CN104184284A - 双磁路异步起动永磁同步电动机转子 - Google Patents

Abstract

本发明是一种双磁路异步起动永磁同步电动机转子，其涉及一种应用于永磁同步电动机的转子，该转子有两个转子铁芯，两个转子铁芯同轴并错开一定角度，形成两个转子永磁体磁路。在每一个转子铁芯的一对异性磁极中，只使用一个永磁体作为一个磁极，并利用转子铁芯凸极作为另外一个磁极。两个转子铁芯之间有转子磁轭，转子磁轭把定子一对异性磁极分别经过两个转子铁芯凸极的定子磁场磁路连接在一起。该转子在起动过程的任何时刻，每一个转子铁芯凸极内侧的核心鼠笼导条切割的定子旋转磁场磁力线路径两次穿过凸极气隙，定子旋转磁场磁路的磁阻最小，使双磁路异步起动永磁同步电动机转子产生最大起动转矩。

Description

双磁路异步起动永磁同步电动机转子

技术领域

本发明是一种双磁路异步起动永磁同步电动机转子，其涉及一种应用于永磁同步电动机的转子，特别是涉及一种能够异步起动的双磁路的永磁同步电动机转子。

背景技术

交流异步电动机具有结构简单、成本低的优势。交流异步电动机的效率较低，小型交流异步电动机的效率更低。与交流异步电动机相比，永磁同步电动机的功率因数高、节能效果显著，所以永磁同步电动机正逐渐取代交流异步电动机成为主流电动机。普通永磁同步电动机无法自起动，需要配置变频器，但是变频器成本较高。异步起动永磁同步电动机不需要配置变频器，能够在节能的前提下降低设备成本。国家标准《GB/T25303 纺织专用高效率永磁同步电动机技术条件》和《GB/T22711高效三相永磁同步电动机技术条件》分别规定了一种适用于纺织业和油田抽油机的自起动永磁同步电动机。两个标准中的永磁同步电动机均采用内置式转子，内置式转子结构复杂，不适宜做小规格的电动机，所以两个标准中没有小于1.1kw的小功率电动机规格。

电动机按照转子的安装位置划分为内转子式电动机和外转子式电动机。内转子式电动机和外转子式电动机的区别仅是定子与转子的安装位置不同，应用于内转子式电动机的技术同样适用于外转子式电动机。行业标准《FZ/T99002 FTW型外转子三相永磁式同步电动机》规定了一种适用于纺织业设备用的变频调速的外转子式永磁同步电动机。

异步起动永磁同步电动机在起动时，转子永磁体相对于定子绕组运动，在定子绕组中产生反电动势，相当于交流异步电动机带动一个永磁同步发电机同时起动。转子永磁体在电动机气隙中产生的磁感应强度和磁通量越大，转子永磁体所产生的发电制动转矩越大。为了确保异步起动永磁同步电动机在同步运行时获得较高的电动机效率和功率因数，必须使转子永磁体在电动机气隙中产生较大的磁感应强度和磁通量。因此，在电动机起动的任何时刻，转子鼠笼绕组均能产生较大起动转矩，是异步起动永磁同步电动机技术必须具备的特点，否则就没有实用价值。异步起动永磁同步电动机的内置式转子具备该特点，但是内置式转子结构复杂，不适宜做小规格的异步起动永磁同步电动机。

发明内容

本发明的目的是克服传统内置式转子结构复杂、不适宜做小规格电动机的缺陷，提供一种结构简单、能够异步起动、起动转矩大的双磁路异步起动永磁同步电动机转子。本发明的实施方案如下：

本发明总的特征是双磁路异步起动永磁同步电动机转子有两个转子铁芯，两个转子铁芯同轴并错开一定角度，形成两个转子永磁体磁路。在每一个转子铁芯的一对异性磁极中，只使用一个永磁体作为一个磁极，并利用转子铁芯凸极作为另外一个磁极。两个转子铁芯之间有转子磁轭，转子磁轭把定子一对异性磁极分别经过两个转子铁芯凸极的定子磁场磁路连接在一起。双磁路异步起动永磁同步电动机转子有内转子式和外转子式两种结构。

内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子由转轴、隔磁衬套、内转子铁芯部件、内转子鼠笼、内转子永磁体部件组成。内转子鼠笼、内转子永磁体部件安装在内转子铁芯部件上，内转子铁芯部件安装在非导磁材料的转轴上，或者内转子铁芯部件安装在隔磁衬套上，隔磁衬套安装在导磁材料的转轴上。

转轴呈圆柱形，材料是导磁材料或非导磁材料。导磁材料的转轴需要与隔磁衬套配合使用。隔磁衬套呈圆筒形，材料是非导磁材料。

内转子铁芯部件由铁芯一、铁芯二、内转子磁轭组成。铁芯一和铁芯二分别由若干个内转子铁芯冲片叠压而成，内转子铁芯冲片材质是以硅钢片为代表的导磁材料。铁芯一和铁芯二结构相同。铁芯一和铁芯二呈环形，铁芯一和铁芯二中间是轴孔。铁芯一和铁芯二径向外侧边缘均布若干个内转子凹槽，相邻两个内转子凹槽之间是内转子凸极，相邻内转子凹槽和内转子凸极之间是阶梯形的内转子调节槽，在铁芯一上的内转子凹槽称为铁芯磁极槽一，在铁芯一上的内转子凸极称为铁芯凸极一，在铁芯二上的内转子凹槽称为铁芯磁极槽二，在铁芯二上的内转子凸极称为铁芯凸极二。每一个铁芯磁极槽一和铁芯磁极槽二靠近轴孔的内侧均布若干个内转子换向鼠笼导条槽，内转子换向鼠笼导条槽是闭口槽或开口槽。每一个铁芯凸极一和铁芯凸极二靠近轴孔的内侧均布若干个内转子核心鼠笼导条槽，内转子核心鼠笼导条槽是开口槽或闭口槽，内转子核心鼠笼导条槽是双鼠笼形或深槽形。内转子磁轭呈环形，内转子磁轭材质是以硅钢片为代表的导磁材料。内转子铁芯部件装配时，铁芯一和铁芯二同轴并错开一定角度，使铁芯一的铁芯磁极槽一与铁芯二的铁芯凸极二沿轴向对齐，内转子磁轭安装在铁芯一和铁芯二之间。

