專利名稱：智能化二次移相電容運轉電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及單相電機的改進技術，具體涉及對單相電源用電容器移相后再次進行智能化二次移相電容運轉電機。
背景技術：
現有技術中，單相電容運轉電機是將單相電源用電容器90°相位移相后，直接供給電機定子內電角相距90°的兩相繞組。然而，副相電流增大時，副相電壓會降低，移相角度也會減小；況且，在兩相相距90°電角的繞組工作中，電源相位角在45°相應角度時段，磁極旋轉的角速度會減慢，形成電機轉動死角區，對電機的扭矩、效率大打折扣。針對這些情況一些空調壓縮機的電機繞組，將其副繞組設置于副相電源被偏移電角相應的極弧位置，使用大小槽鐵芯，來減輕電省；但主、副繞組相互產生的互感電流會使主電源的正弦波變形。另有一些電機，增設啟動裝置解決啟動問題，然而既增加成本，又埋下了安全隱患，都是治標不治本的辦法。中國專利02244670.2“二次移相單相電機”因實用性不如中國專利200320115073.2“一種電容運轉電機”。“一種電容運轉電機”是非等相帶的三相電機，沒有做到該類電機相同成本轉矩最大化，其正反轉控制復雜程度與三相電機相當，不適應簡單化的單相電源控制，配置正反轉開關成本較高；電子元件控制費用也較大。
發明內容
針對上述現有技術存在的不足，本實用新型的目的是在不增加成本的情況下，將智能化分流再次移相功能，副相電源穩壓功能和固定副相電源移相相位功能與電機定子繞組溶合一體，在不增加成本的條件下，從根本上穩定電機定子中產生旋轉磁場的角速度，徹底解決現有單相電機的扭矩小、效率低等問題，提供一種無運轉死角，扭矩超過上述“一種電容運轉電機”，正反轉控制僅用最簡單的單合片換接開關，更實用于電子元件控制，更安全可靠的智能化二次移相電容運轉電機。
本實用新型的目的是這樣實現的智能化二次移相電容運轉電機，基本相繞組由兩組相帶角小于45°的繞組A1、A2，與兩組相帶角為其兩倍的控制繞組A1′、A2′組成，A1、A1′和A2、A2′分別串聯后并聯，一端接相電源，另一端接中點零線；繞組A1、A2相帶中心與控制繞組A1′A2′相帶中心相距90°；所述電容運轉電機可由一組基本繞組和一組普通繞組組成，或同時用兩個基本相繞組組成。
基本相繞組的兩相電角為30°，控制繞組相帶角為60°。
本實用新型用控制繞組去克服基本繞組橋式電路自激的同時，分別利用控制繞組不同角度的磁感電壓對進入電機的兩相外接相電源(主電源和90°移相副電源)分別加以智能化定位并再次分流移相，使各相外接電源進入繞組后，都被分流成兩相繞組電源，并且，外接相電源之間能通過各個繞組和磁軛，相互穩定相帶角和相電壓，將外接電源之間的相帶穩定在90°電角；電機內部成為四相繞組電流運作。利用繞制電機時，構成主繞組和副繞組的基本橋式繞組完全相同，在任何條件下都可以互換使用，使電機配置價格低廉的單合片交換接通開關十分可靠。
下面附圖對本實用新型作進一步說明圖1是本實用新型電路原理圖。
圖2是本實用新型一具體實施方式
電機的繞組分布圖。
具體實施方式
如圖1所示，智能化二次移相電容運轉電機的基本繞組由兩組相帶角小于45°的繞組A1、A2，與兩組相帶角為其兩倍的控制繞組A1′、A2′分別串聯后并聯，一端接相電源，另一端接中點零線；繞組A1、A2相帶中心與控制繞組A1′、A2′相帶中心相距90°。
如圖2所示，是本實用新型的應用，智能化二次移相電容運轉電機由兩個上述基本繞組構成，定子繞組包括用兩個電角是30°的繞組A1、A2(或B1、B2)，分別在與其相對方向75°設置控制繞組A1′、A2′(或B1′、B2′)，A1′串接A1，A2′串接A2(或B1′串B1、B2′串B2)后將兩路繞組和A1、A1′和A2、A2′(或B1、B1′和B2、B2′)順繞向并連，組合成主相電源或副相電源的相基本繞組A1、A2，A1′、A2′(B1、B2和B1′、B2′)，將A1、A2，A1′、A2′和B1、B2和B1′、B2′電角相距90°排繞在定子鐵芯內，把A1、A2，A1′、A2′和B1、B2和B1′、B2′的一端相并后接入主電源零線，另兩端并入運轉電容器C以后分別接入單合片換接開關K的兩個輸出端，安裝好其它部件，將開關K的輸入端接入電源火線即可隨意正反轉控制運行。
