CN102158033A - 一种宽调速永磁同步电机 - Google Patents

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Abstract

一种宽调速永磁同步电机，涉及电机技术领域，所解决的是现有永磁同步电机不便于弱磁扩速和恒功率调速的技术问题。该电机的转子包括转轴、转子轭及多个永磁磁极，各永磁磁极轴对称固定于转子轭的外周面，所述永磁磁极是径向磁化磁钢，各永磁磁极的两侧边缘各设有一隔磁磁轿；所述转子轭的外周面轴对称设有多个径向向外凸出的凸条，每两个相邻的永磁磁极之间均有一个凸条，每根凸条的轴线均平行于永磁磁极的轴线，每根凸条的两侧边缘均与相邻永磁磁极侧边缘的隔磁磁轿贴合，且各永磁磁极及其两侧边缘的隔磁磁轿的外周面，与各凸条外周面位于同一圆周面上。本发明提供的电机，便于弱磁扩速和恒功率调速。

Description

一种宽调速永磁同步电机
技术领域
本发明涉及电机技术，特别是涉及一种宽调速永磁同步电机的技术。
背景技术
如图3所示，现有永磁同步电机都包括定子24和转子，其转子都由同轴固接的转轴21、转子轭22，及轴对称固定于转子轭22外周面的多个永磁磁极23组成。
永磁同步电机提高电机功率密度和效率的有效途径是充分利用磁阻功率，但是现有永磁同步电机中，各永磁磁极之间均存在着空隙，因此其直轴磁路（图3中的d’轴）必须通过永磁磁极，其交轴磁路（图3中的q’轴）通过空气（即各永磁磁极之间的空隙），由于但是永磁磁极的磁阻很大（接近空气），因此现有永磁同步电机的直轴磁路（d’轴）与相邻永磁磁极间的交轴磁路（q’轴）的磁阻和电感基本相同，没有凸极效应和磁阻转矩，呈并激电机特性，不便于弱磁扩速和恒功率调速，是典型的隐极磁路电机。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种便于弱磁扩速和恒功率调速的宽调速永磁同步电机。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种宽调速永磁同步电机，包括定子和转子，所述转子同轴套设于定子内，且与定子之间具有气隙；所述定子包括定子磁轭和定子绕组，所述定子磁轭呈环状，其内圈轴对称设有多个定子凹槽，所述定子绕组嵌设于各定子凹槽内；所述转子包括转轴、转子轭及多个永磁磁极，所述转子轭与转轴同轴固接，各永磁磁极轴对称固定于转子轭的外周面，其特征在于：所述永磁磁极是径向磁化磁钢，各永磁磁极的两侧边缘各设有一隔磁磁轿；
所述转子轭的外周面轴对称设有多个径向向外凸出的凸条，所述凸条的数量与永磁磁极的数量一致，每两个相邻的永磁磁极之间均有一个凸条，每根凸条的轴线均平行于永磁磁极的轴线，每根凸条的两侧边缘均与相邻永磁磁极侧边缘的隔磁磁轿贴合，且各永磁磁极及其两侧边缘的隔磁磁轿的外周面，与各凸条外周面位于同一圆周面上。
进一步的，所述转子的外圈设有绕其周面一圈的非磁性护环。
进一步的，所述转子轭上轴对称设有多个三角形通孔，每个三角形通孔的轴线均平行于转轴的轴线。
本发明提供的宽调速永磁同步电机，由于转子轭的外周面轴对称设有多个径向向外凸出的凸条，各永磁磁极及其两侧边缘的隔磁磁轿的外周面，与各凸条外周面位于同一圆周面上，从而使定子与转子之间形成均匀的径向气隙，而且磁极中心的直轴磁路与交轴磁路的磁阻不等，导至直轴电感小于交轴电感，使转子产生凸极效应，使电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有助于提高电机的起动特性、过载能力和功率密度，易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行。
