一種變頻調(diào)速盤式電機(jī)和真空泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種真空泵用變頻調(diào)速盤式電機(jī)，所述電機(jī)采用正弦繞組呈雙層型式，通過兩個(gè)主繞組中每個(gè)電極的兩個(gè)線圈的交互補(bǔ)償作用，把電極按次序聯(lián)結(jié)，使磁場(chǎng)分布更加均勻，波形接近正弦波，在低轉(zhuǎn)速下不再有轉(zhuǎn)矩的下降。同時(shí)在起動(dòng)時(shí)，副繞組與工作電容和啟動(dòng)電容聯(lián)接，運(yùn)行時(shí)副繞組與工作電容聯(lián)接，保證了起動(dòng)性與過載性。同時(shí)通過高低電壓連接方式的切換，使得當(dāng)電機(jī)工作于200V～240V的高電壓時(shí)，第一、二主繞組串聯(lián)后與副繞組電路并聯(lián)，當(dāng)電機(jī)工作于100V～120V的低電壓時(shí)，第一主繞組、第二主繞組、副繞組電路相互并聯(lián)，使本發(fā)明所述電機(jī)滿足了世界范圍內(nèi)通用電壓條件下不同轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的運(yùn)行要求，另外本發(fā)明所述電機(jī)應(yīng)用于真空泵時(shí)實(shí)現(xiàn)了機(jī)泵一體。
【專利說明】一種變頻調(diào)速盤式電機(jī)和真空泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的涉及一種真空泵用變頻調(diào)速盤式電機(jī)及使用所述電機(jī)的真空泵。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的真空泵用變頻調(diào)速電機(jī)在結(jié)構(gòu)上與真空泵分體裝配，相互獨(dú)立，占用空間面積較大，整體外型安裝結(jié)構(gòu)體積、重量大，軸向、徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)笨拙；在啟動(dòng)與運(yùn)行過程中能耗較高且無法滿足100V?120V、200轉(zhuǎn)/分的低轉(zhuǎn)速低頻工作條件運(yùn)行時(shí)的使用要求，導(dǎo)致低轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)矩?fù)p失下跌嚴(yán)重，運(yùn)行時(shí)負(fù)載能力不平穩(wěn)，效率明顯降低，從而無法滿足真空泵在低頻低速運(yùn)行要求。同時(shí)現(xiàn)有的這種變頻調(diào)速電機(jī)無法適用于北美洲、亞洲、歐洲等不同國(guó)家地區(qū)不同電壓和頻率標(biāo)準(zhǔn)的使用要求，從而使配套這種電機(jī)的真空泵的使用范圍受到很大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明基于上述現(xiàn)有技術(shù)問題，創(chuàng)新的提出一種變頻調(diào)速盤式電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)泵合一，提高了系統(tǒng)整體的精度和可靠性，并解決了電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩?fù)p失問題，提高了電機(jī)的性能指標(biāo)和真空泵裝配精度，其制造技術(shù)水平具有較強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也使這種變頻調(diào)速盤式電機(jī)能夠適用世界范圍內(nèi)的通用電壓、頻率環(huán)境和不同轉(zhuǎn)速使用條件。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
[0005]一種變頻調(diào)速盤式電機(jī)，包括定子11和轉(zhuǎn)子13，所述定子11包括定子鐵芯和定子繞組，所述定子鐵芯為扁平盤狀的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，在圓環(huán)端面上均勻開設(shè)有24個(gè)槽，按順時(shí)針方向第I槽至第6槽作為第一 N極區(qū)、第7槽至第12槽作為第一 S極區(qū)、第13槽至第18槽作為第二 N極區(qū)、第19槽至第24槽作為第二 S極區(qū)。所述定子繞組包括第一主繞組、第二主繞組和副繞組，所述第一主繞組包括相互連接的繞組rl和繞組r2，所述繞組rl的進(jìn)線端作為第一主繞組的第一接線端I，所述繞組r I逆時(shí)針纏繞并位于所述第一 N極區(qū)內(nèi)，所述繞組r2逆時(shí)針纏繞并位于所述第二 N極區(qū)內(nèi)，所述繞組r2的出線端作為第一主繞組的第二接線端2，所述第二主繞組包括相互連接的繞組r3和繞組r4，所述繞組r3的進(jìn)線端作為第二主繞組的第一接線端3，所述繞組r3順時(shí)針纏繞并位于所述第一 S極區(qū)內(nèi)，所述繞組r4順時(shí)針纏繞并位于所述第二 S極區(qū)內(nèi)，所述繞組r4的出線端作為第二主繞組的第二接線端4，所述副繞組包括相互連接且相鄰間反向纏繞的繞組r5、繞組r6、繞組r7和繞組r8，繞組r5的進(jìn)線端作為副繞組的第一接線端5，繞組r5逆時(shí)針纏繞，繞組r6順時(shí)針纏繞，繞組r7逆時(shí)針纏繞，繞組r8順時(shí)針纏繞，繞組r8的出線端作為副繞組的第二接線端6。
[0006]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其中所述繞組rl和r2各包括3個(gè)相互連接的纏繞線圈，繞組rI的進(jìn)線端沿定子鐵芯徑向由外向內(nèi)引入第I槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第I槽和第6槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第2槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第2槽和第5槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第3槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第3槽和第4槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第4槽沿徑向向外引出繞線，所述第I槽和第6槽、第2槽和第5槽、第3槽和第4槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組rl，所述第4槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