中空節能電的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種中空節能電機，包括一個定子和一個轉子，定子包括內圓均勻分布多個凹槽的定子鐵心以及設置在定子凹槽上的定子繞組，轉子包括外圓均勻分布多個凹槽的轉子鐵心以及設置在轉子凹槽上的轉子繞組，該定子鐵心內圓上的定子鐵齒的每相齒面積為常規三相異步電機定子鐵齒的每相齒面積的兩倍。本實用新型的中空節能電機，可以提高電動機的磁通密度，提高電動機效率，減少繞組銅線的用量，降低成本。
【專利說明】中空節能電機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種中空節能電機，包括一個定子和一個轉子，定子包括內圓均勻分布多個凹槽的定子鐵心以及設置在定子凹槽上的定子繞組，轉子包括外圓均勻分布多個凹槽的轉子鐵心以及設置在轉子凹槽上的轉子繞組。
【背景技術】
[0002]電動機是一種旋轉式電動機器，它將電能轉變為機械能，它主要包括一個用以產生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉電樞或轉子。在定子繞組旋轉磁場的作用下，其在電樞鼠籠式鋁框中有電流通過并受磁場的作用而使其轉動。通常電動機的作功部分作旋轉運動，這種電動機稱為轉子電動機；也有作直線運動的，稱為直線電動機。電動機能提供的功率范圍很大，從毫瓦級到千 瓦級。機床、水泵，需要電動機帶動；電力機車、電梯，需要電動機牽引。家庭生活中的電扇、冰箱、洗衣機，甚至各種電動機玩具都離不開電動機。電動機已經應用在現代社會生活中的各個方面。
[0003]目前應用最多最廣的是三相異步電動機，三相異步電動機的結構，由定子、轉子和其它附件組成。定子包括定子鐵心、定子繞組和機座。轉子包括轉子鐵心、轉子繞組。其它附件包括端蓋、軸承、軸承端蓋、風扇等。但現在使用的交流異步電動機存在如下問題:1、磁通密度不高，電動機效率低；2、電機渦流大，損耗嚴重；3、轉子是實心的，負荷大；4、定子和轉子上的凹槽較寬，鐵齒寬度小，電磁轉換效率低；5、繞組銅線用量多，成本高。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種中空節能電機，可以提高電動機的磁通密度，提高電動機效率，減少繞組銅線的用量，降低成本。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型的中空節能電機，包括一個定子和一個轉子，定子包括內圓均勻分布多個凹槽的定子鐵心以及設置在定子凹槽上的定子繞組，轉子包括外圓均勻分布多個凹槽的轉子鐵心以及設置在轉子凹槽上的轉子繞組，該定子鐵心內圓上的定子鐵齒的每相齒面積為常規三相異步電機定子鐵齒的每相齒面積的兩倍。
[0006]在電機將電能轉變為機械能的電磁轉換過程中，定子鐵齒的每相齒面積是電磁轉換的有效面積。根據實踐中的電磁轉換公式U=4.44?ΝΦηιΒ3?ηι，其中，U為電壓，f為電流頻率，Ntcm為每相線匝數，B為磁通密度，Stm每相齒面積。對于定子，我國的三相交流電電壓為380伏特，交流電頻率為50赫茲，假定B不變，當定子鐵齒的每相齒面積Stm為原來的兩倍時，定子繞組的每相線匝數Ntcm就變為原來的一半。增加每相齒面積，就可以減少繞組銅線的用量，降低成本。而且，減少定子繞組的每相線匝數，可以很大的提高磁通密度，對于三相異步電機，可以將磁通密度從原來的0.8T提高到1.2T以上，提高50%以上。電磁轉換有效面積增大，無效面積減小，電機起動時可以降低起動電流，節約電能。
[0007]作為本實用新型的改進，該轉子鐵心外圓上的轉子鐵齒的每相齒面積為常規三相異步電機轉子鐵齒的每相齒面積的兩倍。[0008]在電機將電能轉變為機械能的電磁轉換過程中，轉子鐵齒的每相齒面積是電磁轉換的有效面積。根據實踐中的電磁轉換公式U=4.44?ΝΦηιΒ3?ηι，其中，U為電壓，f為電流頻率，Ntcm為每相線匝數，B為磁通密度，Stm每相齒面積。電機的輸出功率P=UI=4.44?ΝΦηιΒ5?ηιΙ，其中U為轉子繞組的電壓，I為轉子繞組的電流，交流電頻率為50赫茲。電機的輸出功率是固定不變的，假定B和I不變，當轉子鐵齒的每相齒面積Stm為原來的兩倍時，轉子繞組的每相線匝數Ntcm就變為原來的一半。而且，由于定子鐵齒的每相齒面積為原來的兩倍，定子繞組的每相線匝數為原來的一半，極大的提高了磁通密度，可以進一步減少轉子繞組的每相線匝數。增加每相齒面積，就可以減少轉子繞組銅線的用量，降低成本。
