[发明专利]用于家庭自动化应用的双向旋转管状感应电机

说明书

技术领域

本发明涉及感应电机类型(或异步电机)的管状电机领域，该感应电机类型(或异步电机)的管状电机具有鼠笼式转子和两个旋转方向，这两个旋转方向在设计用于安装在建筑物中的管状致动器中使用。

背景技术

管状电机表示插入外管中的电机，该外管包含管状致动器并且该管状致动器的定子金属叠片堆的长度通常大于其外径。管状致动器被安装在建筑物中的水平位置，例如用于卷动遮阳篷或帘幕的织物，或用于卷动滚轴百叶帘。

因此管状电机是包含在管状致动器的管中的部件之一。其它的部件有减速齿轮，通常还有控制单元。其结果是电机的振动被直接或间接地传递到长管，其最坏的情况是电机的振动可能激起自然震荡和/或至少它们使用所有的表面作为辐射表面。尤其必须注意限制或减少这些振动，特别是因为这些致动器的使用主要与居室的舒适性相关或与管理办公室中获得的光能或太阳能相关，而且这些应用要求安静操作。

因为电机同时是管状电机和水平轴电机，这导致控制噪音水平的问题，该噪音水平还被感应电机的特定特征加重。这些问题主要涉及电机在定子孔中偏心的各种原因。如果转子长和/或如果转子的引导件没有设置得离定子尽可能近，则偏心更加难以去除。

具体地，功率为50Hz的双极感应电机具有以50rps旋转的场。相对于转子，该场驱动100Hz的脉动力，其振幅相对于旋转场被调制成转子滑动频率的两倍。这种调制也应用于所有脉动频率，尤其是通过齿过程中引起的脉冲，其频率相当于转子转动频率与定子齿数的乘积(即，对于带有12个在空载下以接近50rps旋转的定子齿的电机来说接近600Hz)。

当空载的电机例如以48rps旋转，调制频率是4Hz。其结果是调制成甚低频的噪音，像敲鼓声，其不仅令人不快而且大大损害了电机的感知到的质量。

为了节约，轴由滑动轴承(或固定轴承)来引导，而不是由滚动轴承来引导。结果，在轴承中有轻微的径向轴间隙，当轴承以与重力相同的方向操作时，轴间隙加剧了上述现象。甚低频调制噪音的强度因而取决于电机相对于其水平轴线的定向，它还会损害感知到的质量。

因为电机具有两个旋转方向，需要存在两个或三个相位以便能够反转旋转场的方向。这些相位借助于插入定子金属叠片堆内的绕组产生。结果，电机的每个末端完全由绕组端部(也叫做端绕组)占据。每个绕组端部部分地或常见地是完全地通过绝缘封盖覆盖，该绝缘封盖由绝缘壳体或碗状件实现。这些绕组端部的存在通常把转子轴承彼此分离。管状电机的直径越小，成比例地，引出线的长度越长。因此，本发明涉及的管状电机具有长度通常至少大于电机半径的碗状件。

专利EP 0410933描述了一种带有鼠笼式转子和用于本发明领域中的管状类型的感应电机。转子轴由距转子一定距离的滚动轴承引导并且由通过外管定中的端板保持。

感应电机的特征还在于狭窄的气隙。用于直径在40到60mm之间的管状电机的典型值是0.4mm。该气隙的值仅由在考虑到可能的几何差错的情况下，转子在定子孔中自由旋转所需的间隙限定，后者由于轴承之间的距离而变大。该值一般提供不适用的定中解决方案，但该解决方案能够被应用于其它类型的电机，而且尤其是转子包括永久磁体和比气隙大得多的支撑件的电机。

专利US 3873861描述了一种非管状、鼠笼式电机，其转子由两个滑动轴承支撑。这些轴承本身被插入端板内。端板之一由用于绝缘定子绕组的第一壳体组成。另一个端板被连接至用于绝缘定子绕组的第二壳体。轴承相对靠近转子，但是借助于绝缘壳体实施转子轴的定中。由于电机短，所以上述问题可能不严重。

专利US 5166565描述了借助于壳体引导的类似原则，该壳体用于绝缘定子绕组，只是这一次是由滚动轴承实现。

在电机是专利US 6515385中描述的电机的情况下，引导由非常远离鼠笼转子的滚动轴承提供。

作为对比，专利US 6399007描述了一种带有短转子的非管状、隐极感应电机结构，对于这种感应电机结构，转子由能够保持在非常靠近转子处的滑动轴承引导(图6)。这种配置可能通过这些具有单一旋转方向的特定电机中的、围绕定子的内部部分的绕组(未示出)的结构得以实现。轴承具有比定子直径小得多的直径。

除了专利US 6399007，其涉及不可反转的电机类型，所有上述电机都具有由支撑件保持的轴承或滚动轴承，该支撑件主要连接至外管或主要连接至绕组的电绝缘装置。在振动的问题上，轴承的径向微运动在第一种情况下直接被传递到外管。在第二种情况下，对这些微运动的局限很小或根本没有，并且能够具有很大的振幅。