CN101710746A - 转子及自启动三相永磁电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种转子，其用于自启动三相永磁电动机，该转子为混合磁路实心转子，包括转轴和围绕转轴设置的极靴，并且还包括：第一永磁体，围绕转轴设置并处于转轴与极靴之间，第一永磁体产生径向磁路；第二永磁体，围绕转轴设置并处于极靴中，第二永磁体产生切向磁路。
Description
技术领域
本发明涉及电动机领域，具体涉及自启动三相永磁电动机中的转子。
背景技术
在现有技术中，永磁电动机的转子主要采用两种结构形式，一种转子由冲片叠压形成，另一种转子则采用非叠片式的实心结构。具有叠片式转子的电动机的启动转矩相对于具有实心转子的电动机而言较小，因此无法满足需要大启动转矩和牵入转矩的应用场合；采用实心转子结构的电动机虽然能够满足上述应用要求，但是由于其中采用切向磁路结构，从而使得电动机的整体尺寸较大，因此无法满足采煤领域中对于结构紧凑的电动机的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构改进的自启动三相永磁电动机，其能够解决上述现有技术中存在的问题。
针对上述目的，根据本发明的第一方面提供了一种转子，其用于自启动三相永磁电动机，该转子为混合磁路实心转子，包括转轴和围绕转轴设置的极靴，并且还包括：第一永磁体，围绕转轴设置并处于转轴与极靴之间，第一永磁体产生径向磁路；第二永磁体，围绕转轴设置并处于极靴中，第二永磁体产生切向磁路。
优选地，根据本发明第一方面的转子还包括：套筒，套设在转轴外并处于极靴内侧；多个固定件，固定在套筒外周面上并沿套筒的长度方向延伸，相邻的固定件之间形成有第一容置空间；其中，第一永磁体设置在第一容置空间内。
优选地，根据本发明第一方面的转子还包括：多个固定件，固定在转轴的外周面上并沿转轴的长度方向延伸，相邻的固定件之间形成有第一容置空间；其中，第一永磁体设置在第一容置空间内。
优选地，根据本发明第一方面的转子还包括：槽楔，设置在极靴的外周上并沿极靴的长度方向延伸；其中，极靴自身又固定至固定件，槽楔、极靴和固定件之间形成了第二容置空间，第二永磁体设置在第二容置空间内。
优选地，根据本发明第一方面的转子，其中，固定件、槽楔由非导磁材料形成，套筒和极靴由导磁材料形成。
优选地，根据本发明第一方面的转子，其中，固定件槽楔由非导磁材料形成，转轴和极靴由导磁材料形成。
优选地，根据本发明第一方面的转子还包括启动笼，启动笼包括：导条，设置在极靴中的纵向槽中，导条延伸超出转子的端面；槽楔延伸超出转子的端面；端环，设置在转子的端面处，并连接导条与槽楔的末端。
根据本发明的第二方面提供了一种自启动三相永磁电动机，其包括定子和根据本发明第一方面的转子，定子包括定子铁芯和缠绕在定子铁芯外的定子绕组，转子安装在定子内。
优选地，根据本发明第二方面的自启动三相永磁电动机，其中，转子中的相邻固定件之间形成有通风通道，定子铁芯与通风通道对应的位置形成有通风孔，通风通道、通风孔以及设置在定子铁芯端部的风扇形成电机内部的循环风路。
本发明的转子及自启动三相永磁电动机具有以下技术效果：
首先，根据本发明的自启动三相永磁电动机的转子采用非叠片式的实心结构转子，能够提供较大的启动转矩和牵入转矩；同时，本发明的转子为混合磁路实心转子，其对转子内的磁路结构进行了改进，改进后的转子中的磁路为混合式磁路，即，转子的磁路中同时具有径向永磁体和切线永磁体，包括采用这种混合磁路结构的转子的电动机，结构更加紧凑，整体尺寸大大减小。通过上述改进，根据本发明的自启动三相永磁电动机的实用性显著增加，能广泛地应用于各个行业，尤其适用于对电动机的尺寸由限制而同时要求较大的启动转矩的应用场合。
应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。
附图说明
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的一些实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。附图中：
图1示出了根据本发明的自启动三相永磁电动机的剖视图；以及
图2示出了根据本发明的自启动三相永磁电动机中的转子的横截面图。
具体实施方式