第13槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第13槽，然后以逆時(shí)針方向纏繞于第13槽和第18槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第14槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第14槽和第17槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第15槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第15槽和第16槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第16槽沿徑向向外引出繞線作為繞組r2的出線端，所述第13槽和第18槽、第14槽和第17槽、第15槽和第16槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r2。
[0007]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其中所述繞組r3和r4各包括3個(gè)相互連接的纏繞線圈，繞組r3的進(jìn)線端沿定子鐵芯徑向由外向內(nèi)引入第12槽并以順時(shí)針方向纏繞于第12槽和第7槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第8槽并以順時(shí)針方向纏繞于第8槽和第11槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第9槽并以順時(shí)針方向纏繞于第9槽和第10槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第9槽沿徑向向外引出繞線，所述第7槽和第12槽、第8槽和第11槽、第9槽和第10槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r3，所述第9槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第24槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第24槽，然后以順時(shí)針方向纏繞于第24槽和第19槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第23槽并以順時(shí)針方向纏繞于第23槽和第20槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第22槽并以順時(shí)針方向纏繞于第22槽和第21槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第21槽沿徑向向外引出繞線作為繞組r4的出線端，所述第19槽和第24槽、第20槽和第23槽、第21槽和第22槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r4。
[0008]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其中所述繞組r5、r6、r7和r8各包括3個(gè)相互連接的纏繞線圈，繞組r5的進(jìn)線端沿定子鐵芯徑向由外向內(nèi)引入第4槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第4槽和第9槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第5槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第5槽和第8槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第6槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第6槽和第7槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12，然后從第7槽沿徑向向外引出繞線，所述第4槽和第9槽、第5槽和第8槽、第6槽和第7槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r5，所述第7槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第15槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第15槽，然后以順時(shí)針方向纏繞于第15槽和第10槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第14槽并以順時(shí)針方向纏繞于第14槽和第11槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第13槽并以順時(shí)針方向纏繞于第13槽和第12槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12，然后從第12槽沿徑向向外引出繞線，所述第15槽和第10槽、第14槽和第11槽、第13槽和第12槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r6，所述第12槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第16槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第16槽，然后以逆時(shí)針方向纏繞于第16槽和第21槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第17槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第17槽和第20槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第18槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第18槽和第19槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12,然后從第19槽沿徑向向外引出繞線,所述第16槽和第21槽、第17槽和第20槽、第18槽和第19槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r7，所述第19槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第3槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第3槽，然后以順時(shí)針方向纏繞于第3槽和第22槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第2槽并以順時(shí)針方向纏繞于第2槽和第23槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第I槽并以順時(shí)針方向纏繞于第I槽和第24槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12，然后從第24槽沿徑向向外引出繞線作為繞組r8的出線端，所述第3槽和第22槽、第2槽和第23槽、第I槽和第24槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r8。
