供一种性能优良的低噪音小型感应电动机。

按照本发明的感应电动机包括：一个定子铁心，一个由薄磁钢片叠成的转子铁心，一个定子铁心内的绕组，在转子铁心内形成的多个封闭槽和压铸在槽内的转子用导体，每条槽在面向定子铁心一侧包括一个桥接部分以封闭该槽。其特征是，在磁钢片叠层的桥接部分之间有一条沟通槽内外的空隙。

由于在叠压磁钢片以构成转子铁心时在槽的桥接部分留有空隙，压铸时被封闭在槽内的空气将经空隙排出，从而得到了质地均匀的次级导体。

图1为采用按照本发明一个实施例的小型感应电动机作空调器风扇电动机的风扇部件垂直剖面图；

图2为按照本发明一个实施例的转子铁心的平面图；

图3为按照本发明一个实施例的感应电动机的接线图；

图4为按照本发明实施例的感应电动机输入电流的波形图；

图5为通常的封闭式槽形部分的详图；

图6为说明在压铸通常的具有封闭式槽形部分的转子铁心过程中熔化金属流动情况的示意图；

图7为按照本发明一个实施例的槽形部分的详图；

图8为说明图7中一个实施例的转子铁心压铸过程的示意图；

图9为按照本发明另一个实施例的转子铁心槽形部分的详图；

图10为图9所示实施例的转子铁心桥接部分的放大图；

图11(A)和11(B)为说明图9所示实施例的转子铁心穿孔操作过程的示意图；

图12为说明图9所示实施例的转子铁心桥接部分的几何尺寸与磁通之间关系的示意图；

图13为图9所示实施例的电动机与通常的电动机在噪声电平、最大扭矩和效率等方面的比较图；

图14为通常的感应式电动机的噪声频率分析图；

图15为按照本发明实施的电动机的噪声频率分析图。

以下将结合附图阐述本发明的实施例：