專利名稱：混合式感應(yīng)電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合式感應(yīng)電動機(jī)，尤其涉及一種能夠改善起動功能并易于實(shí)現(xiàn)變速旋轉(zhuǎn)的混合式感應(yīng)電動機(jī)。
背景技術(shù)：
混合式感應(yīng)電動機(jī)是指永磁體(下文中將稱之為“同步轉(zhuǎn)子”)可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在定子和感應(yīng)轉(zhuǎn)子之間而與定子和轉(zhuǎn)子電磁耦合的電動機(jī)。
圖1為根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的混合式感應(yīng)電動機(jī)的縱向剖視圖，圖2為沿圖1中I-I線的剖視圖。
如圖所示，在傳統(tǒng)的混合式感應(yīng)電動機(jī)10中，定子11固定地設(shè)置在機(jī)殼10a的內(nèi)側(cè)，同步轉(zhuǎn)子14以一定的間隙可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在定子11的內(nèi)側(cè)。感應(yīng)轉(zhuǎn)子13以一定的間隙可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在同步轉(zhuǎn)子14的內(nèi)側(cè)。此外，感應(yīng)轉(zhuǎn)子13的用于向外輸出旋轉(zhuǎn)力的轉(zhuǎn)軸15壓配到感應(yīng)轉(zhuǎn)子13的中央。
定子11由疊片硅鋼(laminated silicon steel)制成，并且在定子11的內(nèi)圓周表面上形成有多個槽16a，用于纏繞產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的驅(qū)動線圈16。
同步轉(zhuǎn)子14包括磁體部14a，在定子11和感應(yīng)轉(zhuǎn)子13之間可自由旋轉(zhuǎn)；磁體支撐部14b，用于支撐磁體部14a；以及軸承部14c，用于支撐磁體支撐部14b，以使轉(zhuǎn)軸15自由地旋轉(zhuǎn)。
感應(yīng)轉(zhuǎn)子13形成為鼠籠式轉(zhuǎn)子，包括多個通孔13a，以一定的間隙形成在疊片硅鋼上；導(dǎo)電桿13b，插入到各通孔13a中；以及端環(huán)13c，形成在各導(dǎo)電桿13b的兩端。未說明的附圖標(biāo)記15a表示軸承。
下面將說明傳統(tǒng)混合式感應(yīng)電動機(jī)的運(yùn)行。
一旦將第一電流連續(xù)施加到定子11的驅(qū)動線圈16上而形成有旋轉(zhuǎn)磁場時(shí)，該旋轉(zhuǎn)磁場就使同步轉(zhuǎn)子14同步運(yùn)行，從而以同步速度旋轉(zhuǎn)。同步轉(zhuǎn)子14的磁體部14a產(chǎn)生的磁通用作感應(yīng)轉(zhuǎn)子13的旋轉(zhuǎn)磁場，以使感應(yīng)轉(zhuǎn)子13在滑動的同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
在此，連接于感應(yīng)轉(zhuǎn)子13的轉(zhuǎn)軸15與感應(yīng)轉(zhuǎn)子13一并旋轉(zhuǎn)，由此傳遞旋轉(zhuǎn)力至諸如風(fēng)扇之類的其他部件。
然而，在傳統(tǒng)的混合式感應(yīng)電動機(jī)10中，是在感應(yīng)轉(zhuǎn)子和同步轉(zhuǎn)子之間的氣隙中的磁通密度幾乎不變的狀態(tài)下，使用單個同步轉(zhuǎn)子。因此，同步轉(zhuǎn)子14的起動扭矩不足，因而在最初驅(qū)動該感應(yīng)電動機(jī)時(shí)將不得不向驅(qū)動線圈16施加大的電流。
此外，即使改變施加到驅(qū)動線圈16上的電壓，氣隙中的磁通密度的變化量也較小，由此難以改變感應(yīng)電動機(jī)的速度。因而降低了電動機(jī)的效率，并限制了電動機(jī)的功能。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的在于提供一種混合式感應(yīng)電動機(jī)，其能降低同步轉(zhuǎn)子的起動電流從而提高效率。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種混合式感應(yīng)電動機(jī)，其易于改變感應(yīng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種混合式感應(yīng)電動機(jī)，其能防止在第一和第二同步轉(zhuǎn)子同步運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的振動，從而減少噪音。
為了達(dá)到這些和其他優(yōu)點(diǎn)并根據(jù)本發(fā)明的意圖，正如在此具體實(shí)施并廣泛說明的，本發(fā)明提供一種混合式感應(yīng)電動機(jī)，包括定子，固定安裝在機(jī)殼內(nèi)；感應(yīng)轉(zhuǎn)子，可旋轉(zhuǎn)地插入到定子的中央，并在該感應(yīng)轉(zhuǎn)子的中央處具有軸；第一同步轉(zhuǎn)子，在定子和感應(yīng)轉(zhuǎn)子之間沿該軸的縱向滑動，并沿該軸的圓周方向可自由旋轉(zhuǎn)地安裝；以及第二同步轉(zhuǎn)子，面向第一同步轉(zhuǎn)子，并在定子和感應(yīng)轉(zhuǎn)子之間沿該軸的縱向滑動，且沿該軸的圓周方向可自由旋轉(zhuǎn)地安裝。
第一同步轉(zhuǎn)子包括第一支撐部，該軸可旋轉(zhuǎn)地連接到其中央；第一磁體部，沿圓周方向連接到第一支撐部的端部，并在定子的旋轉(zhuǎn)磁場的作用下旋轉(zhuǎn)，以使感應(yīng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；以及第一軸承部，設(shè)置在第一支撐部的中央，以插入該軸。