[0009]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其中所述副繞組中繞線的線徑為
0.56mm，所述主繞組中繞線的線徑為0.63mm，且所述副繞組沿徑向纏繞于所述主繞組外側(cè)。
[0010]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其中所述電機(jī)還包括工作電容7、啟動(dòng)電容8和開關(guān)9，所述啟動(dòng)電容8連接開關(guān)9后與所述工作電容7并聯(lián)，所述啟動(dòng)電容8與工作電容7并聯(lián)后與所述副繞組串聯(lián)組成副繞組支路，所述開關(guān)9在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)閉合，正常運(yùn)行時(shí)斷開。
[0011]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其中當(dāng)所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)工作于高電壓下時(shí)，所述第一主繞組和第二主繞組串聯(lián)后與所述副繞組支路并聯(lián)于電源兩端。
[0012]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其中所述的高電壓為200V?240V的工作電壓，所述第一主繞組的第一接線端I與副繞組的第一接線端5共同連接于電源的一端，所述第一主繞組的第二接線端2連接于第二主繞組的第一接線端3，所述第二主繞組的第二接線端4連接于電源的另一端，所述副繞組的第二接線端6連接于工作電容7和啟動(dòng)電容8。
[0013]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其中當(dāng)所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)工作于低電壓下時(shí)，所述第一主繞組、第二主繞組和所述副繞組支路共同并聯(lián)于電源兩端。
[0014]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其中所述的低電壓為100V?120V的工作電壓，所述第一主繞組的第一接線端1、第二主繞組的第一接線端3與副繞組的第一接線端5共同連接于電源的一端，所述副繞組的第二接線端6連接于工作電容7和啟動(dòng)電容8，第二主繞組的第二接線端4、第一主繞組的第二接線端2連接于電源的另一端。
[0015]一種真空泵，裝配有本發(fā)明所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)的定子11和轉(zhuǎn)子13直接嵌入真空泵殼體10內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子13安裝于真空泵的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，組成機(jī)泵一體。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案具備以下技術(shù)創(chuàng)新特點(diǎn)和技術(shù)效果:
[0017]I)、通過設(shè)計(jì)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和組裝方式，實(shí)現(xiàn)了機(jī)泵合一，壓縮了電機(jī)以及整個(gè)真空泵的體積，實(shí)現(xiàn)了薄型化、智能化和機(jī)電一體化，并提高了系統(tǒng)整體的精度和可靠性。
[0018]2)、通過設(shè)計(jì)主副繞組的啟動(dòng)運(yùn)行連接方式和串并聯(lián)切換方式，使電機(jī)的起動(dòng)性與過載性都較好，同時(shí)提高了其功率因數(shù)和效率，并滿足了北美洲、亞洲、歐洲等不同國(guó)家地區(qū)的不同通用電壓和頻率環(huán)境的使用要求，尤其是使變頻調(diào)速盤式電機(jī)滿足了適應(yīng)世界范圍的通用電壓100V?120V、200V?240V、頻率50Hz、60Hz、轉(zhuǎn)速在0_1790r/min使用條件下的運(yùn)行，大大提高了配套這種電機(jī)的真空泵使用范圍。
[0019]3)、通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)電機(jī)定子繞組方式，使磁場(chǎng)分布更加均勻，波形接近正弦波，在低轉(zhuǎn)速下，不再有轉(zhuǎn)矩的下降，同時(shí)有效地抑制了電機(jī)的高次諧波，使變頻調(diào)速盤式電機(jī)的磁場(chǎng)在氣隙中獲得較完整的正弦波形，從而極大地改善了變頻調(diào)速盤式電機(jī)的電氣性能和起動(dòng)性能。
[0020]4)、本發(fā)明所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)具有良好的低頻低速運(yùn)行特性，大大提升了國(guó)內(nèi)變頻調(diào)速盤式電機(jī)行業(yè)的技術(shù)水平，將其低頻低速運(yùn)行特性推進(jìn)到了一個(gè)新階段。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖1為本發(fā)明所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)在真空泵上的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]附圖2為本發(fā)明所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)的定子繞組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]附圖3為附圖2所示定子繞組結(jié)構(gòu)的展開圖；
[0024]附圖4為附圖2所示定子繞組在高電壓條件下的接線示意圖；
