专利名称：混合感应电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电机，更确切地说是涉及一种可以提高效率的单相混合感应电机方面的发明。
背景技术：
一般来说，单相(single phase)感应电机的固定子中缠绕有空间上相隔90°的主线圈和副线圈，上述主线圈中直接接通有电源电压，而上述副线圈中则通过电容器(condenser)和开关接通电源电压。这是因为，只在主线圈中接通电压的情况下旋转子将不会进行启动，因此，上述副线圈将在固定子中产生椭圆形旋转磁系，并使旋转子进行启动。
作为上述单相感应电机可以罩极线圈型单相感应电机为例。在上述罩极线圈型单相感应电机中，固定子上将产生旋转磁系，并使旋转子进行启动及旋转。其中，上述固定子上缠绕有一个相位(phase)的固定子线圈，同时与上述固定子线圈相隔既定的角度缠绕有罩极线圈，并起到另一相位的作用。
当在上述固定子中只缠绕有固定子线圈的情况下，上述固定子上将产生交替磁系，而使旋转子不进行启动。因此，在上述固定子中缠绕罩极线圈并产生椭圆形的旋转磁系，上述旋转子则通过上述椭圆形的旋转磁系以一定方向进行启动及旋转。
当然，在三相感应电机的情况下，固定子上只缠绕有主线圈时也将产生旋转磁系，因此无需在固定子中缠绕上述罩极线圈或副线圈。
此外，最近推出混合感应电机(hybrid induction motor)(以下简称‘HIM’)，上述HIM相比以往的感应电机具有较高的效率，并可产生均匀的驱动力。在上述HIM中，旋转子将通过固定子中产生的磁束和永久磁铁产生的磁束进行旋转，并具有较高的效率。即，通过固定子中产生的磁束和永久磁铁产生的磁束共同对旋转子的旋转力产生影响的感应电机即称为HIM。
图1是现有技术中的罩极线圈型HIM(shading coil type hybridinduction motor)的平面图；图2是图1中的A-A’部分的截面图。
如图1及图2所示，现有技术中的罩极线圈型HIM 1由固定子10、旋转子20、永久磁铁旋转子30、旋转轴40及托架(bracket)50构成。
上述固定子10的内部呈中空状态，其包含有沿着上述固定子10的内周面相隔既定的角度，并向半径方向内侧凸出的多个轮齿(teeth)11；缠绕于上述各轮齿11，并在接通1次电流时具有N极或S极的固定子线圈12。
并且，上述固定子10中还包含有罩极线圈14，上述罩极线圈14与上述固定子线圈12空间上相隔既定的角度，并缠绕于上述轮齿11的旋转方向上形成的槽13中，可在接通2次电流时产生椭圆形的旋转磁系。
上述旋转子20一般使用鼠笼式旋转子(squirrel cage rotor)，图1及图2中提示出上述鼠笼式旋转子的示意图。
上述旋转子20一般通过层积形成有多个插槽21的钢板构成，其中，上述多个插槽21从中心沿着既定半径的外周相隔既定的角度形成。此外，上述旋转子20中包含有插入于上述旋转子铁芯的插槽21内的棒形状的导体条(bar)22，上述棒形状的导体条22一般使用铜棒或者铝棒。
并且，上述鼠笼式旋转子铁芯的两端部通过终端环23进行连接，上述结构一般通过铝压铸(die-casting)操作实现，并构成基于上述导体条的电路性短路。
此外，上述旋转子20的中心部上形成有轴孔24，上述轴孔24中压入有用于将上述旋转子20的旋转力传递给外部的旋转轴40，从而使上述旋转子20和上述旋转轴40一体进行旋转。
上述永久磁铁旋转子30中包含有在上述固定子和上述旋转子之间相隔既定的距离可旋转设置的永久磁铁31；用于将上述永久磁铁可旋转支撑于上述旋转轴的永久磁铁框架32。其中，上述永久磁铁框架32在旋转中心形成有轴承安装部33，可在上述轴承安装部33中压入滚珠轴承(ball bearing)34，并使上述永久磁铁旋转子30相对于上述旋转轴40可旋转支撑。并且，上述永久磁铁31和永久磁铁框架32可通过粘结剂相互进行结合。
此外，一般的HIM中包含有用于构成HIM的外观的托架50，上述托架50的内侧固定结合有上述固定子10，同时上述托架50用于保护内部容纳的多个部件。
其中，上述托架50由下部托架和与上述下部托架结合的上部托架构成，并形成整个HIM的外观。此外，上述旋转轴40贯通于上述上部托架及下部托架，上述旋转轴40将通过轴承51，相对于上述各托架可旋转支撑。
此外，为了提高上述HIM的装配性，并减小触电等危险系数，以提高其稳定性，最近使上述固定子以单一的注射成型组件(assembly)构成。即，将使上述固定子铁芯及固定子线圈等一体通过团状模压材料(BMCbulkmold compound)成型构成。其中，上述BMC成型还可与上述下部托架一体构成。
