CN111404296A - 一种高启动转矩转子结构及制造方法 - Google Patents

一种高启动转矩转子结构及制造方法 Download PDF

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张文兵
张辉
张喜
段润群
罗勇
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Abstract

本发明公开了一种高启动转矩转子结构，包括转子，转子的周向表面设置有转子槽，以减小转子笼条的横截面积，从而增大转子回路电阻，进而提高电机的启动性能；本发明还提供一种制造上述高启动转矩转子结构的方法，在制作前采用有限元分析软件进行分析模拟，这样设计出的转子槽能够达到机械强度和转子电阻之间的最优解，从而提高电机的启动性能。

Description

一种高启动转矩转子结构及制造方法
技术领域
本发明属于电动机技术领域，尤其涉及一种高启动转矩转子结构及制造方法。
背景技术
异步电机已经广泛应用于自动化控制领域，具有结构简单，故障率低等较多优点，但是其机械特性较差，启动转矩较小。该电机更加适合于空载启动或者轻载启动场合，对于负荷较大的使用场合一般选用较大功率电机代替，从而存在大马拉小车的状况，浪费大量材料及其能源。
因此本领域技术人员致力于开发一种高启动转矩转子结构及制造方法。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高启动转矩转子结构。
为实现上述目的，本发明提供了一种高启动转矩转子结构，包括转子，所述转子的周向表面设置有转子槽。
所述转子槽斜向设置。
所述转子槽的底部高于所述转子的底部。
本发明还提供一种制造上述高启动转矩转子结构的方法，包括以下步骤：
S1.测量所述转子的尺寸规格；
S2.将所述尺寸规格和所述转子的材质输入有限元分析软件建模；
S3.输入多组所述转子槽规格至有限元分析软件，并对模型进行修改；
S4.启动所述有限元分析软件对修改后的模型进行分析，得到转子机械强度最佳且转子回路电阻最佳的一组所述转子槽规格；
S5.选用合适的刀具在所述转子上依据上述最佳规格加工出所述转子槽。
所述有限元分析软件为Ansys、Abaqus、LMS-Samtech、Algor、Femap/NX Nastran、Hypermesh、COMSOL Multiphysics、FEPG中的一种。
本发明的有益效果是：本发明的高启动转矩转子结构，包括转子，转子的周向表面设置有转子槽，以减小转子笼条的横截面积，从而增大转子回路电阻，进而提高电机的启动性能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，一种高启动转矩转子结构，包括转子1，所述转子1的周向表面设置有转子槽2。在本实施例中，所述转子槽2斜向设置。所述转子槽2的底部高于所述转子1的底部，转子槽2不是贯穿设置在转子1上，保证所述转子1的机械强度。
根据物理知识：电阻率描述导体导电性能的参数，对于由某种材料制成的柱形均匀导体，其电阻R与长度L成正比，与横截面积S成反比，即：R=ρl/s。我们减小横截面积，从而增大电阻。根据公式T=f(S)，根据二次函数极限，得S（m）=R2/X20 此时转矩最大，R2为转子绕组一相电阻，X20为转子不动时的一相感抗，S（m）为临界转差率此时TN最大， 所以改变R2来改变最大转矩时的临界转差率S（m）故采用合适的三相对称电阻，通常使转子回路电阻值R2=X20， S（m）=1最大转差率，最大转矩产生在启动瞬间，达到缩短启动时间，到达减小电流，最大启动转矩。
本发明还提供一种制造上述高启动转矩转子结构的方法，包括以下步骤：
S1.测量所述转子1的尺寸规格；
S2.将所述尺寸规格和所述转子1的材质输入有限元分析软件建模；
S3.输入多组所述转子槽2规格至有限元分析软件，并对模型进行修改；
S4.启动所述有限元分析软件对修改后的模型进行分析，得到转子机械强度最佳且转子回路电阻最佳的一组所述转子槽2规格；
S5.选用合适的刀具在所述转子1上依据上述最佳规格加工出所述转子槽2。
所述有限元分析软件为Ansys、Abaqus、LMS-Samtech、Algor、Femap/NX Nastran、Hypermesh、COMSOL Multiphysics、FEPG中的一种。
由上述方法设计出的转子槽能够达到机械强度和转子电阻之间的最优解，从而提高电机的启动性能。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高启动转矩转子结构，包括转子（1），其特征是：所述转子（1）的周向表面设置有转子槽（2）。
2.如权利要求1所述的高启动转矩转子结构，其特征是：所述转子槽（2）斜向设置。
3.如权利要求1所述的高启动转矩转子结构，其特征是：所述转子槽（2）的底部高于所述转子（1）的底部。
4.一种制造如权利要求1-3任一所述高启动转矩转子结构的方法，其特征是：包括以下步骤：
S1.测量所述转子（1）的尺寸规格；
S2.将所述尺寸规格和所述转子（1）的材质输入有限元分析软件建模；
S3.输入多组所述转子槽（2）规格至有限元分析软件，并对模型进行修改；
S4.启动所述有限元分析软件对修改后的模型进行分析，得到转子机械强度最佳且转子回路电阻最佳的一组所述转子槽（2）规格；
S5.选用合适的刀具在所述转子（1）上依据上述最佳规格加工出所述转子槽（2）。
5.如权利要求4所述的制造高启动转矩转子结构的方法，其特征是：所述有限元分析软件为Ansys、Abaqus、LMS-Samtech、Algor、Femap/NX Nastran、Hypermesh、COMSOLMultiphysics、FEPG中的一种。
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