CN107086688A - 紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，包括用于安装在电机内的转子铁芯，转子铁芯由上至下分为6段，每段由80个转子冲片叠合而成，相邻的两段相互之间顺时针旋转一个嵌入槽的位置，转子冲片上开设有左磁钢片安装槽口和右磁钢片安装槽口，左磁钢片安装槽口和右磁钢片安装槽口内镶嵌有分段磁钢片，转子冲片上开设有固定安装孔，固定安装孔设在左、右磁钢片安装槽口与嵌入槽之间。本发明的紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，该电机具备较高的性能，不需要担心电机的铁芯损耗过大导致电机温升过高，影响定子线圈的绝缘，在一定的程度上削弱了齿槽谐波、减小齿槽转矩和抑制转矩脉动。

Description

紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构
技术领域
本发明涉及电子转子结构的领域，尤其是紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构。
背景技术
社会的不断发展和科技的进步，人们的日常生活对电能的需求呈现爆炸式增长。目前主要的电能生产方式为将不可再生资源转换为电能，如火力发电。同时，带来了众多环境问题，如酸雨、干旱、温室效应等。为了解决社会快速发展带来的负面问题，电机的高性能间接或者直接地起到了不可忽视的作用。电机作为设备驱动系统，它性能的优良直接关系到能量的使用情况。
其中，永磁同步电机有别于普通电机：一方面，转子上面带有磁钢片代替了绕线电励磁，使得电机整体结构简单，与同功率电机相比具有重量轻的特点；另一方面，永磁同步电机具有良好的电气性能，符合节能减排标准。本文涉及到的发明，基于三相异步电机的制造，研究并设计具有自启动功能的异步启动永磁同步电机的分段转子结构。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供一种紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，其设计结构合理并且能够在一定的程度上削弱了齿槽谐波、减小齿槽转矩和抑制转矩脉动。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，包括用于安装在电机内的转子铁芯，所述的转子铁芯的外圆周面上轴向开设有若干个嵌入槽，嵌入槽内镶嵌有用于实现电机启动性能的鼠笼条，转子铁芯的两端部上分别安装有转子前端板和转子后端板，所述的转子铁芯由上至下分为6段，每段由80个转子冲片叠合而成，相邻的两段相互之间顺时针旋转一个嵌入槽的位置，所述的转子冲片上开设有相互对称的用于改善电机气隙波形的左磁钢片安装槽口和右磁钢片安装槽口，左磁钢片安装槽口的两端面和右磁钢片安装槽口的两端面之间具有间距，左磁钢片安装槽口和右磁钢片安装槽口内镶嵌有用于改善电机齿槽转矩和谐波影响的分段磁钢片，所述的转子冲片上开设有用于实现机械性能的固定安装孔，固定安装孔设在左、右磁钢片安装槽口与嵌入槽之间。
为了能够实现该种类电机良好的启动性能，所述的鼠笼条采用黄铜材料的铜条。
所述的左磁钢片安装槽口和右磁钢片安装槽口均由第一槽口和与第一槽口相连通的第二槽口组成，第一槽口和第二槽口相互拼合形成“>”结构，第一槽口的一端部上具有向内延伸的第一折口，第二槽口的另一端部上具有向内延伸的第二折口，第一折口和第二折口相对称设置，第一折口和第二折口能够在配合安装分段磁钢片时能够限位分段磁钢片。
本发明的有益效果是，本发明的紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，采用此设计的转子结构，设计转子附带鼠笼条，省略变频启动器，实现电机的自启动功能；设计转子磁钢片安装槽口，转子的结构改善了气隙中谐波，使得工况下气隙波形近似于正弦波型；设计分段磁钢片，减少齿槽谐波和脉动，提高电机性能，在保护电机转子中磁钢片退磁现象的同时，延长电机的使用寿命；该电机具备较高的性能，不需要担心电机的铁芯损耗过大导致电机温升过高，影响定子线圈的绝缘，在一定的程度上削弱了齿槽谐波、减小齿槽转矩和抑制转矩脉动。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的转子冲片的结构示意图；
图3是本发明的左磁钢片安装槽口和右磁钢片安装槽口的结构示意图；
图4是本发明的第一转子铁芯的结构示意图；
图5是本发明的第二转子铁芯的结构示意图；
图6是本发明的第三转子铁芯的结构示意图；
图7是本发明的第四转子铁芯的结构示意图；
图8是本发明的第五转子铁芯的结构示意图；
图9是本发明的第六转子铁芯的结构示意图。
