CN1375912A

CN1375912A - 一种变频调速三相交流永磁同步电动机

Info

Publication number: CN1375912A
Application number: CN 02117626
Authority: CN
Inventors: 刘硕成; 檀硕春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2002-10-23

Abstract

本发明涉及一种变频调速三相交流永磁同步电动机。它包括:定子绕组和永磁转子等。其特征在于定子绕组均采用星形接线。设计基频为50Hz、100Hz、150Hz和250Hz时,电机定子每相绕组的导体数和导体截面积分别以50Hz为参照,导体数分别为50Hz的0.7、0.58、0.5、0.45倍,导体截面积应是50Hz的1.414、1.73、2、2.24倍。所述转子永磁体和导磁金属铁芯各占转子周长的一半。永磁体所产生的磁密度应是定子电磁铁磁密度的三分之一。所述转子鼠笼的导电金属条个数是按定子铁芯槽数的0.81－0.92倍来设计。本发明具有降低电机内部铜、铁损耗、调频时确保转差率为零、高效和节电等优点。

Description

一种变频调速三相交流永磁同步电动机

技术领域

本发明涉及一种三相交流永磁同步电动机。

背景技术

传统的Y系列异步电动机包括：定子、定子绕组、转子和机壳等。该种电机存在着如下缺点：首先是电机转子的铜损和铁损较大，一般所述的两种损耗能占总损耗的17％左右，随着电机内部温升降低，其定子铜损和铁损成正比例增大；其次是异步电机存在转差率大的缺点，一般在10％以内，造成电机效率和输出功率的降低，第三是起动的扭矩较小。

发明内容

本发明所述变频调速三相交流永磁同步电动机，不但可以变频调速，还可工频运行；可以降低电机转子的内部损耗问题，并且在调频时，保证电机转差率为零；能够有效地提高电机效率和改善功率因数。

本发明所述一种变频调速三相交流永磁同步电动机，包括壳体、前轴承、后轴承、前端盖、后端盖、定子、定子绕组、永磁转子、风叶、风叶罩和电机接线板；转子由永磁铁、导磁铁芯、导电金属条和导电金属端环组成；所述永磁铁由若干对按N-S极相间隔排列于鼠笼转子表面的凹槽内；导电金属条与转子轴线平行或成一定倾角设置于转子内，导电金属条两端与转子两端的金属端环相连接，构成鼠笼式的闭合回路；所述转子铁芯与电机转轴实现非隔磁直接连接；其特征在于：所述定子绕组无论功率大小，均采用星形接线；以基础频率为50赫兹的标准定子绕组导体数和导体截面积为参照，设计100赫兹、150赫兹、200赫兹、250赫兹基频时，电机定子每相绕组的导体数分别为50赫兹导体数的0.7、0.58、0.5、0.45倍，而所述绕组的导体截面积应是50赫兹的导体截面积1.414、1.73、2、2.24倍；所述转子永磁体和导磁金属铁芯各占转子周长的一半，即磁缸上的永磁体和转子铁芯沿圆周等长；该永磁体厚度按所产生的密度要求确定，永磁体所产生的磁密度应是定子电磁铁磁密度的三分之一；所述转子鼠笼的导电金属条个数是按定子铁芯槽数的0.81-0.92倍来确定；每根导电金属条的截面积是按电机堵电流的7倍容易来设计；导电金属端环截面积按电机堵电流的21倍容量来设计。

本发明所述一种变频调速三相交流永磁同步电动机与传统的同步电动机相比具有如下优点：

1.转子是以稀土永磁为主制做而成；转子本身不受任何外部影响，因此具备了一个完整的旋转磁场，转子的消耗为零。

2.由于转子本身具备一个完整的旋转磁场，减轻了定子对转子的感应电流，导致定子温升下降，受其影响，定子的铜耗和铁耗都会大为减小。

3.在调频时，不管电压、电流如何变化，它的速率是随频率变化，其转差率为零。

4.本发明所述三相交流永磁同步电动机，经天津电机研究所的电机检测站第十八号站严格的检测表明：功率1.5KW，极数4，频率50赫兹，额定电压380V，额定电流2.6A，效率89.8％，功率因数0.96，温升25.3℃。普通Y系列三相异步电动机性能批示如下：Y901-4型，功率1.5KW，电压380V，额定电流3.7A，频率50HZ，效率79，功率因数0.79，温升80℃。

本发明所述电动机输入功率：

普通Y系列三相异步电动机输入功率：相比节电：1923.8W-1642.8W＝281W，节电率：281W÷1923.8W＝0.146，即14.6％。

5.本发明所述电动机的机座中心高80mm-280mm，功率为0。55KW-90KW，极数为：2、4、6、8、10，基数为50、100、150、200、250赫兹。