内转子鼠笼用铝材压铸制成，或者用铜材焊接制成。内转子鼠笼中间是环形的内转子隔磁端环，两端分别是鼠笼端环一和鼠笼端环二。鼠笼端环一和鼠笼端环二结构相同。鼠笼端环一和鼠笼端环二呈环形，鼠笼端环一和鼠笼端环二径向外侧边缘均布若干个内转子端环凹槽，鼠笼端环一上的内转子端环凹槽与铁芯一上的铁芯磁极槽一位置相对应，鼠笼端环二上的内转子端环凹槽与铁芯二上的铁芯磁极槽二位置相对应。在鼠笼端环一和内转子隔磁端环之间有若干个核心鼠笼导条一和若干个换向鼠笼导条一，核心鼠笼导条一与铁芯一的内转子核心鼠笼导条槽位置相对应，换向鼠笼导条一与铁芯一的内转子换向鼠笼导条槽位置相对应。在鼠笼端环二和内转子隔磁端环之间有若干个核心鼠笼导条二和若干个换向鼠笼导条二，核心鼠笼导条二与铁芯二的内转子核心鼠笼导条槽位置相对应，换向鼠笼导条二与铁芯二的内转子换向鼠笼导条槽位置相对应。核心鼠笼导条一和核心鼠笼导条二截面是双鼠笼形或深槽形。

内转子永磁体部件由若干个永磁体一和若干个永磁体二组成。永磁体一和永磁体二呈瓦片形，永磁体一粘贴在铁芯磁极槽一中，永磁体二粘贴在铁芯磁极槽二中。所有的永磁体一磁极极性相同，所有的永磁体二磁极极性相同，并且永磁体一与永磁体二磁极极性互为异性磁极。即如果永磁体一的圆弧外表面都是N极，则永磁体二的圆弧外表面都只能是S极。

内转子铁芯部件有铁芯一和铁芯二两个转子铁芯，形成两个转子永磁体磁路。在铁芯一的一对异性磁极中，只使用一个永磁体一作为一个磁极，并利用铁芯凸极一作为另外一个磁极。在铁芯二的一对异性磁极中，只使用一个永磁体二作为一个磁极，并利用铁芯凸极二作为另外一个磁极。内转子隔磁端环避免两个转子永磁体磁路相互干涉。内转子磁轭把外定子一对异性磁极分别经过铁芯凸极一和铁芯凸极二的定子磁场磁路连接在一起。阶梯形的内转子调节槽侧面在粘贴永磁体一和永磁体二时用于定位，改变调节槽深度，可以改变永磁体一和永磁体二通过内转子调节槽产生的漏磁通数量。

铁芯凸极一和铁芯凸极二外表面至外定子内表面的气隙是凸极气隙，永磁体一和永磁体二外表面至外定子内表面的气隙是永磁体气隙。凸极气隙长度小于或等于永磁体气隙长度。

假设永磁体一的圆弧外表面都是N极，永磁体二的圆弧外表面都是S极。则铁芯一的铁芯凸极一圆弧外表面都是S极。铁芯二的铁芯凸极二圆弧外表面都是N极。

永磁体一的磁力线路径由永磁体一的N极出发，穿过永磁体气隙进入外定子铁芯中，磁力线再从铁芯凸极一对应的外定子铁芯内表面处，分别穿过凸极气隙进入铁芯一中，磁力线从核心鼠笼导条一和换向鼠笼导条一内侧绕过，由铁芯磁极槽一回到永磁体一的圆弧内表面，形成闭合回路。

永磁体二的磁力线路径由永磁体二的N极出发，由铁芯磁极槽二进入铁芯二中，磁力线分别从核心鼠笼导条二和换向鼠笼导条二内侧绕过，从铁芯凸极二穿过凸极气隙进入外定子铁芯中，磁力线再从永磁体二对应的外定子铁芯内表面处，穿过永磁体气隙回到永磁体二的S极，形成闭合回路。

内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子起动过程的一种状态是：

当铁芯凸极一位于外定子铁芯一对异性磁极之间，使内转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线路径由外定子铁芯的n极出发，穿过凸极气隙进入铁芯一中，磁力线从核心鼠笼导条一内侧绕过，从铁芯凸极一处穿过凸极气隙进入外定子铁芯的s极中，磁力线由外定子铁芯的s极回到外定子铁芯的n极，形成闭合回路。

与此同时，铁芯凸极二位于外定子铁芯一对异性磁极之间，使内转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线路径由外定子铁芯的n极出发，穿过凸极气隙进入铁芯二中，磁力线从核心鼠笼导条二内侧绕过，从铁芯凸极二处穿过凸极气隙进入外定子铁芯的s极中，磁力线由外定子铁芯的s极回到外定子铁芯的n极，形成闭合回路。

一部分核心鼠笼导条一和核心鼠笼导条二分别产生垂直向内的感应电流，另外一部分核心鼠笼导条一和核心鼠笼导条二分别产生垂直向外的感应电流，两个方向的感应电流分别在鼠笼端环一和内转子隔磁端环处汇合，以及在鼠笼端环二和内转子隔磁端环处汇合，形成感应电流闭合回路。

当铁芯凸极一和铁芯凸极二位于外定子铁芯一对异性磁极之间，该定子磁场磁力线路径两次穿过凸极气隙，磁路磁阻最小，使核心鼠笼导条一和核心鼠笼导条二的感应电流产生最大起动转矩。

内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子起动过程的另一种状态是：

当铁芯凸极一位于外定子铁芯某一个n极磁极范围内，与此同时，铁芯凸极二位于外定子铁芯一个s极磁极范围内，使内转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线路径由外定子铁芯的n极出发，穿过凸极气隙进入铁芯一中，磁力线从核心鼠笼导条一内侧绕过，并沿着轴向磁场方向穿过内转子磁轭进入铁芯二中，磁力线从核心鼠笼导条二内侧绕过，从铁芯凸极二处穿过凸极气隙进入外定子铁芯的s极中，磁力线由外定子铁芯的s极回到外定子铁芯的n极，形成闭合回路。