第二同步轉(zhuǎn)子包括第二支撐部，該軸可旋轉(zhuǎn)地連接到其中央；第二磁體部，沿圓周方向連接到第二支撐部的端部，并在定子的旋轉(zhuǎn)磁場的作用下旋轉(zhuǎn)，以使感應(yīng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；以及第二軸承部，設(shè)置在第二支撐部的中央，以插入該軸。
第一軸承部為無油軸承，第一支撐部為非磁性物質(zhì)；第二軸承部為無油軸承，第二支撐部為非磁性物質(zhì)。
第一支撐部和第一磁體部一體形成，并且第二支撐部和第二磁體部一體形成。
第一磁體部沿軸縱向的長度比第二磁體部沿軸縱向的長度相對更長。
優(yōu)選的，在該軸上安裝有一非磁性擋塊，以使第一磁體部的端部和第二磁體部的端部之間具有一定的間隙。
從本發(fā)明以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中，本發(fā)明的前述和其它目的、特征、方案和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。


所包含的附圖用于進(jìn)一步理解本發(fā)明，其并入到本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，所述附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與文字描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1為根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的混合式感應(yīng)電動機(jī)的縱向剖視圖；圖2為沿圖1中I-I線的剖視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的混合式感應(yīng)電動機(jī)的縱向剖視圖；圖4為沿圖3中II-II線的剖視圖；圖5為在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的混合式感應(yīng)電動機(jī)中的同步轉(zhuǎn)子和感應(yīng)轉(zhuǎn)子的立體圖；以及圖6至圖8為在起動和變速根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的混合式感應(yīng)電動機(jī)時(shí)的第一同步轉(zhuǎn)子和第二同步轉(zhuǎn)子各自位置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其實(shí)例在附圖中示出。
下面參照附圖來解釋根據(jù)本發(fā)明的混合式感應(yīng)電動機(jī)。
圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的混合式感應(yīng)電動機(jī)的縱向剖視圖，圖4為沿圖3中II-II線的剖視圖，圖5為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的混合式感應(yīng)電動機(jī)中的同步轉(zhuǎn)子和感應(yīng)轉(zhuǎn)子的立體圖，圖6至圖8為根據(jù)在起動和變速本發(fā)明第一實(shí)施例的混合式感應(yīng)電動機(jī)時(shí)，第一同步轉(zhuǎn)子和第二同步轉(zhuǎn)子各自位置的示意圖。
如圖所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的混合式感應(yīng)電動機(jī)包括定子110，固定安裝在機(jī)殼110a內(nèi)；感應(yīng)轉(zhuǎn)子120，可旋轉(zhuǎn)地插入到定子110的中央，并且中央具有軸121；第一同步轉(zhuǎn)子130，在定子110和感應(yīng)轉(zhuǎn)子120之間沿軸121的圓周方向可自由旋轉(zhuǎn)地安裝；以及第二同步轉(zhuǎn)子140，面對第一同步轉(zhuǎn)子130，并在定子110和感應(yīng)轉(zhuǎn)子120之間沿軸121的圓周方向可自由旋轉(zhuǎn)地安裝。
在定子110的一側(cè)形成有線圈纏繞部116，用于纏繞定子110的驅(qū)動線圈111，以使定子110能夠具有N極或S極的極性。
在感應(yīng)轉(zhuǎn)子120的中央處形成有用于插入軸121的孔123，并且在感應(yīng)轉(zhuǎn)子120的外周部沿圓周方向等間隙的形成有多個導(dǎo)電孔124。在導(dǎo)電孔124中安裝有導(dǎo)電桿125。
導(dǎo)電桿125由模鑄成型，并且由鋁或銅制成。在導(dǎo)電桿125的端部形成有由鋁制成的端環(huán)125a。
第一同步轉(zhuǎn)子130包括第一支撐部131，其中央可旋轉(zhuǎn)地連接軸121；第一磁體部133，為圓筒形狀，并沿圓周方向連接在第一支撐部131的端部，由此被定子110的旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)，以旋轉(zhuǎn)感應(yīng)轉(zhuǎn)子120；以及第一軸承部135，設(shè)置在第一支撐部131的中央，用以插入軸121。
第二同步轉(zhuǎn)子140包括第二支撐部141，其中央可旋轉(zhuǎn)地連接軸121；第二磁體部143，為圓筒形狀，并沿圓周方向連接在第二支撐部141的端部，由此被定子110的旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)，以旋轉(zhuǎn)感應(yīng)轉(zhuǎn)子120；以及第二軸承部145，設(shè)置在第二支撐部141的中央，用以插入軸121。
第一磁體部133和第二磁體部143分別構(gòu)造成具有多個極。第一磁體部133和第二磁體部143分別沿徑向安裝。在第一磁體部133和第二磁體部143上沿各自的圓周方向交替地形成有N極和S極。
第一磁體部133沿軸121的縱向長度比第二磁體部143沿軸121的縱向長度相對更長。
第一支撐部131和第一磁體部133通過模制一體形成，并且第二支撐部141和第二磁體部143通過模制一體形成。
