CN201674372U - 自启动永磁同步电机及使用该电机的压缩机 - Google Patents

自启动永磁同步电机及使用该电机的压缩机 Download PDF

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黄辉
胡余生
陈东锁
张小波
刘健宁
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Abstract

本实用新型提供了一种自启动永磁同步电机及使用该电机的压缩机。自启动永磁同步电机包括：磁钢、包围磁钢的鼠笼、转子铁芯，鼠笼包括鼠笼条和设置在鼠笼条两端的端环，转子铁芯具有容纳鼠笼条的鼠笼槽和容纳磁钢的磁钢槽，磁钢槽为直槽，鼠笼槽为与转子铁芯的轴线相交成一定倾斜角度的斜槽。压缩机，包括前面所述的自启动永磁同步电机。本实用新型降低了电机气隙磁密的高次谐波、降低了电机噪声、降低了电机齿槽转矩、提高了电机启动能力。

Description

自启动永磁同步电机及使用该电机的压缩机
技术领域
本实用新型涉及一种自启动永磁同步电机及使用该电机的压缩机。
背景技术
如图1和图2所示，目前自启动永磁同步电机结构如下，自启动永磁同步电机中设有磁钢10、鼠笼20、转子铁芯30、绕组40和定子铁芯50。磁钢10和鼠笼20设置在转子铁芯30中。鼠笼20包围磁钢10并且鼠笼包括多个鼠笼条23和设置在鼠笼条两端的端环21。磁钢10设置在转子铁芯30中的磁钢槽31中。鼠笼条23设置在转子铁芯的鼠笼槽33中。为了方便磁钢的装配，转子铁芯中的磁钢槽31均采用直槽，因此，如图3所示，转子铁芯的鼠笼槽33也采用直槽。转子铁芯中的鼠笼槽和磁钢槽垂直于铁芯端面，如图4所示，鼠笼条23与端环21垂直。
但是现有的电机气隙磁密的高次谐波较高、电机噪声较大、电机齿槽转矩较高、电机启动能力较差。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种自启动永磁同步电机，以解决现有的电机气隙磁密的高次谐波较高、电机噪声较大、电机齿槽转矩较高、电机启动能力较差等问题。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种自启动永磁同步电机，包括：磁钢、包围磁钢的鼠笼、转子铁芯，鼠笼包括鼠笼条和设置在鼠笼条两端的端环，转子铁芯具有容纳鼠笼条的鼠笼槽和容纳磁钢的磁钢槽，磁钢槽为直槽，鼠笼槽为与转子铁芯的轴线相交成倾斜角度的斜槽。
进一步地，鼠笼槽沿转子铁芯轴线方向呈小于15度夹角的直线形。
进一步地，鼠笼槽沿转子铁芯轴线方向呈曲线形。
进一步地，鼠笼槽沿其转子铁芯轴线方向呈螺旋形。
进一步地，鼠笼条与鼠笼槽形状、数量相同且对应装配。
进一步地，鼠笼槽包括多个分鼠笼槽，多个分鼠笼槽均匀设置。
根据本实用新型的一个方面，还提供了一种压缩机，包括前面所述的自启动永磁同步电机。
由于鼠笼槽为与转子铁芯的轴线相交成一定倾斜角度的斜槽，根据单相感应电机原理，定子绕组和转子鼠笼之间的电磁耦合系数减小，相当于减小了定转子间的互感，增加了定转子间的漏抗，因而可以削弱齿谐波磁场引起的噪声。另外，根据永磁电机原理，增加定转子的漏抗，可以减小齿槽转矩。根据试验对比，电机的齿槽转矩由1580m Nm降为347m Nm，齿槽转矩降低了78％。所以降低了电机气隙磁密的高次谐波、降低了电机噪声、降低电机齿槽转矩、提高了电机启动能力。
附图说明
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本实用新型的附图示出了本实用新型的优选实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理。图中：
图1示出了现有的自启动永磁同步电机的分解结构；