当铁芯凸极二位于外定子铁芯某一个n极磁极范围内，与此同时，铁芯凸极一位于外定子铁芯一个s极磁极范围内，使内转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线路径由外定子铁芯的n极出发，穿过凸极气隙进入铁芯二中，磁力线从核心鼠笼导条二内侧绕过，并沿着轴向磁场方向穿过内转子磁轭进入铁芯一中，磁力线从核心鼠笼导条一内侧绕过，从铁芯凸极一处穿过凸极气隙进入外定子铁芯的s极中，磁力线由外定子铁芯的s极回到外定子铁芯的n极，形成闭合回路。

全部的核心鼠笼导条一和核心鼠笼导条二产生垂直向内的感应电流或垂直向外的感应电流，垂直向内的感应电流或垂直向外的感应电流分别在鼠笼端环一或内转子隔磁端环或鼠笼端环二处汇合，并在全部的换向鼠笼导条一或换向鼠笼导条二内改变感应电流方向，最终在鼠笼端环一或内转子隔磁端环或鼠笼端环二处汇合，形成感应电流闭合回路。

当铁芯凸极一和铁芯凸极二位于外定子铁芯某一个磁极范围内，该定子磁场磁力线路径两次穿过凸极气隙，磁路磁阻最小，使核心鼠笼导条一和核心鼠笼导条二的感应电流产生最大起动转矩。由于铁芯磁极槽一和铁芯磁极槽二处的定子磁场磁阻较大，换向鼠笼导条一和换向鼠笼导条二内流过感应电流产生的起动转矩很小，可以忽略。

在内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子起动过程的两种状态任何时刻，内转子鼠笼均能产生较大起动转矩。核心鼠笼导条一和核心鼠笼导条二截面是双鼠笼形或深槽形，使内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子能够获得较大初始起动转矩的同时具有较大牵入同步转矩。因此内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子具备实用价值。

内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子同步运行状态是：

内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子在空载状态同步运行时，由于异性磁极相互吸引，永磁体一的N极与外定子铁芯的s极对齐，铁芯凸极一的S极与外定子铁芯的n极对齐。与此同时，永磁体二的S极与外定子铁芯的n极对齐，铁芯凸极二的N极与外定子铁芯的s极对齐。

定子绕组也称电枢绕组。内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子在负载状态下同步运行时，电枢绕组产生的磁场会使气隙中转子永磁体磁场偏转一定角度，该电枢绕组产生的磁场称为电枢反应磁场，电枢反应磁动势分解为直轴分量和交轴分量。在气隙中转子永磁体磁场与电枢反应磁场相互作用产生同步转矩。

直轴电枢反应的磁通路径由外定子铁芯的n极出发，穿过凸极气隙进入铁芯一中，磁力线从核心鼠笼导条一内侧绕过，并沿着轴向磁场方向穿过内转子磁轭进入铁芯二中，磁力线从核心鼠笼导条二内侧绕过，从铁芯凸极二处穿过凸极气隙进入外定子铁芯的s极中，磁力线由外定子铁芯的s极回到外定子铁芯的n极，形成闭合回路。

交轴电枢反应的磁通路径之一由外定子铁芯的n极出发，穿过凸极气隙进入铁芯一中，磁力线从核心鼠笼导条一内侧绕过，从铁芯凸极一处穿过凸极气隙进入外定子铁芯的s极中，磁力线由外定子铁芯的s极回到外定子铁芯的n极，形成闭合回路。与此同时，交轴电枢反应的磁通路径之二由外定子铁芯的n极出发，穿过凸极气隙进入铁芯二中，磁力线从核心鼠笼导条二内侧绕过，从铁芯凸极二处穿过凸极气隙进入外定子铁芯的s极中，磁力线由外定子铁芯的s极回到外定子铁芯的n极，形成闭合回路。

电枢反应磁动势直轴分量和交轴分量的磁通路径均两次穿过凸极气隙，并且直轴电枢反应和交轴电枢反应的磁通路径都不穿过转子永磁体，电枢反应对转子永磁体的去磁作用不明显，转子永磁体不容易退磁，转子永磁体的用量可以大幅度降低。电枢反应磁场直轴磁阻近似等于交轴磁阻，采用双磁路异步起动永磁同步电动机转子的电动机属于隐极电动机。隐极电动机具有转矩波动小、噪音小的优点。

双磁路异步起动永磁同步电动机转子的二极、六极、八极转子与四极转子结构相似，区别仅在于磁极数量的差别。

外转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子与内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子的起动及运行原理相同，区别仅是转子结构和安装位置不同。

外转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子由外转子铁芯部件、外转子鼠笼、外转子永磁体部件组成。外转子鼠笼、外转子永磁体部件安装在外转子铁芯部件上。

外转子铁芯部件由铁芯壹、铁芯贰、外转子磁轭组成。铁芯壹和铁芯贰分别由若干个外转子铁芯冲片叠压而成，外转子铁芯冲片材质是以硅钢片为代表的导磁材料。铁芯壹和铁芯贰结构相同。铁芯壹和铁芯贰呈环形，铁芯壹和铁芯贰径向内侧边缘均布若干个外转子凹槽，相邻两个外转子凹槽之间是外转子凸极，相邻外转子凹槽和外转子凸极之间是阶梯形的外转子调节槽，在铁芯壹上的外转子凹槽称为铁芯磁极槽壹，在铁芯壹上的外转子凸极称为铁芯凸极壹，在铁芯贰上的外转子凹槽称为铁芯磁极槽贰，在铁芯贰上的外转子凸极称为铁芯凸极贰。每一个铁芯磁极槽壹和铁芯磁极槽贰远离轴线的外侧均布若干个外转子换向鼠笼导条槽，外转子换向鼠笼导条槽是开口槽或闭口槽。每一个铁芯凸极壹和铁芯凸极贰靠近轴线的内侧均布若干个外转子核心鼠笼导条槽，外转子核心鼠笼导条槽是开口槽或闭口槽，外转子核心鼠笼导条槽是双鼠笼形或深槽形。外转子磁轭呈环形，外转子磁轭材质是导磁材料。外转子铁芯部件装配时，铁芯壹和铁芯贰同轴并错开一定角度，使铁芯壹的铁芯磁极槽壹与铁芯贰的铁芯凸极贰沿轴向对齐，外转子磁轭安装在铁芯壹和铁芯贰径向外侧边缘。