優(yōu)選的，第一軸承部135和第二軸承部145分別由無油軸承制成，以使軸121平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動。
在軸121上安裝有多個擋塊270，以使第一磁體部133的端部和第二磁體部143的端部之間能夠具有一定的間隙。更具體的，在第一同步轉(zhuǎn)子130的兩側(cè)安裝有兩個擋塊270，并且在第二同步轉(zhuǎn)子140的兩側(cè)安裝有另兩個擋塊270。由于各個擋塊270，第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140不能沿軸121的縱向滑動，而僅能沿軸121的圓周方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選的，為了不影響磁通，擋塊270為非磁性物質(zhì)。
當(dāng)?shù)谝煌睫D(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140同步運(yùn)行時(shí)，在軸向上會產(chǎn)生有振動。然而，擋塊270能夠防止產(chǎn)生振動，從而減少噪音。
在第一同步轉(zhuǎn)子130和定子110之間形成有第一氣隙t1，并且在第一同步轉(zhuǎn)子130和感應(yīng)轉(zhuǎn)子120之間形成有第二氣隙t2。在第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140之間形成有第三氣隙t3。
下面，將參照圖3至圖8來說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的混合式感應(yīng)電動機(jī)的運(yùn)行。
一旦將第一電流連續(xù)施加到定子110的驅(qū)動線圈111上而形成有旋轉(zhuǎn)磁場時(shí)，該旋轉(zhuǎn)磁場使第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140同步運(yùn)行，從而以同步速度旋轉(zhuǎn)。
第一磁體部133和第二磁體部143產(chǎn)生的磁通用作感應(yīng)轉(zhuǎn)子120的旋轉(zhuǎn)磁場，以使感應(yīng)轉(zhuǎn)子120在滑動的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。電動機(jī)的輸出通過固定在感應(yīng)轉(zhuǎn)子120上的軸121向外傳遞。
在第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140同步運(yùn)行之前，在不同于圖6和圖7所示的狀態(tài)的狀態(tài)下，即在第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140的各個極隨意面對的狀態(tài)下，第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140旋轉(zhuǎn)到低于同步速度的速度。
當(dāng)?shù)谝煌睫D(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140已經(jīng)同步運(yùn)行時(shí)，施加到驅(qū)動線圈111上的電壓非常高，由此來自定子110的磁力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140不同極之間的吸引力。在這種情況下，如圖6和圖7所示，第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140以N-N和S-S的狀態(tài)或N-S和S-N的狀態(tài)彼此面對，并以同步速度旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，在第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140的各個內(nèi)側(cè)形成的旋轉(zhuǎn)磁場變?yōu)樽畲?，由此感?yīng)轉(zhuǎn)子120具有最大旋轉(zhuǎn)速度。
相反的，當(dāng)施加到驅(qū)動線圈111上的電壓較小由此來自定子110的磁力不大于第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140不同極之間的吸引力時(shí)，第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140在相同極彼此稍重疊的狀態(tài)下以同步速度旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，在第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140的各個內(nèi)側(cè)形成的旋轉(zhuǎn)磁場變?nèi)?，由此感?yīng)轉(zhuǎn)子120旋轉(zhuǎn)速度降低。
在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的混合式感應(yīng)電動機(jī)中，如果在從圖6到圖7的狀態(tài)變化的同時(shí)使驅(qū)動線圈111的旋轉(zhuǎn)磁場變?nèi)酰谝煌睫D(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140將輪流地與驅(qū)動線圈111產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場同步運(yùn)行。從而，第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140的極數(shù)增加了大約兩倍。結(jié)果，用于使第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140以同步速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場大大降低。