附图说明
图1是本发明实施例的宽调速永磁同步电机中的转子的结构示意图；
图2是本发明实施例的宽调速永磁同步电机的矩角特性曲线图；
图3是现有永磁同步电机的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例所提供的一种宽调速永磁同步电机，包括定子6和转子，所述转子同轴套设于定子6内，且与定子6之间具有气隙；所述定子6包括定子磁轭和定子绕组，所述定子磁轭呈环状，其内圈轴对称设有多个定子凹槽，所述定子绕组嵌设于各定子凹槽内；所述转子包括转轴1、转子轭2及多个永磁磁极3，所述转子轭2与转轴1同轴固接，各永磁磁极3轴对称固定于转子轭2的外周面，其特征在于：所述永磁磁极3是径向磁化磁钢，各永磁磁极3的两侧边缘各设有一隔磁磁轿5；
所述转子轭2的外周面轴对称设有多个径向向外凸出的凸条4，所述凸条4的数量与永磁磁极3的数量一致，每两个相邻的永磁磁极3之间均有一个凸条4，每根凸条4的轴线均平行于永磁磁极3的轴线，每根凸条4的两侧边缘均与相邻永磁磁极3侧边缘的隔磁磁轿5贴合，且各永磁磁极3及其两侧边缘的隔磁磁轿5的外周面，与各凸条4外周面位于同一圆周面上。
本发明实施例中，所述转子的外圈设有绕其周面一圈的非磁性护环。
本发明实施例中，所述转子轭2上轴对称设有多个三角形通孔，每个三角形通孔的轴线均平行于转轴1的轴线。
本发明实施例由于各永磁磁极及其两侧边缘的隔磁磁轿的外周面，与各凸条外周面位于同一圆周面上，从而使定子与转子之间形成均匀的径向气隙，磁极中心的直轴磁路（图1中的d轴）必须通过磁阻较大（接近空气）的永磁磁极，交轴磁路（图1中的q轴）则通过磁阻较小的转子轭，使得直轴磁路（d轴）的与交轴磁路（q轴）的磁阻不等，导至直轴电感小于交轴电感，使转子产生凸极效应，使电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有助于提高电机的起动特性、过载能力和功率密度，易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行，电机的转矩计算公式为：
Figure 969002DEST_PATH_IMAGE001
式中：T为电机转矩，p为永磁磁极对数，
Figure 159550DEST_PATH_IMAGE002
为磁链，
Figure 834244DEST_PATH_IMAGE003
为交轴电流，
Figure 357630DEST_PATH_IMAGE004
为直轴电流， 为直轴电感，
Figure 725157DEST_PATH_IMAGE006
为交轴电感；
此外，各永磁磁极两侧边缘的隔磁磁轿能保证磁路饱和，使永磁磁通难以通过，能增加漏磁磁阻，有效减少漏磁通，提高气隙磁密，减少铁心损耗和避免静态、动态电枢反应去磁危险，能实现高效、高功率密度、高转矩密度、高过载能力强，低波动、快响应、低噪、小型轻量化和低速恒转矩和高速恒功率扩速的平稳运行。
图2是本发明实施例的矩角特性曲线，该图中的曲线C1为永磁转矩，C2为磁阻转矩，C3为电机转矩，Tc为转矩轴，θ为矩角轴；
如图2所示，本发明实施例中，由于磁阻转矩C2的存在，一方面使电机转矩C3的峰值显著大于永磁转矩C1的峰值，有效提高电机的功率密度和转矩密度，另一方面起到弱磁恒功率扩速作用，在电压恒定的条件下，也能获得比现有永磁同步电机更宽广的恒功率速度范围，满足机电一体化用高精度驱动电机的要求，实现高功率密度、高转矩密度、宽调速、快响应、频繁启动和平稳运行。

Claims (3)

