專利名稱：具有可變轉(zhuǎn)速的電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置的電動機。具體地說，本發(fā)明涉及一種具有和電動機本身的感應(yīng)線圈相連的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置的電動機。
背景技術(shù)：
已知通常使用兩個主要系統(tǒng)實現(xiàn)電動機的調(diào)節(jié)，以便進行轉(zhuǎn)速控制和交流電壓供電。
第一種系統(tǒng)使用TRIAC開關(guān)或SCR預(yù)見提供給電動機感應(yīng)線圈的正弦交流電流的切斷，其中用這種方式控制導(dǎo)通時間間隔，使得只有正弦電壓的一部分導(dǎo)通。
本申請人觀察到，雖然所述的系統(tǒng)就控制的連續(xù)性而言是有效的，但是由于電流的突然切斷而引入大量的諧波。
在另一方面，第二種熟知的系統(tǒng)通常被稱為“斬波器”，其進行一種校正，把電動機感應(yīng)線圈電源交流電流的負半波轉(zhuǎn)換成正半波。然后所述半波通過例如大約20kHz的高頻開關(guān)信號“斬波”或“關(guān)斷”，并被提供給要被控制的電動機(例如使用MOSFET或IGBT晶體管)。通過調(diào)節(jié)占空比控制感應(yīng)線圈電流，因而控制電動機的速度。
本申請人觀察到，盡管所述第二系統(tǒng)比第一系統(tǒng)產(chǎn)生較少的諧波干擾，并且能夠減少繞組的銅損，但需要濾波器來消除超聲的開關(guān)轉(zhuǎn)換頻率的諧波。實際上，所有的開關(guān)電路必須配備抗干擾的能量濾波器，以便滿足當(dāng)前的規(guī)定和標準。此外，第一系統(tǒng)還需要抗干擾濾波器，以便限制在提供給電動機感應(yīng)線圈的電流中存在的由于具有TRIAC轉(zhuǎn)換開關(guān)而引起的所述懸諧波。
眾所周知，為此目的，在兩種調(diào)節(jié)系統(tǒng)和電動機之間串聯(lián)地插入由在鐵氧體鐵心上繞制的銅繞組構(gòu)成的電感。此外，還和轉(zhuǎn)換開關(guān)并聯(lián)地設(shè)置RC(電阻-電容)系統(tǒng)。
本申請人注意到，所述抗干擾濾波器電感的存在需要相當(dāng)大的房間容納所述鐵氧體鐵心。此外，電感的效率和當(dāng)通過交流電流時產(chǎn)生的阻抗成比例，因此和有關(guān)的尺寸成比例。具體地說，電感的尺寸越大，抗干擾濾波器的效率越高。
本申請人想要用簡單而經(jīng)濟的方式解決把由電動機速度調(diào)節(jié)裝置引起的干擾減到最小的問題，從而限制電動機本身內(nèi)部的所述裝置的尺寸。
為此目的，本申請人提出了一種配備有用于調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速的裝置的電動機，其中所述電動機的至少一個感應(yīng)線圈的一部分被用作抗干擾濾波器電感，適用于限制由調(diào)節(jié)裝置的開關(guān)頻率引入的干擾。具體地說，所述電動機感應(yīng)線圈被分成串聯(lián)連接的兩部分，最好所述兩部分彼此相同，并且所述調(diào)節(jié)裝置被插入所述兩部分之間。
本發(fā)明的一個方面涉及一種可變轉(zhuǎn)速的電動機，其包括與至少一個激磁線圈相連的定子；其上形成有至少兩個具有相反極性的磁極的轉(zhuǎn)子，所述至少一個線圈適用于在所述定子上形成至少兩個感應(yīng)磁極，每個感應(yīng)磁極具有與另一個感應(yīng)磁極相反的極性。用于所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)裝置，其包括抗干擾濾波器，其特征在于所述抗干擾濾波器包括至少所述磁感應(yīng)線圈的一部分。
按照本發(fā)明的機殼系統(tǒng)的特征和優(yōu)點通過下面參照附圖進行的實施例的說明將更加清楚和更容易理解，下面的說明只是實施例的一些例子，決沒有限制的意義。


