感应电动机制造技术

在径向空气隙型感应电动机中，为了利用两层空气隙结构，增大转矩／（电流的平方）之比，提高效率，制成在圆筒形的外周侧定子和内周侧定子之间配置转子、具有两层径向空气隙的结构，在外周侧定子和内周侧定子上卷绕产生旋转磁场的绕组，在转子上形成鼠笼式绕组。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如作为空气调节器的风机马达用的径向空气隙型的感应电动机，更详细地说，涉及具有两个定子、在它们之间配置转子(单个)并备有2层径向空气隙的感应电动机。
技术介绍
感应电动机大多采用将一个转子配置在产生旋转磁场的一个定子的内侧的内转子型。在定子上卷绕产生旋转磁场的绕组，在转子上卷绕产生感应电流的鼠笼式绕组。根据这种感应电动机，将转子置于由定子产生的旋转磁场中，感应电流流过转子的鼠笼式绕组，通过该旋转磁场和感应电流两者的相互作用，在鼠笼式绕组上作用旋转力矩，转子借此旋转。从其简便性和经济性的观点出发，在家电产品和工业机械中大多采用这种感应电动机。但是，在现有技术的感应电动机中，越是小型化，与输出相比，其损耗越大，有效率降低的倾向，而且，其极数越多，其效率降低的倾向越强。在效率，损耗，输出及输入之间有下面的关系。效率＝输出/输入＝输出/输出+损耗……(1)从而，为了提高效率，应该降低损耗。在感应电动机中，有以下几种损耗。①初级铜损(定子绕组电阻损耗)②次级铜损(转子绕组电阻损耗)③铁芯损耗(磁滞损耗)④铁芯损耗(涡流电流损耗)⑤机械损耗(轴承损耗，气流损耗等)⑥杂散负荷损耗其中所占比例较大的是①的初级铜损和②的次级铜损。在现有技术的感应电动机中，为了减轻这些铜损，必须采用加大定子铁芯，增加槽的面积，卷绕线径粗的绕组降低电阻，或者加大转子铁芯的外径以小的感应电流输出相同的转矩的方法。但是，在这些方法中，由于会导致材料费用的大幅度提高，所以是不理想的。一般地，电动机的输出方程式由下面的(2)式表示。输出＝K1·D2·L·Bm·Ac·n……(2)这里，K1是常数，D是径向空气隙的直径，L是铁芯的长度，Bm是空气隙的平均磁通密度，Ac是安培导体数，n是旋转速度。在感应电动机的场合，由于空气隙的平均磁通密度Bm基本上和安培导体数Ac成正比，所以，上式(2)可以用下面的式(3)表示。输出＝K2·D2·L·Bm2·n……(3)此外，K2是常数。其次，考虑损耗和空气隙的平均磁通密度Bm的关系。电流I和最大磁通密度B基本上成正比。安培导体Ac基本上和电流I成比例，空气隙的平均磁通密度Bm与最大磁通密度B成比例，所以，上述①的初级铜损(电流I2·绕组电阻)基本上和Bm2成正比。此外，上述②的次级铜损是(流过转子绕组的次级电流)2·次级电阻，该次级电流基本上与Bm成比例，因此，可以说，上述②的次级铜损基本上与Bm2成正比。上述③的铁芯损耗(磁滞耗损)和④的铁芯损耗(涡流电流损耗)基本上与B2、即Bm2成正比是众所周知的。作为其余损耗的上述⑤的机械损耗(轴承损耗，气流损耗)和⑥的杂散负荷损耗，可以认为所占全部损耗的比例很小，所以，全部耗损可以说基本上和Bm2成比例。为了大幅度提高效率，有必要尽可能地减少损耗。由于损耗基本上与空气隙的平均磁通密度Bm的平方(Bm2)成正比，所以，为了大幅度降低损耗，大幅度降低Bm2即可。但是，当降低Bm2时，输出也与之成比例地减少，所以，必须采取补偿输出的措施。作为这种方法，通过将(径向空气隙的直径D)的平方×铁芯长度L增大Bm2减小的量，保持(Bm2)×(D2·L)不变，所以，可以保持输出恒定。但是，在现有技术的感应电动机中，当增大(D2·L)时，铁芯尺寸(体积)加大，不划算。从而，本专利技术的课题是，在小的输出时，不必加大铁芯的尺寸(体积)而大幅度提高感应电动机的效率。
技术实现思路
