CN102522841B - 实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机转子结构 - Google Patents
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Abstract
实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机转子结构，属于电机技术领域。解决了笼型感应电动机起动性能较差、实心转子感应电机运行效率很低、永磁同步电动机价格昂贵的问题。该转子的左叠片转子部分、实心转子部分和右叠片转子部分依次套装在转子轴上，并通过键铁安装在转子轴上。铝质隔磁体和永磁磁极分别放置在两叠片转子部分的径向槽内；铝青铜槽楔嵌入两叠片转子部分的径向槽开口处的燕尾形槽内。铁铜合金起动笼条嵌在左叠片转子部分、实心转子部分和右叠片转子部分安装后形成的轴向贯通凹槽中。左端护盖和右端护盖安装在左、右叠片转子部分外侧面，分别通过各自的矩形孔与铁铜合金起动笼条两端的矩形端配合固定。
Description
技术领域
本发明涉及一种夹心式永磁同步电动机转子结构，属于电机技术领域。
背景技术
笼型感应电动机具有结构简单、运行可靠、效率较高、制造容易、成本较低、坚固耐用等优点，但也存在一些缺点，其中一个主要问题就是起动转矩不大，过载能力不强。这一问题，至今尚未得到圆满解决。为此，人们对实心转子电机进行了深入研究。理论分析和实验结果表明：当实心转子感应电机在恒定外施电压下从静止状态(转差率s＝1)起动到稳定工作状态(转差率很小)，转子阻抗自动经历了一个由大到小的变化过程，与绕线式转子在起动过程中连续地平滑地减小转子起动电阻颇为相似。所以，实心转子感应电机的一个突出的特点是具有良好的起动性能：起动转矩高，起动电流小(约占普通感应电机的1/2-1/3)，单位起动电流的起动转矩大。但其致命的缺点是运行效率较低，温升高，对没有冷却装置的中小型电机来说散热困难，这必将大大降低其使用寿命。永磁同步电动机，不需要电励磁，转子也没有滑差电流，转子损耗很小，电机的功率因数和效率都有明显的提高，但由于永磁体价格昂贵，使得永磁同步电动机价格比同规格的感应电动机贵1倍左右。
笼型感应电动机运行性能较好，但起动性能较差；而实心转子感应电机虽然起动性能特别优越，但其运行效率很低；永磁同步电动机效率和功率因数均较高，但是价格昂贵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服笼型感应电动机的起动性能较差、实心转子感应电机的运行效率很低、永磁同步电动机的价格昂贵问题。提供一种实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机的转子结构。
本发明的技术方案：
实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机转子结构，该转子包括：转子轴、实心转子部分、左叠片转子部分、右叠片转子部分、第一至第N永磁磁极、第一至第M铁铜合金起动笼条、第一至第N铝青铜槽楔、第一至第N铝质隔磁体和左、右端护盖。
左叠片转子部分、实心转子部分和右叠片转子部分依次套装在转子轴上，并通过键铁安装在转子轴上。
第一至第N块铝质隔磁体和第一至第N块永磁极分别放置在左叠片转子部分和右叠片转子部分各自的M个径向槽内；第一至第N个铝青铜槽楔嵌入左叠片转子部分和右叠片转子部分各自的M个径向槽开口处的燕尾形槽内。
第一至第M个直线段铁铜合金起动笼条分别嵌在左叠片转子部分、实心转子部分和右叠片转子部分安装后形成轴向贯通凹槽中。
左端护盖和右端护盖安装在左、右叠片转子部分外侧面，分别通过左端护盖和右端护盖上各自的M个矩形孔与第一至第M铁铜合金起动笼条两端的矩形端配合固定。M为4、6、8或10，N＝2M。
左叠片转子部分、右叠片转子部分等长，其长度均为左叠片转子部分、实心转子部分和右叠片转子部分总长的1/6。
左叠片转子部分和右叠片转子部分由硅钢片叠压成，硅钢片上开有M个径向槽、第一至第M起动笼条槽，硅钢片的内孔表面开有矩形凹槽；M个径向槽的每个开口处为一燕尾形槽与第一至第N铝青铜槽楔的截面相同。
实心转子部分表面均布M个轴向贯通凹槽，其内孔表面开有矩形凹槽与硅钢片的内孔表面开有矩形凹槽位置相同。
左端护盖和右端护盖上设M个相同的矩形槽孔，每个矩形槽孔的尺寸与第一至第M铁铜合金起动笼条第一个的端头截面尺寸相同。
本发明的有益效果：
本发明提出的实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机转子结构，具有自起动能力，不用外加辅助设备，并将铁铜合金材料替代起动笼条常用的铸铝导条或铜条，更加提高了该转子结构电动机的起动性能。通过对这两种转子在结构上进行轴向复合，得到一种复合的电机性能，即起动转矩高，起动电流低，对电网冲击小，适于重载起动，效率高于实心转子感应电动机，功率因数优于普通笼型感应电动机，相比永磁同步电动机又有绝对的价格优势，性价比高，节能效果明显，可广泛应用于生产生活各个领域，特别是某些特殊工况下，如重载起动，频繁起动等。
附图说明
图1是实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机转子结构三维示意图。
图2是通过一个铝青铜槽楔径向中心线的实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机转子结构剖视图。