[0025]附圖5為附圖2所示定子繞組在低電壓條件下的接線示意圖；
[0026]圖中各附圖標(biāo)記的含義如下:
[0027]1-第一主繞組的第一接線端；2_第一主繞組的第二接線端；3_第二主繞組的第一接線端；4_第二主繞組的第二接線端；5_副繞組的第一接線端；6_副繞組的第二接線端；7-工作電容；8_啟動(dòng)電容；9-開關(guān)；10_真空泵殼體；11_定子；12_氣隙；13_轉(zhuǎn)子；14_軸承；15-傳動(dòng)軸。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更加清楚的理解本發(fā)明的方案，但并不`因此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0029]如附圖1所示，本發(fā)明所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)包括呈扁平盤形的定子11和轉(zhuǎn)子13，所述的電機(jī)可適用于真空泵上，其在真空泵中的安裝如附圖1所示，所述定子11、轉(zhuǎn)子13直接嵌入真空泵殼體10內(nèi)進(jìn)行裝配，定轉(zhuǎn)子之間的氣隙12可調(diào)變，轉(zhuǎn)子13是呈輪輻射狀的鑄鋁鼠籠型轉(zhuǎn)子，并固定安裝在真空泵的傳動(dòng)軸15上，所述傳動(dòng)軸15通過軸承14連接于殼體10，直軸驅(qū)動(dòng)真空泵葉片，組成機(jī)泵一體。當(dāng)電機(jī)通電后，除產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的力矩外，還產(chǎn)生軸向力，變頻調(diào)速盤式電機(jī)的磁場(chǎng)為軸向磁場(chǎng)從而對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向磁拉力，所述軸承14采用組合式背靠背角接觸滾珠軸承，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述軸承14受到的軸向力與變頻調(diào)速盤式電機(jī)的軸向磁拉力達(dá)到平衡而相互抵消，使軸承14不受軸向力作用，提高了其使用壽命，使泵運(yùn)行更加安全可靠。通過這種電機(jī)結(jié)構(gòu)及其在真空泵中的安裝設(shè)置方式減小了體積和空間占用面積，減輕了重量，實(shí)現(xiàn)了機(jī)泵合一，并提高了系統(tǒng)精度和可靠性。
[0030]如附圖2所示，本發(fā)明所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)中的定子11包括定子鐵芯和定子繞組，所述定子鐵芯為扁平盤狀的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，并在圓環(huán)的端面上開設(shè)有24個(gè)槽，所述定子繞組纏繞嵌放在所述槽內(nèi)。具體的所述24個(gè)槽沿定子鐵芯的圓環(huán)端面均勻分布，并自端面向內(nèi)延伸預(yù)定深度(小于定子鐵芯厚度)。所述24個(gè)槽沿圓周方向按照順時(shí)針依次連續(xù)分布為第I槽、第2槽、第3槽……第24槽，第24槽與第I槽相鄰，在所述定子鐵芯上設(shè)置磁極，其中第I槽至第6槽為第一 N極區(qū)、第7槽至第12槽為第一 S極區(qū)、第13槽至第18槽為第二 N極區(qū)、第19槽至第24槽為第二 S極區(qū)。所述定子繞組包括第一主繞組、第二主繞組和副繞組，采用正弦繞組并呈雙層型式纏繞，各繞組分布在各磁極中，具體的定子繞組纏繞分布方式為:[0031]所述第一主繞組包括繞組rl和繞組r2，繞組rl、r2各包括3個(gè)線圈，繞組rl的進(jìn)線端作為第一主繞組的第一接線端1，沿定子鐵芯徑向由外向內(nèi)引入第I槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第I槽和第6槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第2槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第2槽和第5槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第3槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第3槽和第4槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第4槽沿徑向向外引出繞線，所述第I槽和第6槽、第2槽和第5槽、第3槽和第4槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組rl，該繞組rl跨設(shè)第I槽至第6槽而位于第一 N極區(qū)內(nèi)。所述第4槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第13槽并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第13槽，然后以逆時(shí)針方向纏繞于第13槽和第18槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第14槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第14槽和第17槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第15槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第15槽和第16槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第16槽沿徑向向外引出繞線作為第一主繞組的第二接線端2，所述第13槽和第18槽、第14槽和第17槽、第15槽和第16槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r2，該繞組r2跨設(shè)第13槽至第18槽而位于第二 N極區(qū)內(nèi)。
