CN104811004A - 带内置变频器的永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带内置变频器的永磁同步电机，包括有电机壳体、电机前盖、电机后盖、定子、转子、变频电路控制器及磁感控制开关；该定子和变频电路控制器均固定于前述容置腔内，该定子与变频电路控制器电连接，变频电路控制器具有磁控集成电路；该磁感控制开关设置于电机壳体上，磁感控制开关的内端正对磁控集成电路。通过利用磁感控制开关改变磁场方向而实现对磁控集成电路的控制，从而由变频电路控制器控制本发明的转速，本发明可进行无段变速和反转功能，开关使用没有接触的磁感控制开关，整体设计达到中国防爆标准，安全系数更高，并且通过内置变频电路控制器，也包括电路保护系统对电流和温度分析自动慢速或停止。

Description

带内置变频器的永磁同步电机

技术领域

本发明涉及电机领域技术，尤其是指一种带内置变频器的永磁同步电机。

背景技术

电机是电力领域中最大的消费者。根据国际能源署的一个新分析，它们占大约三分之二的工业功耗和大约45%的全球功耗。照明是一个遥远的第二,，消耗大约19%。这表明几乎每秒产生的电都是来自电厂中的电机运作。

目前，为了根据实际情况的需要而改变转速，目前的电机都设置有控制开关，利用控制开关对电机的转速进行控制，然而，目前应用在电机上的控制开关均为普通开关，其不可实现无段变速和反转功能，并且不能达到中国的防爆标准，存在安全隐患。

此外，事实是多数电机是低效能，体积太大，有时不需要运转但电机也要在转动。不同类型电机设计已超过100 年。工业只能接受有限改革电机的能效。直到最近，由于新有磁性的材料和新电机拓扑的发展，新型电机可以被发展过去50年中提升在通常可提供的上方的效率。

主要损失中的多数在电机里是铁损失和铜损失。铁损关联到磁损在定子和转子中，铜损关联到电流经过铜进入定子和转子时产生的阻力。为了开发一台高效能的电机，基本要求是减少电机里的铜损和铁损。为了减少铜损，很多厂家试图在电机里增加铜，最终结果就是一台更大，更重且更贵的电机。为了减少铁损，电机设计师通过一样的功率输出加大电机，进而减少定子和转子间的磁场密度。这也不是最合适的，因为一台大型的电机在开发及运输方面上会更加昂贵。另外，一台大型的电机也意味着长铜绕组分支在定子和转子间，那样会导致高绕线电阻且增加铜损。推使电机设计效率到下一个水平已成为一项技术挑战。当今大部分的小型感应电机操作效能在85%或以下。在小家电和手工具行业，这串绕电机操作效能有时低于50%，那表明一半的能量由于高温而浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种带内置变频器的永磁同步电机，其能有效解决现有之电机不可实现无段变速和反转功能并且不能达到中国的防爆标准的问题。

本发明的另一目的是提供一种带内置变频器的永磁同步电机，其能有效解决现有之电机效能低的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种带内置变频器的永磁同步电机，包括有电机壳体、电机前盖、电机后盖、定子、转子、变频电路控制器以及磁感控制开关；该电机前盖和电机后盖分别固设于电机壳体的前端和后端，由电机壳体、电机前盖和电机后盖共同围构形成容置腔；该定子和变频电路控制器均固定于前述容置腔内，该定子与变频电路控制器电连接，变频电路控制器具有磁控集成电路；该转子可转动地设置于定子的空腔中，转子的前端向前伸出电机前盖外，转子的后端穿过变频电路控制器向后伸出电机后盖外，且转子的后端安装有风扇，该风扇随转子同步转动，风扇外罩有风扇罩，风扇罩固定于电机后盖上；该磁感控制开关设置于电机壳体上，磁感控制开关的内端正对磁控集成电路。

优选的，所述磁感控制开关包括有基座、转轴、旋钮以及永磁磁石；该基座固定于电机壳体上，基座上设置有通孔，该转轴可转动地设置于通孔中，该旋钮固定于转轴的外端，旋钮位于电机壳体外；该永磁磁石固定于转轴的内端并正对磁控集成电路。

