專利名稱：混合式感應電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種混合式感應電動機(hybrid induction motor)，尤其涉及一種能提高起動功能并易于實現變速旋轉的混合式感應電動機。
背景技術：
混合式感應電動機指的是永磁體(下文中，將稱之為“同步轉子”)可自由旋轉地安裝在定子和感應轉子之間以與定子和轉子電磁耦合的電動機。
圖1為示出根據傳統(tǒng)技術的混合式感應電動機的縱向剖視圖，圖2為沿圖1中I-I線的剖視圖。
如圖所示，在傳統(tǒng)的混合式感應電動機10中，在機殼10a的內側固定地設置有定子11，并且在定子11的內側以預定氣隙可旋轉地設置有同步轉子14。在同步轉子14的內側以預定氣隙可旋轉地設置有感應轉子13。此外，用于向外輸出感應轉子13的旋轉力的轉軸15壓配合到感應轉子13的中央。
定子11由疊片硅鋼制成，并且在定子11的內圓周表面上形成有多個狹槽16a，其用于纏繞產生旋轉磁場的驅動線圈16。
同步轉子14包括磁體部14a，其可在定子11和感應轉子13之間自由旋轉；磁體支撐部14b，其用于支撐磁體部14a；以及軸承部14c，其用于支撐磁體支撐部14b，以使轉軸15自由地旋轉。
感應轉子13形成為鼠籠式轉子，其包括多個通孔13a，其以預定間隔形成在疊片硅鋼上；導電桿13b，其插入到各通孔13a中；以及端環(huán)13c，其形成在各導電桿13b的兩端。未說明的附圖標記15a表示軸承。
下面將說明傳統(tǒng)混合式感應電動機的運行。
一旦在連續(xù)地將第一電流施加到定子11的驅動線圈16上而形成旋轉磁場，該旋轉磁場就使同步轉子14同步運行，從而以同步速度進行旋轉。由同步轉子14的磁體部14a產生的磁通用作感應轉子13的旋轉磁場，以使感應轉子13在同步轉子14滑動的同時進行旋轉。
在此，連接于感應轉子13的轉軸15與感應轉子13一起旋轉，由此將旋轉力傳送至諸如風扇之類的其它部件。
然而，在傳統(tǒng)混合式感應電動機10中，在感應轉子和同步轉子之間的氣隙中的磁通密度幾乎不變的狀態(tài)下，采用單個同步轉子。因此，同步轉子14的起動扭矩不足，由此在最初驅動該感應電動機時將不得不給驅動線圈16施加大的電流。
此外，即使改變施加到驅動線圈16上的電壓，該氣隙中的磁通密度的變化量也較小，由此難以改變感應電動機的速度。因此，降低了該電動機的效率且該電動機的功能受到了限制。

發(fā)明內容
為此，本發(fā)明的目的在于提供一種混合式感應電動機，其能降低起動同步轉子所需的起動電流并由此提高該電動機的效率。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種混合式感應電動機，其易于改變感應轉子的轉速。
為了達到這些和其他優(yōu)點并根據本發(fā)明的意圖，正如在此具體實施并廣泛說明的，本發(fā)明提供一種混合式感應電動機，包括定子，其固定地安裝在機殼內；感應轉子，其可旋轉地插入到該定子的中央，并且在該感應轉子的中央處具有軸；第一同步轉子，其在該定子和該感應轉子之間沿該軸的縱向滑動，并可沿該軸的圓周方向自由旋轉地安裝；以及第二同步轉子，其面向該第一同步轉子，并在該定子和該感應轉子之間沿該軸的縱向滑動，且可沿該軸的圓周方向自由旋轉地安裝。
該第一同步轉子包括第一支撐部，軸可旋轉地連接到其中央；第一磁體部，其沿圓周方向連接到該第一支撐部的端部，并且通過該定子的旋轉磁場旋轉，以旋轉該感應轉子；以及第一軸承部，其設置在該第一支撐部的中央，以插入該軸。
該第二同步轉子包括第二支撐部，軸可旋轉地連接到其中央；第二磁體部，其沿圓周方向連接到該第二支撐部的端部，并且通過該定子的旋轉磁場旋轉，以旋轉該感應轉子；以及第二軸承部，其設置在該第二支撐部的中央，以插入該軸。