[0009]作為本實用新型的改進，該定子凹槽的寬度為定子鐵齒寬度的一半。
[0010]在電機將電能轉變為機械能的電磁轉換過程中，定子鐵齒的每相齒面積是電磁轉換的有效面積，將定子凹槽的寬度設置為定子鐵齒寬度的一半，可以提高電機氣隙的磁通密度，強化電機的電磁推動力，使電機運行時，不存在死角，可以降低起動電流，節約電能。
[0011]作為本實用新型的改進，該轉子凹槽的寬度為轉子鐵齒寬度的一半。
[0012]在電機將電能轉變為機械能的電磁轉換過程中，轉子鐵齒的每相齒面積是電磁轉換的有效面積，將轉子凹槽的寬度設置為轉子鐵齒寬度的一半，可以提高電機氣隙的磁通密度，強化電機的電磁推動力，使電機運行時，不存在死角，可以降低起動電流，節約電能。
[0013]作為本實用新型的改進，該定子鐵心內外圓之間的間距小于定子鐵心外圓直徑的六分之一。
[0014]將定子鐵心的厚度改薄，可以加快散熱，減少鐵的用量，降低用鐵成本。
[0015]作為本實用新型的改進，該轉子鐵心為中空的圓環，該轉子鐵心內外圓之間的間距小于轉子鐵心外圓直徑的五分之一。
[0016]將轉子鐵心設置成中空的圓環，可以減輕轉子鐵心自身的重量，減少鐵的用量，降低用鐵成本，減少運轉負荷，降低能耗，節約電能。將轉子鐵心的厚度改薄，可以加快散熱，減少鐵的用量，降低用鐵成本。
[0017]作為本實用新型的改進，該定子凹槽的深度不大于該定子鐵心內外圓之間的間距
的一半。
[0018]減小定子凹槽的深度和定子鐵齒的高度，可以減少產生渦流的面積，減少產生的渦流，降低渦流損耗，節約電能。
[0019]作為本實用新型的改進，該轉子凹槽的深度不大于該轉子鐵心內外圓之間的間距
的一半。
[0020]減小轉子凹槽的深度和轉子鐵齒的高度，可以減少產生渦流的面積，減少產生的渦流，降低渦流損耗，節約電能。
[0021]作為本實用新型的改進，該定子凹槽的底部設置有圓角，定子凹槽的寬度，從定子凹槽的底部至開口逐漸縮小；該轉子凹槽的寬度，從轉子凹槽的底部至開口逐漸增大。
[0022]使定子凹槽的寬度，從定子凹槽的底部至開口逐漸縮小，可以增大定子鐵齒的寬度，用較小的定子凹槽深度就可以容納同樣的定子繞組，可以降低定子鐵齒的高度。使轉子凹槽的寬度，從轉子凹槽的底部至開口逐漸增大，可以用較小的轉子凹槽深度就可以容納同樣的轉子繞組，可以降低轉子鐵齒的高度，可以減輕轉子鐵心的重量，減輕負荷。
[0023]作為本實用新型的改進，該定子鐵齒在該定子凹槽的開口處設置凸起，使定子凹槽的開口變小；該轉子鐵齒在該轉子凹槽的開口處設置凸起，使轉子凹槽的開口變小。
[0024]將鐵齒在凹槽的開口處設置凸起，使凹槽的開口變小，可以防止繞組線圈被甩出，損壞電機。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0026]圖1為本實用新型中空節能電機的定子鐵心的剖視圖。
[0027]圖2為圖1所示的定子凹槽的放大圖。
[0028]圖3為本實用新型中空節能電機的轉子鐵心的剖視圖。
[0029]圖4為圖3所示的轉子凹槽的放大圖。
【具體實施方式】
[0030]如圖1至圖4所示，中空節能電機，由定子、轉子和端蓋、軸承、軸承端蓋、風扇等其它附件組成。定子包括內圓均勻分布多個凹槽的定子鐵心I以及設置在定子凹槽2上的定子繞組，轉子包括外圓均勻分布多個凹槽的轉子鐵心4以及設置在轉子凹槽5上的轉子繞組，定子鐵心I內圓上的定子鐵齒3的每相齒面積為常規三相異步電機定子鐵齒的每相齒面積的兩倍，轉子鐵心4外圓上的轉子鐵齒6的每相齒面積為常規三相異步電機轉子鐵齒的每相齒面積的兩倍。定子凹槽2的寬度為定子鐵齒3寬度的一半，轉子凹槽5的寬度為轉子鐵齒6寬度的一半。定子鐵心I內外圓之間的間距小于定子鐵心I外圓直徑的六分之一。轉子鐵心4為中空的圓環，該轉子鐵心4內外圓之間的間距小于轉子鐵心4外圓直徑的五分之一。定子凹槽2的深度不大于定子鐵心I內外圓之間的間距的一半。轉子凹槽5的深度不大于轉子鐵心4內外圓之間的間距的一半。定子凹槽2的底部設置有圓角，定子凹槽2的寬度，從定子凹槽2的底部至開口逐漸縮小。定子鐵齒3在定子凹槽2的開口處設置凸起，使定子凹槽2的開口變小。轉子凹槽5的寬度，從轉子凹槽5的底部至開口逐漸增大。轉子鐵齒6在轉子凹槽5的開口處設置凸起，使轉子凹槽5的開口變小。