技術可行性分析由于在電機繞組鐵芯內，繞組存在著自感電壓，互感電壓和磁極運動產生磁感電壓；自感電壓只能阻流繞組本身的外接電源，不影響其它相繞組電流；互感電壓影響相繞組的電流與其相帶角的余弦值成正比，相帶角在90°時，互感為零。磁感電壓是隨旋轉中的磁極與各繞組間的電角做正弦波變化，產生磁感電流的繞組相位比產生磁通做功的繞組相位角要超前90°。利用這一特點，上述結構的電機，首先用控制繞組平衡在基本相繞組的電橋回路中，來自距基本相繞組90°電角的互感電壓，使回路中不產生來自這一位置的互感電流，即避免了兩相外接電源進入電機后，繞組回路中產生不可控制的互感電流。按此要求，回路中繞組和控制繞組的匝數必須按其分布位置而定。然而，回路中繞組與控制繞的匝數比恰好同時適應于互感平衡和磁感分流兩個條件。
在組成電機相繞組的基本組合繞組進行工作時，其中一個控制繞組產生的磁感助流電壓與相電源混合后，與另一個控制繞組產生的磁感助流電壓與相電源混合后的相帶，和兩繞組相帶角相當，并且控制繞組產生助流電壓的時段與各自串連繞組所需工作時間同步；在磁距轉到其中一控制繞組極弧區向另一控制繞組靠近時段，由于前一控制繞組感應磁通密度由增加轉為減少狀態，前一控制繞組的磁感電流方向發生改變，變成阻流電壓；而另一控制繞組繼續加大助流磁感電壓穩固磁極不斷向前運動。如圖2所示，如果某時段內電機的工作負載是由A相轉向B相，磁極為順時針旋轉，那么B1′產生的磁感助流電壓就超前B2′相位，并且B1′助流B1、B2′助流B2的時間，分別與B1、B2所需工作時間相位同步；在磁距轉到B1′向B2′靠近時段，B1′的磁感電流方向發生改變，變成阻流電壓，而B2′繼續加大助流磁感電壓至磁距到大其位置。電機中的每相基本組合繞組工作狀態完全相同，形成智能化傳感分流。
在電機運行時，各個繞組能靈敏地傳感到磁極運行到各個方位的磁通密度，外接兩相電壓失去平衡時，整個繞組會發生連鎖反應；穩定的相電源通過繞組和磁軛向不穩定的相電源穩壓，同時穩定兩個電源的相帶角。
由于在電機磁通內，只有氣隙才有較大的磁阻，在定子中產生的磁通，必須經過氣隙才能作用到轉子。上述的分流移相完全是在定子中完成，分流移相的磁通量是直接經過磁軛進行電磁轉換，磁阻省耗極小，更不會吸收轉子中的能量。然而，電機的定子軛高要求用三相電機定子軛高取偏大值。
上述理論證明，本實用新型可高質量的達到設計要求，尤其是磁軛中，磁通循環支路的存在，限制了極弧過量的磁通量輸出，導致電機過載安全性更好，甚至可做無極調速電機使用，或在一定電壓條件下，電機能夠安全堵轉。
權利要求1.智能化二次移相電容運轉電機，包括相繞組，其特征在于基本相繞組由兩組相帶角小于45°的繞組(A1、A2)與兩組相帶角為其兩倍的控制繞組(A1′、A2′)組成，繞組和控制繞組(A1、A1′和A2、A2′)分別串聯后并聯，一端接相電源，另一端接中點零線；繞組A1、A2相帶中心與控制繞組A1′、A2′相帶中心相距90°。
2.根據權利要求1所述的電容運轉電機，其特征在于基本相繞組的兩相電角為30°，控制繞組相帶角為60°。
3.根據權利要求1或2所述的電容運轉電機，其特征在于所述電容運轉電機可由一組基本繞組和一組普通繞組組成，或同時用兩個基本相繞組組成。
專利摘要智能化二次移相電容運轉電機，基本相繞組由兩組相帶角小于45°的繞組，與兩組相帶角為其兩倍的控制繞組組成，繞組和控制繞組分別串聯后并聯，一端接相電源，另一端接中點零線；繞組相帶中心與控制繞組相帶中心相距90°；所述電容運轉電機可由一組基本繞組和一組普通繞組組成，或同時用兩個基本相繞組組成。本實用新型在不增加成本的情況下，將智能化分流再次移相，副相電源穩壓功能和固定副相電源移相相位功能與電機定子繞組溶合一體，從根本上穩定電機定子中產生旋轉磁場的角速度，徹底解決現有單相電機的扭矩小、效率低等問題。
文檔編號H02K17/02GK2733718SQ20042006731
公開日2005年10月12日 申請日期2004年6月2日 優先權日2003年11月23日
發明者陳伯川 申請人:陳伯川