CN107302295B - 具有切断绕组功能的永磁同步电机转子 - Google Patents

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Abstract

本发明提出具有切断绕组功能的永磁同步电机转子，用于永磁同步电机的异步启动，所述转子包括输出轴和顺序固定于输出轴处的永磁转子、异步启动转子；所述永磁转子、异步启动转子、输出轴同轴设置；所述异步启动转子内设多个启动绕组；所述输出轴处设有多个断开转速不同的离心开关；所述离心开关与启动绕组一一对应相连且使各绕组的初始状态为闭合导通；当电机启动时，定子的旋转磁场在异步启动转子绕组内产生感应电流并驱动异步启动转子旋转，所述离心开关随输出轴转速提升而逐个断开启动绕组，当全部启动绕组均被离心开关断开时，永磁转子进入与定子旋转磁场匹配的牵入同步状态；本发明能在永磁同步电机启动过程中提供可变的牵入转矩。

Description

具有切断绕组功能的永磁同步电机转子
技术领域
本发明涉及电动机领域，尤其是具有切断绕组功能的永磁同步电机转子。
背景技术
永磁同步电动机具有节能的特点，但其启动时的牵入同步比较困难，目前常用的启动方式包括以异步绕组提供启动力的方式，如能提升牵入转矩，将有利于永磁电机的启动，但永磁电机启动过程所需的牵引力矩是不同的，如何在永磁电机启动过程，以合理的成本来根据启动转速提供不同的牵引力矩，是一个研究方向。
发明内容
本发明提出具有切断绕组功能的永磁同步电机转子，能在永磁同步电机启动过程中提供可变的牵入转矩。
本发明采用以下技术方案。
具有切断绕组功能的永磁同步电机转子，用于永磁同步电机的异步启动，所述转子包括输出轴和顺序固定于输出轴处的永磁转子、异步启动转子；所述永磁转子、异步启动转子、输出轴同轴设置；所述异步启动转子内设多个启动绕组；所述输出轴处设有多个断开转速不同的离心开关；所述离心开关与启动绕组一一对应相连且使各绕组的初始状态为闭合导通；当电机启动时，定子的旋转磁场在异步启动转子绕组内产生感应电流并驱动异步启动转子旋转，所述离心开关随输出轴转速提升而逐个断开启动绕组，当全部启动绕组均被离心开关断开时，永磁转子进入与定子旋转磁场匹配的牵入同步状态。
所述永磁转子为柱形，永磁体固定于柱形永磁转子的侧壁表面处。
所述异步启动转子为柱形，柱形启动转子的顶面处设有绕组端部，绕组端部处设有绕组凸台，所述绕组凸台上设有触点，所述启动绕组与触点相连；所述离心开关与触点相配合，使各绕组的导通状态随输出轴转速改变而改变。
所述触点为钨银合金触点。
所述启动绕组长度是定子长度的1/5~1/4，绕组数量为两组以上。
所述离心开关为双速离心开关，包括第一离心开关和第二离心开关，当第二离心开关达到第二离心开关的第一断开转速时，第二离心开关推动第一离心开关使第一离心开关闭合，当第二离心开心达到第二离心开关的第二断开转速时，第二离心开关断开。
设永磁转子所需的最低启动转速为S；当输出轴转速从0升至0.2S以上时，第一离心开关断开；当输出轴转速升至0.75S~0.85S区间时，第二离心开关推动第一离心开关与绕组凸台触点闭合，当输出轴转速升至0.9S~0.95S区间时第二离心开关断开。
本发明由于采用了多个离心开关，可以根据输出轴在启动过程中达到的速度，来灵活断开参与启动作业的启动绕组，永磁电机刚启动时输出轴转速低，参与启动作业的启动绕组数量多，使得刚启动时的牵引转矩大，让电机能顺利启动，而当永磁电机启动转速达到一定值后，本产品切断部分启动绕组，提升异步启动转子的转速，从而让永磁转子顺利地进入牵引同步。
本发明由于把永磁转子和异步启动转子分开，使得两个转子的磁力不会相互干扰，从而能更精确地控制电动机的启动作业，也更便于维护；而且当永磁转子进入牵入同步状态后，异步启动转子内的启动绕组即全部断开，不再因感应磁场而产生无功功率，从而提升了电动机的效率。
本发明仅以少量离心开关就能在电机启动时根据输出轴转速提供不同的牵引力矩，成本低，易于实施，而且容易设计。
本发明创造性地利用多个离心开关形成可随转速变化而相互作用的开关阵列，第二离心开关能根据转速变化来调整第一离心开关的状态，使得本发明对电机启动能施以更细致的牵引力策略。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的示意图；
附图2是本发明的永磁转子示意图；
附图3是本发明的异步启动转子的示意图；
附图4是全部绕组均导通时的示意图；
附图5是全部绕组均断开时的示意图；
图中：1-永磁体；2-启动绕组；3-绕组凸台；4-永磁转子；5-异步启动转子；6-离心开关；7-输出轴。
具体实施方式
如图1-3所示，具有切断绕组功能的永磁同步电机转子，用于永磁同步电机的异步启动，所述转子包括输出轴7和顺序固定于输出轴7处的永磁转子4、异步启动转子5；所述永磁转子4、异步启动转子5、输出轴7同轴设置；所述异步启动转子5内设多个启动绕组2；所述输出轴7处设有多个断开转速不同的离心开关6；所述离心开关6与启动绕组2一一对应相连且使各绕组的初始状态为闭合导通；当电机启动时，定子的旋转磁场在异步启动转子绕组内产生感应电流并驱动异步启动转子旋转，所述离心开关随输出轴转速提升而逐个断开启动绕组，当全部启动绕组均被离心开关断开时，永磁转子进入与定子旋转磁场匹配的牵入同步状态。
所述永磁转子为柱形，永磁体固定于柱形永磁转子的侧壁表面处。
所述异步启动转子为柱形，柱形启动转子的顶面处设有绕组端部，绕组端部处设有绕组凸台，所述绕组凸台上设有触点，所述启动绕组与触点相连；所述离心开关与触点相配合，使各绕组的导通状态随输出轴转速改变而改变。
所述触点为钨银合金触点。
所述启动绕组长度是定子长度的1/5~1/4，绕组数量为两组以上。
所述离心开关为双速离心开关，包括第一离心开关和第二离心开关，当第二离心开关达到第二离心开关的第一断开转速时，第二离心开关推动第一离心开关使第一离心开关闭合，当第二离心开心达到第二离心开关的第二断开转速时，第二离心开关断开。
设永磁转子所需的最低启动转速为S；当输出轴转速从0升至0.2S以上时，第一离心开关断开；当输出轴转速升至0.75S~0.85S区间时，第二离心开关推动第一离心开关与绕组凸台触点闭合，当输出轴转速升至0.9S~0.95S区间时第二离心开关断开。