[0031]在電機將電能轉變為機械能的電磁轉換過程中，定子鐵齒、轉子鐵齒的每相齒面積是電磁轉換的有效面積。根據實踐中的電磁轉換公式U=4.44?ΝΦηιΒ3?ηι，其中，U為電壓，f為電流頻率，Ntcm為每相線匝數，B為磁通密度，Stm每相齒面積。對于常規三相異步電機，2極的定子鐵齒的每相齒面積為電機功率P的開平方。
[0032]對于定子，我國的三相交流電電壓為380伏特，交流電頻率為50赫茲，假定B不變，當定子鐵齒的每相齒面積Stm為原來的兩倍時，定子繞組的每相線匝數Ntcm就變為原來的一半。增加每相齒面積，就可以減少繞組銅線的用量，降低成本。而且，減少定子繞組的每相線匝數，可以很大的提高磁通密度，對于三相異步電機，可以將磁通密度從原來的0.8T提聞到1.2T以上，提聞50%以上。電磁轉換有效面積增大，無效面積減小，電機起動時可以降低起動電流，節約電能。
[0033]對于轉子，電機的輸出功率P=UI=4.44?ΝΦηιΒ5?ηιΙ，其中U為轉子繞組的電壓，I為轉子繞組的電流，交流電頻率為50赫茲。電機的輸出功率是固定不變的，假定B和I不變，當轉子鐵齒的每相齒 面積Stm為原來的兩倍時，轉子繞組的每相線匝數Ntcm就變為原來的一半。而且，由于定子鐵齒的每相齒面積為原來的兩倍，定子繞組的每相線匝數為原來的一半，極大的提高了磁通密度，可以進一步減少轉子繞組的每相線匝數。增加每相齒面積，就可以減少轉子繞組銅線的用量，降低成本。
[0034]本實用新型的中空節能電機，可以大幅度提高電機的磁通密度，提高電動機效率，降低電機渦流，降低損耗，轉子設置成空心，降低負荷，定子和轉子上的凹槽較小，鐵齒寬度較大，氣隙的磁通密度大，電磁轉換效率高，減少繞組銅線的用量，大大降低成本。
[0035]需要注意的是，【具體實施方式】僅僅是對本實用新型技術方案的解釋和說明，不應將其理解為對本實用新型技術方案的限定，任何采用本實用新型實質
【發明內容】
而僅作局部改變的，仍應落入本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種中空節能電機，包括一個定子和一個轉子，定子包括內圓均勻分布多個凹槽的定子鐵心以及設置在定子凹槽上的定子繞組，轉子包括外圓均勻分布多個凹槽的轉子鐵心以及設置在轉子凹槽上的轉子繞組，其特征在于:所述定子鐵心內圓上的定子鐵齒的每相齒面積為常規三相異步電機定子鐵齒的每相齒面積的兩倍。
2.根據權利要求1所述的中空節能電機，其特征在于:所述轉子鐵心外圓上的轉子鐵齒的每相齒面積為常規三相異步電機轉子鐵齒的每相齒面積的兩倍。
3.根據權利要求1或2所述的中空節能電機，其特征在于:所述定子凹槽的寬度為定子鐵齒寬度的一半。
4.根據權利要求1或2所述的中空節能電機，其特征在于:所述轉子凹槽的寬度為轉子鐵齒寬度的一半。
5.根據權利要求1或2所述的中空節能電機，其特征在于:所述定子鐵心內外圓之間的間距小于定子鐵心外圓直徑的六分之一。
6.根據權利要求1或2所述的中空節能電機，其特征在于:所述轉子鐵心為中空的圓環，該轉子鐵心內外圓之間的間距小于轉子鐵心外圓直徑的五分之一。
7.根據權利要求1或2所述的中空節能電機，其特征在于:所述定子凹槽的深度不大于所述定子鐵心內外圓之間的間距的一半。
8.根據權利要求1或2所述的中空節能電機，其特征在于:所述轉子凹槽的深度不大于所述轉子鐵心內外圓之間的間距的一半。
9.根據權利要求1或2所述的中空節能電機，其特征在于:所述定子凹槽的底部設置有圓角，定子凹槽的寬度，從定子凹槽的底部至開口逐漸縮小；所述轉子凹槽的寬度，從轉子凹槽的底部至開口逐漸增大。
10.根據權利要求1或2所述的中空節能電機，其特征在于:所述定子鐵齒在所述定子凹槽的開口處設置凸起，使定子凹槽的開口變小；所述轉子鐵齒在所述轉子凹槽的開口處設置凸起，使轉子凹槽的開口變小。
【文檔編號】H02K1/26GK203747600SQ201420025462
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月16日 優先權日:2014年1月16日
【發明者】歐明方 申請人:歐明方