同步微风电扇的制作方法

专利名称：同步微风电扇的制作方法技术领域：本实用新型属于电动机及电风扇技术领域。现有的爪极永磁同步电动机有结构简单，功率小，易于制成多极即低同步转速的特点。这种电动机没有旋转磁场或旋转磁场微弱，主要靠脉动磁场工作，因而该型电动机存在两个明显的缺陷1.不能直接起动较大惯量的负载2.没有确定的旋转方向。如用这种电机来驱动电扇必须附加一种机械起动和定向装置。中国专利申请号85102741说明书公开了一种带机械起动器的小型电风扇，该项技术解决了该型电机定向起动电扇的问题。该机械起动器由扭簧、撞块、止块、壳体、平衡杆等零件组成。该机械起动器是先使内定子起动而后迫使外转子起动的装置。缺点是，平衡杆是一个专门为起动电扇而设置的惯性物体，具有较大的迥转体积和一定重量，安装不够方便。本实用新型是克服这缺点的改进设计。本实用新型的目的是用爪极永磁同步电动机的风扇叶的转动惯量，代替附加的惯性体作为机械起动装置的功能构件，实现同步电扇的定向起动，从而为人们提供一种结构更简单美观的睡眠、学习、休息用微风电扇或家用电器、工业仪器用低噪音冷却风扇。实现本实用新型任务的技术措施是使该型电动机两个转向具有不同的起步转动惯量，电动机将自行选择惯量小的方向起动旋转。当电动机按预定方向起动时，转子若能暂时摆脱负载惯量的障碍则起步转动惯量最小，电机可朝该方向起动旋转；当电机反向起动时，若形成直接驱动扇叶负载则起步转动惯量最大，阻止了电机反向起动。具体的结构是，风扇叶通过扭力弹簧与电动机轴实现柔性联接，风扇叶以滑动配合套装在电机转子轴上并能对转子轴往复转动，在风扇叶与电机轴相同半径处，各自安装有一个轴向相对的凸块，由于凸块的阻挡，风扇叶对电机轴只能在360°以内转动，扭簧还使两凸块保持弹力接触。两凸块相分离的方向，电机起步惯量最小；两凸块相接触的方向，电机起步惯量最大。上述装置能使永磁内转子同步电扇实现定向起动。对于永磁外转子同步电扇，除了用上述结构外，定子也做成可转动的定子联接有定子轴——管轴，使管轴和支承之间接有一个压——扭簧，使定子对支承可往复转动。为了抑制定子振荡性旋转，在定子与支承之间还设有定子迥转阻尼装置。在机械定向起动装置和定子迥转阻尼装置的共同作用下，就可以实现外转子永磁同步电扇的快速定向起动。下面通过实施例详述本实用新型的结构工作原理。图1是吊风扇实施例，图2是台扇实施例。可双向旋转的永磁同步电动机(包括内转子和外转子式，自起动和非自起动式)由定子部件和转子部件组成。转子部件是由S、N极等距分布的永磁瓦(16)和转子体(8)轴(5)组成；定子由铁芯(14)、线圈(7)、爪极(15)、轴承(6)组成；线圈(7)对铁芯(14)和爪极(15)激磁，磁力线通过爪极(15)在定子园周上以S、N极等间距分布；定子极对数与转子极对数相等。极对数在2～12之间选择。这是一种仅靠脉动磁场工作的电机，没有旋转磁场成份。机械定向起动装置的结构是，在距离电机输出轴(10)轴心半径为R处(R＞0)，装一个向下凸出的块状物体，这物体称为动块(13)，动块(13)与电机轴(10)或转子(8)联接一体，一起迥转；扇叶(11)迥转中心有一管状孔，与电机输出轴(10)作滑动配合，可相对旋转。在离扇叶中心半径亦为R的地方，有一个向上凸出的块状物体，称之为静块(12)，静块(12)对扇叶(11)亦联接成一体，一起迥转；动块(13)、静块(12)的凸出高度选择为，使得电机出轴(10)对扇叶作旋转运动时，动块(13)，静块(12)能接触上并阻止它继续旋转，从而两者旋转角度被限制在360°以内。扭簧(9)两头分别与电机出轴(10)〔或转子(8)〕和扇叶(11)联接；对扭簧(9)施加预扭转，预扭矩作用于动块(13)和静块(12)之间，使两者侧面保持一定的弹性压力接触。动块(13)离开静块(12)的方向是电扇的旋转方向。上述结构适用于内、外转子式永磁同步电动机驱动的电扇。但对于外转式同步电扇，还要增设一个定子迥转阻尼装置。这种装置由管轴(4)、摩擦盘(3)、压——扭簧(2)和支承(1)组成。管轴(4)一端和定子固定一体，两者基本同轴心，另一端有一个摩擦面(M)；摩擦盘(3)套装在管轴上，它也是个迥转体，与管轴(4)同轴心，两者能相互转动，而且与管轴(4)有一个相吻合的摩擦面(M)，压——扭簧(2)两端分别固定在管轴(4)与摩擦盘(3)上，压簧使两者贴紧，当它们相对旋转时产生一定的摩擦阻尼力矩，同时扭转扭簧(2)产生复位扭矩。