[0032]所述第二主繞組包括繞組r3和繞組r4，繞組r3、r4各包括3個(gè)線圈，繞組r3的進(jìn)線端作為第二主繞組的第一接線端3，沿定子鐵芯徑向由外向內(nèi)引入第12槽并以順時(shí)針方向纏繞于第12槽和第7槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第8槽并以順時(shí)針方向纏繞于第8槽和第11槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第9槽并以順時(shí)針方向纏繞于第9槽和第10槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第9槽沿徑向向外引出繞線，所述第7槽和第12槽、第8槽和第11槽、第9槽和第10槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r3，該繞組r3跨設(shè)第7槽至第12槽而位于第一 S極區(qū)內(nèi)。所述第9槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第24槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第24槽，然后以順時(shí)針方向纏繞于第24槽和第19槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第23槽并以順時(shí)針方向纏繞于第23槽和第20槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第22槽并以順時(shí)針方向纏繞于第22槽和第21槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第21槽沿徑向向外引出繞線作為第二主繞組的第二接線端4，所述第19槽和第24槽、第20槽和第23槽、第21槽和第22槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r4，該繞組r4跨設(shè)第19槽至第24槽而位于第二 S極區(qū)內(nèi)。所述主繞組中繞線的線徑為Φ0.63mm。
[0033]所述副繞組包括繞組r5至繞組r8，繞組r5的進(jìn)線端作為副繞組的第一接線端5，繞組r5至r8相鄰間反向纏繞，繞組r8的出線端作為副繞組的第二接線端6，具體的所述繞組r5至r8各包括3個(gè)線圈，繞組r5的進(jìn)線端作為副繞組的第一接線端5沿定子鐵芯徑向由外向內(nèi)引入第4槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第4槽和第9槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第5槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第5槽和第8槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第6槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第6槽和第7槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12，然后從第7槽沿徑向向外引出繞線，所述第4槽和第9槽、第5槽和第8槽、第6槽和第7槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r5。所述第7槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第15槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第15槽，然后以順時(shí)針方向纏繞于第15槽和第10槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第14槽并以順時(shí)針方向纏繞于第14槽和第11槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第13槽并以順時(shí)針方向纏繞于第13槽和第12槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12，然后從第12槽沿徑向向外引出繞線,所述第15槽和第10槽、第14槽和第11槽、第13槽和第12槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r6。所述第12槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第16槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第16槽，然后以逆時(shí)針方向纏繞于第16槽和第21槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第17槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第17槽和第20槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第18槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第18槽和第19槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12，然后從第19槽沿徑向向外引出繞線，所述第16槽和第21槽、第17槽和第20槽、第18槽和第19槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r7。所述第19槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第3槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第3槽，然后以順時(shí)針方向纏繞于第3槽和第22槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第2槽并以順時(shí)針方向纏繞于第2槽和第23槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第I槽并以順時(shí)針方向纏繞于第I槽和第24槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12，然后從第24槽沿徑向向外引出繞線作為副繞組的第二接線端6，所述第3槽和第22槽、第2槽和第23槽、第I槽和第24槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r8。所述副繞組繞線的線徑為Φ 0.56mm,且副繞組沿徑向纏繞于主繞組外側(cè)。
