半节距绕线型电容电动机的铁心分割和绕线技术
一、前言
电容电动机(以下称crm)同罩极式电动机都是电风扇、换气扇、空气清洁机等小型家电风机的****电动机。现在虽然有部分高功能家电商品开始采用无刷电动机,但crm的优势地位依然没有动摇。其原因是小功率电动机除了要高效率、高功率因素以外,还要求使用方便、易变速、免维修等,另外一个更重要的指标是价格低廉。
最近全球环保意识加强,对于crm也不例外地提出了更加高的环保要求。
本文介绍的这种半节距绕线型电容电动机(以下称hp电动机)正是顺应市场需求,从电动机的基本结构入手进行改进,使crm在许多性能、质量、成本、环保等多方面得以改进。
hp电动机是本公司为大幅度节省资源(铁心、铜线),节省能源而开发的,与此同时,它采用了全新全自动绕线技术,全新的设备和绕线理念,下面详细介绍。
二、罩极线圈电动机、无刷电动机和crm
一般小型电动机的简易分类如图l所示,各类电动机的特点如表1所示。
正如表l所示罩极式电动机由于价格低廉,每年生产、销售量在几千万台以上。这种电动机只要有简单的手工绕线机和冲压机就能生产,所以在亚洲各国有大量低价电动机上市供应,日本厂家在这一领域的市场日益缩小。
价格上****可以与罩极电动机相竞争的就是crm,,但价格要低于罩极电动机仍有困难。在同等电动机功率条件下crm的铁芯、铜线等材料用量要低于罩极电动机,如果在结构和制造方法等方面再下点功夫,不久的将来crm的价格将更有竞争力。
另外crm还具有无刷电动机和罩极电动机所没有的优点,特别是在电力负荷和环境负荷方面有很大优越性(即功率因素×效率、发电效率指标、二氧化碳的产生量少)。图2和表2是从输出功率方面对上述三种电动机的比较结果。
表2所列的数值是本公司现有电动机或者讲作者本人手头有的电动机的数据,而不是3种电动机的代表数据,仅考虑对前面所讲的小功率电动机给出一种必要的倾向性认识。
另外表中的crm的环境负荷指数明显比其他电动机要大,这有利于减少火力发电的燃料费和减少二氧化碳的排放量,有利于环境保护。
一般家庭中电气产品的耗电量电动机占有很大的比重,改善功率因素同样重要,作为厂家也有必要促进这方面电动机的发展,改善效率×功率因素。
另外为了真正实现地球环境保护和保全,作为生产厂家生产一个电器商品,不仅仅要注意电动机本身耗费多少电能,还要考虑这个产品里的电动机如何有效地利用社会的电力。所以从这一观点出发选择风机、驱动用电动机,必须要考虑所用电动机的类型。
三、分割铁心结构和直接绕线加工法
正如前面介绍的,特别在小功率输出场合crm能够较好地发挥优点。关键是如何进行定子分割,分割结构的优劣直接关系到节能、节省资源、产品质量、成本(电动机和绕线设备的投资)。
1989年本公司首创开发出外绕线式内转子电容电动机(crm),外周和内部的齿部分割开来形成定子铁心部件。在齿部直接绕成主线圈和辅助线圈后,再将外周嵌合成整个定子,参照图3。
采用这种结构和加工方法的crm可以全无人化大规模生产,便于普及。在定子铁心嵌合组装方面有几个需要解决的课题。跨绕在几个槽见实施短节距绕线(或者全节距绕线),不翻于节省资源。这次经多处改进后,本公司研制成了新的c磷,这就是半节矩绕线(hp crm)电容电动机,这种电动机的定子铁心按齿数分割开来,各个齿部采用集中绕线。这种半节矩直绕有2相4极或者2相2极。
首先,按市场需求对以往的电动机进行改进,生产出新的crm hp电动机基本开发方案如下:
|