优选的，所述永磁磁石为稀土磁体，该稀土磁体的磁感应强度为1特斯拉。

优选的，所述通孔的内壁凸设有第一限位凸肋，对应地该转轴的外表面凸设有第二限位凸肋，当转轴转动使得第二限位凸肋抵于第一限位凸肋上时，该转轴不可继续转动。

优选的，所述转轴的内端面凹设有凹腔，该永磁磁石嵌于该凹腔中固定。

优选的，所述永磁磁石为长方体，对应地该凹腔为长方型。

优选的，所述定子为没有渗透、能处理超过1.0特斯拉的带定子齿部的分段式定子，该定子的空腔内壁设置有多个线圈磁铁，该多个线圈磁铁通过一磁铁保护件安装于空腔内壁上。

优选的，所述电机壳体的底部设置有两支脚，前述磁感控制开关位于电机壳体的顶部。

优选的，所述电机前盖和电机后盖均呈圆盘状，该电机壳体呈中空筒状，该电机前盖和电机后盖均通过八个螺栓与电机壳体固定连接。

优选的，所述电机前盖与转子之间夹设有轴承。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

一、通过利用磁感控制开关改变磁场方向而实现对磁控集成电路的控制，从而由变频电路控制器控制本发明的转速，本发明可进行无段变速和反转功能，开关使用没有接触的磁感控制开关，整体设计达到中国防爆标准，安全系数更高，并且通过内置变频电路控制器，也包括电路保护系统对电流和温度分析自动慢速或停止。

二、通过采用没有渗透、能处理超过1.0特斯拉的带定子齿部的分段式定子，并配合在定子的空腔内壁设置有多个线圈磁铁，以使得本发明几乎没有任何铜挂在定子上，以有效减少了铁损失和铜损失，电机总效能达到98%，达到环保节能级别。

 

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的分解图；

图2是本发明之较佳实施例中磁感控制开关的放大示意图。

附图标识说明：

10、电机壳体                          20、电机前盖

30、电机后盖                          40、定子

41、空腔                              50、转子

60、变频电路控制器                    61、磁控集成电路

70、磁感控制开关                      71、基座、

72、转轴                              73、旋钮

74、永磁磁石                          701、通孔

702、凹腔                             703、第一限位凸肋

704、第二限位凸肋                     101、螺栓

102、线圈磁铁                         103、磁铁保护件

104、风扇                             105、风扇罩

106、支脚                             107、轴承

具体实施方式

请参照图1和图2所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有电机壳体10、电机前盖20、电机后盖30、定子40、转子50、变频电路控制器60以及磁感控制开关70。

其中，该电机前盖20和电机后盖30分别固设于电机壳体10的前端和后端，由电机壳体10、电机前盖20和电机后盖30共同围构形成容置腔（图中未示），在本实施例中，该电机前盖20和电机后盖30均呈圆盘状，该电机壳体10呈中空筒状，该电机前盖20和电机后盖30均通过八个螺栓101与电机壳体10固定连接，结构简单、组装方便。

该定子40和变频电路控制器60均固定于前述容置腔内，该定子40与变频电路控制器60 电连接，变频电路控制器60具有磁控集成电路61。在本实施例中，该定子40为没有渗透、能处理超过1.0特斯拉的带定子齿部的分段式定子，该定子40的空腔41内壁设置有多个线圈磁铁102，该多个线圈磁铁102通过一磁铁保护件103安装于空腔41内壁上。

该转子50可转动地设置于定子40的空腔41中，转子50的前端向前伸出电机前盖20外，转子50的后端穿过变频电路控制器60向后伸出电机后盖30外，且转子50的后端安装有风扇104，该风扇104随转子50同步转动，风扇104外罩有风扇罩105，风扇罩105固定于电机后盖30上。

该磁感控制开关70设置于电机壳体10上，磁感控制开关70的内端正对磁控集成电路61，具体而言，在本实施例中，该磁感控制开关70包括有基座71、转轴72、旋钮73以及永磁磁石74；该基座71固定于电机壳体10上，基座71上设置有通孔701，该转轴72可转动地设置于通孔701中，该旋钮73固定于转轴72的外端，旋钮73位于电机壳体10外；该永磁磁石74固定于转轴72的内端并正对磁控集成电路61，并且，在本实施例中，该永磁磁石74为稀土磁体，该稀土磁体的磁感应强度为1特斯拉。以及，该转轴72的内端面凹设有凹腔702，该永磁磁石74嵌于该凹腔702中固定，并且，该永磁磁石74为长方体，对应地该凹腔702为长方型。另外，该通孔701的内壁凸设有第一限位凸肋703，对应地该转轴72的外表面凸设有第二限位凸肋704，当转轴72转动使得第二限位凸肋 704抵于第一限位凸肋703上时，该转轴72不可继续转动，仅可反向转动。