在第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140輪流地與驅(qū)動線圈111的旋轉(zhuǎn)磁場同步運(yùn)行的過程中，如果第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140沒有固定在軸121上，第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140沿軸121的縱向受到一個由第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140之間產(chǎn)生的吸引力和排斥力所作用的力。在此，擋塊270保持了第一同步轉(zhuǎn)子130和第二同步轉(zhuǎn)子140之間的氣隙t3，由此防止振動并減少噪音。
此外，在最初驅(qū)動該混合式感應(yīng)電動機(jī)時(shí)，起動電流大大的降低，從而減少噪音并提高效率。此外，同步轉(zhuǎn)子的磁通將根據(jù)所施加的電壓的變化而變化，所以易于改變該混合式感應(yīng)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。
由于本發(fā)明可以通過多種形式實(shí)現(xiàn)而不脫離其精神或本質(zhì)特征，所以應(yīng)當(dāng)理解，除非另有說明上述實(shí)施例不限于前面所描述的任何細(xì)節(jié)，而應(yīng)在所附權(quán)利要求書所限定的其精神和保護(hù)范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此所有落入到該權(quán)利要求書范圍內(nèi)或同等范圍內(nèi)的變化和改型均包含在所附權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種混合式感應(yīng)電動機(jī)，包括定子，固定安裝在機(jī)殼內(nèi)；感應(yīng)轉(zhuǎn)子，可旋轉(zhuǎn)地插入到定子的中央，并且該感應(yīng)轉(zhuǎn)子的中央處具有軸；第一同步轉(zhuǎn)子，在定子和感應(yīng)轉(zhuǎn)子之間沿該軸的圓周方向可自由旋轉(zhuǎn)地安裝；以及第二同步轉(zhuǎn)子，面向第一同步轉(zhuǎn)子，并在定子和感應(yīng)轉(zhuǎn)子之間沿該軸的圓周方向可自由旋轉(zhuǎn)地安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式感應(yīng)電動機(jī)，其中第一同步轉(zhuǎn)子包括第一支撐部，其中央可旋轉(zhuǎn)地連接到該軸上；第一磁體部，沿圓周方向連接到第一支撐部的端部，并在定子的旋轉(zhuǎn)磁場的作用下旋轉(zhuǎn)，以使感應(yīng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；和第一軸承部，設(shè)置在第一支撐部的中央，以插入該軸；以及第二同步轉(zhuǎn)子包括第二支撐部，其中央可旋轉(zhuǎn)地連接到該軸上；第二磁體部，沿圓周方向連接到第二支撐部的端部，并在定子的旋轉(zhuǎn)磁場的作用下旋轉(zhuǎn)，以使感應(yīng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；和第二軸承部，設(shè)置在第二支撐部的中央，以插入該軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合式感應(yīng)電動機(jī)，其中第一軸承部為無油軸承，并且第一支撐部為非磁性物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合式感應(yīng)電動機(jī)，其中第二軸承部為無油軸承，并且第二支撐部為非磁性物質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合式感應(yīng)電動機(jī)，其中第一支撐部和第一磁體部一體形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合式感應(yīng)電動機(jī)，其中第二支撐部和第二磁體部一體形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合式感應(yīng)電動機(jī)，其中第一磁體部沿軸縱向的長度比第二磁體部沿軸縱向的長度相對更長。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式感應(yīng)電動機(jī)，其中在該軸上安裝有擋塊，以使第一磁體部的端部和第二磁體部的端部之間具有一定的間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合式感應(yīng)電動機(jī)，其中擋塊為非磁性物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合式感應(yīng)電動機(jī)，包括定子，固定安裝在機(jī)殼內(nèi)；感應(yīng)轉(zhuǎn)子，可旋轉(zhuǎn)地插入到定子的中央，并且中央處具有軸；第一同步轉(zhuǎn)子，在定子和感應(yīng)轉(zhuǎn)子之間沿該軸的圓周方向可自由旋轉(zhuǎn)地安裝；以及第二同步轉(zhuǎn)子，面向第一同步轉(zhuǎn)子，并在定子和感應(yīng)轉(zhuǎn)子之間沿該軸的圓周方向可自由旋轉(zhuǎn)地安裝。根據(jù)本發(fā)明，可以降低同步轉(zhuǎn)子的起動電流從而提高效率，且易于改變感應(yīng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，還能防止在第一和第二同步轉(zhuǎn)子同步運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的振動，從而減少噪音。
文檔編號H02K17/02GK1848622SQ20061000619
公開日2006年10月18日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月11日
發(fā)明者金政哲, 李東一, 韓承道, 申鉉定, 安宰弘, 吳承錫 申請人:Lg電子株式會社