CN106160387A - 一种高起动性永磁电机转子 - Google Patents

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孙乃辉
杨立远
陈伟
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Abstract

本发明公开了一种高起动性永磁电机转子，转子在轴向上由多段转子组成，且在轴向上至少分成三段转子，其中至少两段转子具有不同结构，且两端的两段转子是具有相同结构的鼠笼转子，且在鼠笼转子的下方嵌有永磁体，中间段的转子是具有深槽的鼠笼转子且不嵌有永磁体，三段永磁体的长度根据电机的具体性能和负载要求进行不同的匹配，以实现综合性能最优。本发明可有效抑制电机起动过程中的转矩和电流冲击，同时保持稳定运行的优秀性能，并且可减少永磁体用量，降低电机成本。

Description

一种高起动性永磁电机转子
技术领域
本发明涉及电动机领域，具体是一种高起动性永磁电机转子。
背景技术
异步起动永磁电机的特点是可工频供电直接起动，不需要变频器，从而可提高传动系统的简单性，降低成本，提高电机的性价比，使用户更容易接受。
由于永磁体的存在，使电机在起动过程中存在永磁脉振转矩，起动转矩较大，对负载机械系统有一定的冲击；同时伴随着大起动转矩，起动起动电流也会有所增大。
从结构上看，转子空间需要同时考虑，鼠笼槽和永磁体的设计，造成空间竞争问题，较难兼顾电机的起动想能和稳定运行性能，永磁体用量也会较多，导致电机成本上升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合式的高起动性永磁电机转子，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高起动性永磁电机转子，所述转子在轴向上由多段转子组成，且在轴向上至少分成三段转子，其中至少两段转子具有不同结构，且两端的两段转子是具有相同结构的鼠笼转子，且在鼠笼转子的下方嵌有永磁体，中间段的转子是具有深槽的鼠笼转子且不嵌有永磁体。
作为本发明进一步的方案：所述的三段永磁体的长度根据电机的具体性能和负载要求进行不同的匹配，以实现综合性能最优。
作为本发明进一步的方案：所述两端的两段转子具有W型或V型结构永磁体槽，且在永磁体槽中放入钕铁硼永磁体。
作为本发明进一步的方案：所述中间段的转子长度与整个转子总长度的比例为0.2～0.25。
作为本发明再进一步的方案：所述中间段的转子上深槽的槽深是两端转子上永磁体槽的槽深的2～2.5倍，且中间段的转子上深槽的上部宽度是两端转子的永磁体槽宽度的0.8～1倍，中间段的转子上深槽的下部宽度是两端转子的永磁体槽宽度的0.4～0.7倍。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、两端的永磁转子，根据负载情况设计放置适当的永磁体，提供足够的永磁磁场，以满足电机力矩输出，保证电机稳定运行性能和过载能力。
2、永磁转子鼠笼可设计相对浅些以保证永磁体足够的空间，这样其电阻可设计的较大，利于电机起动转矩的提升。
3、中间段不嵌入永磁体，转子鼠笼的设计空间充裕，鼠笼槽和实现深槽设计，甚至双笼设计，提升集肤效应，即可提高起动转矩降低起动电流，减小电流冲击；又可以在电机接近同步转速时提升电机的牵入能力。
4、由于电机中间段没有永磁体，使得整个电机在起动过程中永磁脉振转矩减小，异步转矩占比增加；这样可以有效减小电机起动过程中的振动冲击。
附图说明
图1为本发明中两端永磁转子的结构示意图。
图2为本发明中中间段转子的结构示意图。
图3 为本发明中组合转子的位置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种高起动性永磁电机转子，转子在轴向上由多段转子组成，且在轴向上至少分成三段转子，其中至少两段转子具有不同结构，且两端的两段转子是具有相同结构的鼠笼转子，两端的转子为左端转子1和右端转子3，鼠笼转子上设有呈中心对称的鼠笼槽10，在鼠笼转子的下方嵌有永磁体，中间段的转子2是具有深槽21的鼠笼转子且不嵌有永磁体。
如图1所示，转子磁路结构可采用“W”、“V”以及切向式结构，提供足够的永磁磁通，发挥永磁电机高效节能的优势。鼠笼槽10采平底槽，可与永磁体槽11形成有效的隔磁桥结构，提高电机性能；相对不深的鼠笼槽10，可提高转子电机提高起动转矩，槽口可适当窄，降低起动电流。
中间段转子，如图2所示，不放置永磁，宽阔的转子空间， 转子鼠笼槽型可设计的深，提高集肤效应，提升起动性能，牵入同时能力也可以得到有效提升。
中间段的转子2上深槽21的槽深是两端转子上永磁体槽11的槽深的2.3倍，且中间段的转子2上深槽21的上部宽度是两端转子的永磁体槽11宽度的0.9倍，中间段的转子2上深槽21的下部宽度是两端转子的永磁体槽11宽度的0.5倍。
三段转子组合共同形成电机转子，永磁转子分布在两端，永磁体可方便安装。这种转子组合，使得电机在起动过程中，异步转矩占比增加，永磁脉振转矩所占比例减少，转矩叠加可有效减小转矩和电流冲击，永磁脉振减小10%以上；同时电机永磁体用量可减少5%以上，降低电机成本。
综上所述，本发明的永磁电机转子，可有效抑制电机起动过程中的转矩和电流冲击，同时保持稳定运行的优秀性能，并且可减少永磁体用量，降低电机成本。
本发明的实施例仅仅是示意性的采用4极“w”转子结构进行说明，并非对本发明的限制，本发明可以运用在所有极数和转子结构情况下。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种高起动性永磁电机转子，其特征在于，所述转子在轴向上由多段转子组成，且在轴向上至少分成三段转子，其中至少两段转子具有不同结构，且两端的两段转子是具有相同结构的鼠笼转子，且在鼠笼转子的下方嵌有永磁体，中间段的转子是具有深槽的鼠笼转子且不嵌有永磁体。
2.根据权利要求1所述的高起动性永磁电机转子，其特征在于，所述的三段永磁体的长度根据电机的具体性能和负载要求进行不同的匹配，以实现综合性能最优。
3.根据权利要求1或2所述的高起动性永磁电机转子，其特征在于，所述两端的两段转子具有W型或V型结构永磁体槽，且在永磁体槽中放入钕铁硼永磁体。
4.根据权利要求1或2所述的高起动性永磁电机转子，其特征在于，所述中间段的转子长度与整个转子总长度的比例为0.2～0.25。
5.根据权利要求1所述的高起动性永磁电机转子，其特征在于，所述中间段的转子上深槽的槽深是两端转子上永磁体槽的槽深的2～2.5倍，且中间段的转子上深槽的上部宽度是两端转子的永磁体槽宽度的0.8～1倍，中间段的转子上深槽的下部宽度是两端转子的永磁体槽宽度的0.4～0.7倍。
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