外转子鼠笼用铝材压铸制成，或者用铜材焊接制成。外转子鼠笼中间是环形的外转子隔磁端环，两端分别是鼠笼端环壹和鼠笼端环贰。鼠笼端环壹和鼠笼端环贰结构相同。鼠笼端环壹和鼠笼端环贰呈环形，鼠笼端环壹和鼠笼端环贰径向内侧边缘均布若干个外转子端环凹槽，鼠笼端环壹上的外转子端环凹槽与铁芯壹上的铁芯磁极槽壹位置相对应，鼠笼端环贰上的外转子端环凹槽与铁芯贰上的铁芯磁极槽贰位置相对应。在鼠笼端环壹和外转子隔磁端环之间有若干个核心鼠笼导条壹和若干个换向鼠笼导条壹，核心鼠笼导条壹与铁芯壹的外转子核心鼠笼导条槽位置相对应，换向鼠笼导条壹与铁芯壹的外转子换向鼠笼导条槽位置相对应。在鼠笼端环贰和外转子隔磁端环之间有若干个核心鼠笼导条贰和若干个换向鼠笼导条贰，核心鼠笼导条贰与铁芯贰的外转子核心鼠笼导条槽位置相对应，换向鼠笼导条贰与铁芯贰的外转子换向鼠笼导条槽位置相对应。核心鼠笼导条壹和核心鼠笼导条贰截面是双鼠笼形或深槽形。

外转子永磁体部件由若干个永磁体壹和若干个永磁体贰组成。永磁体壹和永磁体贰呈瓦片形，永磁体壹粘贴在铁芯磁极槽壹中，永磁体贰粘贴在铁芯磁极槽贰中。所有的永磁体壹磁极极性相同，所有的永磁体贰磁极极性相同，并且永磁体壹与永磁体贰磁极极性互为异性磁极。即如果永磁体壹的圆弧内表面都是N极，则永磁体贰的圆弧内表面都只能是S极。

外转子铁芯部件有铁芯壹和铁芯贰两个转子铁芯，形成两个转子永磁体磁路。在铁芯壹的一对异性磁极中，只使用一个永磁体壹作为一个磁极，并利用铁芯凸极壹作为另外一个磁极。在铁芯贰的一对异性磁极中，只使用一个永磁体贰作为一个磁极，并利用铁芯凸极贰作为另外一个磁极。外转子隔磁端环避免两个转子永磁体磁路相互干涉。外转子磁轭把内定子一对异性磁极分别经过铁芯凸极壹和铁芯凸极贰的定子磁场磁路连接在一起。阶梯形的外转子调节槽侧面在粘贴永磁体壹和永磁体贰时用于定位，改变调节槽深度，可以改变永磁体壹和永磁体贰通过外转子调节槽产生的漏磁通数量。

附图说明

说明书附图是双磁路异步起动永磁同步电动机转子的结构图和示意图。其中图1是内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子轴测图，转子磁极为四极。图2是内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子轴测剖视图，包含使内转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线在转子中的路径，也是其直轴电枢反应的磁通在转子中的路径，转子磁极为四极。图3是内转子铁芯部件轴测剖视图，转子磁极为四极。图4是内转子鼠笼轴测图，转子磁极为四极。图5是内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子轴测图，转子磁极为二极。图6是内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子在气隙中转子永磁体磁场的磁力线路径示意图，转子磁极为四极，铁芯一径向剖面。图7是内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子起动时，铁芯凸极一位于外定子一对异性磁极之间，使内转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线路径示意图，也是其交轴电枢反应的磁通路径之一的示意图，转子及定子磁极为四极。图8是内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子起动时，铁芯凸极二位于外定子一对异性磁极之间，使内转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线路径示意图，也是其交轴电枢反应的磁通路径之二的示意图，转子及定子磁极为四极。图9是内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子起动时，铁芯凸极一位于外定子某一个n极磁极范围内，使内转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线路径示意图，也是其直轴电枢反应的磁通路径示意图，转子及定子磁极为四极。

图10是外转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子轴测图，转子磁极为四极。图11是外转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子轴测剖视图，包含使外转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线在转子中的路径，也是其直轴电枢反应的磁通在转子中的路径，转子磁极为四极。图12是外转子铁芯部件轴测剖视图，转子磁极为四极。图13是外转子鼠笼轴测图，转子磁极为四极。图14是外转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子在气隙中转子永磁体磁场的磁力线路径示意图，转子磁极为四极，铁芯壹径向剖面。图15是外转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子起动时，铁芯凸极壹位于内定子一对异性磁极之间，使外转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线路径示意图，也是其交轴电枢反应的磁通路径之一的示意图，转子及定子磁极为四极。图16是外转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子起动时，铁芯凸极贰位于内定子一对异性磁极之间，使外转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线路径示意图，也是其交轴电枢反应的磁通路径之二的示意图，转子及定子磁极为四极。图17是外转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子起动时，铁芯凸极壹位于内定子某一个n极磁极范围内，使外转子鼠笼的感应电流产生最大起动转矩的那部分定子磁场磁力线路径示意图，也是其直轴电枢反应的磁通路径示意图，转子及定子磁极为四极。