該第一軸承部為無油軸承，該第一支撐部為非磁性物質；該第二軸承部為無油軸承，并且該第二支撐部為非磁性物質。
該第一支撐部和該第一磁體部一體形成，并且該第二支撐部和該第二磁體部一體形成。
該第一磁體部沿軸縱向的長度比該第二磁體部沿軸縱向的長度相對更長。
該第一同步轉子的第一磁體部和該第二同步轉子的第二磁體部可通過中間體(intermediate)使它們之間保持預定間隔，或者該第一磁體部的端部和該第二磁體部的端部可彼此接觸。
從本發(fā)明以下結合附圖的詳細說明中，本發(fā)明的前述和其它目的、特征、方案和優(yōu)點將變得更加清楚。


所包含的附圖用于進一步理解本發(fā)明，其并入到本說明書中并構成本說明書的一部分，所述附圖示出了本發(fā)明的實施例，并與文字描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1為示出根據傳統(tǒng)技術的混合式感應電動機的縱向剖視圖；圖2為沿圖1中I-I線的剖視圖；圖3為示出根據本發(fā)明第一實施例的混合式感應電動機的縱向剖視圖；圖4為沿圖3中II-II線的剖視圖；圖5為示出在根據本發(fā)明第一實施例的混合式感應電動機中的同步轉子和感應轉子的立體圖；圖6至圖8為示出根據本發(fā)明第一實施例的混合式感應電動機在起動和變速時第一同步轉子和第二同步轉子各自位置的示意圖；以及圖9為示出根據本發(fā)明另一實施例的混合式感應電動機的縱向剖視圖。
具體實施例方式
現將詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其實例在附圖中示出。
下面將參照附圖來解釋根據本發(fā)明的混合式感應電動機。
圖3為示出根據本發(fā)明第一實施例的混合式感應電動機的縱向剖視圖，圖4為沿圖3中II-II線的剖視圖，圖5為示出在根據本發(fā)明第一實施例的混合式感應電動機中的同步轉子和感應轉子的立體圖，圖6至圖8為示出根據本發(fā)明第一實施例的混合式感應電動機在起動和變速時第一同步轉子和第二同步轉子各自位置的示意圖，以及圖9為示出根據本發(fā)明另一實施例的混合式感應電動機的縱向剖視圖。
如圖所示，根據本發(fā)明第一實施例的混合式感應電動機100包括定子110，其固定地安裝在機殼110a內；感應轉子120，其可旋轉地插入到該定子110的中央，并且在感應轉子120的中央具有軸121；第一同步轉子130，其在定子110和感應轉子120之間沿軸121的縱向滑動，并且可沿軸121的圓周方向自由旋轉地安裝；以及第二同步轉子140，其面向第一同步轉子130，并在定子110和感應轉子120之間沿軸121的縱向滑動，且可沿軸121的圓周方向自由旋轉地安裝。
在定子110的一側形成有線圈纏繞部116，其用于纏繞定子110的驅動線圈111，以使定子110能夠具有N極或S極的極性。
在感應轉子120的中央形成有用于插入軸121的孔123；并且在感應轉子120的外周部沿圓周方向等間隔地形成有多個導孔(conductive holes)124。在導孔124中安裝有導電桿125。
導電桿125由模鑄成型，并且由鋁或銅制成。在導電桿125的端部形成有由鋁制成的端環(huán)125a。
第一同步轉子130包括第一支撐部131，軸121可旋轉地連接到其中央；第一磁體部133，其為圓筒形狀，且沿圓周方向連接到第一支撐部131的端部，由此通過定子110的旋轉磁場而旋轉，以旋轉感應轉子120；以及第一軸承部135，其設置在第一支撐部131的中央，以插入軸121。
