[发明专利]一种变极变速定子绕组控制法

摘要

本发明是一种变极变速定子绕组控制法，其涉及一种应用于电动机的方法。一种变极变速定子绕组控制法中，主要由定子绕组、移相元件、控制开关、和控制线路的导线组成控制系统。一种变极变速定子绕组控制法采用四个单刀双掷开关对定子绕组进行变极控制，能用简单的控制线路实现小型单相变极变速异步起动永磁同步电动机或小型单相交流异步电动机定子绕组变极变速。一种变极变速定子绕组控制法中，无论是在高转速状态还是在低转速状态，相邻的工作绕组异性定子磁极之间没有闲置的定子铁芯空间，定子铁芯空间得到充分利用。

主权项

一种变极变速定子绕组控制法，其特征在于一种变极变速定子绕组控制法应用于小型单相变极变速异步起动永磁同步电动机或小型单相交流异步电动机；在一种变极变速定子绕组控制法中，控制系统包括定子绕组（25）、移相元件、控制开关（27）、和控制线路的导线（24）；定子绕组（25）由起动绕组、工作绕组组成；起动绕组由外起动绕组、内起动绕组组成；工作绕组由后半工作绕组、前半工作绕组组成；移相元件采用电容器（26）或电阻器；移相元件串联在起动绕组中；外起动绕组由若干个外起动线圈组成；内起动绕组由若干个内起动线圈组成；后半工作绕组由若干个后半工作线圈组成；前半工作绕组由若干个前半工作线圈组成；外起动线圈、内起动线圈、后半工作线圈、前半工作线圈各自的数量等于高转速时定子磁极数；若干个外起动线圈、内起动线圈、后半工作线圈、前半工作线圈均布在定子铁芯（19）上；以某一个外起动线圈为起点，沿着定子磁场旋转方向（6）依次排列的第一个外起动线圈、第一个内起动线圈、第一个后半工作线圈、第一个前半工作线圈为同一个组别绕组线圈，其它组别绕组线圈以此类推；定子绕组（25）的外起动线圈、内起动线圈、后半工作线圈、前半工作线圈的直边段安装在定子线槽（18）内，组成双层绕组结构形式，或者组成单层绕组结构形式；双层绕组结构形式的同一个定子线槽（18）内安装有相邻绕组线圈的两个直边段；单层绕组结构形式的每一个定子线槽（18）内只安装有某个绕组线圈的一个直边段；以电动机高转速时定子磁极数为标准，外起动线圈与同一组别的内起动线圈空间位置相差0°电角度，外起动线圈与同一组别的后半工作线圈空间位置相差45°电角度，后半工作线圈与同一组别的前半工作线圈空间位置相差90°电角度；在电动机高转速状态时，同一组别的后半工作线圈和前半工作线圈产生互为同性磁极的磁场，这两个磁场合并成为高转速定子磁场；同一组别的外起动线圈和内起动线圈产生互为同性磁极的起动磁场；外起动线圈和内起动线圈产生的起动磁场与同一组别的高转速定子磁场空间位置相差90°电角度；电动机在高转速异步起动和同步运行时，在起动绕组、工作绕组和移相元件的共同作用下，产生高转速定子旋转磁场，使小型单相变极变速异步起动永磁同步电动机或小型单相交流异步电动机的转子按照转子旋转方向（5）旋转；以电动机低转速时定子磁极数为标准，外起动线圈与同一组别的内起动线圈空间位置相差0°电角度，外起动线圈与同一组别的后半工作线圈空间位置相差90°电角度，后半工作线圈与同一组别的前半工作线圈空间位置相差180°电角度；在电动机低转速状态时，同一组别的后半工作线圈和前半工作线圈产生互为异性磁极的磁场，该磁场称为低转速定子磁场；同一组别的外起动线圈和内起动线圈产生互为同性磁极的起动磁场；外起动线圈和内起动线圈产生的起动磁场与同一组别的后半工作线圈产生的低转速定子磁场空间位置相差90°电角度；电动机在低转速异步起动和同步运行时，在起动绕组、工作绕组和移相元件的共同作用下，产生低转速定子旋转磁场，使小型单相变极变速异步起动永磁同步电动机或小型单相交流异步电动机的转子按照转子旋转方向（5）旋转；一种变极变速定子绕组控制法中，采用开关K1、开关K2、开关K3、开关K4四个控制开关（27）对定子绕组（25）进行变极控制；控制开关（27）是单刀双掷开关；一种变极变速定子绕组控制法的绕组接线图一中，所有的后半工作线圈和前半工作线圈的首端或尾端从左至右依次连接在一起组成工作绕组阵列，工作绕组阵列的两端分别是工作绕组左接线端（31）和工作绕组右接线端（33），从工作绕组阵列的中间引出工作绕组中间接线端（32）；工作绕组左接线端（31）与工作绕组中间接线端（32）之间是左段工作绕组，工作绕组中间接线端（32）与工作绕组右接线端（33）之间是右段工作绕组；左段工作绕组的若干个后半工作线圈和前半工作线圈的磁极极性，不随着电动机高转速状态或电动机低转速状态而改变；右段工作绕组的若干个后半工作线圈和前半工作线圈的磁极极性，则随着电动机高转速状态或电动机低转速状态而改变；开关K1的高速触点与工作绕组左接线端（31）连接在一起，工作绕组左接线端（31）通过导线（24）与电源接线端L连接在一起；开关K1的中间触点与工作绕组右接线端（33）连接在一起，工作绕组右接线端（33）通过导线（24）与开关K3的低速触点连接在一起；工作绕组中间接线端（32）通过导线（24）与开关K3的高速触点连接在一起；开关K3的中间触点通过导线（24）与电源接线端N连接在一起；一种变极变速定子绕组控制法的绕组接线图一中，所有的外起动线圈和内起动线圈的首端或尾端从左至右依次连接在一起组成起动绕组阵列，起动绕组阵列的两端分别是起动绕组左接线端（28）和起动绕组右接线端（30），从起动绕组阵列的中间引出起动绕组中间接线端（29）；起动绕组左接线端（28）与起动绕组中间接线端（29）之间是左段起动绕组，起动绕组中间接线端（29）与起动绕组右接线端（30）之间是右段起动绕组；左段起动绕组的若干个外起动线圈和内起动线圈的磁极极性，不随着电动机高转速状态或电动机低转速状态而改变；右段起动绕组的若干个外起动线圈和内起动线圈的磁极极性，则随着电动机高转速状态或电动机低转速状态而改变；开关K2的高速触点与起动绕组左接线端（28）连接在一起，起动绕组左接线端（28）通过导线（24）与电源接线端L连接在一起；开关K2的中间触点与起动绕组右接线端（30）连接在一起，起动绕组右接线端（30）通过导线（24）与电容C88的一端连接在一起，电容C88的另一端与开关K4的低速触点连接在一起；起动绕组中间接线端（29）通过导线（24）与电容C44的一端连接在一起，电容C44的另一端与开关K4的高速触点连接在一起；开关K4的中间触点通过导线（24）与电源接线端N连接在一起。