[0034]如上所述附圖2詳細(xì)的示出了作為本發(fā)明主要?jiǎng)?chuàng)新之處的定子繞組結(jié)構(gòu)，附圖3具體由給出了這種定子繞組的展開示意圖，從圖中看出主繞組中每個(gè)磁極區(qū)域的兩個(gè)線圈交互作用補(bǔ)償，能夠使磁場(chǎng)分布更加均勻，變頻調(diào)速盤式電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，由于定子纏繞的方式，兩對(duì)并聯(lián)的磁極導(dǎo)致高速區(qū)的扭轉(zhuǎn)矩振蕩，這個(gè)振蕩意味著一個(gè)8極的疊加在一個(gè)4極的主電機(jī)之上，使副繞組中的電流與主繞組中的電流不成比例，副繞組中的電流越高，轉(zhuǎn)矩下跌就嚴(yán)重，當(dāng)增大啟動(dòng)電容時(shí)，加劇轉(zhuǎn)矩的下跌，這是由于副繞組中的電流從主繞組的每一半高電壓端向相反方向流入，通過設(shè)計(jì)繞組繞線原理圖，把線路配置通過主繞組中每個(gè)電磁極的兩個(gè)線圈交互作用補(bǔ)償，把電極按次序聯(lián)結(jié)，使磁場(chǎng)分布更加均勻，波形接近正弦波，在低轉(zhuǎn)速下，不再有轉(zhuǎn)矩的下降，這屬于本發(fā)明的獨(dú)創(chuàng)，而且上述繞組的采用能有效地抑制電動(dòng)機(jī)的3、5、7次高次諧波，使變頻調(diào)速盤式電機(jī)的磁場(chǎng)在氣隙中獲得較完整的正弦波形，從而改善了變頻調(diào)速盤式電機(jī)的電氣性能和起動(dòng)性能。
[0035]附圖4和附圖5進(jìn)一步給出了本發(fā)明所述定子繞組的接線示意圖，本發(fā)明創(chuàng)新的在電機(jī)工作于不同的工作電壓下，使主副繞組具有不同的接線方式:當(dāng)電機(jī)工作于200V?240V的高電壓下時(shí)，如附圖4所示的，第一主繞組和第二主繞組串聯(lián)，啟動(dòng)電容8連接開關(guān)9后與工作電容7并聯(lián)，然后與副繞組串聯(lián)，電容和副繞組串聯(lián)后并聯(lián)于串聯(lián)主繞組兩端，具體的第一主繞組的第一接線端I與副繞組的第一接線端5共同連接于電源的一端，第一主繞組的第二接線端2連接于第二主繞組的第一接線端3，副繞組的第二接線端6同時(shí)連接于工作電容7和啟動(dòng)電容8，啟動(dòng)電容8連接開關(guān)9，開關(guān)9和工作電容7的另一端與第二主繞組的第二接線端4共同連接于電源的另一端。當(dāng)電機(jī)工作于100V?120V的低電壓下時(shí)，如附圖5所示的，第一主繞組和第二主繞組并聯(lián)，啟動(dòng)電容8連接開關(guān)9后與工作電容7并聯(lián)，然后與副繞組串聯(lián)，電容和副繞組串聯(lián)后并聯(lián)于主繞組兩端，具體的第一主繞組的第一接線端1、第二主繞組的第一接線端3與副繞組的第一接線端5共同連接于電源的一端，副繞組的第二接線端6同時(shí)連接于工作電容7和啟動(dòng)電容8，啟動(dòng)電容8連接開關(guān)9，開關(guān)9和工作電容7的另一端與第二主繞組的第二接線端4、第一主繞組的第二接線端2共同連接于電源的另一端。本發(fā)明所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)的定子繞組除主副繞組結(jié)構(gòu)外，還采用電容起動(dòng)與運(yùn)行，在啟動(dòng)時(shí)開關(guān)9閉合，工作電容7并聯(lián)啟動(dòng)電容8后與副繞組串聯(lián)，在運(yùn)行時(shí)，開關(guān)9被甩開，僅工作電容7與副繞組串聯(lián)，這種啟動(dòng)與運(yùn)行方式，使得啟動(dòng)性與過載性都較好，功率因數(shù)和效率較高。同時(shí)通過高低電壓連接方式的切換，使得當(dāng)電機(jī)工作于200V-240V的高電壓時(shí)，第一、二主繞組串聯(lián)后與副繞組電路并聯(lián)，當(dāng)電機(jī)工作于IOOV-120V的低電壓時(shí)，第一主繞組、第二主繞組、副繞組電路相互并聯(lián)，使本發(fā)明所述電機(jī)滿足了世界范圍內(nèi)通用電壓100V-120V、200V-240V、頻率50Hz、60Hz條件下0_1790r/min不同轉(zhuǎn)速范圍下運(yùn)行要求。優(yōu)選的所述工作電容7電容量為20μ?.，所述啟動(dòng)電容8電容量為130μ f，所述主繞組的串并聯(lián)連接切換可通過本領(lǐng)域熟知的多擲開關(guān)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)電機(jī)實(shí)際接入的電壓進(jìn)行選擇。
[0036]另外關(guān)于本發(fā)明所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)中的轉(zhuǎn)子，優(yōu)選通過對(duì)鑄鋁后的轉(zhuǎn)子進(jìn)行熱處理，將轉(zhuǎn)子加熱到400°C時(shí)，恒溫2小時(shí)，然后在水中冷卻，降低到室溫為止，以改進(jìn)鋁導(dǎo)體與鐵芯疊片的絕緣問題，降低與疊片在一起的漏電流，增加轉(zhuǎn)子的阻抗，提高轉(zhuǎn)矩，減少電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩?fù)p失，使負(fù)載能力比較平穩(wěn)。
[0037]本發(fā)明通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)變頻調(diào)速盤式電機(jī)中的定子結(jié)構(gòu)及其接線方式，實(shí)現(xiàn)了機(jī)泵合一，并具有軸向尺寸短、體積 小、重量輕、占空間面積小等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同時(shí)定子繞組創(chuàng)新結(jié)構(gòu)解決了電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩?fù)p失，提高了電機(jī)的性能指標(biāo)和真空泵裝配精度，其制造技術(shù)水平具有較強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也大大提升了國(guó)內(nèi)變頻調(diào)速盤式電機(jī)行業(yè)的技術(shù)水平，推進(jìn)到了一個(gè)新領(lǐng)域，另外通過接線創(chuàng)新滿足了電機(jī)產(chǎn)品在北美洲、亞洲、歐洲等不同國(guó)家地區(qū)的使用要求。