此外，该电机壳体10的底部设置有两支脚106，前述磁感控制开关70位于电机壳体10的顶部，以方便进行操控；该电机前盖20与转子50之间夹设有轴承107，以使得转子运转更顺畅。

使用时，旋动该旋钮73，使得永磁磁石74随转轴72转动而改变磁场方向，由于磁场方向的改变而实现对磁控集成电路61的控制，从而由变频电路控制器60控制本发明的转速。

本发明的设计重点是：首先，通过利用磁感控制开关改变磁场方向而实现对磁控集成电路的控制，从而由变频电路控制器控制本发明的转速，本发明可进行无段变速和反转功能，开关使用没有接触的磁感控制开关，整体设计达到中国防爆标准，安全系数更高，并且通过内置变频电路控制器，也包括电路保护系统对电流和温度分析自动慢速或停止。其次，通过采用没有渗透、能处理超过1.0特斯拉的带定子齿部的分段式定子，并配合在定子的空腔内壁设置有多个线圈磁铁，以使得本发明几乎没有任何铜挂在定子上，以有效减少了铁损失和铜损失，电机总效能达到98%，达到环保节能级别。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带内置变频器的永磁同步电机，其特征在于：包括有电机壳体、电机前盖、电机后盖、定子、转子、变频电路控制器以及磁感控制开关；该电机前盖和电机后盖分别固设于电机壳体的前端和后端，由电机壳体、电机前盖和电机后盖共同围构形成容置腔；该定子和变频电路控制器均固定于前述容置腔内，该定子与变频电路控制器电连接，变频电路控制器具有磁控集成电路；该转子可转动地设置于定子的空腔中，转子的前端向前伸出电机前盖外，转子的后端穿过变频电路控制器向后伸出电机后盖外，且转子的后端安装有风扇，该风扇随转子同步转动，风扇外罩有风扇罩，风扇罩固定于电机后盖上；该磁感控制开关设置于电机壳体上，磁感控制开关的内端正对磁控集成电路。

2.如权利要求1所述的带内置变频器的永磁同步电机，其特征在于：所述磁感控制开关包括有基座、转轴、旋钮以及永磁磁石；该基座固定于电机壳体上，基座上设置有通孔，该转轴可转动地设置于通孔中，该旋钮固定于转轴的外端，旋钮位于电机壳体外；该永磁磁石固定于转轴的内端并正对磁控集成电路。

3.如权利要求2所述的带内置变频器的永磁同步电机，其特征在于：所述永磁磁石为稀土磁体，该稀土磁体的磁感应强度为1特斯拉。

4.如权利要求2所述的带内置变频器的永磁同步电机，其特征在于：所述通孔的内壁凸设有第一限位凸肋，对应地该转轴的外表面凸设有第二限位凸肋，当转轴转动使得第二限位凸肋抵于第一限位凸肋上时，该转轴不可继续转动。

5.如权利要求2所述的带内置变频器的永磁同步电机，其特征在于：所述转轴的内端面凹设有凹腔，该永磁磁石嵌于该凹腔中固定。

6.如权利要求5所述的带内置变频器的永磁同步电机，其特征在于：所述永磁磁石为长方体，对应地该凹腔为长方型。

7.如权利要求1所述的带内置变频器的永磁同步电机，其特征在于：所述定子为没有渗透、能处理超过1.0特斯拉的带定子齿部的分段式定子，该定子的空腔内壁设置有多个线圈磁铁，该多个线圈磁铁通过一磁铁保护件安装于空腔内壁上。

8.如权利要求1所述的带内置变频器的永磁同步电机，其特征在于：所述电机壳体的底部设置有两支脚，前述磁感控制开关位于电机壳体的顶部。

9.如权利要求1所述的带内置变频器的永磁同步电机，其特征在于：所述电机前盖和电机后盖均呈圆盘状，该电机壳体呈中空筒状，该电机前盖和电机后盖均通过八个螺栓与电机壳体固定连接。

10.如权利要求1所述的带内置变频器的永磁同步电机，其特征在于：所述电机前盖与转子之间夹设有轴承。