圖1是按照本發(fā)明的作為一個整體的電動機的示意圖；圖2是在按照本發(fā)明的電動機中插入的調(diào)節(jié)裝置的示意圖；以及圖3是按照本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置的一種可能的電氣布線圖。
具體實施例方式
參看附圖，按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的電動機包括和至少一個磁感應(yīng)線圈3a和3b相連的定子2，以及轉(zhuǎn)子4。
所述至少一個感應(yīng)線圈適用于在所述定子上產(chǎn)生至少兩個磁極，每個磁極具有與另一個磁極相反的極性。所述轉(zhuǎn)子包括至少兩個磁極，每個磁極具有與另一個磁極相反的極性。所述轉(zhuǎn)子磁極可以用這種方式來實現(xiàn)，按照技術(shù)的狀態(tài)講，使用與所述轉(zhuǎn)子相連的至少一個永磁體，或者使用由通過合適的滑動接觸例如電刷輸入到所述轉(zhuǎn)子的電流激勵的至少一個線圈，或者通過異步電動機的自感匝。
所述電動機包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置5，其和所述至少一個感應(yīng)線圈相連。
圖2表示本發(fā)明的實施例，其中調(diào)節(jié)裝置5和由提供給端子6和7的交流電流供電的電動機感應(yīng)線圈相連。
按照本發(fā)明，所述線圈被分成相互串聯(lián)的第一部分3a和第二部分3b。優(yōu)選地，所述第一部分和所述第二部分彼此相同。
調(diào)節(jié)裝置5被串聯(lián)地插入所述第一部分3a和所述第二部分3b之間，使得其通過具有相同強度的電流I。
用這種方式，調(diào)節(jié)裝置5在上游和下游被感應(yīng)線圈3a，和3b的至少一部分保護，所述至少一部分作為抗干擾濾波器電感，旨在大大地限制在轉(zhuǎn)換期間產(chǎn)生的干擾，并減少由和速度、噪聲源、以及不希望的諧振有關(guān)的突然加于所述電動機上的轉(zhuǎn)矩峰值引起的機械振動。
因此，按照本發(fā)明，感應(yīng)線圈的至少一部分代替了在現(xiàn)有技術(shù)中使用的繞制的鐵氧體濾波器的電感。
圖3表示按照本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置的電氣布線圖，包括用于所述感應(yīng)線圈的控制電路51，其以和抗干擾濾波器52并聯(lián)的方式設(shè)置。
所述控制電路是一種熟知的控制電路，并且由TRIAC T1和DIACD1、可變電阻511的電阻單元(電阻R2和并聯(lián)連接的電位器P1和P2)以及RC單元521(電阻R3和電容C2)構(gòu)成。
在和電容器C2的充電時間常數(shù)有關(guān)的一個時間間隔之后，當(dāng)超過DIAC D1的“擊穿”電壓時，RC 521單元和可變電阻511的電阻單元確定的TRIAC T1的觸發(fā)。
通過TRIAC的電功率和提供給感應(yīng)線圈的電功率決定電動機的轉(zhuǎn)速。這個功率按照電容器C2的時間常數(shù)的減小而增加。因此，借助于所述電容器的時間常數(shù)的改變，電動機的轉(zhuǎn)速也改變。電位器P1和P2用于改變所述時間常數(shù)。
所述抗干擾濾波器52由一個RC系統(tǒng)構(gòu)成(電阻R1和與其串聯(lián)的電容器C1)。按照本發(fā)明，抗干擾濾波器還包括感應(yīng)線圈3a與/或3b的所述部分。眾所周知，對于交流的電感L具有阻抗Z＝2πfL，其中f是所述交流電流的振蕩頻率。因而，在高頻時，所述的電感線圈具有高阻抗。RC系統(tǒng)則以相反的方式操作，因為電容在高頻時相當(dāng)于短路。