图1至图17中大写字母N和S代表转子磁极极性，小写字母n和s代表定子磁极极性。

图中标注有转轴1、鼠笼端环一2、隔磁衬套3、永磁体一4、铁芯一5、核心鼠笼导条一6、内转子隔磁端环7、永磁体二8、铁芯二9、核心鼠笼导条二10、鼠笼端环二11、内转子磁轭12、铁芯凸极二磁场方向13、磁力线路径14、定子磁场方向15、换向鼠笼导条一16、换向鼠笼导条二17、铁芯凸极一18、铁芯磁极槽一19、轴孔20、内转子换向鼠笼导条槽21、内转子核心鼠笼导条槽22、内转子调节槽23、铁芯凸极二24、铁芯磁极槽二25、内转子端环凹槽26、外定子27、转子磁场方向28、转子旋转方向29、定子磁场旋转方向30、垂直向内的感应电流31、垂直向外的感应电流32、轴向磁场方向33、鼠笼端环壹34、铁芯壹35、核心鼠笼导条壹36、永磁体壹37、外转子隔磁端环38、外转子磁轭39、永磁体贰40、铁芯贰41、核心鼠笼导条贰42、换向鼠笼导条壹43、鼠笼端环贰44、铁芯凸极贰磁场方向45、换向鼠笼导条贰46、外转子核心鼠笼导条槽47、外转子换向鼠笼导条槽48、铁芯凸极壹49、外转子调节槽50、铁芯磁极槽壹51、铁芯磁极槽贰52、铁芯凸极贰53、外转子端环凹槽54、内定子55。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步叙述。

参照图1和图2，双磁路异步起动永磁同步电动机转子有两个转子铁芯，两个转子铁芯同轴并错开一定角度，形成两个转子永磁体磁路。在每一个转子铁芯的一对异性磁极中，只使用一个永磁体作为一个磁极，并利用转子铁芯凸极作为另外一个磁极。两个转子铁芯之间有转子磁轭，转子磁轭把定子一对异性磁极分别经过两个转子铁芯凸极的定子磁场磁路连接在一起。双磁路异步起动永磁同步电动机转子有内转子式和外转子式两种结构。

内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子由转轴1、隔磁衬套3、内转子铁芯部件、内转子鼠笼、内转子永磁体部件组成。内转子鼠笼、内转子永磁体部件安装在内转子铁芯部件上，内转子铁芯部件安装在非导磁材料的转轴1上，或者内转子铁芯部件安装在隔磁衬套3上，隔磁衬套3安装在导磁材料的转轴1上。

转轴1呈圆柱形，材料是导磁材料或非导磁材料。导磁材料的转轴1需要与隔磁衬套3配合使用。隔磁衬套3呈圆筒形，材料是非导磁材料。

参照图2和图3，内转子铁芯部件由铁芯一5、铁芯二9、内转子磁轭12组成。铁芯一5和铁芯二9分别由若干个内转子铁芯冲片叠压而成，内转子铁芯冲片材质是以硅钢片为代表的导磁材料。铁芯一5和铁芯二9结构相同。铁芯一5和铁芯二9呈环形，铁芯一5和铁芯二9中间是轴孔20。铁芯一5和铁芯二9径向外侧边缘均布若干个内转子凹槽，相邻两个内转子凹槽之间是内转子凸极，相邻内转子凹槽和内转子凸极之间是阶梯形的内转子调节槽23，在铁芯一5上的内转子凹槽称为铁芯磁极槽一19，在铁芯一5上的内转子凸极称为铁芯凸极一18，在铁芯二9上的内转子凹槽称为铁芯磁极槽二25，在铁芯二9上的内转子凸极称为铁芯凸极二24。每一个铁芯磁极槽一19和铁芯磁极槽二25靠近轴孔20的内侧均布若干个内转子换向鼠笼导条槽21，内转子换向鼠笼导条槽21是闭口槽或开口槽。每一个铁芯凸极一18和铁芯凸极二24靠近轴孔20的内侧均布若干个内转子核心鼠笼导条槽22，内转子核心鼠笼导条槽22是开口槽或闭口槽，内转子核心鼠笼导条槽22是双鼠笼形或深槽形。内转子磁轭12呈环形，内转子磁轭12材质是以硅钢片为代表的导磁材料。内转子铁芯部件装配时，铁芯一5和铁芯二9同轴并错开一定角度，使铁芯一5的铁芯磁极槽一19与铁芯二9的铁芯凸极二24沿轴向对齐，内转子磁轭12安装在铁芯一5和铁芯二9之间。

参照图2、图3和图4，内转子鼠笼用铝材压铸制成，或者用铜材焊接制成。内转子鼠笼中间是环形的内转子隔磁端环7，两端分别是鼠笼端环一2和鼠笼端环二11。鼠笼端环一2和鼠笼端环二11结构相同。鼠笼端环一2和鼠笼端环二11呈环形，鼠笼端环一2和鼠笼端环二11径向外侧边缘均布若干个内转子端环凹槽26，鼠笼端环一2上的内转子端环凹槽26与铁芯一5上的铁芯磁极槽一19位置相对应，鼠笼端环二11上的内转子端环凹槽26与铁芯二9上的铁芯磁极槽二25位置相对应。在鼠笼端环一2和内转子隔磁端环7之间有若干个核心鼠笼导条一6和若干个换向鼠笼导条一16，核心鼠笼导条一6与铁芯一5的内转子核心鼠笼导条槽22位置相对应，换向鼠笼导条一16与铁芯一5的内转子换向鼠笼导条槽21位置相对应。在鼠笼端环二11和内转子隔磁端环7之间有若干个核心鼠笼导条二10和若干个换向鼠笼导条二17，核心鼠笼导条二10与铁芯二9的内转子核心鼠笼导条槽22位置相对应，换向鼠笼导条二17与铁芯二9的内转子换向鼠笼导条槽21位置相对应。核心鼠笼导条一6和核心鼠笼导条二10截面是双鼠笼形或深槽形。

内转子永磁体部件由若干个永磁体一4和若干个永磁体二8组成。永磁体一4和永磁体二8呈瓦片形，永磁体一4粘贴在铁芯磁极槽一19中，永磁体二8粘贴在铁芯磁极槽二25中。所有的永磁体一4磁极极性相同，所有的永磁体二8磁极极性相同，并且永磁体一4与永磁体二8磁极极性互为异性磁极。即如果永磁体一4的圆弧外表面都是N极，则永磁体二8的圆弧外表面都只能是S极。

