[发明专利]单相感应电动机和具有它的密封式压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种单相感应电动机和具有该单相感应电动机的密封式压缩机。具体地，本发明涉及一种单相2极绕线的单相感应电动机和具有它的封闭式压缩机。

背景技术

相关技术中，2极绕线的单相感应电动机在定速压缩机中广泛地被采用，2极绕线的单相感应电动机具备由多张钢板层叠构成的定子铁芯、在定子铁芯的定子槽内以同心绕线方式插入主绕组和辅助绕组以及铸铝或铸铜的笼型转子，由此具备自起动的能力。

上述单相感应电动机在转速从0变化至稳定运行转速的起动过程中，电动机输出的机械转矩是由基波磁场和各次谐波磁场共同生成的合成转矩。由于绕组联接的特殊性，单相感应电动机气隙磁场的谐波含量丰富，特别是幅值较大的3次谐波、5次谐波和7次谐波。上述谐波磁场生成的谐波转矩使得电动机的起动转矩发生畸变，在特定的转速下，造成电动机的起动转矩小于压缩机的负载力矩，从而带来压缩机起动困难的问题。

为解决以上的问题，相关技术中提出了采用正弦绕组的方式改善电动机起动特性。采用正弦绕组的缺点是定子绕组的基波绕组系数不高，造成定子绕组利用率低，导致电动机效率低。此外，由于正弦绕组要求每极的各段线圈各自包含的匝数需按照严格的正弦规律排列，因此定子槽需配置为多种槽尺寸大小不一的槽型，导致制造困难。而且，为满足自动绕线的要求，电动机的定子绕组必须设计成类似的正弦绕组，由此生成的谐波转矩对电动机起动不利。

发明内容

本申请的发明人发现和认识到：2极绕线的单相感应电动机在起动过程中，3次谐波、5次谐波和7次谐波的特点决定了它们的谐波转矩在特定的转速下存在被利用的可能。例如，3次谐波转矩可增强转速0～N/3下（N为电动机的额定转速）的起动转矩，再如，7次谐波转矩可增强转速0～N/7下的起动转矩。定子绕组采用正弦绕组只是单纯的削弱3次谐波转矩、5次谐波转矩和7次谐波转矩，并未考虑利用谐波转矩主要是3次谐波转矩提升转速0～N/3下电动机的起动转矩，由此电动机在0～N/3转速下起动转矩爬升速度慢，给压缩机带来停机后再次起动需要时间长甚至无法起动的问题。因此，存在需求以保证既提高电动机在各个转速段特别是0～N/3转速时的起动转矩，使得电动机具备良好的起动性能，又保证电动机具有高的效率。

为此，本发明的目的旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，提出了一种2极绕线单相电动机，通过配置主绕组的每一极的多段线圈的匝数来获得与相关技术中的3次谐波含量的幅值相比增大的3次谐波含量，从而借助3次谐波转矩提升电动机在转速0～N/3下的起动转矩，由此提高了主绕组和辅助绕组的基波绕组系数，同时提高定子绕组的利用率，实现了高效率高起动性能的单相感应电动机。

本发明还提出了一种密封式压缩机。

为达到上述目的，本发明一方面的实施例提出的一种单相感应电动机，包括：定子铁芯，所述定子铁芯上设有定子槽，定子槽数为4的整数倍，所述定子槽包括大定子槽和小定子槽，所述大定子槽在所述定子铁芯的径向上的深度大于所述小定子槽在所述定子铁芯的径向上的深度；主绕组，所述主绕组为单相2极且以同心方式绕线，所述主绕组被插入到所述大定子槽和/或小定子槽内；辅助绕组，所述辅助绕组为单相2极且同心方式绕线，所述辅助绕组被插入到所述小定子槽内且相对于所述主绕组沿所述定子铁芯的周向偏置90度；所述主绕组和所述辅助绕组的每一极均由以同心方式绕线的多段线圈组成，其中所述主绕组的每一极的多段线圈的匝数配置成增大所述主绕组的3次谐波含量且减小所述主绕组的5次谐波含量和7次谐波含量。

根据本发明实施例的单相感应电动机，主绕组为单相2极且以同心方式绕线，并被插入到大定子槽和/或小定子槽内，辅助绕组也为单相2极且同心方式绕线，并被插入到小定子槽内且相对于主绕组沿定子铁芯的周向偏置90度，而且主绕组和辅助绕组的每一极均由以同心方式绕线的多段线圈组成，并将主绕组的每一极的多段线圈的匝数配置成增大主绕组的3次谐波含量且减小主绕组的5次谐波含量和7次谐波含量，这样，与相关技术中，例如采用正弦绕组方式的感应电动机相比，该单相感应电动机通过配置主绕组的每一极的多段线圈的匝数来获得与相关技术中的3次谐波含量的幅值相比增大的3次谐波含量，从而借助3次谐波转矩提升电动机在转速0～N/3下的起动转矩，同时获得与相关技术中的5、7次谐波含量的幅值相比减小的5、7次谐波含量，进而削弱5、7谐波转矩以减少对电动机在转速0～N/3下的起动转矩恶化的影响，由此提高了主绕组和辅助绕组的基波绕组系数，同时提高定子绕组的利用率，实现了高效率高起动性能的单相感应电动机。