但是，在包含有现有技术中的罩极线圈型HIM的单相HIM中，为了使旋转子以一定的方向启动，需要在固定子中缠绕固定子线圈及罩极线圈，或者是在固定子中缠绕主线圈及副线圈。其中，上述罩极线圈或副线圈只在上述旋转子启动时起到作用，并使其以一定的方向进行旋转，一旦上述旋转子进行旋转后，上述罩极线圈或副线圈则将不会对上述旋转子的旋转构成影响。
因此，需要开发出一种不使用上述罩极线圈或副线圈、电容器等不必要的结构而降低制造成本，并可防止不必要的功率浪费，从而提高效率性的HIM。
但是，在不使用上述罩极线圈或副线圈的情况下，当供给有单相常用电源时，永久磁铁在初始阶段将根据上述供给的电源的相位进行正旋转或逆旋转启动，从而导致通过旋转子旋转的旋转轴的旋转方向根据情况具有不同的状态。
因此，为了防止上述旋转轴的逆旋转，并提高效率性，需要开发出一种设置有作为非电路结构的结构性的旋转子防逆旋转装置的HIM。
由此可见，上述现有的单相感应电机仍存在有诸多的缺陷，而丞待加以改进。
有鉴于上述现有的单相感应电机存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年，积有丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种改进成型结构的混合感应电机，能够改进一般市面上现有常规单相感应电机的成型结构，使其更具有竞争性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有的单相感应电机存在的缺陷，而提供一种新型结构的混合感应电机，使其设置有结构性的防逆旋转装置的单相HIM，可防止旋转轴的逆旋转，并可提高效率性。
本发明解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的混合感应电机，包含有如下几个部分与永久磁铁旋转子一体进行旋转的旋转轴；凸出一定的高度形成于可旋转支撑永久磁铁的永久磁铁框架的上面，并用于防止上述旋转轴进行逆旋转的至少一个以上的叶片(blade)；选择性接触于上述叶片，并用于防止上述旋转轴进行逆旋转的防逆旋转装置。
本发明解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。
前所述的位于上述永久磁铁框架外周面侧的上述叶片的端部呈挂钩(hook)形状。
前所述的叶片呈逆旋转时向上述防逆旋转装置弯曲的挂钩形状。
前所述的叶片以90°间隔对称形成有4个。
前所述的设置有固定电磁铁，上述固定电磁铁中选择性接通有电源，在进行正旋转时，可将上述防逆旋转装置固定在不与上述叶片发生干扰的位置上。
前所述的在进行正旋转时，上述固定电磁铁中接通电源，从而生成磁系，并固定上述防逆旋转装置。
前所述的在上述固定电磁铁中，插入设置于托架中的铁芯上缠绕有线圈。
前所述的固定电磁铁的线圈串联连接于固定子的线圈。
前所述的防逆旋转装置为，其一端接触于上述叶片而进行合叶运动的扭力弹簧。
前所述的旋转轴进行逆旋转时，上述弹簧被上述叶片压缩，并向正旋转方向给上述叶片施加弹性力。
前所述的弹簧中形成有逆旋转防止端，形成有上述逆旋转防止端的一端比另一端更长，从而使上述逆旋转防止端可与上述叶片产生干扰，同时，上述较短的端部具有不致接触上述叶片的长度。
前所述的弹簧在其下侧具有重心位置，从而使逆旋转防止端始终由于重力位于下侧方向。
前所述的逆旋转防止端呈其端部在逆旋转时向上述叶片弯曲的挂钩形状。
前所述的为了在上述旋转轴进行逆旋转时停止其进行旋转，设置有与上述弹簧的较短的端部接触的限定件。
前所述的托架上设置有用于支撑上述弹簧的合叶轴及限定件。
前所述的限定件由弹性体构成，并在上述弹簧和叶片冲撞时起到缓冲作用。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明由于采用上述技术方案，使其具有第一，本发明中不使用上述罩极线圈或副线圈、电容器等不必要的结构而可降低制造成本，并可防止不必要的功率浪费，从而提高效率性。
第二，在进行正旋转时，防逆旋转装置的永久磁铁框架的叶片只冲撞1次后，将固定在固定电磁铁上，从而可最大限度减小上述防逆旋转装置和叶片冲撞时产生的噪音。
第三，可通过非电路结构的结构性装置防止旋转轴进行逆旋转。
第四，本发明的防逆旋转装置中还设置有缓冲装置，从而可提高耐久性及稳定性。
本发明在结构设计、使用的实用性及成本效益上，确实完全符合产业发展所需，并且所揭露的结构是前所未有的创新设计，其未见于任何刊物，在申请前更未见有相同的结构特征公知、公用在先，且市面上亦未见有类似的产品，而确实具有新颖性。