Claims (3)

1.具有切断绕组功能的永磁同步电机转子，用于永磁同步电机的异步启动，其特征在于：所述转子包括输出轴和顺序固定于输出轴处的永磁转子、异步启动转子；所述永磁转子、异步启动转子、输出轴同轴设置；所述异步启动转子内设多个启动绕组；所述输出轴处设有多个断开转速不同的离心开关；所述离心开关与启动绕组一一对应相连且使各绕组的初始状态为闭合导通；当电机启动时，定子的旋转磁场在异步启动转子绕组内产生感应电流并驱动异步启动转子旋转，所述离心开关随输出轴转速提升而逐个断开启动绕组，当全部启动绕组均被离心开关断开时，永磁转子进入与定子旋转磁场匹配的牵入同步状态；
所述异步启动转子为柱形，柱形启动转子的顶面处设有绕组端部，绕组端部处设有绕组凸台，所述绕组凸台上设有触点，所述启动绕组与触点相连；所述离心开关与触点相配合，使各绕组的导通状态随输出轴转速改变而改变；
所述启动绕组长度是定子长度的1/5~1/4，绕组数量为两组以上；
所述离心开关为双速离心开关，包括第一离心开关和第二离心开关，当第二离心开关达到第二离心开关的第一断开转速时，第二离心开关推动第一离心开关使第一离心开关闭合，当第二离心开心达到第二离心开关的第二断开转速时，第二离心开关断开；
设永磁转子所需的最低启动转速为S；当输出轴转速从0升至0.2S以上时，第一离心开关断开；当输出轴转速升至0.75S~0.85S区间时，第二离心开关推动第一离心开关与绕组凸台触点闭合，当输出轴转速升至0.9S~0.95S区间时第二离心开关断开；
所述转子以多个离心开关形成可随转速变化而相互作用的开关阵列，第二离心开关能根据转速变化来调整第一离心开关的状态。
2.根据权利要求1所述的具有切断绕组功能的永磁同步电机转子，其特征在于：所述永磁转子为柱形，永磁体固定于柱形永磁转子的侧壁表面处。
3.根据权利要求1所述的具有切断绕组功能的永磁同步电机转子，其特征在于：所述触点为钨银合金触点。
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