爪极式永磁双向同步电动机的制作方法

本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种爪极式永磁双向同步电动机。

背景技术：

永磁同步电机是一种电机内的线圈接入单向电流后，线圈在电机内部产生旋转磁场，以利用磁场驱动电机中的转子产生非固定方向旋转的电机。在永磁同步电机中，转子在任意方向都会旋转，并且可以根据需要控制电机中转子的旋转方向。由于永磁同步电机具有高性能、节能和轻型化优势，目前已经广泛应用于工业和家用电器等各领域。

然而，现有的永磁同步电机仍存在一些不足之处：现有的永磁同步电机所产生的旋转磁场品质较低，电机在起动时不够平稳；在电机断电后，由于电机内的阻抗相对较低，循环电流衰减较慢，使得电机在停机时不够平稳快速。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种爪极式永磁双向同步电动机。该爪极式永磁双向同步电动机实现了电机阻容起动，可以根据用户需要控制其正反转向，提高了电机内旋转磁场品质，增大了电机内部阻抗，有效改善了电机起动、运转以及停机时的稳定性能。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：爪极式永磁双向同步电动机，包括上中极板、下中极板、转子、齿轮减速器、外壳和盖板，上中极板具有由若干上极爪均布设置而形成的上极爪组，下中极板具有与所述上极爪组对应设置的下极爪组，其特征在于，还包括上线圈骨架和下线圈骨架；所述上中极板与下中极板紧贴设置，且上中极板与下中极板均具有供转子穿过以满足转子自由转动的开孔；所述上线圈骨架包覆地套设于上极爪组的外侧，所述下线圈骨架包覆地套设于下极爪组的外侧；所述上极爪组中的上极爪与下极爪组中对应的下极爪之间在空间上相差90度电角度；所述转子具有中心开孔，转子穿过上中极板的开孔和下中极板的开孔；所述上线圈骨架与下线圈骨架分别电连接焊接线路板；所述焊接线路板上设置有电容、电阻以及用于连接单相电源的电源线，电容与电阻连接，电容的电容值与电阻的电阻值相匹配；所述转子中心开孔内贯穿着一端连接有转子齿轮的中心轴，所述转子齿轮通过中心轴活动连接齿轮减速器。

具体地，所述上极爪组中的上极爪的个数为6的倍数，对应地，所述下极爪组中的下极爪的个数同样为6的倍数。

进一步地，所述上极爪和下极爪的个数均为6个。

具体地，所述齿轮减速器至少包括有支架、第一齿轮、第二齿轮和输出齿轮；所述第二齿轮分别与第一齿轮、输出齿轮啮合连接；所述转子齿轮具有中空结构，第一齿轮与转子齿轮啮合连接；所述支架上具有供中心轴穿过的穿孔；所述中心轴的末端位于转子齿轮的中空结构内，中心轴的首端通过垫片设置在转子中心开孔的上方，靠近中心轴首端的中心轴部分的外侧套置有弹簧部件。

进一步地，所述外壳上具有对应各上极爪的极爪孔；所述上中极板、下中极板、上线圈骨架、下线圈骨架和齿轮减速器均位于外壳和盖板紧固后所限定的空间内；所述支架固定在盖板上且支架具有对应下极爪的第三极爪，第三极爪与对应的下极爪之间在空间上相差90度电角度；输出齿轮连接有输出轴，输出轴的另一端穿过盖板后位于盖板的外侧。

改进地，所述爪极式永磁双向同步电动机还包括连接外壳的护线盒，焊接线路板位于护线盒内，电源线的引线端穿过护线盒上开设的电源线孔后位于护线盒的外侧。

再改进，所述上极爪组中的上极爪自上中极板本体倾斜向上延伸；对应地，所述下极爪组中的下极爪自下中极板本体倾斜向下延伸。

可选择地，所述转子为塑磁材质转子或铁氧体材质转子或稀土永磁材质转子。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过设置分别连接上线圈骨架和下线圈骨架的焊接线路板，焊接线路板上设置连接单相电源的电源线以及相互匹配的电容和电阻，使电机运转方式变成阻容起动和运转方式；电机阻容起动和运转方式极大地改善了电机的旋转磁场品质，减少了能量损耗，提高了电机起动和运转中的功率因数，改善了电机起动和运转稳定的性能；由于电容的设置以及电阻本身的阻抗效应，增大了电机断电后的电机内部阻抗，使得断电后的电机内部的循环电流得以迅速衰减，从而使得电机停机平稳迅速。