为解决上述课题，本专利技术为一种配备径向空气隙的感应电动机，其特征为，将转子配置在外周侧定子和内周侧定子之间，制成具有双层空气隙的结构，在上述外周侧定子上述内周侧定子上卷绕相对于上述转子产生旋转磁场的绕组，在上述转子上卷绕鼠笼式绕组。这样，将径向空气隙制成双层，通过尽可能地加大各径向空气隙的直径，可以大幅度增大(D2·L)，所以，可以大幅度降低Bm2，与此相应地大幅度减少损耗。从而，不必增大铁芯尺寸(体积)即可以提高效率。将径向空气隙制成双层时的输出方程式由下面的公式(4)表示。输出＝K2·(Do2+Di2)·L·Bm2·n……(4)式中，Do是外周侧径向空气隙的直径，Di是内周侧径向空气隙的直径。上述外周侧定子和内周侧定子的槽数目相同或者不同，上述转子的槽优选地为素数×2或者素数×4。借此，鼠笼式绕组的转子对于感应电动机是适当的。此外，卷绕到上述外周侧定子的内周侧的绕组的间距和卷绕到内周侧定子的外周侧的绕组的间距可以是相等的间距也可以是不同的间距。借此，可以实现适合于使用目的等的感应电动机。根据本专利技术，上述外周侧定子和上述内周侧定子均具有相同数目或者不同数目的槽，以电角度π/2将空间的相位角相对地错开，在设于外周侧定子的内周侧的齿上以集中绕组卷绕主绕组和辅助绕组，在设于内周侧定子的外周侧的槽上以分布绕组和整节距绕组卷绕主绕组和辅助绕组，可以制成使各定子产生旋转磁场，利用该旋转磁场在转子的鼠笼式绕组上流过感应电流的电容式感应电动机。参照图4至图6，根据本专利技术，在构成上述外周侧定子的12个槽的齿上交替地卷绕各主绕组和辅助绕组，同时将其主绕组和辅助绕组分别串联连接成相邻的绕组之间产生相反方向的磁通。另一方面，在构成上述内周侧定子的12个槽的槽上，依次分别每隔一个槽卷绕三个相距两个槽间距的主绕组和辅助绕组，这些主绕组和辅助绕组错开一个槽进行卷绕，同时，以各主绕组和辅助绕组分别产生相同方向的磁通的方式串联连接。同时，外周侧定子的主绕组和内周侧定子的主绕组串联连接，制成电容式感应电动机的主绕组，同时，将外周侧定子的辅助绕组和内周侧定子的辅助绕组串联连接，制成电容式感应电动机的辅助绕组，获得六极的电容式感应电动机。此外，上述外周侧定子和内周侧定子具有相同数量的槽，使设于该外周侧定子的内周侧上的齿和设于内周侧定子的外周侧上的齿对向，在所述外周侧定子和内周侧定子的齿上，通过分别以集中绕组卷绕主绕组和辅助绕组，使各定子产生旋转磁场，可以制成在上述转子的鼠笼式绕组上流过感应电流的电容式感应电动机。参照图9至图11，根据本专利技术，在构成上述外周侧定子的12个槽的齿上分别交替地卷绕6个主绕组和辅助绕组，同时，在构成上述内周侧定子的12个槽的齿上分别交替地卷绕和外周侧定子同样的6个主绕组和辅助绕组。同时，使外周侧定子的主绕组和内周侧定子的主绕组处于产生相同方向的磁通的状态、并且，以由相邻的主绕组产生的磁通成为反向的方式串联连接。此外，使外周侧定子的辅助绕组和内周侧定子的辅助绕组处于产生相同方向的磁通的状态、并且，以由相邻的辅助绕组产生的磁通成为反向的方式串联连接。这样，通过将外周侧定子和内周侧定子的主绕组串联连接构成的绕组作为电容式感应电动机的主绕组，同时，将外周侧定子和内周侧定子的主辅助绕组串联连接构成的绕组作为电容式感应电动机的辅助绕组，获得6极电容式感应电动机。上述外周侧定子和内周侧定子具有相同数目的槽，通过使设于该外周侧定子的内周侧上的齿和设于内周侧定子的外周侧上的齿对向，在外周侧定子和内周侧定子的齿上分别以集中绕组卷绕三相绕组，产生旋转磁场，可以制成感应电流流过上述转子的鼠笼式绕组的三相感应电动机。参照图12至14，根据本专利技术，在上述外周侧的定子的各齿上依次卷绕三相绕组，在上述内周侧定子的各齿上依次卷绕与外周侧定子同样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应电动机，备有径向空气隙，其特征为，在作为最外径部侧的定子的外周侧定子与作为最内径部侧的定子的内周侧定子之间配置转子，制成具有两层空气隙的结构，在上述外周侧定子和内周侧定子上，卷绕对上述转子产生旋转磁场的绕组，在上述转子上，卷绕鼠笼式绕组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：成田宪治，藤冈琢志，菊地祐介，伊藤彰浩，田边洋一，相马裕治，前山研，芝本道宏，N吉罗贾图龙恩，C撒纳西蒂庞，
申请(专利权)人：富士通将军股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]