本发明的结构确比现有的单相感应电机更具技术进步性，且其独特的结构特征及更能亦远非现有的单相感应电机所可比拟，较现有的单相感应电机更具有技术上进步，并具有增进的多项功效，而确实具有创造性。
本发明的设计人研究此类产品已有十数年的经验，对于现有的单相感应电机所存在的问题及缺陷相当了解，而本发明既是根据上述缺陷研究开发而创设的，其确实能达到预期的目的及功效，不但在空间型态上确属创新，而且较现有的单相感应电机确属具有相当的增进功效，且较现有习知产品更具有技术进步性及实用性，并产生了好用及实用的优良功效，而确实具有实用性。
综上所述，本发明在空间型态上确属创新，并较现有产品具有增进的多项功效，且结构简单，适于实用，具有产业的广泛利用价值。其在技术发展空间有限的领域中，不论在结构上或功能上皆有较大的改进，且在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅为本发明技术方案特征部份的概述，为使专业技术人员能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1是现有技术中的罩极线圈型混合感应电机的侧截面图；图2是图1中的A-A’部分的截面图；图3是本发明混合感应电机的分解立体图；图4是本发明混合感应电机的永久磁铁框架的立体图；图5是本发明混合感应电机的防逆旋转装置的平面图；图6是本发明混合感应电机正旋转启动时的防逆旋转装置的状态的平面图；图7是本发明混合感应电机逆旋转启动时的防逆旋转装置的状态的平面图。
具体实施例方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
***附图中主要部件的符号说明***132永久磁铁框架(frame)133轴承安装部135轴承部 136叶片151限定件 152合叶轴153弹簧 154逆旋转防止端155固定电磁铁其中，为了方便进行说明，与现有技术中的结构相同的部分将赋予相同的名称及相同的符号，并省去对其详细的说明。
此外，本说明书中的正旋转指的是顺时针方向的旋转，而上述逆旋转指的是逆时针方向的旋转。
请参阅图3、图4所示，本发明混合感应电机，其主要由固定子110、旋转子120、永久磁铁旋转子130、旋转轴140、托架150所组成。
其中，本发明的HIM与以往的HIM相比，没有缠绕副线圈及罩极线圈，在上述固定子110中缠绕的固定子线圈(未图示)上接通单相电源时，上述永久磁铁旋转子130将根据上述电源的相位以任意方向启动，并进行旋转。
即，当在初始阶段上述旋转子120启动时，将无法预知上述旋转轴140将以哪个方向进行旋转。因此，上述旋转轴的旋转方向最好始终保持一定的方向。
为此，针对初始启动时可使旋转轴140任意进行逆旋转或正旋转的HIM中，本发明中将不使用电路或电路性结构，而是通过机械结构的装置使上述旋转轴140进行正旋转。
此外，当机械结构构成上述防逆旋转装置的情况下，最好还设置有缓冲装置，上述缓冲装置用于缓冲可能发生的冲击。
下面参照附图4至附图7，对本发明中的HIM的防逆旋转装置进行说明。
本发明中的HIM的防逆旋转装置中包含有设置于上述永久磁铁框架132的上面，并用于防止进行逆旋转的叶片136；设置于托架150中的弹簧153。
上述叶片136以90°等间隔对称，一体形成于上述永久磁铁框架，并形成有4个。
此时，由于上述弹簧153安装在托架150的内侧面，即，上述弹簧153安装在上述永久磁铁框架132的上部，上述叶片136将向上述永久磁铁框架132的上侧凸出一定的高度形成。
并且，为了在进行逆旋转时，稳定接触于上述弹簧153，并确保防止逆旋转现象，上述叶片136呈逆旋转时其外周面侧的端部向面对上述弹簧153的方向弯曲的挂钩(hook)形状。
并且，为了在进行正旋转时推动上述弹簧153，作为正旋转时面对上述弹簧153的面的上述叶片136挂钩部分的外侧将以既定的角度倾斜，并呈圆角(round)形成。
上述弹簧153最好为扭力弹簧，上述扭力弹簧的一端为了选择性接触于上述叶片136，而进行合叶运动。
特别是，在上述弹簧153的一端，为了在逆旋转时安置上述叶片136的挂钩部分，而形成有挂钩形状的逆旋转防止端154。
并且，为了稳定接触于上述叶片136，上述逆旋转防止端154具有向上述永久磁铁框架132的内侧弯曲既定长度的长度大小。
此外，在进行逆旋转时，上述叶片136和上述逆旋转防止端154将接触，并压缩上述弹簧153，同时，上述逆旋转防止端154的另一端上设置有限定件151，在上述弹簧153被压缩时，可起到支撑作用。
其中，上述限定件151最好由弹性体构成，在进行逆旋转时，可用于缓冲上述弹簧153和叶片136之间产生的冲击。
