CN108023454A - 一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机 - Google Patents

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李新华
易梦云
崔舜宇
刘光华
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夏仁杰
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Abstract

本发明涉及一种同步电机，尤其是涉及一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，包括转子和定子，其特征在于，所述定子上周向设有至少四个U形槽组，每个U形槽组包括至少一个U形槽，U形槽由定子上端面轴向开至定子下端面；U形槽两端设有导条槽，中部设有磁钢槽，磁钢槽和导条槽之间通过磁障连通；U形槽的两端为闭口，铁氧体磁钢插入U形槽中部的磁钢槽内，U形槽两端的导条槽上设有起动笼。因此，本发明具有如下优点：1、成本低，导条工艺简单，结构安全可靠。2、电机起动性能好，稳态性能优异。高效率、高功率因数。

Description

一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机
技术领域
本发明涉及一种同步电机，尤其是涉及一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机。
背景技术
普通异步电机效率及功率因数相对低不符合国家近年来大力推广的高能效标准。传统异步起动永磁同步电机以稀土永磁材料作电机磁钢，稀土永磁材料价格昂贵使得异步起动永磁同步电机难以普及。铁氧体永磁材料价格便宜性能较好可用来替代稀土永磁材料。
传统异步起动永磁同步电机较高的成本制约了它的普及，由于铁氧体剩磁和矫顽力相较于钕铁硼较低，异步起动铁氧体电机在电磁设计方面会与异步起动钕铁硼电机存在不同。异步起动钕铁硼电机转子为单层磁钢槽，起动笼导条均匀分布在转子铁心中。而异步起动铁氧体电机转子需要采用多层磁钢槽结构，还要布置异步起动笼，导致转子径向尺寸十分紧张。
发明内容
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，包括转子和定子，其特征在于，所述定子上周向设有至少四个U形槽组，每个U形槽组包括至少一个U形槽，U形槽由定子上端面轴向开至定子下端面；U形槽两端设有导条槽，中部设有磁钢槽，磁钢槽和导条槽之间通过磁障连通；U形槽的两端为闭口，铁氧体磁钢插入U形槽中部的磁钢槽内，U形槽两端的导条槽上设有起动笼。
本发明创造性的提出一种非对称的起动笼设计，即起动笼导条并不是均匀分布在转子表面，而只是分布在q轴一定区间的转子铁心中，这样可以适当增加转子磁钢槽的层数，如变二层为三层，以提高磁阻转矩。起动笼采用铝棒和铝环制作，铝棒与铝环之间通过焊接成一体
在上述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，每个U形槽组包括三个U形槽，由定子圆心径向向外依次叠加设置，且U形槽组中的三个U形槽两端均为闭口，U形槽两端端部与定子外壁之间设有隔磁桥。
在上述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，所述起动笼包括两根铝导条，两个铝导条插入U形槽的的两端，且铝导条的长度大于定子的长度，铝环固定在定子上端面铝导条的突出端，另一铝环固定在定子下端面铝导条的突出端。
在上述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，磁钢槽和导条槽的宽度大于磁障的宽度，磁障的宽度为U形槽的宽度。
在上述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，所述转子为筒状，内壁周向设有定子槽，定子槽轴向由转子上端面开至下端面；定子设置在转子内。
在上述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，所述定子槽数为30个、四个U形槽组构成24个导条槽。
在上述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，所述铝导条的截面为矩形，磁钢槽的截面为矩形。
因此，本发明具有如下优点：1、成本低，导条工艺简单，结构安全可靠。2、电机起动性能好，稳态性能优异。高效率、高功率因数。
附图说明
附图1是本发明的部分转子结构主视结构示意图；。
附图2是本发明的部分转子立体结构主视结构示意图。
附图3是本发明的部分转子立体结构主视结构示意图(去除铝环)。
附图4是本发明的本发明的转子立体结构主视结构示意图。
附图5是本发明的定子立体结构主视结构示意图。
附图6是本发明的本发明的立体结构主视结构示意图(去除铝环)。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
图1中1为转子铁心，2为铁氧体磁钢(各层磁钢均可由两种规格的磁钢拼接而成)，3为起动笼导条(方形铝导条)，起动笼采用3铝导条和4铝环制作，铝棒与铝环之间通过焊接成一体。导条槽和磁钢槽通过5磁障相连，起动笼导条非均匀分布在转子铁心中，其分布规律主要取决于电机的起动能力和磁钢尺寸，6为隔磁桥(其尺寸由电机电磁性能以及转子结构安全决定)。图5中，7为电机定子，8为定子槽。定子槽与转子槽由于采用特殊转子结构，其槽配合为非常规槽配合(图中定子槽数30、转子槽数24)，槽配合取决于电机的起动能力和牵入同步能力决定。
电机7定子外径、定子内径以及1转子内径(即轴径)参考同规格异步电机，7定子铁心长度小于同规格异步电机(即功率密度提高)。采用三层2磁钢结构与非均匀起动笼既可以充分利用磁阻转矩以提高功率因数又能利用有限的转子空间结构，2铁氧体磁钢在起动过程中仅第一层角落位置出现些许退磁不影响电机性能。5磁障两侧内不放置磁钢因为起动过程电枢反应剧烈会使两侧磁钢产生不可逆退磁影响电机安全。3铝导条尺寸由起动能力和牵入同步能力决定，方形导条结构简单便于生产且用于本专利中电机起动能力强且牵入同步时间短。6隔磁桥宽度适中，既不会应为太宽而使磁钢漏磁严重导致反电动势下降电机电流增加电机效率及功率因数下降也不会因为太窄而威胁转子结构安全。气隙长度大于同规格异步电机，可以削弱气隙磁场中的谐波含量使气隙磁场畸变率更低更趋近正弦波形，电机拥有更好的稳态性能(主要包括稳态电流大小、转矩脉动率)。8定子槽尺寸不同于同规格异步电机，根据电机稳态性能确定。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，包括转子和定子，其特征在于，所述定子上周向设有至少四个U形槽组，每个U形槽组包括至少一个U形槽，U形槽由定子上端面轴向开至定子下端面；U形槽两端设有导条槽，中部设有磁钢槽，磁钢槽和导条槽之间通过磁障连通；U形槽的两端为闭口，铁氧体磁钢插入U形槽中部的磁钢槽内，U形槽两端的导条槽上设有起动笼。
2.根据权利要求1所述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，其特征在于，每个U形槽组包括三个U形槽，由定子圆心径向向外依次叠加设置，且U形槽组中的三个U形槽两端均为闭口，U形槽两端端部与定子外壁之间设有隔磁桥。
3.根据权利要求1所述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，其特征在于，所述起动笼包括两根铝导条，两个铝导条插入U形槽的的两端，且铝导条的长度大于定子的长度，铝环固定在定子上端面铝导条的突出端，另一铝环固定在定子下端面铝导条的突出端。
4.根据权利要求1所述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，其特征在于，磁钢槽和导条槽的宽度大于磁障的宽度，磁障的宽度为U形槽的宽度。
5.根据权利要求1所述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，其特征在于，所述转子为筒状，内壁周向设有定子槽，定子槽轴向由转子上端面开至下端面；定子设置在转子内。
6.根据权利要求5所述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，其特征在于，所述定子槽数为30个、四个U形槽组构成24个导条槽。
7.根据权利要求1所述的一种新型异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电机，其特征在于，所述铝导条的截面为矩形，磁钢槽的截面为矩形。
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