内转子铁芯部件有铁芯一5和铁芯二9两个转子铁芯，形成两个转子永磁体磁路。在铁芯一5的一对异性磁极中，只使用一个永磁体一4作为一个磁极，并利用铁芯凸极一18作为另外一个磁极。在铁芯二9的一对异性磁极中，只使用一个永磁体二8作为一个磁极，并利用铁芯凸极二24作为另外一个磁极。内转子隔磁端环7避免两个转子永磁体磁路相互干涉。内转子磁轭12把外定子27一对异性磁极分别经过铁芯凸极一18和铁芯凸极二24的定子磁场磁路连接在一起。阶梯形的内转子调节槽23侧面在粘贴永磁体一4和永磁体二8时用于定位，改变调节槽深度，可以改变永磁体一4和永磁体二8通过内转子调节槽23产生的漏磁通数量。

参照图1和图5，双磁路异步起动永磁同步电动机转子的二极、六极、八极转子与四极转子结构相似，区别仅在于磁极数量的差别。

参照图10、图11和图12，外转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子由外转子铁芯部件、外转子鼠笼、外转子永磁体部件组成。外转子鼠笼、外转子永磁体部件安装在外转子铁芯部件上。

外转子铁芯部件由铁芯壹35、铁芯贰41、外转子磁轭39组成。铁芯壹35和铁芯贰41分别由若干个外转子铁芯冲片叠压而成，外转子铁芯冲片材质是以硅钢片为代表的导磁材料。铁芯壹35和铁芯贰41结构相同。铁芯壹35和铁芯贰41呈环形，铁芯壹35和铁芯贰41径向内侧边缘均布若干个外转子凹槽，相邻两个外转子凹槽之间是外转子凸极，相邻外转子凹槽和外转子凸极之间是阶梯形的外转子调节槽50，在铁芯壹35上的外转子凹槽称为铁芯磁极槽壹51，在铁芯壹35上的外转子凸极称为铁芯凸极壹49，在铁芯贰41上的外转子凹槽称为铁芯磁极槽贰52，在铁芯贰41上的外转子凸极称为铁芯凸极贰53。每一个铁芯磁极槽壹51和铁芯磁极槽贰52远离轴线的外侧均布若干个外转子换向鼠笼导条槽48，外转子换向鼠笼导条槽48是开口槽或闭口槽。每一个铁芯凸极壹49和铁芯凸极贰53靠近轴线的内侧均布若干个外转子核心鼠笼导条槽47，外转子核心鼠笼导条槽47是开口槽或闭口槽，外转子核心鼠笼导条槽47是双鼠笼形或深槽形。外转子磁轭39呈环形，外转子磁轭39材质是导磁材料。外转子铁芯部件装配时，铁芯壹35和铁芯贰41同轴并错开一定角度，使铁芯壹35的铁芯磁极槽壹51与铁芯贰41的铁芯凸极贰53沿轴向对齐，外转子磁轭39安装在铁芯壹35和铁芯贰41径向外侧边缘。

参照图11、图12和图13，外转子鼠笼用铝材压铸制成，或者用铜材焊接制成。外转子鼠笼中间是环形的外转子隔磁端环38，两端分别是鼠笼端环壹34和鼠笼端环贰44。鼠笼端环壹34和鼠笼端环贰44结构相同。鼠笼端环壹34和鼠笼端环贰44呈环形，鼠笼端环壹34和鼠笼端环贰44径向内侧边缘均布若干个外转子端环凹槽54，鼠笼端环壹34上的外转子端环凹槽54与铁芯壹35上的铁芯磁极槽壹51位置相对应，鼠笼端环贰44上的外转子端环凹槽54与铁芯贰41上的铁芯磁极槽贰52位置相对应。在鼠笼端环壹34和外转子隔磁端环38之间有若干个核心鼠笼导条壹36和若干个换向鼠笼导条壹43，核心鼠笼导条壹36与铁芯壹35的外转子核心鼠笼导条槽47位置相对应，换向鼠笼导条壹43与铁芯壹35的外转子换向鼠笼导条槽48位置相对应。在鼠笼端环贰44和外转子隔磁端环38之间有若干个核心鼠笼导条贰42和若干个换向鼠笼导条贰46，核心鼠笼导条贰42与铁芯贰41的外转子核心鼠笼导条槽47位置相对应，换向鼠笼导条贰46与铁芯贰41的外转子换向鼠笼导条槽48位置相对应。核心鼠笼导条壹36和核心鼠笼导条贰42截面是双鼠笼形或深槽形。

外转子永磁体部件由若干个永磁体壹37和若干个永磁体贰40组成。永磁体壹37和永磁体贰40呈瓦片形，永磁体壹37粘贴在铁芯磁极槽壹51中，永磁体贰40粘贴在铁芯磁极槽贰52中。所有的永磁体壹37磁极极性相同，所有的永磁体贰40磁极极性相同，并且永磁体壹37与永磁体贰40磁极极性互为异性磁极。即如果永磁体壹37的圆弧内表面都是N极，则永磁体贰40的圆弧内表面都只能是S极。

外转子铁芯部件有铁芯壹35和铁芯贰41两个转子铁芯，形成两个转子永磁体磁路。在铁芯壹35的一对异性磁极中，只使用一个永磁体壹37作为一个磁极，并利用铁芯凸极壹49作为另外一个磁极。在铁芯贰41的一对异性磁极中，只使用一个永磁体贰40作为一个磁极，并利用铁芯凸极贰53作为另外一个磁极。外转子隔磁端环38避免两个转子永磁体磁路相互干涉。外转子磁轭39把内定子55一对异性磁极分别经过铁芯凸极壹49和铁芯凸极贰53的定子磁场磁路连接在一起。阶梯形的外转子调节槽50侧面在粘贴永磁体壹37和永磁体贰40时用于定位，改变调节槽深度，可以改变永磁体壹37和永磁体贰40通过外转子调节槽50产生的漏磁通数量。