其中，将上述弹簧153以逆旋转时被压缩的方向设置的情况下，当上述弹簧153和叶片136冲撞时可起到缓冲作用，由于上述弹簧153的恢复力向正旋转方向作用，从而可同时将上述叶片136向正旋转方向推动。
因此，在进行逆旋转时，上述弹簧153的压缩作用和上述限定件151的弹性作用将可缓冲上述弹簧153和叶片136冲撞时产生的冲击，从而具有可防止电机损伤或噪音产生的作用。
此外，为了无需另外设置上述弹簧153的复位装置，而是通过自身的重力恢复初始位置，即，为了使上述逆旋转防止端154始终位于向下垂直的方向，最好在偏向上述逆旋转防止端154侧的位置上形成重心。
并且，上述弹簧153的上述逆旋转防止端154的另一端最好具有，在合叶运动时，防止其与上述永久磁铁框架132产生干扰的长度。
同时，在上述弹簧153的一侧安装有固定电磁铁155，在选择性接通电源时，上述固定电磁铁155将生成磁场，并固定上述逆旋转防止端154。
即，上述弹簧153只有在旋转轴140进行逆旋转时与上述叶片136接触，而在进行正旋转时，上述弹簧153将不起任何作用。
但是，由于上述逆旋转防止端154在重力作用下始终要复位到垂直方向，在上述旋转轴140进行正旋转时，上述逆旋转防止端154和叶片136将继续冲撞，并由此产生噪音。
因此，在进行正旋转时，通过上述固定电磁铁155固定上述逆旋转防止端154，从而防止上述逆旋转防止端154与上述叶片136冲撞，并产生噪音。
最好是，在上述固定电磁铁155中，托架150中设置的铁芯上缠绕有线圈，并串联连接于固定子110的线圈，在上述固定子110中接通电源的同时，上述固定电磁铁155中也将接通有电源。
即，在HIM进行驱动时，固定电磁铁155将一直起到磁铁作用，在进行正旋转时，上述逆旋转防止端154将保持固定于上述固定电磁铁155的状态。当接入到上述固定子110的电源被断开时，将可解除上述逆旋转防止端154的固定状态，并使其恢复到初始位置。
并且，在进行正旋转时，上述弹簧153本身在上述叶片136的作用下以逆旋转方向进行旋转。因此，在上述逆旋转防止端154的旋转半径内，上述固定电磁铁155最好安装在上述逆旋转防止端154的逆旋转方向的初始位置上。
下面参照附图5至附图7，对本发明中的HIM的防逆旋转装置的操作进行说明。
首先，当接通电源时，固定子110和旋转子120中形成旋转磁系，从而使永久磁铁旋转子130及永久磁铁框架132进行旋转，与此同时，上述旋转轴140也将随即进行旋转。
此时，上述永久磁铁旋转子130的旋转方向可为正旋转或逆旋转。
因此，在HIM开始驱动时，为了防止上述永久磁铁旋转子130进行逆旋转，上述弹簧153的逆旋转防止端154将在重力作用下，处在呈垂直状态的初始位置上。
其中，当上述永久磁铁旋转子130进行正旋转时，上述叶片136将接触于逆旋转防止端154，并推动上述逆旋转防止端154向逆旋转方向旋转。
此外，由于上述固定电磁铁155与固定子110线圈串联连接，在接通电源时将形成磁场，从而使上述逆旋转防止端154逐渐接近上述固定电磁铁155，最后上述逆旋转防止端154将紧贴在上述固定电磁铁155上。
由此，在上述逆旋转防止端154和叶片136不相互接触的状态下，上述旋转轴140将继续进行正旋转。
同时，假设HIM开始驱动时，上述永久磁铁旋转子130进行逆旋转，由于上述逆旋转防止端154处于初始位置，上述叶片136将被上述逆旋转防止端154阻挡，并相互进行接触。
由此，在上述叶片136进行逆旋转时，上述逆旋转防止端154的另一端将接触于限定件151，随着上述弹簧153的压缩，上述叶片136及旋转轴140将逐渐停止进行逆旋转。
并且，当上述旋转轴140停止进行旋转时，上述弹簧153中作用有弹性恢复力，并向正旋转方向推动上述叶片136，从而使上述叶片136及旋转轴140进行正旋转。
其中，当上述旋转轴140进行正旋转时，如上所述，固定电磁铁155中接通有电源，并使上述逆旋转防止端154紧贴在上述固定电磁铁155上。
同时，由于上述固定电磁铁155与固定子110的线圈串联连接，当上述固定子110中接通的电源被断开时，上述逆旋转防止端154将通过其本身的自重恢复到初始位置，并在上述固定子110中再接通电源进行驱动时，上述恢复到初始位置的逆旋转防止端154将防止上述旋转轴140进行逆旋转。
即，如上所述，当上述固定子110中接通电源并进行驱动时，上述永久磁铁旋转子130可进行正旋转或逆旋转，但在上述固定子110的电源被断开时，上述逆旋转防止端154将始终处于初始位置上，从而可通过上述结构防止电机逆旋转，并使其始终进行正旋转。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种混合感应电机，其特征在于包含有如下几个部分，与永久磁铁旋转子一体进行旋转的旋转轴；凸出一定的高度形成于可旋转支撑永久磁铁的永久磁铁框架的上面，并用于防止上述旋转轴进行逆旋转的至少一个以上的叶片；选择性接触于上述叶片，并用于防止上述旋转轴进行逆旋转的防逆旋转装置。
