技术详细介绍
专利名： 电容运转电机多倍电荷移相方法及其电路
在原电容电机电路中，主绕组靠电源供电，副绕组靠电源串联电容器后而供电；那么，副绕组必然依靠电源通过其对电容器充、放电的电流来励磁；而交流电对电容器的充、放电流是在电容器外在电压波峰时刻改变方向；由于原电容电机电容器的外在电压由电源电压和副绕组感应电压串联构成，这个串联电压相位落后电源电压45°相位；这是说明副绕组是在电源电源135°时刻改变通过的电流方向；与副绕组分布相位要求载入电流必须在电源电压90°时刻改变电流方向的时间严重不符，直接导致副绕组在电源电压90°至135°期间停止励磁；造成期间定子控制的磁场旋转停滞在主绕组励磁方向。
异步电机是定子通过磁场牵引转子旋转；转子对磁场没有励磁作用，只是用鼠笼环锁定穿过它的磁通方向，磁场就牵引转子铁芯体一同旋转；在相绕组励磁的磁场停滞旋转期间，转子靠铁芯体的旋转惯性，在继续牵引磁场旋转，定子吸引转子的牵引力就变成制动转子旋转的制动力；造成期间定子不但没有对转子输出扭矩，反而还同比消耗掉转子靠惯性储备的旋转扭矩；按转子被制动运作的转程计算，电机效率下降1/3左右；扭矩损失60%左右；启动扭矩损失75%以上；震动和噪音数十倍增加。
彻底解决这一问题，最简单的有效方法是在电源电压45°至90°时期，用副绕组以外的倍压电源回路，去逐步取代电源通过副绕组进入电容器的电流；到电源电压90°至135°时期，倍压电源回路还必须按照原有电路电容器两端的电压振幅，对电容器输出稍高电位的电压。按照电源电压135°时电容器两端的波峰电位值，取代电源通过副绕组的电源电压需要设定为原电源电压的两倍，可以在主相电场中直接获取；而将电源电压波在45°至135°时期的振幅，变成原电容电机电容器两端在同一时期的电压振幅，最为简单有效的办法就是在定子额部设定绕组来完成。
由于任何绕组励磁都是以绕组电极为中心而向外扩展磁场；分布在额部的绕组，磁通回路只有一半能够存在于铁芯之中，回路磁阻很大，绕组基本没有感应电流输出能力，所以不能将其设定为索取电源的绕组；即使解决了额部绕组的电流输出问题，也无法解决其输出电压振幅与电容器两端电压振幅一致问题，不能直接感应电源提供给电容器充电；但它的感应电压具备阻抗能力，能够分载与其感应电位相同的外在电位。
故此，本发明在原有电容电机电路基础上，在距主绕组一侧30°相位分布一相“控制绕组”；又在距主绕组另一侧45°外额相位分布一个“电磁能量储备绕组”；将“控制绕组”与“电磁能量储备绕组”串联于E点后，一端接入电源的O端，另一端接入电容器与副绕组串联端而构成结点B；图1所示。
如此结构，控制绕组可以按照副绕组断链励磁期间最高的电位交变范围进行供电；而“电磁能量储备绕组”能够分载调节控制绕组的输出电压振幅，使其按照电容器两端原有电位变化对电容器提供电流。
控制绕组在主绕组一侧的电极里，在感应输出电源的同时，还能够对主绕组电极实施罩极作用，促进磁场向前旋转。而“电磁能量储备绕组”分布在铁芯外额，其磁通回路磁通很弱，被齿部相绕组励磁的电机磁场分隔在其两侧；电机磁场旋转时，“电磁能量储备绕组”励磁的磁场很容易被异极相遇的电机磁场排挤出铁芯而失去阻抗；图3所示。
电机磁场是在圆形铁芯体中配对构成的一对或者多对圆形磁通回路,磁通是从转子部位的磁极距方向朝两侧分开，均匀穿过气隙进入定子铁芯额部，绕过电极距外侧后又均匀穿过电极距另一侧气隙回到转子部位构成磁通；电机磁场在转子磁极距外侧是磁力线分叉口，此处的额部铁芯中基本没有电机磁场的磁通存在；而电极距外侧的额部铁芯是所有回流磁通必经之处，磁通为饱和状态。由此，在圆环构成的额部铁芯在，电机磁场以正、反磁通方向的磁场凸起波相间排列，波峰处磁通饱和，波凹处铁芯空闲。