Claims (2)

1.一种双磁路异步起动永磁同步电动机转子，其特征在于双磁路异步起动永磁同步电动机转子有两个转子铁芯，两个转子铁芯同轴并错开一定角度，形成两个转子永磁体磁路；在每一个转子铁芯的一对异性磁极中，只使用一个永磁体作为一个磁极，并利用转子铁芯凸极作为另外一个磁极；两个转子铁芯之间有转子磁轭，转子磁轭把定子一对异性磁极分别经过两个转子铁芯凸极的定子磁场磁路连接在一起；双磁路异步起动永磁同步电动机转子有内转子式和外转子式两种结构；

内转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子由转轴（1）、隔磁衬套（3）、内转子铁芯部件、内转子鼠笼、内转子永磁体部件组成；内转子鼠笼、内转子永磁体部件安装在内转子铁芯部件上，内转子铁芯部件安装在非导磁材料的转轴（1）上，或者内转子铁芯部件安装在隔磁衬套（3）上，隔磁衬套（3）安装在导磁材料的转轴（1）上；

转轴（1）呈圆柱形，材料是导磁材料或非导磁材料；导磁材料的转轴（1）需要与隔磁衬套（3）配合使用；隔磁衬套（3）呈圆筒形，材料是非导磁材料；

内转子铁芯部件由铁芯一（5）、铁芯二（9）、内转子磁轭（12）组成；铁芯一（5）和铁芯二（9）分别由若干个内转子铁芯冲片叠压而成，内转子铁芯冲片材质是以硅钢片为代表的导磁材料；铁芯一（5）和铁芯二（9）结构相同；铁芯一（5）和铁芯二（9）呈环形，铁芯一（5）和铁芯二（9）中间是轴孔（20）；铁芯一（5）和铁芯二（9）径向外侧边缘均布若干个内转子凹槽，相邻两个内转子凹槽之间是内转子凸极，相邻内转子凹槽和内转子凸极之间是阶梯形的内转子调节槽（23），在铁芯一（5）上的内转子凹槽称为铁芯磁极槽一（19），在铁芯一（5）上的内转子凸极称为铁芯凸极一（18），在铁芯二（9）上的内转子凹槽称为铁芯磁极槽二（25），在铁芯二（9）上的内转子凸极称为铁芯凸极二（24）；每一个铁芯磁极槽一（19）和铁芯磁极槽二（25）靠近轴孔（20）的内侧均布若干个内转子换向鼠笼导条槽（21），内转子换向鼠笼导条槽（21）是闭口槽或开口槽；每一个铁芯凸极一（18）和铁芯凸极二（24）靠近轴孔（20）的内侧均布若干个内转子核心鼠笼导条槽（22），内转子核心鼠笼导条槽（22）是开口槽或闭口槽，内转子核心鼠笼导条槽（22）是双鼠笼形或深槽形；内转子磁轭（12）呈环形，内转子磁轭（12）材质是以硅钢片为代表的导磁材料；内转子铁芯部件装配时，铁芯一（5）和铁芯二（9）同轴并错开一定角度，使铁芯一（5）的铁芯磁极槽一（19）与铁芯二（9）的铁芯凸极二（24）沿轴向对齐，内转子磁轭（12）安装在铁芯一（5）和铁芯二（9）之间；

内转子鼠笼用铝材压铸制成，或者用铜材焊接制成；内转子鼠笼中间是环形的内转子隔磁端环（7），两端分别是鼠笼端环一（2）和鼠笼端环二（11）；鼠笼端环一（2）和鼠笼端环二（11）结构相同；鼠笼端环一（2）和鼠笼端环二（11）呈环形，鼠笼端环一（2）和鼠笼端环二（11）径向外侧边缘均布若干个内转子端环凹槽（26），鼠笼端环一（2）上的内转子端环凹槽（26）与铁芯一（5）上的铁芯磁极槽一（19）位置相对应，鼠笼端环二（11）上的内转子端环凹槽（26）与铁芯二（9）上的铁芯磁极槽二（25）位置相对应；在鼠笼端环一（2）和内转子隔磁端环（7）之间有若干个核心鼠笼导条一（6）和若干个换向鼠笼导条一（16），核心鼠笼导条一（6）与铁芯一（5）的内转子核心鼠笼导条槽（22）位置相对应，换向鼠笼导条一（16）与铁芯一（5）的内转子换向鼠笼导条槽（21）位置相对应；在鼠笼端环二（11）和内转子隔磁端环（7）之间有若干个核心鼠笼导条二（10）和若干个换向鼠笼导条二（17），核心鼠笼导条二（10）与铁芯二（9）的内转子核心鼠笼导条槽（22）位置相对应，换向鼠笼导条二（17）与铁芯二（9）的内转子换向鼠笼导条槽（21）位置相对应；核心鼠笼导条一（6）和核心鼠笼导条二（10）截面是双鼠笼形或深槽形； 

内转子永磁体部件由若干个永磁体一（4）和若干个永磁体二（8）组成；永磁体一（4）和永磁体二（8）呈瓦片形，永磁体一（4）粘贴在铁芯磁极槽一（19）中，永磁体二（8）粘贴在铁芯磁极槽二（25）中；所有的永磁体一（4）磁极极性相同，所有的永磁体二（8）磁极极性相同，并且永磁体一（4）与永磁体二（8）磁极极性互为异性磁极；即如果永磁体一（4）的圆弧外表面都是N极，则永磁体二（8）的圆弧外表面都只能是S极；