图3是通过一个铁铜合金起动笼条径向中心线的实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机转子结构剖视图。
图4是左端护盖或右端护盖的主视图。
图5是图1和图2中的A-A’截面图。
图6是实心转子部分截面图。
图7是叠片正视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机转子结构，如图1、2、3。该转子包括：转子轴1、实心转子部分2、左叠片转子部分3-1、右叠片转子部分3-2、第一至第N永磁磁极4、第一至第M铁铜合金起动笼条5、第一至第N铝青铜槽楔6、第一至第N铝质隔磁体7和左、右端护盖8-1、8-2。
左叠片转子部分3-1、实心转子部分2和右叠片转子部分3-2依次套装在转子轴1上，并通过键铁10安装在转子轴1上，左叠片转子部分3-1和右叠片转子部分3-2完全对称，如图3。
第一至第N块铝质隔磁体7和第一至第N块永磁极4分别放置在左叠片转子部分3-1和右叠片转子部分3-2各自的M个径向槽13内；第一至第N个铝青铜槽楔6嵌入左叠片转子部分3-1和右叠片转子部分3-2各自的M个径向槽13开口处的燕尾形槽内，如图5。
第一至第M铁铜合金起动笼条5分别嵌在左叠片转子部分3-1、实心转子部分2和右叠片转子部分3-2安装后形成轴向贯通凹槽11中，M根铁铜合金起动笼条镶嵌在实心转子槽内，起到紧固转子和形成电流回路的作用，如图1、3。
采用热套工艺，将左端护盖8-1和右端护盖8-2安装在左、右叠片转子部分外侧面，并分别通过左端护盖8-1和右端护盖8-2上各自的M个矩形孔12与第一至第M铁铜合金起动笼条5两端的矩形端配合固定，其用途在于：避免永磁磁极、铝青铜槽楔、铁铜合金起动笼条受力沿轴向窜出，紧固转子和形成电流回路。如图1、3。
M为4、6、8或10，N＝2M。
左叠片转子部分3-1、右叠片转子部分3-2等长，其长度均为左叠片转子部分3-1、实心转子部分2和右叠片转子部分3-2总长的1/6。
左叠片转子部分3-1和右叠片转子部分3-2由硅钢片叠压成，硅钢片上开有M个径向槽13、第一至第M起动笼条槽14，硅钢片的内孔表面开有矩形凹槽15；M个径向槽13的每个开口处为一燕尾形槽与第一至第N铝青铜槽楔6的截面相同，如图7。
实心转子部分2的表面均布M个轴向贯通凹槽11，其内孔表面开有矩形凹槽9；轴向贯通凹槽11与硅钢片的起动笼条槽14的尺寸和位置相同；矩形凹槽9与矩形凹槽15尺寸和位置相同。
左端护盖8-1和右端护盖8-2上设M个相同的矩形槽孔12，每个矩形槽孔12的尺寸与第一至第M铁铜合金起动笼条两端头的截面尺寸相同，如图5。
本发明的附图中M＝6，N＝12。实心转子部分2上设六个轴向贯通凹槽11，其每个轴向贯通凹槽的截面尺寸为35mm深，4mm宽。实心转子部分2的矩形凹槽9的截面尺寸与键铁10的1/2截面尺寸相同。
左叠片转子部分3-1和右叠片转子部分3-2由0.35mm或0.5mm硅钢片冲压形成。
左端护盖8-1和右端护盖8-2的周边上设六个相同的矩形槽孔12，其尺寸为30mm×4mm。
Claims (3)
1.实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机转子结构,该转子结构包括转子轴和固设在转子轴上的左转子、右转子、中间转子；左转子、中间转子和右转子依次套装在转子轴上，并通过键铁安装在转子轴上；
其特征在于：
左转子为左叠片转子部分（3-1），右转子为右叠片转子部分（3-2），中间转子为实心转子部分（2）；
第一至第N块铝质隔磁体（7）和第一至第N块永磁磁极（4）分别放置在左叠片转子部分（3-1）和右叠片转子部分（3-2）各自的M个径向槽（13）内；第一至第N个铝青铜槽楔（6）嵌入左叠片转子部分（3-1）和右叠片转子部分（3-2）各自的M个径向槽（13）开口处的燕尾形槽内；
左端护盖（8-1）和右端护盖（8-2）安装在左、右叠片转子部分外侧面，分别通过左端护盖（8-1）和右端护盖（8-2）上各自的M个矩形孔（12）与第一至第M铁铜合金起动笼条（5）两端的矩形端配合固定；M为4、6、8或10，N=2M;
第一至第M铁铜合金起动笼条（5）分别嵌在左叠片转子部分（3-1）、实心转子部分（2）和右叠片转子部分（3-2）安装后形成轴向贯通凹槽（11）中；
左叠片转子部分（3-1）、右叠片转子部分（3-2）等长，其长度均为左叠片转子部分（3-1）、实心转子部分（2）和右叠片转子部分（3-2）总长的1/6；
实心转子部分（2）表面均布M个轴向贯通凹槽，其内孔表面开有矩形凹槽与硅钢片的内孔表面开有矩形凹槽（9）位置相同。
2.根据权利要求1所述的实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机转子结构，其特征在于：
左叠片转子部分（3-1）和右叠片转子部分（3-2）由硅钢片叠压成，硅钢片上开有M个径向槽（13）、第一至第M起动笼条槽（11），硅钢片的内孔表面开有矩形凹槽（9）；M个径向槽（13）的每个开口处为一燕尾形槽与第一至第N铝青铜槽楔（6）的截面相同。
3.根据权利要求1所述的实心-叠片轴向复合的夹心式永磁同步电动机转子结构，其特征在于：
左端护盖（8-1）和右端护盖（8-2）上设M个相同的矩形槽孔（12），每个矩形槽孔（12）的尺寸与第一至第M铁铜合金起动笼条（5）的端头截面尺寸相同。
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