[发明专利]低成本双线管电动机及其加工方法

说明书

本发明涉及低成本电动机及其加工方法，具体地说，涉及改进的新型双线管两极和四极电动机及其加工方法。

在传统的C形框架的两极电动机的结构中，第一组导磁铁心片的一端设置有对齐的圆形转子开口，另一端设置有对齐的U形开口。第二组单独的细长的铁心片在一个单独的导电线圈位于其上之后，交叉地安装在第一组铁心片对齐的U形开口内。这样第二组铁心片提供了一个线圈缠绕区，导电线圈绕于其上以产生磁力线进入第一组铁心片对齐的转子开口内部设置的转子里，构成磁感应回路。

在这种传统的C形框架的两极电动机中，第二组铁心片的线圈缠绕区的外部横截面形状在电动机的叠压高度等于线圈缠绕区的横截面的宽度时为典型的正方形。在导电线圈使用铜的情况下，这是最有效的铁心片高度，因为周长和线圈缠绕区的横截面积的比率最小。当铁心片组的高度增加时，为了增加电动机的输出功率，线圈缠绕区的横截面积变得愈来愈接近矩形，其周长对缠绕区面积的比率变大，效率降低。同样，减少铁心片组的高度来降低电动机的输出功率会引起线圈缠绕区的横截面变得接近矩形，因此效率也降低。形成线圈缠绕区的第一组铁心片和第二组铁心片的柱一般具有大致相等的横截面积。

对于两极电动机结构，发现第一组铁心片两个隔开的边柱可用于线圈缠绕，无论是做成典型的四边形(正方形或矩形)还是做成较高阶次的(多于四边直到部分或全部的圆)形状。在这两种形式中，如果第一组叠压片的隔开的边柱的线圈缠绕区的位于靠近对齐的转子开口和转子，可获得几个重要的优点。这种结构允许导电线圈安装在隔开的柱上，从而提供一个更大和/或更有效的经过磁感应回路的转子的磁通。同时，形成位于每个隔开的边柱上的导电线圈的电线比用于传统的C形框架电动机结构的单一导电线圈的电线长度短二分之一，电线的直径也可减小。

与传统的C形框架电动机结构中的单一导电线圈相比，由于绕在隔开的边柱上的两个导电线圈具有更长的缠绕长度和更小的平均缠绕直径，可以使安装于两极电动机中第一组叠压铁心片的每对隔开的边柱上的导电线圈的电线长度短二分之一。结果，绕在隔开的边柱上的一个导电线圈的电线的长度变短。此外，用于两个导电线圈的电线的直径可减小。可以看出，由于每个线圈的电线长度缩短、两个导电线圈的缠绕表面积增大以及第一组叠压铁心片的隔开的边柱上的导电线圈邻近对齐的转子孔和转子，因此电线的直径可以减小。

所述两极电动机中的导电线圈的邻近位置提供了更为有效的从磁感应线圈回路经过磁极进入电动机的转子的磁通。在某些情况下，电动机的总尺寸的减小，也可减小磁通路径的长度。事实上，性能实验已表明这种结构的两极电动机比传统的所述型式的C形框架电动机的总效率高。例如，这种电动机效率的提高表现在其边柱的外部横截面具有一大于四边的高阶次形状，以及可节省铜。然而，这种改进的电动机的效率也可存在于那些边柱的外横截面具有典型的四边形(正方形或矩形)的结构中。

关于四极电动机，现在的四极电动机一般制成环状或环形室状的单元体，四个磁极沿环状或环形室状等间距分布。在一些设计中，正方形和矩形单元也可替代环状或环形室状的单元体。环形或其他封闭式结构之所以被选用是因为在最经济的可适用于各种不同用途的设计中它产生最短的磁通路径。例如，环形或环室形单元周围的磁通在各磁极处分成不同的两路，并沿大致垂直于每极中心的方向离开。如将在下面的讨论中看到的，这种仍在当前的设计中采用的磁通路运动在改进这种电动机的经济性和操作效率方面存在固有的限制。

在本发明的改进的新双线管四极结构中，隔开的成对的柱从带有用于安装转子的转子开口的四极中心区对边伸出。在每个隔开的柱的自由端，一端柱跨过各隔开的柱。根据设计的选择，线管安装在每个中心区对边的隔开的成对的柱上或缠绕在每个端柱上。任何一种情况，由于这种设计的“脚印”(foot print)的效果使得用于绕在每个绝缘线管上的每个导电线圈的所需材料会有显著的节省。例如，一个位于每个中心区对边的隔开的边柱上的导电线圈在相同的磁感应回路下可比单一导电线圈长度少二分之一，导线的直径也可减小。通过将每个导电线圈装在每个隔开的柱上，可形成更长的缠绕长度和更小的线圈缠绕直径，使组成每个导电线圈的电线长度显著地缩短。另外，由于上面解释的原因，可使电线的直径减小和每个导电线圈的电线长度缩短。

除此以外，因为带有缠好的导电线圈的绝缘线管安装在中心区对边上的每时叠压柱上，也可提供超过当前的四极电动机的改进的操作性能和效率。这也许部分地由于尽管总的所用铁心片材料减少而改进的新结构的横截面积却增加的缘故。