内转子铁芯部件有铁芯一（5）和铁芯二（9）两个转子铁芯，形成两个转子永磁体磁路；在铁芯一（5）的一对异性磁极中，只使用一个永磁体一（4）作为一个磁极，并利用铁芯凸极一（18）作为另外一个磁极；在铁芯二（9）的一对异性磁极中，只使用一个永磁体二（8）作为一个磁极，并利用铁芯凸极二（24）作为另外一个磁极；内转子隔磁端环（7）避免两个转子永磁体磁路相互干涉；内转子磁轭（12）把外定子（27）一对异性磁极分别经过铁芯凸极一（18）和铁芯凸极二（24）的定子磁场磁路连接在一起；阶梯形的内转子调节槽（23）侧面在粘贴永磁体一（4）和永磁体二（8）时用于定位，改变调节槽深度，可以改变永磁体一（4）和永磁体二（8）通过内转子调节槽（23）产生的漏磁通数量。

2.根据权利要求1所述的双磁路异步起动永磁同步电动机转子，其特征在于外转子式的双磁路异步起动永磁同步电动机转子由外转子铁芯部件、外转子鼠笼、外转子永磁体部件组成；外转子鼠笼、外转子永磁体部件安装在外转子铁芯部件上；

外转子铁芯部件由铁芯壹（35）、铁芯贰（41）、外转子磁轭（39）组成；铁芯壹（35）和铁芯贰（41）分别由若干个外转子铁芯冲片叠压而成，外转子铁芯冲片材质是以硅钢片为代表的导磁材料；铁芯壹（35）和铁芯贰（41）结构相同；铁芯壹（35）和铁芯贰（41）呈环形，铁芯壹（35）和铁芯贰（41）径向内侧边缘均布若干个外转子凹槽，相邻两个外转子凹槽之间是外转子凸极，相邻外转子凹槽和外转子凸极之间是阶梯形的外转子调节槽（50），在铁芯壹（35）上的外转子凹槽称为铁芯磁极槽壹（51），在铁芯壹（35）上的外转子凸极称为铁芯凸极壹（49），在铁芯贰（41）上的外转子凹槽称为铁芯磁极槽贰（52），在铁芯贰（41）上的外转子凸极称为铁芯凸极贰（53）；每一个铁芯磁极槽壹（51）和铁芯磁极槽贰（52）远离轴线的外侧均布若干个外转子换向鼠笼导条槽（48），外转子换向鼠笼导条槽（48）是开口槽或闭口槽；每一个铁芯凸极壹（49）和铁芯凸极贰（53）靠近轴线的内侧均布若干个外转子核心鼠笼导条槽（47），外转子核心鼠笼导条槽（47）是开口槽或闭口槽，外转子核心鼠笼导条槽（47）是双鼠笼形或深槽形；外转子磁轭（39）呈环形，外转子磁轭（39）材质是导磁材料；外转子铁芯部件装配时，铁芯壹（35）和铁芯贰（41）同轴并错开一定角度，使铁芯壹（35）的铁芯磁极槽壹（51）与铁芯贰（41）的铁芯凸极贰（53）沿轴向对齐，外转子磁轭（39）安装在铁芯壹（35）和铁芯贰（41）径向外侧边缘；

外转子鼠笼用铝材压铸制成，或者用铜材焊接制成；外转子鼠笼中间是环形的外转子隔磁端环（38），两端分别是鼠笼端环壹（34）和鼠笼端环贰（44）；鼠笼端环壹（34）和鼠笼端环贰（44）结构相同；鼠笼端环壹（34）和鼠笼端环贰（44）呈环形，鼠笼端环壹（34）和鼠笼端环贰（44）径向内侧边缘均布若干个外转子端环凹槽（54），鼠笼端环壹（34）上的外转子端环凹槽（54）与铁芯壹（35）上的铁芯磁极槽壹（51）位置相对应，鼠笼端环贰（44）上的外转子端环凹槽（54）与铁芯贰（41）上的铁芯磁极槽贰（52）位置相对应；在鼠笼端环壹（34）和外转子隔磁端环（38）之间有若干个核心鼠笼导条壹（36）和若干个换向鼠笼导条壹（43），核心鼠笼导条壹（36）与铁芯壹（35）的外转子核心鼠笼导条槽（47）位置相对应，换向鼠笼导条壹（43）与铁芯壹（35）的外转子换向鼠笼导条槽（48）位置相对应；在鼠笼端环贰（44）和外转子隔磁端环（38）之间有若干个核心鼠笼导条贰（42）和若干个换向鼠笼导条贰（46），核心鼠笼导条贰（42）与铁芯贰（41）的外转子核心鼠笼导条槽（47）位置相对应，换向鼠笼导条贰（46）与铁芯贰（41）的外转子换向鼠笼导条槽（48）位置相对应；核心鼠笼导条壹（36）和核心鼠笼导条贰（42）截面是双鼠笼形或深槽形；

外转子永磁体部件由若干个永磁体壹（37）和若干个永磁体贰（40）组成；永磁体壹（37）和永磁体贰（40）呈瓦片形，永磁体壹（37）粘贴在铁芯磁极槽壹（51）中，永磁体贰（40）粘贴在铁芯磁极槽贰（52）中；所有的永磁体壹（37）磁极极性相同，所有的永磁体贰（40）磁极极性相同，并且永磁体壹（37）与永磁体贰（40）磁极极性互为异性磁极；即如果永磁体壹（37）的圆弧内表面都是N极，则永磁体贰（40）的圆弧内表面都只能是S极；

外转子铁芯部件有铁芯壹（35）和铁芯贰（41）两个转子铁芯，形成两个转子永磁体磁路；在铁芯壹（35）的一对异性磁极中，只使用一个永磁体壹（37）作为一个磁极，并利用铁芯凸极壹（49）作为另外一个磁极；在铁芯贰（41）的一对异性磁极中，只使用一个永磁体贰（40）作为一个磁极，并利用铁芯凸极贰（53）作为另外一个磁极；外转子隔磁端环（38）避免两个转子永磁体磁路相互干涉；外转子磁轭（39）把内定子（55）一对异性磁极分别经过铁芯凸极壹（49）和铁芯凸极贰（53）的定子磁场磁路连接在一起；阶梯形的外转子调节槽（50）侧面在粘贴永磁体壹（37）和永磁体贰（40）时用于定位，改变调节槽深度，可以改变永磁体壹（37）和永磁体贰（40）通过外转子调节槽（50）产生的漏磁通数量。