專利名稱：具有可變轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)。具體地說，本發(fā)明涉及一種具有和電動(dòng)機(jī)本身的感應(yīng)線圈相連的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置的電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
已知通常使用兩個(gè)主要系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)，以便進(jìn)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(dòng)機(jī)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(shí)間間隔，使得只有正弦電壓的一部分導(dǎo)通。
本申請(qǐng)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(jìn)行一種校正，把電動(dòng)機(jī)感應(yīng)線圈電源交流電流的負(fù)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(hào)“斬波”或“關(guān)斷”，并被提供給要被控制的電動(dòng)機(jī)(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(dòng)機(jī)的速度。
本申請(qǐng)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)。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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(qǐng)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(shí)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(qǐng)人想要用簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的方式解決把由電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)本身內(nèi)部的所述裝置的尺寸。
為此目的，本申請(qǐng)人提出了一種配備有用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的裝置的電動(dòng)機(jī)，其中所述電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)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(dòng)機(jī)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(gè)方面涉及一種可變轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，其包括與至少一個(gè)激磁線圈相連的定子；其上形成有至少兩個(gè)具有相反極性的磁極的轉(zhuǎn)子，所述至少一個(gè)線圈適用于在所述定子上形成至少兩個(gè)感應(yīng)磁極，每個(gè)感應(yīng)磁極具有與另一個(gè)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(jī)殼系統(tǒng)的特征和優(yōu)點(diǎn)通過下面參照附圖進(jìn)行的實(shí)施例的說明將更加清楚和更容易理解，下面的說明只是實(shí)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(gè)整體的電動(dòng)機(jī)的示意圖；圖2是在按照本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)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(shí)施例方式
參看附圖，按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)包括和至少一個(gè)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(gè)感應(yīng)線圈適用于在所述定子上產(chǎn)生至少兩個(gè)磁極，每個(gè)磁極具有與另一個(gè)磁極相反的極性。所述轉(zhuǎn)子包括至少兩個(gè)磁極，每個(gè)磁極具有與另一個(gè)磁極相反的極性。所述轉(zhuǎn)子磁極可以用這種方式來實(shí)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(gè)永磁體，或者使用由通過合適的滑動(dòng)接觸例如電刷輸入到所述轉(zhuǎn)子的電流激勵(lì)的至少一個(gè)線圈，或者通過異步電動(dòng)機(jī)的自感匝。
所述電動(dòng)機(jī)包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置5，其和所述至少一個(gè)感應(yīng)線圈相連。
圖2表示本發(fā)明的實(shí)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(dòng)機(jī)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(qiáng)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(hù)，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(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)矩峰值引起的機(jī)械振動(dòng)。
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(shí)間常數(shù)有關(guān)的一個(gè)時(shí)間間隔之后，當(dāng)超過DIAC D1的“擊穿”電壓時(shí)，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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這個(gè)功率按照電容器C2的時(shí)間常數(shù)的減小而增加。因此，借助于所述電容器的時(shí)間常數(shù)的改變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也改變。電位器P1和P2用于改變所述時(shí)間常數(shù)。
所述抗干擾濾波器52由一個(gè)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(duì)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(shí)，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?yàn)殡娙菰诟哳l時(shí)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(duì)正常的電動(dòng)機(jī)功能的相當(dāng)大的沖擊電流。還實(shí)現(xiàn)相關(guān)的濾波系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)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(jìn)一步幫助減少機(jī)械轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)噪聲和具有相位不同的繞組的異步電動(dòng)機(jī)的電磁干擾，因?yàn)樗稣{(diào)節(jié)可以只在一部分上發(fā)生。
雖然所述的實(shí)施例針對(duì)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(shí)現(xiàn)類似的考慮。實(shí)際上，在“斬波器”控制電路中的開關(guān)信號(hào)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(gè)部分之間的調(diào)節(jié)裝置的位置決定兩個(gè)濾波器線圈的存在，一個(gè)在控制電路的上游，另一個(gè)在控制電路的下游，因而增加了對(duì)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(dòng)機(jī)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?yàn)樗鼈儽淮?lián)地插入在電動(dòng)機(jī)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?yàn)閭鹘y(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(dòng)機(jī)相比，消除這個(gè)電感使得實(shí)現(xiàn)了更緊湊和更小尺寸的電動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種可變轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，包括與至少一個(gè)激磁線圈相連的定子(2)；其上形成有至少兩個(gè)具有相反極性的磁極的轉(zhuǎn)子；所述至少一個(gè)線圈適用于在所述定子上形成具有相反極性的至少兩個(gè)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(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)中的操作繞組的一部分上。
8.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述調(diào)節(jié)裝置專作用在具有至少兩相的電動(dòng)機(jī)中的一相上。
9.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)，包括與至少一個(gè)激磁線圈相連的定子(2)；其上形成有至少兩個(gè)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(gè)感應(yīng)磁極。所述電動(dòng)機(jī)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(hào)H02K1/00GK1610215SQ20031010250
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)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(qǐng)人:費(fèi)博股份有限公司