第二同步轉子140包括第二支撐部141，軸121可旋轉地連接到其中央；第二磁體部143，其為圓筒形狀，且沿圓周方向連接到第二支撐部141的端部，由此通過定子110的旋轉磁場而旋轉，以旋轉感應轉子120；以及第二軸承部145，其設置在第二支撐部141的中央，以插入軸121。
第一磁體部133和第二磁體部143分別構造成具有多個極。第一磁體部133和第二磁體部143分別沿徑向安裝。在第一磁體部133和第二磁體部143上沿它們各自的圓周方向交替地形成N極和S極。
第一磁體部133沿軸121縱向的長度比第二磁體部143沿軸121縱向的長度相對更長。
第一支撐部131和第一磁體部133通過模制一體成型，并且第二支撐部141和第二磁體部143通過模制一體成型。
優(yōu)選地，第一軸承部135和第二軸承部145分別由無油軸承制成，以使軸121可以平穩(wěn)地旋轉。
第一磁體部133的端部133a和第二磁體部143的端部143a彼此接觸。在第一磁體部133的端部133a和第二磁體部143的端部143a彼此接觸的狀態(tài)下，第一同步轉子130和第二同步轉子140可沿軸121的縱向滑動，并且可沿軸121的圓周方向自由旋轉。
在第一同步轉子130和定子110之間形成有第一氣隙t1，并且在第一同步轉子130和感應轉子120之間形成有第二氣隙t2。
下面，將參照圖3至圖8來說明根據本發(fā)明第一實施例的混合式感應電動機的運行。
一旦在連續(xù)地將第一電流施加到定子110的驅動線圈111上而形成旋轉磁場，該旋轉磁場使第一同步轉子130和第二同步轉子140同步運行，由此以同步速度進行旋轉。
由第一磁體部133和第二磁體部143產生的磁通用作感應轉子120的旋轉磁場，以使感應轉子120在第一磁體部133和第二磁體部143滑動的同時進行旋轉。感應轉子120的輸出通過固定于其上的軸121向外傳送。
在使第一同步轉子130和第二同步轉子140同步運行之前，在除了圖6和圖7所示狀態(tài)以外、第一同步轉子130和第二同步轉子140的各個極可任意地彼此面對的狀態(tài)下，第一同步轉子130和第二同步轉子140旋轉直到同步速度之前的速度。
當已使第一同步轉子130和第二同步轉子140同步運行時，施加到驅動線圈111上的電壓非常高，由此來自定子110的磁力遠遠大于第一同步轉子130和第二同步轉子140不同極之間的吸引力。在這種情況下，如圖6和圖7所示，第一同步轉子130和第二同步轉子140以N-N和S-S的狀態(tài)或N-S和S-N的狀態(tài)彼此面對，并且以同步速度旋轉。在此，在第一同步轉子130和第二同步轉子140的各個內側形成的旋轉磁場變?yōu)樽畲?，由此感應轉子120具有最大轉速。
相反，當施加到驅動線圈111上的電壓較小，由此使來自定子110的磁力不大于第一同步轉子130和第二同步轉子140不同極之間的吸引力時，如圖8所示，第一同步轉子130和第二同步轉子140在它們的相同極彼此稍重疊的情況下以同步速度旋轉。在此，在第一同步轉子130和第二同步轉子140的各個內側形成的旋轉磁場變弱，并且由此感應轉子120具有降低的轉速。
在根據本發(fā)明第一實施例的混合式感應電動機中，如果在進行從圖6到圖7的狀態(tài)轉換的同時從驅動線圈111產生的旋轉磁場變弱，則第一同步轉子130和第二同步轉子140將交替地與驅動線圈111的旋轉磁場同步運行。因此，第一同步轉子130和第二同步轉子140的極數增加了大約兩倍。結果，在最初驅動該混合式感應電動機時，可大大地降低用于使第一同步轉子130和第二同步轉子140以同步速度旋轉的旋轉磁場。在第一同步轉子130和第二同步轉子140交替地同步運行的過程中，沿軸121的方向可產生振動。然而，可通過控制將在下文中說明的中間體270的軸向長度或第一同步轉子130的外伸部(即比定子110更向外暴露的部分)130a的軸向長度來防止振動。