下面将参照附图，并结合示例性实施例对本发明的自启动三相永磁电动机的实施方式进行详细说明。
图1中示出了根据本发明的自启动三相永磁电动机100的装配半剖视图，图2示出了其中的转子120的横截面视图。如图中所示，根据本发明的自启动三相永磁电动机100包括定子部件110和安装在定子110内的转子120，定子110包括定子铁芯111和缠绕在定子铁芯111外的定子绕组112。定子110还包括前端盖115、前内盖115、端板116、后内盖117、后端盖118和接线盒119，上述部件用于将定子110和转子120牢固地安装在机座113中，从而构成电动机100。上述部件的结构和连接关系与现有技术中同类型的电动机类似，在此就不再进行详细描述了。下面仅对根据本发明的自启动三相永磁电动机100的转子120进行详细描述。
特别的，根据本发明的转子120为专门设计的混合磁路实心转子，如图2所示，其包括转轴121和围绕转轴121设置的极靴122，并且还包括：第一永磁体123，沿转轴121设置并处于转轴121与极靴122之间，该第一永磁体123产生径向磁路(沿转轴121的直径方向的磁路)；第二永磁体124，围绕转轴121设置并处于极靴122中，该第二永磁体124产生切向磁路(沿转轴121外周界的切线方向的磁路)。具体地，上述第一永磁体123和第二永磁体124均为稀土永磁体。通过上述描述可知，本发明的转子120中设置有围绕转轴121布置的两种永磁体123和124，这两种永磁体123和124分别产生径向和切向方向的磁路，从而实现具有混合磁路的转子120，使得转子120中能够产生混合磁路。目前的径向式磁路结构的优点是漏磁系数小，但其缺点是每极磁通也小；切向式结构的优点是能够得到较大的每极磁通，但缺点是漏磁系数大；而本发明的混合式磁路的转子则集中了径向式和切向式转子结构的优点，可以获得更为优化的磁路，并且可以将结构制作得很紧凑，而制造工艺均相对复杂。在此基础上，由于本发明采用实心式的转子120，同时还能够获得较大的启动转矩。
具体地，如图2所示，在一个实施例中，转子120包括：套筒125，其套设在转轴121外并处于极靴122内侧；多个固定件126，其固定在套筒125的外周面上并沿套筒125的长度方向延伸，相邻的固定件126之间形成有第一容置空间127。第一永磁体123就设置在固定件126所形成的第一容置空间127内，从而定位在转子120中的适当的位置处。
可替换地，在另一个实施例中，转子120可以不包括上述的套筒125，而是直接将径向永磁体124设置在极靴122与转轴121之间。在此情况下，上述固定件126固定在转轴121的外周面上并沿转轴121的长度方向延伸，相邻的固定件126之间则形成了上述的第一容置空间127，第一永磁体123就设置在固定件126所形成的第一容置空间127内。
进一步，根据图2中的实施例来描述径向永磁体124的设置方式。转子部件120还包括：槽楔128，其设置在极靴122的外周上并沿极靴122的长度方向延伸(图2中的截面图没有示出槽楔122的延伸状态)。极靴122则又固定至固定件126，槽楔128、极靴122和固定件126之间形成了第二容置空间129，第二永磁体124就设置在该第二容置空间129内，从而定位在转子120中的适当的位置处。
具体地，上述各个部件之间的固定连接可以通过焊接或胶粘来实现，当然也可以采用其他合适的固定连接方式，比如对相连的部件进行适当设计，使得它们能够以卡扣连接的方式固定在一起。
在图2所示的实施例中，围绕套筒125的周界均匀地设置了四个第一永磁体123，在极靴122周界上均布地设置了四个第二永磁体124，四个第一永磁体123各自处于在两个相邻的第二永磁体124之间，四个第二永磁体124分别处在极靴122周界的四个90度分界点处。需要说明的是，第一永磁体123和第二永磁体124的数目和布置方式不限于上面的描述，技术人员可以根据实际需要来进行合理的选择和配置。
对于上述包括套筒125的实施例，固定件126、槽楔128由非导磁材料形成，套筒125和极靴122由导磁材料形成。而对于上述不包括套筒125的实施例，转轴121则由导磁材料形成。
优选地，在本发明的自启动三相永磁电动机中，转子120还可以包括启动笼(未示出)，其与现有技术中的启动笼类似，具体地启动笼包括：导条130(图2中示出)，设置在极靴122上开设的纵向槽中，且平行于槽楔128而沿着极靴122的长度方向延伸，导条130延伸超出转子120的端面；端环132(图1中示出)，设置在转子120的端面处，并连接导条130与槽楔128的末端。通过上述结构即构成了启动笼。