[0038]以上僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，并不將本發(fā)明的技術(shù)方案限制于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的主要技術(shù)構(gòu)思的基礎(chǔ)上所作的任何公知變形都屬于本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)范疇，本發(fā)明具體的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的記載為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種變頻調(diào)速盤式電機(jī)，包括定子(11)和轉(zhuǎn)子(13)，所述定子(11)包括定子鐵芯和定子繞組，其特征在于，所述定子鐵芯為扁平盤狀的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，在圓環(huán)端面上均勻開設(shè)有24個(gè)槽，按順時(shí)針方向第I槽至第6槽作為第一 N極區(qū)、第7槽至第12槽作為第一 S極區(qū)、第13槽至第18槽作為第二 N極區(qū)、第19槽至第24槽作為第二 S極區(qū)；所述定子繞組包括第一主繞組、第二主繞組和副繞組，所述第一主繞組包括相互連接的繞組rl和繞組r2，所述繞組rI的進(jìn)線端作為第一主繞組的第一接線端(I )，所述繞組rI逆時(shí)針纏繞并位于所述第一 N極區(qū)內(nèi)，所述繞組r2逆時(shí)針纏繞并位于所述第二 N極區(qū)內(nèi)，所述繞組r2的出線端作為第一主繞組的第二接線端(2)，所述第二主繞組包括相互連接的繞組r3和繞組r4，所述繞組r3的進(jìn)線端作為第二主繞組的第一接線端(3)，所述繞組r3順時(shí)針纏繞并位于所述第一 S極區(qū)內(nèi)，所述繞組r4順時(shí)針纏繞并位于所述第二 S極區(qū)內(nèi)，所述繞組r4的出線端作為第二主繞組的第二接線端(4 );所述副繞組包括相互連接且相鄰間反向纏繞的繞組r5、繞組r6、繞組r7和繞組r8，繞組r5的進(jìn)線端作為副繞組的第一接線端(5)，繞組r5逆時(shí)針纏繞，繞組r6順時(shí)針纏繞，繞組r7逆時(shí)針纏繞，繞組r8順時(shí)針纏繞，繞組r8的出線端作為副繞組的第二接線端(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其特征在于，其中所述繞組rl和r2各包括3個(gè)相互連接的纏繞線圈，繞組r I的進(jìn)線端沿定子鐵芯徑向由外向內(nèi)引入第I槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第I槽和第6槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第2槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第2槽和第5槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第3槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第3槽和第4槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第4槽沿徑向向外引出繞線，所述第I槽和第6槽、第2槽和第5槽、第3槽和第4槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組rl，所述第4槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第13槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第13槽，然后以逆時(shí)針方向纏繞于第13槽和第18槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第14槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第14槽和第17槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第15槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第15槽和第16槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第16槽沿徑向向外引出繞線作為繞組r2的出線端，所述第13槽和第18槽、第14槽和第17槽、第15槽和第16槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或 2所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其特征在于，其中所述繞組r3和r4各包括3個(gè)相互連接的纏繞線圈，繞組r3的進(jìn)線端沿定子鐵芯徑向由外向內(nèi)引入第12槽并以順時(shí)針方向纏繞于第12槽和第7槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第8槽并以順時(shí)針方向纏繞于第8槽和第11槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第9槽并以順時(shí)針方向纏繞于第9槽和第10槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第9槽沿徑向向外引出繞線，所述第7槽和第12槽、第8槽和第11槽、第9槽和第10槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r3，所述第9槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第24槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第24槽，然后以順時(shí)針方向纏繞于第24槽和第19槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為81匝，然后繞線進(jìn)入第23槽并以順時(shí)針方向纏繞于第23槽和第20槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為60，然后繞線進(jìn)入第22槽并以順時(shí)針方向纏繞于第22槽和第21槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為21，然后從第21槽沿徑向向外引出繞線作為繞組r4的出線端，所述第19槽和第24槽、第20槽和第23槽、第21槽和第22槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其特征在于，其中所述繞組r5、r6、r7和r8各包括3個(gè)相互連接的纏繞線圈，繞組r5的進(jìn)線端沿定子鐵芯徑向由外向內(nèi)引入第4槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第4槽和第9槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第5槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第5槽和第8槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第6槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