6.本发明既可工频运转，也可变频调速；既节电、高效，又能保证功率和扭矩的输出。

附图说明

图1是本发明所述一种变频调速三相交流永磁同步电动机的基频为50ZH的定子绕组与永磁转子的示意图。

图2是本发明所述一种变频调速三相交流永磁同步电动机的基频为100ZH的定子绕组与永磁转子的示意图。

图3是本发明所述一种变频调速三相交流永磁同步电动机的基频为150ZH的定子绕组与永磁转子的示意图。

图4是本发明所述一种变频调速三相交流永磁同步电动机的基频为200ZH的定子绕组与永磁转子的示意图。

图5是本发明所述一种变频调速三相交流永磁同步电动机的基频为250ZH的定子绕组与永磁转子的示意图。

图6是本发明所述一种变频调速三相交流永磁同步电动机的永磁转子结构示意图。

附图中部件编号说明：

1.永磁体、2.转子导电铁芯、3.电机转轴、4.转子内部扇叶、5.导电金属端环。

具体实施方式

本发明所述变频调速三相交流永磁同步电动、由壳体、前轴承、后轴承、前端盖、后端盖、定子、定子绕组、转子鼠笼和转子铁芯及永磁铁组成的转子组成，在转子铁芯两端还有风叶、风叶罩。在转子表面镶嵌了按N-S极成对称形式布置的永磁体，其极对数按电机的极数。永磁铁的宽、厚度及磁场强度依电动机的极数、铁芯型号及功率大小而定。每块永磁体之间被导磁金属隔开。每相邻的N-S两块永磁铁之间通过导磁金属材料形成磁场回路。当定子线圈中通过三相交流电时，定子绕组中的电流交变旋转磁场作用于N极永磁铁和S极永磁铁上，带动N-S极永磁铁随旋转磁场同步旋转，N-S极永磁铁随旋转磁场同步旋转的同时，两个磁极之间也形成了两个闭合的磁场，使两个磁极之间的导磁金属中产生了交变磁场和交变电流。这些交变电流通过转子铁芯中的金属条与转子两端的金属环形成的闭合回路流动，减少了磁滞现象，使定子绕组中的各种损耗减少到最低，从而也大大减少了定子绕组各种损耗，使电动机不但能够实现完全与电网同步，而且使功率因数和效率大幅度提高，并达到与电网同步转速。

图1中，反映的是基频为50赫兹的一个实施例图。其中三相定子绕组为六个极相组设计，转子的永磁体按一对磁极设计，转子中的导电金属条为20根。

图2中，反映的是基频为100赫兹的一个实施例图。其中三相定子绕组为十二个极相组设计组，转子的永磁体按二对磁极设计，转子中的导电金属条为33根。

图3中，反映的是基频为150赫兹的一个实施例图。其中三相定子绕组为十八个极相绕组设计，转子的永磁体按三对磁极设计，转子中的导电金属条为33根。

图4中，反映的是基频为200赫兹的一个实施例图。其中三相定子绕组为二十四个极相绕组设计，转子的永磁体按四对磁极设计，转子中的导电金属条为44根。

图5中，反映的是基频为250赫兹的一个实施例图。其中三相定子绕为三十个极相绕组设计，转子的永磁体按五对磁极设计，转子中的导电金属条为58根。

Claims

1.一种变频调速三相交流永磁同步电动机，包括壳体、前轴承、后轴承、前端盖、后端盖、定子、定子绕组、永磁转子、风叶、风叶罩和电机接线板；转子由永磁铁、导磁铁芯、导电金属条和导电金属端环组成；所述永磁铁由若干对按N-S极相间隔排列于鼠笼转子表面的凹槽内；导电金属条与转子轴线平行或成一定倾角设置于转子内，导电金属条两端与转子两端的金属端环相连接，构成鼠笼式的闭合回路；所述转子铁芯与电机转轴实现非隔磁直接连接；其特征在于：所述定子绕组无论功率大小，均采用星形接线；以基础频率为50赫兹的标准定子绕组导体数和导体截面积为参照，设计100赫兹、150赫兹、200赫兹、250赫兹基频时，电机定子每相绕组的导体数分别为50赫兹导体数的0.7、0.58、0.5、0.45倍，而所述绕组的导体截面积应是50赫兹的导体截面积1.414、1.73、2、2.24倍；所述转子永磁体和导磁金属铁芯各占转子周长的一半，即磁缸上的永磁体和转子铁芯沿圆周等长；该永磁体厚度按所产生的密度要求确定，永磁体所产生的磁密度应是定子电磁铁磁密度的三分之一；所述转子鼠笼的导电金属条个数是按定子铁芯槽数的0.81-0.92倍来确定；每根导电金属条的截面积是按电机堵电流的7倍容易来设计；导电金属端环截面积按电机堵电流的21倍容量来设计。