1.一种宽调速永磁同步电机，包括定子和转子，所述转子同轴套设于定子内，且与定子之间具有气隙；所述定子包括定子磁轭和定子绕组，所述定子磁轭呈环状，其内圈轴对称设有多个定子凹槽，所述定子绕组嵌设于各定子凹槽内；所述转子包括转轴、转子轭及多个永磁磁极，所述转子轭与转轴同轴固接，各永磁磁极轴对称固定于转子轭的外周面，其特征在于：所述永磁磁极是径向磁化磁钢，各永磁磁极的两侧边缘各设有一隔磁磁轿；
所述转子轭的外周面轴对称设有多个径向向外凸出的凸条，所述凸条的数量与永磁磁极的数量一致，每两个相邻的永磁磁极之间均有一个凸条，每根凸条的轴线均平行于永磁磁极的轴线，每根凸条的两侧边缘均与相邻永磁磁极侧边缘的隔磁磁轿贴合，且各永磁磁极及其两侧边缘的隔磁磁轿的外周面，与各凸条外周面位于同一圆周面上。
2.根据权利要求1所述的宽调速永磁同步电机，其特征在于：所述转子的外圈设有绕其周面一圈的非磁性护环。
3.根据权利要求1所述的宽调速永磁同步电机，其特征在于：所述转子轭上轴对称设有多个三角形通孔，每个三角形通孔的轴线均平行于转轴的轴线。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012139419A1 (zh) * 2011-04-13 2012-10-18 上海特波电机有限公司 一种宽调速永磁同步电机
CN108847796A (zh) * 2018-05-31 2018-11-20 南京航空航天大学 三级式无刷同步电机磁阻式起动控制方法及系统
CN108964532A (zh) * 2018-05-31 2018-12-07 南京航空航天大学 三级式无刷同步电机分阶段式起动控制系统及方法
CN109301956A (zh) * 2018-10-16 2019-02-01 国网江苏省电力有限公司海门市供电分公司 一种新型永磁同步电机转子结构
CN109412299A (zh) * 2018-12-19 2019-03-01 上海特波电机有限公司 瓦片式永磁同步电机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4139790A (en) * 1977-08-31 1979-02-13 Reliance Electric Company Direct axis aiding permanent magnets for a laminated synchronous motor rotor
US6889419B2 (en) * 2002-04-16 2005-05-10 Delphi Technologies, Inc. Method of making a composite electric machine component of a desired magnetic pattern
CN101110543A (zh) * 2006-07-17 2008-01-23 上海日立电器有限公司 压缩机以及压缩机的控制方法
CN202004609U (zh) * 2011-04-13 2011-10-05 上海特波电机有限公司 宽调速永磁同步电机

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0847192A (ja) * 1994-04-05 1996-02-16 Emerson Electric Co 電動発電機
JP2002272028A (ja) * 2001-03-09 2002-09-20 Akira Chiba ベアリングレスモータの突極付埋込磁石回転子構造
US6867526B2 (en) * 2001-09-05 2005-03-15 Koyo Seiko Co., Ltd. Brushless DC motor
CN102158033A (zh) * 2011-04-13 2011-08-17 上海特波电机有限公司 一种宽调速永磁同步电机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4139790A (en) * 1977-08-31 1979-02-13 Reliance Electric Company Direct axis aiding permanent magnets for a laminated synchronous motor rotor
US6889419B2 (en) * 2002-04-16 2005-05-10 Delphi Technologies, Inc. Method of making a composite electric machine component of a desired magnetic pattern
CN101110543A (zh) * 2006-07-17 2008-01-23 上海日立电器有限公司 压缩机以及压缩机的控制方法
CN202004609U (zh) * 2011-04-13 2011-10-05 上海特波电机有限公司 宽调速永磁同步电机

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012139419A1 (zh) * 2011-04-13 2012-10-18 上海特波电机有限公司 一种宽调速永磁同步电机
CN108847796A (zh) * 2018-05-31 2018-11-20 南京航空航天大学 三级式无刷同步电机磁阻式起动控制方法及系统
CN108964532A (zh) * 2018-05-31 2018-12-07 南京航空航天大学 三级式无刷同步电机分阶段式起动控制系统及方法
CN108847796B (zh) * 2018-05-31 2022-01-18 南京航空航天大学 三级式无刷同步电机磁阻式起动控制方法及系统
CN109301956A (zh) * 2018-10-16 2019-02-01 国网江苏省电力有限公司海门市供电分公司 一种新型永磁同步电机转子结构
CN109412299A (zh) * 2018-12-19 2019-03-01 上海特波电机有限公司 瓦片式永磁同步电机

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