控制電路引入由TRIAC的觸發(fā)引起的高頻諧波，其確定對正常的電動機功能的相當(dāng)大的沖擊電流。還實現(xiàn)相關(guān)的濾波系統(tǒng)的電動機阻斷所述的否則將傳送到電源的電流。按照本發(fā)明的濾波系統(tǒng)甚至進一步幫助減少機械轉(zhuǎn)矩脈動噪聲和具有相位不同的繞組的異步電動機的電磁干擾，因為所述調(diào)節(jié)可以只在一部分上發(fā)生。
雖然所述的實施例針對一種具有相位關(guān)斷的控制電路，關(guān)于使用“斬波器”系統(tǒng)的控制電路也可以實現(xiàn)類似的考慮。實際上，在“斬波器”控制電路中的開關(guān)信號頻率需要使用抗干擾濾波器，例如在本發(fā)明中所述的那種抗干擾濾波器。
此外，在感應(yīng)線圈的兩個部分之間的調(diào)節(jié)裝置的位置決定兩個濾波器線圈的存在，一個在控制電路的上游，另一個在控制電路的下游，因而增加了對于高頻干擾電流的總的阻抗。
本發(fā)明使得能夠取消傳統(tǒng)的濾波器電感，使得大大節(jié)省成本和減少在電動機制造中的手工操作，并且減少在印刷電路中占據(jù)的空間，并且使得能夠使用較小功率的開關(guān)例如TRIAC，SCR，晶體管，MOSFET或IGBT，因為它們被串聯(lián)地插入在電動機繞組的內(nèi)部，從而在比電源電壓較低的電壓下操作。
此外，因為傳統(tǒng)的濾波器電感是占據(jù)速度調(diào)節(jié)裝置的大部分空間的元件，和利用鐵氧體鐵心濾波器電感構(gòu)成的電動機相比，消除這個電感使得實現(xiàn)了更緊湊和更小尺寸的電動機。
權(quán)利要求
1.一種可變轉(zhuǎn)速的電動機，包括與至少一個激磁線圈相連的定子(2)；其上形成有至少兩個具有相反極性的磁極的轉(zhuǎn)子；所述至少一個線圈適用于在所述定子上形成具有相反極性的至少兩個感應(yīng)磁極；用于所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)裝置(5)，包括抗干擾濾波器(52)，其特征在于，所述抗干擾濾波器包括所述磁感應(yīng)線圈的至少一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的電動機，其中所述磁感應(yīng)線圈被分成相互串聯(lián)連接的第一部分(3a)和第二部分(3b)，所述調(diào)節(jié)裝置(5)位于所述第一和第二部分之間。
3.如權(quán)利要求2所述的電動機，其中所述第一部分和所述第二部分是彼此相同的。
4.如權(quán)利要求1所述的電動機，其中所述抗干擾濾波器(52)包括RC系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1所述的電動機，其中所述調(diào)節(jié)裝置包括相位關(guān)斷控制電路。
6.如權(quán)利要求1所述的電動機，其中所述調(diào)節(jié)裝置包括相位“斬波”控制電路。
7.如權(quán)利要求1所述的電動機，其中所述調(diào)節(jié)裝置專作用在具有異相電容器的單相電動機中的操作繞組的一部分上。
8.如權(quán)利要求1所述的電動機，其中所述調(diào)節(jié)裝置專作用在具有至少兩相的電動機中的一相上。
9.如權(quán)利要求1所述的電動機，其中所述調(diào)節(jié)裝置作用在變壓器繞組上。
全文摘要
一種可變轉(zhuǎn)速的電動機，包括與至少一個激磁線圈相連的定子(2)；其上形成有至少兩個具有相反極性的磁極的轉(zhuǎn)子(5)。所述線圈適用于在所述定子上形成具有相反極性的至少兩個感應(yīng)磁極。所述電動機還包括用于所述轉(zhuǎn)子上的所述轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)裝置，包括抗干擾濾波器。
文檔編號H02K1/00GK1610215SQ20031010250
公開日2005年4月27日 申請日期2003年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月21日
發(fā)明者艾伯特·帕塔奇 申請人:費博股份有限公司