优选地，在本发明的自启动三相永磁电动机中，相邻的固定件126之间形成有通风通道135，定子铁芯111与通风通道135对应的位置形成有通风孔(未示出)，通风通道135、通风孔以及设置在定子铁芯111端部的风扇133形成了电机内部的循环风路。该循环风路会将转子120中的热量传输到定子铁芯111上，进而，通过冷却水将电动机100内部的热量从机座4内带走。需要说明的是，相邻的两个固定件126之间可以不形成上述的通风通道135，此时上述相邻的固定件126可以形成为一体。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种转子(120)，用于自启动三相永磁电动机(100)，其特征在于，所述转子(120)为混合磁路实心转子，包括转轴(121)及围绕所述转轴(121)设置的极靴(122)，并且还包括：
第一永磁体(123)，围绕所述转轴(121)设置并处于所述转轴(121)与所述极靴(122)之间，所述第一永磁体(123)产生径向磁路；
第二永磁体(124)，围绕所述转轴(121)设置并处于所述极靴(122)中，所述第二永磁体(124)产生切向磁路。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，还包括：套筒(125)，套设在所述转轴(121)外并处于所述极靴(122)内侧；
多个固定件(126)，固定在所述套筒(125)外周面上并沿所述套筒(125)的长度方向延伸，相邻的所述固定件(126)之间形成有第一容置空间(127)；
其中，所述第一永磁体(123)设置在所述第一容置空间(127)内。
3.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，还包括：
多个固定件(126)，固定在所述转轴(121)的外周面上并沿所述转轴(121)的长度方向延伸，相邻的所述固定件(126)之间形成有第一容置空间(127)；
其中，所述第一永磁体(123)设置在所述第一容置空间(127)内。
4.根据权利要求2或3所述的转子，其特征在于，还包括：槽楔(128)，设置在所述极靴(122)的外周上并沿所述极靴(122)的长度方向延伸；其中，所述极靴(122)自身又固定至所述固定件(126)，所述槽楔(128)、所述极靴(122)和所述固定件(126)之间形成了第二容置空间(129)，所述第二永磁体(124)设置在所述第二容置空间(129)内。
5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述固定件(126)、所述槽楔(128)由非导磁材料形成，所述套筒(125)和所述极靴(122)由导磁材料形成。
6.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，所述固定件(126)所述槽楔(128)由非导磁材料形成，所述转轴(121)和所述极靴(122)由导磁材料形成。
7.根据权利要求4所述的转子部件，其特征在于，还包括启动笼，所述启动笼包括：
导条(130)，设置在所述极靴(122)中的纵向槽(131)中，所述导条(130)延伸超出所述转子(120)的端面；
所述槽楔(128)延伸超出所述转子(120)的端面；
端环(132)，设置在所述转子(120)的端面处，并连接所述导条(130)与所述槽楔(128)的末端。
8.一种自启动三相永磁电动机(100)，其特征在于，包括定子(110)和根据前述权利要求中任一项所述的转子(120)，所述定子包括定子铁芯(111)和缠绕在所述定子铁芯(111)外的定子绕组(112)，所述转子(120)安装在所述定子部件(110)内。
9.根据权利要求8所述的自启动三相永磁电动机，其特征在于，所述转子(120)中的相邻固定件(126)之间形成有通风通道(135)，所述定子铁芯(111)与所述通风通道(135)对应的位置形成有通风孔，所述通风通道(135)、所述通风孔以及设置在所述定子铁芯(111)端部的风扇(133)形成电机内部的循环风路。
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