CN200959540Y

CN200959540Y - 高能效高起动转矩稀土永磁同步电动机

Info

Publication number: CN200959540Y
Application number: CN 200520090127
Authority: CN
Inventors: 陈冶频; 陈天亨
Original assignee: CHENG YEPIN
Current assignee: CHENG YEPIN
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2015-04-08

Abstract

高能效高起动转矩稀土永磁同步电动机。针对目前稀土永磁电动机起动转矩低、起动电流大、起动困难、运行稳定性差等问题，本实用新型的转子为铁磁体覆合实心结构，在转子铁芯的外表面设有覆合层。铁磁体实心转子结构具有起动转矩大、起动电流小的特点。覆合层可调整电阻、磁导，进一步提高起动品质因数和力能指标，本实用新型的起动转矩倍Tst/Te＝3.5～4.0，起动电流倍数Ist/Ie＜6.5、起动品质因数(Qst＝Tst/Ist)较一般稀土永磁电动机提高1.5倍以上。起动性能改善的同时，也保证了运行的稳定性。

Description

高能效高起动转矩稀土永磁同步电动机

所属技术领域

本实用新型属于电机技术领域。

背景技术

二十世纪八十年代中期，第三代稀土磁钢---钕铁硼(NdFeB)的问世引发了电机行业的重大变革。国内外，各种类型的稀土永磁电动机相继出现，以其较强的固有磁场(永磁体)作励磁源，取代了感应式电机传统的电励磁系统，使电机运行原理发生了根本变化。其智能、力能程度是普通感应式异步电机、同步电机无法比拟的。随着研制、开发的深入发展，不同结构型式的稀土永磁电动机竟相投放市场，性能各有千秋，然而，大部分稀土永磁电动机的转子为冲片铸铝结构，仍存在起动转矩低、起动电流大、起动困难、运行稳定性差等问题，有的电机为了提高起动性能，不得不牺牲运行性能，造成力能指标下降，节电不明显。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种具有高能效、高起动转矩的稀土永磁电动机，既提高起动性能，又提高电机的力能指标，以解决目前存在的问题。本实用新型的目的是通过附图所示的技术方案实现的，稀土永磁电动机包括定子(1)、转子(2)、前端盖(4)、轴承(5)、后端盖(10)、风扇(11)，风扇罩(12)，定子(1)由机座(13)、定子铁芯(14)、定子绕组(15)所组成，转子(2)由转轴(3)、转子铁芯(16)、隔磁环(17)、永磁体(18)、槽楔(19)、覆合层(20)、矩形槽(22)、梯形槽(23)、小槽(24)、小槽板(21)、端板(8)所组成，其特征在于转子(2)为铁磁体覆合实心结构，在转子铁芯(16)的外表面设有覆合层(20)。

本实用新型运行原理如下：

铁磁体覆合实心转子，既导电、又导磁，集电场和磁场双重作用为一体。当定子绕组通以三相交流电后，所形成的旋转磁场，在转子铁芯中感生二次电流。这种电流没有直观的回路可闭合，呈分布状态，具有涡流性质。当旋转磁场与感生涡流相作用时，同样可以形成电磁转矩，转动运行。本实用新型采用异步起动，同步运行原理。当定子绕组通电后形成的旋转磁场与转子体内感生涡流相作用形成电磁转矩的同时，又以同步速率切割永磁体固有磁场，形成发电机制动力矩、电流的负序分量，形成磁阻负序力矩，产生阻尼作用。当转速达亚同步转速时，在足够大的牵入转矩作用下，经振荡，转子固有磁场实现与旋转磁场相吸合，完成一个十分复杂的瞬变过程，带载牵入同步，正常运行。

由于使用铁磁体实心转子结构，本实用新型具有较高的起动转矩，较小的起动电流(堵转电流)和较高的力能指标，即具有较高的起动品质因数(Qst＝Tst/Ist)，解决了稀土永磁电动机起动困难的主要矛盾。在此条件下，再在转子铁芯外表面设有覆合层，可调节转子的阻抗值，根据电机起动过程中电流集肤效应原理，调整覆合层的电阻、磁导，可进一步提高起动转矩。

起动品质因数(Qst＝Tst/Ist)提高后，就有充分裕度将稀土永磁电动机的效率和功率因数推向高峰，并使峰值点向轻载转移，获取良好的运行特性，实现突出的节电效果。

本实用新型的有益效果如下：以其一个规格TXXQ225M-6/30KW对照通用的Y系列电动机Y225M-6/30KW，在额定条件下，性能指标对比，即可看出本实用新型的优势。

本实用新型起动转矩倍数Tst/Te＝3.5～4.0，起动电流倍数Ist/Ie＜6.5，起动品质因数(Qst＝Tst/Ist)较一般稀土永磁电动机提高1.5倍以上。起动性能改善的同时，也保证了运行的稳定性。

应用于不同负载及在不同的负载率下，其工作电流下降率为20～50％；有功节电率为15～45％；无功节电率在60％以上，达到了综合节能降耗目的。由于效率和功率因数曲线平直，轻载特性较好，节电更为突出。

由于铁磁体覆合实心转子结构所形成电磁转矩的特殊性，改变了电磁转矩与电压的函数关系，从而大幅度提高起动转矩，从根本上解决了因网路承载能力差，导致较大的电压降落，影响稀土永磁电动机起动性能的矛盾，扩大了应用领域。

本实用新型，具有较硬的机械特性，可在带有冲击性周期交变负荷的油田游梁式抽油机；具有软负载特性的泵类、风机类、压缩机类型设备；在对转速有恒定要求的纺织、化纤、印染、造纸等动力设备配套；在不频繁起动长期运行的各类负载动力设备配套方面，均有广泛的应用和突出的节电效果。

附图说明

附图1是本实用新型产品整机剖视图。

附图2是转子铁芯剖视图。

图1-图2中：1、定子；2、转子；3、转轴；4、前端盖；5、轴承；6、吊环；7、出线盒；8、端板；9、轴承内盖；10、后端盖；11、风扇；12、风扇罩；13、机座；14、定子铁芯；15、定子绕组；16、转子铁芯；17、隔磁环；18、永磁体；19、槽楔；20、覆合层；21、小槽板；22、矩形槽；23、梯形槽；24、小槽。

具体实施方式

本实施例保持了Y系列(IP44)三相异步电动机相应规格的外形尺寸和安装尺寸，电机结构参照图1。

转子结构参照图2和图1。转子铁芯(16)与隔磁环(17)和转轴(3)相连接固定，转子铁芯(16)外表面设有覆合层(20)。在转子铁芯(16)上根据电机极数，径向加工有上下相连通的矩形槽(22)和梯形槽(23)以及小槽(24)。矩形槽内镶嵌有永磁体(18)，在永磁体(18)上梯形槽(23)内装入槽楔(19)，径向压紧固定永磁体(18)，在小槽(24)内装有小槽板(21)，转子铁芯(16)两端用端板(8)轴向固定永磁体(18)。

Claims

1.高能效高起动转矩稀土永磁同步电动机，包括定子、转子、前端盖、轴承、后端盖、风扇、风扇罩，定子由机座、定子铁芯、定子绕组所组成，转子由转轴、转子铁芯、隔磁环、永磁体、槽楔、矩形槽、梯形槽、端板所组成，其特征在于转子为铁磁体覆合实心结构，在转子铁芯的外表面设有覆合层。