附图说明

图1为本实用新型实施例中爪极式永磁双向同步电动机的结构示意图；

图2为图1所示爪极式永磁双向同步电动机的背面结构示意图；

图3为图1所示爪极式永磁双向同步电动机的分解示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图3所示，本实施例中的爪极式永磁双向同步电动机，包括上中极板1、下中极板2、转子3、齿轮减速器4、外壳5和盖板6，转子3可以选择为塑磁材质转子或铁氧体材质转子或稀土磁材质转子；上中极板1具有由若干上极爪11均布设置而形成的上极爪组，下中极板2具有与上极爪组对应设置的下极爪组，即下中极板2中存在的下极爪对应着上中极板1中的一个上极；作为改进之处，本实施例中的爪极式永磁双向同步电动机还包括上线圈骨架7和下线圈骨架8；上线圈骨架7和下线圈骨架8上均缠绕着线圈，以分别构成上线圈和下线圈；电机在通电后，上线圈与下线圈共同作用会产生椭圆形旋转磁场；上中极板1与下中极板2紧贴设置，且上中极板1与下中极板2均具有供转子3穿过以满足转子自由转动的开孔10，开孔10的设置用以保证转子3在旋转磁场作用下可以在该开孔10内产生自由旋转；上线圈骨架7包覆地套设于上极爪组的外侧，下线圈骨架8包覆地套设于下极爪组的外侧；上极爪组中的上极爪11与下极爪组中对应的下极爪21之间在空间上相差90度电角度；90度电角度的设置，可以使得上线圈和下线圈产生90度的相位差，以达到由产生的旋转磁场带动转子进行转动；转子3具有中心开孔30，转子3穿过上中极板1的开孔10和下中极板2的开孔10；上线圈骨架7与下线圈骨架8分别电连接焊接线路板9；焊接线路板9上设置有电容91、电阻92以及用于连接单相电源的电源线93，电源线93的引入免去了用户再外接电容和电阻的烦恼，使整个同步电机结构紧凑、布局美观合理；电容91与电阻92连接，电容91的电容值与电阻92的电阻值相匹配；电容91用以在电机中作为移相电容；电机在通电后，电机内部会产生椭圆形的旋转磁场，该旋转磁场用以驱动转子3的转动；相互匹配的电容91和电阻92，可以有效改善电机所产生椭圆形旋转磁场的品质，增大电机的整体力矩性能；转子中心开孔30内贯穿着一端连接有转子齿轮12的中心轴13，转子齿轮12通过中心轴13活动连接齿轮减速器4。利用单相电源通电时，该爪极式永磁双向同步电动机所产生两相旋转磁场驱动转子3旋转，根据需要设计的齿轮减速器4可以输出不同的转速和力矩，从而带动外部负载。

在本实施例中，上极爪组中的上极爪11的个数为6的倍数，对应地，下极爪组中的下极爪21的个数同样为6的倍数。例如，上极爪11和下极爪21的个数均为6个。

具体地，本实施例中的齿轮减速器4至少包括有支架40、第一齿轮41、第二齿轮42和输出齿轮43；第二齿轮42分别与第一齿轮41、输出齿轮43啮合连接；转子齿轮12具有中空结构120，第一齿轮41与转子齿轮12啮合连接；支架40上具有供中心轴13和转子齿轮12穿过的穿孔400；中心轴13的末端位于转子齿轮12的中空结构120内，中心轴13的首端通过垫片44设置在转子中心开孔30的上方，靠近中心轴首端的中心轴部分的外侧套置有弹簧部件45。其中，垫片44的作用是在转子3的旋转过程中，减少转子3的底部与外壳5底部的旋转摩擦，从而减小电机噪音；弹簧部件45的作用在于保证转子3与外壳5、盖板6之间不存在窜动间隙，适当增加电机的起动阻尼而使电机快速起动，极大地减少电机在起动和运转时的振动，从而使电机起动和运转更加平稳。

具体地，在外壳5上具有对应各上极爪的极爪孔50；上中极板1、下中极板2、上线圈骨架7、下线圈骨架8和齿轮减速器4均位于外壳5和盖板6紧固后所限定的空间内；支架40固定在盖板6上且支架40具有对应下极爪21的第三极爪401，第三极爪401与对应的下极爪之间在空间上相差90度电角度；输出齿轮43连接有输出轴14，输出轴14的另一端穿过盖板6后位于盖板的外侧。

另外，本实施例中的爪极式永磁双向同步电动机还包括连接外壳5的护线盒15，焊接线路板9位于护线盒15内，电源线93的引线端穿过护线盒15上开设的电源线孔150后位于护线盒15的外侧。通过增加设置护线盒15，可以确保焊接线路板9的正常工作以及电源线93的正常连接状态，避免电源线93遭受外部因素的破坏。

具体地，上极爪组中的上极爪11自上中极板本体倾斜向上延伸；对应地，下极爪组中的下极爪21自下中极板本体倾斜向下延伸。

以下对本实施例中爪极式永磁双向同步电动机的工作原理做出说明：

电机利用电源线93接通单相电源后，位于焊接线路板9上相互匹配的电容91和电92使得电机的运转方式变成了阻容起动和运转方式；

上线圈骨架7缠绕线圈成为主绕线组并先通电后，下线圈骨架8缠绕线圈后会自动地与电容91、电阻92串联作为副绕线组，由于上极爪组与下极爪组中的极爪之间90度电角度的存在，可以电容91和电阻92的存在使副绕线组中的电流移相滞后；

在主绕线组与副绕线组之间所建立的椭圆形旋转磁场使电机的转子3起动，并且转子3的转动方向始终朝主绕线组所产生旋转磁场的方向运转；对应地，如果变换主绕线组和副绕线组的通电顺序，则电机的转子3就可以反向起动并运转。因此，本实施例中的爪极式永磁双向同步电动机可根据用户的需要来控制其正反转向。

在本实施例的爪极式永磁双向同步电动机中，由于移相电容和电阻所形成的电机阻容起动的运转方式，极大地改善了电机的旋转磁场品质，减少了能量损耗，提高了电机起动和运转中的功率因数，改善了电机起动和运转的稳定性，节约了漆包线成本。同时，在电机内部，不仅电阻92具有阻抗作用，而且设置的电容91也具有阻抗效果，这就增大了电机断电后的电机内部阻抗，从而使电机在断电后，电机内部的循环电流得以迅速衰减，进而使得电机停机平稳迅速。另外，由于电机内部相互匹配的电容和电阻改善了椭圆形旋转磁场品质，减弱了有害于环境的电磁高次谐波，进而减少了电机转停过程中对周围环境的电磁干扰。

尽管以上详细地描述了本实用新型的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。