第6槽和第7槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12，然后從第7槽沿徑向向外引出繞線，所述第4槽和第9槽、第5槽和第8槽、第6槽和第7槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r5，所述第7槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第15槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第15槽，然后以順時(shí)針方向纏繞于第15槽和第10槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第14槽并以順時(shí)針方向纏繞于第14槽和第11槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第13槽并以順時(shí)針方向纏繞于第13槽和第12槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12，然后從第12槽沿徑向向外引出繞線，所述第15槽和第10槽、第14槽和第11槽、第13槽和第12槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r6，所述第12槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第16槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第16槽，然后以逆時(shí)針方向纏繞于第16槽和第21槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第17槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第17槽和第20槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第18槽并以逆時(shí)針方向纏繞于第18槽和第19槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12，然后從第19槽沿徑向向外引出繞線，所述第16槽和第21槽、第17槽和第20槽、第18槽和第19槽之內(nèi)的三組逆時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r7，所述第19槽沿徑向向外引出的繞線沿定子鐵芯外周引入至第3槽處并沿徑向由外向內(nèi)進(jìn)入第3槽，然后以順時(shí)針方向纏繞于第3槽和第22槽內(nèi)，纏繞匝數(shù)為45匝，然后繞線進(jìn)入第2槽并以順時(shí)針方向纏繞于第2槽和第23槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為33，然后繞線進(jìn)入第I槽并以順時(shí)針方向纏繞于第I槽和第24槽之內(nèi)，纏繞匝數(shù)為12，然后從第24槽沿徑向向外引出繞線作為繞組r8的出線端，所述第3槽和第22槽、第2槽和第23槽、第I槽和第24槽之內(nèi)的三組順時(shí)針纏繞線圈共同組成繞組r8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其特征在于，其中所述副繞組中繞線的線徑為0.56mm，所述主繞組中繞線的線徑為0.63mm，且所述副繞組沿徑向纏繞于所述主繞組外側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其特征在于，其中所述電機(jī)還包括工作電容(7)、啟動(dòng)電容(`8)和開關(guān)(9)，所述啟動(dòng)電容(8)連接開關(guān)(9)后與所述工作電容(7)并聯(lián)，所述啟動(dòng)電容(8)與工作電容(7)并聯(lián)后與所述副繞組串聯(lián)組成副繞組支路，所述開關(guān)(9)在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)閉合，正常運(yùn)行時(shí)斷開。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其特征在于，當(dāng)所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)工作于高電壓下時(shí)，所述第一主繞組和第二主繞組串聯(lián)后與所述副繞組支路并聯(lián)于電源兩端；當(dāng)所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)工作于低電壓下時(shí)，所述第一主繞組、第二主繞組和所述副繞組支路共同并聯(lián)于電源兩端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其特征在于，所述的高電壓為200V-240V的工作電壓，當(dāng)電機(jī)工作于該高電壓時(shí)，所述第一主繞組的第一接線端(I)與副繞組的第一接線端(5)共同連接于電源的一端，所述第一主繞組的第二接線端(2)連接于第二主繞組的第一接線端(3)，所述第二主繞組的第二接線端(4)連接于電源的另一端，所述副繞組的第二接線端(6)連接于工作電容(7)和啟動(dòng)電容(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，其特征在于，所述的低電壓為100V-120V的工作電壓，當(dāng)電機(jī)工作于該低電壓時(shí)，所述第一主繞組的第一接線端(I)、第二主繞組的第一接線端(3)與副繞組的第一接線端(5)共同連接于電源的一端，所述副繞組的第二接線端(6)連接于工作電容(7)和啟動(dòng)電容(8)，所述第二主繞組的第二接線端(4)、第一主繞組的第二接線端(2)連接于電源的另一端。
10.一種真空泵，其特征在于，所述真空泵裝配有權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的變頻調(diào)速盤式電機(jī)，所述變頻調(diào)速盤式電機(jī)的定子(11)和轉(zhuǎn)子(13)直接嵌入真空泵殼體(10)內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子(13)安裝于真空泵 的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，組成機(jī)泵一體。
【文檔編號(hào)】H02K1/16GK103457366SQ201310421384
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】王東林, 高淑立 申請(qǐng)人:北京富特盤式電機(jī)有限公司