摩擦盘(3)与支承(1)相联结，支承(1)是吊扇的挂钩或台扇的支座。压——扭簧(2)其特征是一个拉长了的螺旋形扭簧，它的轴向有压簧功能，径向有扭簧功能。定子迥转阻尼装置其功能是帮助外转子电扇加速起动过程缩短起动时间，因为定子惯量小可以首先进入同步，利用相对运动原理通过定、转子磁场偶合和反馈作用于外转子，促使外转子牵入同步。阻尼作用是防止定子在扭簧作用下作振荡式旋转，扭簧作用是使定子可以旋转一定角度，不能无限制地旋转；压簧作用是产生摩擦阻尼。参看图1、图2说明同步电扇的定向和起动装置的工作原理。转子在起步过程中，两个旋转方向具有绝然不等的起步转动惯量。电扇左旋向原理是受到激磁正在作切向磁脉振动的转子(8)通过动块(13)静块(12)接触和扭簧(9)的作用，产生连续撞击，转子(8)振幅迅速增大，其左向振幅使得动块(13)和静块(12)相分离，〔仅克服扭簧(9)的预扭矩〕而暂时摆脱扇叶(11)惯量的影响，起步惯量最小；而转子(8)的反向振幅使动块(13)静块(12)更紧密地接触，形成直接推动扇叶负载，起步惯量最大。因此转子(8)便自动选择左旋向起步旋转。同理亦可实现右旋向旋转。起步进入同步速的转子(8)通过扭簧(9)缓冲作用后把输出转矩渐增地施加于扇叶(11)，如果扇叶(11)惯量太大又导致转子(8)失步时，动块(13)、静块(12)在扭簧(9)作用下重新接触，又产生撞击增幅的起步过程，如此重复几次直至把扇叶(11)牵入同步转速。之后，由于扇叶(11)负载风阻力矩使扭簧(9)扭转，迫使动块(13)静块(12)脱离接触，撞击停止，定向起动完成，电扇便以给定方向牵入同步转速运行。本实用新型的特征在于永磁同步电动机的定向起动装置和定子迥转阻尼装置，在这两种装置的共同作用下，能够克服与电机输出功率相匹配的大直径风扇叶的巨大惯量的影响，实现快速定向起动。与现有技术相比，省去了平衡杆这种占据空间和具有一定重量的构件，使起动装置与电机构成一体，为整机外表面全塑化创造了条件，为人们提供结构更简单、更美观的睡眠、学习、休息用微风电扇，或家用电器、工业仪器用低噪音冷却风扇。图1是一种吊扇实施例的纵剖视图，电动机是爪极内定子永磁外转子电动机。转子轴装有机械定向起动装置，定子装有定子迥转阻尼装置。图2是一种台扇实施例的纵剖视图。电动机是永磁内转子爪极外定子同步电动机，在电机转子轴上装有机械定向起动装置，定子直接与台扇支座相联。实施本实用新型的最好方式制成吊扇和台扇。作睡眠微风扇时，电机功率选取3～5瓦，转速选取375转／分最合适。作仪用冷却风扇时，电机功率选取10瓦以下，转速750转／分～1500转／分合适。图1为外转子式电机的实施例，制成吊扇；图2为内转子式实施例，制成台扇或吊扇均可。对于内转子式电机可取消定子迥转阻尼装置，支承直接与定子相联接，风扇叶的中心区可以制成各种美观的形状，如杯形、半球形、锥形等，用来包容电机转子、定子及遮挡动块、静块、扭簧的外露部分使外形更美观。这种电扇的主要用途是睡眠、学习、休息用电扇(吊扇)，家电或工业仪器冷却风扇(台扇)。权利要求1.一种同步微风电扇，由电动机、机械定向起动装置和定子迥转阻尼装置组成，该电动机是爪极定子永磁转子同步电动机，本实用新型的特征是电动机转子轴上装有机械定向起动装置，该装置由动块、静块扭簧和风扇叶组成，动块与转子轴固定一体，静块与风扇叶固定一体、风扇叶以滑动配合套装在转子轴上并能对转子轴相对往复转动，扭簧两头分别固定于转子轴和风扇叶并使动块静块侧面保持弹力接触；本实新型的特征还在于定子迥转阻尼装置，该装置由压-扭簧、摩擦盘、管轴和支承组成，管轴一端与内定子一体，另一端有一个摩擦面与套装在管轴上的摩擦盘相吻合，压-扭簧两头分别固定于管轴与摩擦盘，使两者保持轴向弹力接触；支承与摩擦盘联接，内定子对摩擦盘或支承能够往复转动。2.根据权利要求1所述的同步微风电扇，特征是风扇叶的中心区可以制成能包容电动机和机械起动装置的任意形状。专利摘要本实用新型是一种同步微风电扇。由单相永磁同步电动机驱动大直径风扇叶定向起动，以低同步转速旋转，产生柔和微风。解决了永磁同步电扇利用扇叶负载的惯量实现定向起动问题。属于电动机及通风设备技术领域。本实用新型同步微风电扇，专供人们夏夜睡眠或学习、休息时使用，亦可作为家电。仪器冷却风扇。文档编号F04D25/10GK2041735SQ88207560公开日1989年7月26日 申请日期1988年6月23日 优先权日1988年6月23日发明者苏荣森 申请人:苏荣森