圖9為示出根據本發(fā)明另一實施例的混合式感應電動機的縱向剖視圖。
如圖所示，在根據本發(fā)明另一實施例的混合式感應電動機200中，第一同步轉子230的第一磁體部233和第二同步轉子240的第二磁體部243可通過中間體270在它們之間具有預定間隔。優(yōu)選地，中間體270為非磁性物質。
中間體270的一個表面固定于第一磁體部233的端部233a，并且中間體270的另一個表面與第二磁體部243的端部243a接觸。
根據本發(fā)明另一實施例的混合式感應電動機的運行與根據本發(fā)明第一實施例的混合式電動機的運行相同，所以在此省略其詳細說明。
在根據本發(fā)明的具有雙永磁體結構的混合式感應電動機中，在最初驅動該混合式感應電動機時，起始電流大大地降低，由此可減少噪音并提高該電動機的效率。此外，因為同步轉子的磁通將根據所施加的電壓的變化而變化，所以該混合式感應電動機的轉速可自由地變化，由此該混合式感應電動機可應用到各種產品中。
權利要求
1.一種混合式感應電動機，包括定子，其固定地安裝在機殼內；感應轉子，其可旋轉地插入到該定子的中央，并且在該感應轉子的中央處具有軸；第一同步轉子，其在該定子和該感應轉子之間沿該軸的縱向滑動，并且可沿該軸的圓周方向自由旋轉地安裝；以及第二同步轉子，其面向該第一同步轉子，并在該定子和該感應轉子之間沿該軸的縱向滑動，且可沿該軸的圓周方向自由旋轉地安裝。
2.根據權利要求1所述的混合式感應電動機，其中該第一同步轉子包括第一支撐部，軸可旋轉地連接到該第一支撐部的中央；第一磁體部，其沿圓周方向連接到該第一支撐部的端部，并且通過該定子的旋轉磁場旋轉，以旋轉該感應轉子；以及第一軸承部，其設置在該第一支撐部的中央，以插入該軸；并且該第二同步轉子包括第二支撐部，軸可旋轉地連接到該第二支撐部的中央；第二磁體部，其沿圓周方向連接到該第二支撐部的端部，并且通過該定子的旋轉磁場旋轉，以旋轉該感應轉子；以及第二軸承部，其設置在該第二支撐部的中央，以插入該軸。
3.根據權利要求2所述的混合式感應電動機，其中該第一軸承部為無油軸承，并且該第一支撐部為非磁性物質。
4.根據權利要求2所述的混合式感應電動機，其中該第二軸承部為無油軸承，并且該第二支撐部為非磁性物質。
5.根據權利要求2所述的混合式感應電動機，其中該第一支撐部和該第一磁體部一體形成。
6.根據權利要求2所述的混合式感應電動機，其中該第二支撐部和該第二磁體部一體形成。
7.根據權利要求2所述的混合式感應電動機，其中該第一磁體部沿軸縱向的長度比該第二磁體部沿軸縱向的長度相對更長。
8.根據權利要求2所述的混合式感應電動機，其中該第一磁體部的端部和該第二磁體部的端部彼此接觸。
9.根據權利要求2所述的混合式感應電動機，其中該第一同步轉子的第一磁體部和該第二同步轉子的第二磁體部通過中間體使它們之間保持預定間隔。
10.根據權利要求9所述的混合式感應電動機，其中該中間體為非磁性物質。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合式感應電動機，包括定子，其固定地安裝在機殼內；感應轉子，其可旋轉地插入到該定子的中央，并且在該感應轉子的中央處具有軸；第一同步轉子，其在該定子和該感應轉子之間沿該軸的縱向滑動，且可沿該軸的圓周方向自由旋轉地安裝；以及第二同步轉子，其面向該第一同步轉子，并在該定子和該感應轉子之間沿該軸的縱向滑動，且可沿該軸的圓周方向自由旋轉地安裝。
文檔編號H02K5/16GK1794545SQ20051013405
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月21日 優(yōu)先權日2004年12月21日
發(fā)明者韓承道, 申鉉定, 安宰弘 申請人:Lg電子株式會社