如果按照主绕组的阻抗能力设定“电磁能量储备绕组”的圈数；在电机磁场的磁力线分叉口方向垂直于“电磁能量储备绕组”分布方向，并且它们的电极在额部铁芯中同向励磁时，“电磁能量储备绕组”的互感阻抗电位为电源电压波峰电位Vm；当电机磁场从这里旋转到磁力线分叉口指向“电磁能量储备绕组”电极期间，“电磁能量储备绕组”电极是顺着齿部电极励磁的磁力线在移动，互感阻抗电压的磁通量并没减少，其绕组通过的电流不会扰乱定子吸引转子的方向，反倒增加了在磁力线分叉口铁芯中分布的自感磁通量；“电磁能量储备绕组”的阻抗电位从Vm上升至1.4142Vm；“电磁能量储备绕组”就能在不需倍压电源供电时期关闭电流。假如说它是分布在齿部，不但通过电流会扰乱定子吸引转子的方向，期间其绕组阻抗电位还会下降为零；“电磁能量储备绕组”就不能在不需倍压电源供电时期关闭电流。
由于磁力线分叉口是齿部电极的正、负分界处，“电磁能量储备绕组”自感磁通在磁力线分叉口的铁芯中占据的是电机磁场的空闲铁芯空间，只要电机磁场的其中一个磁通回路没有完全将“电磁能量储备绕组”励磁的磁通挤出这个铁芯空间，“电磁能量储备绕组”就会按照存在于这个铁芯空间里的自感磁场面积大小，与电机磁场的另一个磁通回路互感而获得阻抗电压。所以，“电磁能量储备绕组”在电机磁场的磁力线分叉口中心前后45°范围内，能够获取的最低阻抗在两头，电位高达Vm；而齿部绕组在电机磁场磁力线分叉口方位的感应电动势会下降为零；这成就了本发明电路倍压电源在无需供电期间，其电压振幅不能突破外在阻抗而被完全关闭供电；加上“电磁能量储备绕组”没有电流输出能力，可阻止了倍压电源的外在电压反向对其载入电流。
当电机磁场从磁力线分叉口指向 “电磁能量储备绕组”电极的方向继续旋转到另一个垂直侧向位置指向“电磁能量储备绕组”的电极期间，其电极是逆着磁通方向与电机磁力线平行的着相对移动；电机磁场凭借其与“电磁能量储备绕组”励磁磁场的强度差异，将围绕“电磁能量储备绕组”的自感磁通逐步挤出铁芯体以外；它与电机磁场另一个磁通回路的阻抗感应跟随其同步减少，阻抗电位从1.4142Vm下降至零。这样，就可以用“电磁能量储备绕组”的阻抗电压来直接分压调整倍压电源的电压振幅，使倍压电源只能在电源电压每半个周期中的45°至135°时期对电容器输出电流；如果说围绕“电磁能量储备绕组”的自感磁通不能被挤出铁芯体以外，其绕组互感电位就会从1.4142Vm下降到-Vm，从而产生与其外在电压方向相同的感应电压输出；“电磁能量储备绕组”就无法达到设定目的。
所以，本发明将“电磁能量储备绕组”设定在距主绕组45°的外额后接入倍压电源；在电源电压0°至45°期间，“电磁能量储备绕组”阻抗电位是从Vm上升到1.4142Vm；而期间倍压电源加载的“电磁能量储备绕组”两端的电位是从零上升到1.4142Vm，期间倍压电源没有输出。到了电源电压45°至90°时期，围绕“电磁能量储备绕组”电极的磁场在电机磁场排挤下，阻抗电位从1.4142Vm下降到Vm；而期间倍压电源电位是从1.4142Vm继续上升到2Vm，通过其回路分载到电容器两端的电位便是从零上升到Vm，与电源通过副绕组分载到电容器两端电位振幅开始时一致，后期逐步偏高；电源前期通过副绕组流入电容器的电流，后期就逐步被倍压电源通过“电磁能量储备绕组”的电流所取代；期间通过副绕组的电流振幅被调整到0.707Im下降至零的正确轨迹。