2.根据权利要求1所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的位于上述永久磁铁框架外周面侧的上述叶片的端部呈挂钩形状。
3.根据权利要求2所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的叶片呈逆旋转时向上述防逆旋转装置弯曲的挂钩形状。
4.根据权利要求2所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的叶片以90°间隔对称形成有4个。
5.根据权利要求1所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的设置有固定电磁铁，上述固定电磁铁中选择性接通有电源，在进行正旋转时，可将上述防逆旋转装置固定在不与上述叶片发生干扰的位置上。
6.根据权利要求5所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的在进行正旋转时，上述固定电磁铁中接通电源，从而生成磁系，并固定上述防逆旋转装置。
7.根据权利要求5所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的在上述固定电磁铁中，插入设置于托架中的铁芯上缠绕有线圈。
8.根据权利要求5所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的固定电磁铁的线圈串联连接于固定子的线圈。
9.根据权利要求1所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的防逆旋转装置为，其一端接触于上述叶片而进行合叶运动的扭力弹簧。
10.根据权利要求9所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的旋转轴进行逆旋转时，上述弹簧被上述叶片压缩，并向正旋转方向给上述叶片施加弹性力。
11.根据权利要求9所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的弹簧中形成有逆旋转防止端，形成有上述逆旋转防止端的一端比另一端更长，从而使上述逆旋转防止端可与上述叶片产生干扰，同时，上述较短的端部具有不致接触上述叶片的长度。
12.根据权利要求11所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的弹簧在其下侧具有重心位置，从而使逆旋转防止端始终由于重力位于下侧方向。
13.根据权利要求11所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的逆旋转防止端呈其端部在逆旋转时向上述叶片弯曲的挂钩形状。
14.根据权利要求9所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的为了在上述旋转轴进行逆旋转时停止其进行旋转，设置有与上述弹簧的较短的端部接触的限定件。
15.根据权利要求14所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的托架上设置有用于支撑上述弹簧的合叶轴及限定件。
16.根据权利要求14所述的混合感应电机，其特征在于其中所述的限定件由弹性体构成，并在上述弹簧和叶片冲撞时起到缓冲作用。
全文摘要
本发明涉及一种设置有机械结构性防逆旋转装置的单相混合感应电机，主要由如下几个部分构成与永久磁铁旋转子一体进行旋转的旋转轴；凸出一定的高度形成于可旋转支撑永久磁铁的永久磁铁框架的上面，并用于防止上述旋转轴进行逆旋转的至少一个以上的叶片；选择性接触于上述叶片，并用于防止上述旋转轴进行逆旋转的防逆旋转装置。本发明通过防逆旋转装置可防止旋转轴进行逆旋转，由此提高了电机的效率。
文档编号H02K17/32GK1941562SQ20051001525
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月27日 优先权日2005年9月27日
发明者金汉基 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司