图中1.转子铁芯，2.鼠笼条，3.转子前端板，4.转子后端板，5.转子冲片，51.左磁钢片安装槽口，52.右磁钢片安装槽口，53.第一槽口，53-1.第一折口，54.第二槽口，54-1.第二折口，6.分段磁钢片,7.固定安装孔。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和图2所示的紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，包括用于安装在电机内的转子铁芯1，转子铁芯1的外圆周面上轴向开设有若干个嵌入槽，嵌入槽内镶嵌有用于实现电机启动性能的鼠笼条2，鼠笼条2采用黄铜材料的铜条，转子铁芯1的两端部上分别安装有转子前端板3和转子后端板4，转子铁芯1由上至下分为6段，每段由80个转子冲片5叠合而成，相邻的两段相互之间顺时针旋转一个嵌入槽的位置，转子冲片5上开设有相互对称的用于改善电机气隙波形的左磁钢片安装槽口51和右磁钢片安装槽口52，左磁钢片安装槽口51的两端面和右磁钢片安装槽口52的两端面之间具有间距，左磁钢片安装槽口51和右磁钢片安装槽口52内镶嵌有用于改善电机齿槽转矩和谐波影响的分段磁钢片6，转子冲片5上开设有用于实现机械性能的固定安装孔7，固定安装孔7设在左、右磁钢片安装槽口51、52与嵌入槽之间。
如图3所示的紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，左磁钢片安装槽口51和右磁钢片安装槽口52均由第一槽口53和与第一槽口53相连通的第二槽口54组成，第一槽口53和第二槽口54相互拼合形成“>”结构，第一槽口53的一端部上具有向内延伸的第一折口53-1，第二槽口54的另一端部上具有向内延伸的第二折口54-1，第一折口53-1和第二折口54-1相对称设置。
如图4～9所示的紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，如图4所示，将分段磁钢片6插入左、右磁钢片安装槽口51、52内形成转子铁芯1的第一段；如图5所示，将分段磁钢片6插入左、右磁钢片安装槽口51、52内形成转子铁芯1的第二段，第二段相对第一段，顺时针旋转一个嵌入槽的位置；如图6所示，将分段磁钢片6插入左、右磁钢片安装槽口51、52内形成转子铁芯1的第三段，第三段相对第二段，顺时针旋转一个嵌入槽的位置；如图7所示，将分段磁钢片6插入左、右磁钢片安装槽口51、52内形成转子铁芯1的第四段，第四段相对第三段，顺时针旋转一个嵌入槽的位置；如图8所示，将分段磁钢片6插入左、右磁钢片安装槽口51、52内形成转子铁芯1的第五段，第五段相对第四段，顺时针旋转一个嵌入槽的位置；如图9所示，将分段磁钢片6插入左、右磁钢片安装槽口51、52内形成转子铁芯1的第六段，第六段相对第五段，顺时针旋转一个嵌入槽的位置，在保护电机转子中磁钢片退磁现象的同时，延长电机的使用寿命；该电机具备较高的性能，不需要担心电机的铁芯损耗过大导致电机温升过高，影响定子线圈的绝缘，在设计过程中，通过AnsoftMaxwell等电磁仿真软件和实际加工，验证了该方案的可行性和有效性。
本发明的紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，首先，在结合实际生产和设计经验，利用生物进化算法算法，初步计算电机各个主要部件的尺寸；其次，基于多物理场域，如温度场、流体场、电磁场，利用电磁有限元软件进行耦合计算和优化电机，确认电机电磁设计和机械结构。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，其特征是：包括用于安装在电机内的转子铁芯(1)，所述的转子铁芯(1)的外圆周面上轴向开设有若干个嵌入槽，嵌入槽内镶嵌有用于实现电机启动性能的鼠笼条(2)，转子铁芯(1)的两端部上分别安装有转子前端板(3)和转子后端板(4)，所述的转子铁芯(1)由上至下分为6段，每段由80个转子冲片(5)叠合而成，相邻的两段相互之间顺时针旋转一个嵌入槽的位置，所述的转子冲片(5)上开设有相互对称的用于改善电机气隙波形的左磁钢片安装槽口(51)和右磁钢片安装槽口(52)，左磁钢片安装槽口(51)的两端面和右磁钢片安装槽口(52)的两端面之间具有间距，左磁钢片安装槽口(51)和右磁钢片安装槽口(52)内镶嵌有用于改善电机齿槽转矩和谐波影响的分段磁钢片(6)，所述的转子冲片(5)上开设有用于实现机械性能的固定安装孔(7)，固定安装孔(7)设在左、右磁钢片安装槽口(51、52)与嵌入槽之间。
2.根据权利要求1所述的紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，其特征是：所述的鼠笼条(2)采用黄铜材料的铜条。
3.根据权利要求1所述的紧凑型异步启动永磁同步电机分段转子结构，其特征是：所述的左磁钢片安装槽口(51)和右磁钢片安装槽口(52)均由第一槽口(53)和与第一槽口(53)相连通的第二槽口(54)组成，第一槽口(53)和第二槽口(54)相互拼合形成“>”结构，第一槽口(53)的一端部上具有向内延伸的第一折口(53-1)，第二槽口(54)的另一端部上具有向内延伸的第二折口(54-1)，第一折口(53-1)和第二折口(54-1)相对称设置。
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