电源电压到了90°至135°期间，“电磁能量储备绕组”阻抗电位从Vm下降为零，而期间倍压电源的电位是从2Vm下降至1.4142Vm；倍压电源通过“电磁能量储备绕组”分载到电容器两端的电位便从Vm继续上升交变至1.4142Vm；而期间副绕组连接电源端的电位在从Vm下降交变到0.707Vm；如此，倍压电源便在电源电压90°时刻从电容器连接端对副绕组反向实施反向电压加载，加载到副绕组两端的电位是从零上升交变至0.707Vm，完全符合期间副绕组加载电压正确的振幅曲线，副绕组加载电压所有错误的振幅部位被完全调整正确。
电源电压135°以后，电容器两端的外在电压转为下降期变化期，电容器从充电变为放电运作，通过“电磁能量储备绕组”的电流方向改变，倍压电源回路即刻关闭，直到上半周移相运作结束；下半周运作只是改变电容器电极方向后的上半重复运作。说明倍压电源回路的存在，自始至终对于电机电路都没有如何负面作用。
解决了副绕组加载电压错误的振幅问题，就将原有电容电机定子磁体制动转子运行的制动力变回牵引力；而不管转子是在被制动运行还是在被牵引运行，定子对转子的吸引力度不变；所以，按原电机转子被制动运行的转距，可直接算出问题解决后电机的扭矩恢复幅度和效率恢复幅度。
原电容电机副绕组在电源电压90°时刻不能退出励磁，说明副绕组在电源电压45°至90°时期就励磁过剩；按其励磁电流交变振幅计算，转子的被牵引点是在电源电压75°时刻超越定子牵引着力点运行，到副绕组重新正常励磁为止，转子受力点超前转子的着力点运行时间为1/3周期。
在定子对转子的牵引力变成制动力过程中，电机齿部的磁通密度和气隙都会改变制动时间；齿部磁通密度为饱和状态的四极以上电机，变换期间有有7.5°转距的减缓期，所以四极以上电机转子受制动运行时间为29.16%周期；而二极电机齿部磁通密度只能达到70.7%，它的转子受制动运行时间为16.67%周期。
在转子受制动旋转期间，定子对转子不但没有扭矩输出，反而会用其吸力消耗转子旋转的惯性储备扭矩；由此，原四极以上电容电机扭矩损失为1/3+29.16%，等于扭矩62.49%；原二极电容电机扭矩损失为1/3+16.67%，等于50%。在副绕组励磁断链问题解决后，按照转子受制动转距不同，四极以上电机可恢复增长扭矩1.25倍，以此节约63%的铁芯叠片；二极电机能恢复增长扭矩1倍，以此节约50%的铁芯叠片。
同样，原有二极电容电机效率最高只能检测到83%左右，四极以上电机效率最高只能检测到68%左右，都是转子受不同转距的制动运行造所致；副绕组励磁断链问题解决以后，所有电机的效率都可恢复到98%左右；由此可节约铜线15%左右。而工艺方面，虽然增加了两相绕组的绕制，但省去了一半铁芯的制造。
电容电机变向旋转时，只需主、副绕组之间的电极改向；这样，按照电源电压、电容电压和“电磁能量储备绕组”感应电压的交变情况，设定为顺转控制的电容电压调幅电路在遇到电机反转时，会一直处于待机状态；所以，本发明将双向控制的电容电压调幅电路一同设定在电机电路中，实现电机换向旋转开关更为简单，而权利保护范围更完善。
此外，使用本发明室外风机的空调，可用风机的副绕组与原电容电机电路制作压缩机的副绕组并联，两台电机都能同时获得本发明电机的运行效果。本发明实施转让，价格面议，有意者请与联系。