图2示出了现有的自启动永磁同步电机的侧视结构；
图3示出了现有的自启动永磁同步电机的转子铁芯的侧视结构；
图4示出了现有的自启动永磁同步电机的鼠笼的展开结构；
图5示出了根据本实用新型的自启动永磁同步电机的转子铁芯的侧视结构；
图6示出了根据本实用新型的自启动永磁同步电机的鼠笼的展开结构；以及
图7示出了直槽和斜槽鼠笼电机的齿槽转矩波形图，其中，横坐标为转子位置，纵坐标为齿槽转矩。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
除了本实用新型的鼠笼槽33的形状以及鼠笼条23的形状与现有技术不同之外，根据本实用新型的自启动永磁同步电机的其他主要结构与现有技术相同。所以，如图1、图2和图5所示，根据本实用新型的自启动永磁同步电机包括：磁钢10、包围磁钢10的鼠笼20、转子铁芯30，鼠笼20包括鼠笼条23和设置在鼠笼条两端的端环21，转子铁芯30具有容纳鼠笼条23的鼠笼槽33和容纳磁钢10的磁钢槽31，如图5所示，根据本实用新型的自启动永磁同步电机的磁钢槽31为直槽，鼠笼槽33为与转子铁芯30的轴线相交成一定倾斜角度的斜槽。
由于鼠笼槽为与转子铁芯的轴线相交成一定倾斜角度的斜槽，根据单相感应电机原理，定子绕组和转子鼠笼之间的电磁耦合系数减小，相当于减小了定转子间的互感，增加了定转子间的漏抗，因而可以削弱齿谐波磁场引起的噪声。另外，根据永磁电机原理，增加定转子的漏抗，可以减小齿槽转矩。提高了电机启动能力
鼠笼槽33可以沿转子铁芯轴线方向呈小于15度夹角的直线形，鼠笼槽33为斜向上的槽型，这样，便于加工。
鼠笼槽33可以沿转子铁芯轴线方向呈曲线形，鼠笼槽33可以为各种形状的规则或不规则的曲线形，以便减小齿槽转矩。
鼠笼槽33可以沿转子铁芯轴线方向呈螺旋形。图7为采用直槽和斜槽鼠笼电机的齿槽转矩波形图，横坐标为转子位置，纵坐标为齿槽转矩。齿槽转矩的值为波形中峰峰值，其中齿槽转矩幅度较大的曲线为直槽鼠笼电机的齿槽转矩波形，幅度较小的曲线为斜槽鼠笼电机的齿槽转矩波形。
采用螺旋形斜槽后，某款电机的齿槽转矩由1580m Nm降为347m Nm，齿槽转矩降低了78％。
采用螺旋形斜槽既便于加工，又便于减小齿槽转矩，使齿槽转矩达到了一个比较合适的数值。
进一步地，如图5所示，鼠笼槽33包括多个分鼠笼槽，多个分鼠笼槽均匀设置，围绕转子铁芯的轴线均匀分布在转子铁芯的边缘。这样，既便于制作，也便于电机工作的稳定运行。
进一步地，鼠笼槽33冲制形成，这样成本低。进一步地，鼠笼20压铸形成，加工方便。冲压转子铁芯时，将鼠笼槽与磁钢槽分开冲制，使鼠笼槽呈螺旋形，磁钢槽成直槽，压铸鼠笼时鼠笼根据鼠笼槽的形状呈螺旋形。
根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种压缩机，其包括前面所述的自启动永磁同步电机。该压缩机降低了电机气隙磁密的高次谐波、降低了电机噪声、降低电机齿槽转矩、提高了电机启动能力。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自启动永磁同步电机，包括：磁钢(10)、包围所述磁钢(10)的鼠笼(20)、转子铁芯(30)，所述鼠笼(20)包括鼠笼条(23)和设置在鼠笼条两端的端环(21)，所述转子铁芯(30)具有容纳所述鼠笼条(23)的鼠笼槽(33)和容纳所述磁钢(10)的磁钢槽(31)，所述磁钢槽(31)为直槽，其特征在于：所述鼠笼槽(33)为与所述转子铁芯(30)的轴线相交成倾斜角度的斜槽。
2.根据权利要求1所述的自启动永磁同步电机，其特征在于，所述鼠笼槽(33)为沿所述转子铁芯轴线方向呈小于15度夹角的直线形。
3.根据权利要求1所述的自启动永磁同步电机，其特征在于，所述鼠笼槽(33)沿所述转子铁芯轴线方向呈曲线形。
4.根据权利要求3所述的自启动永磁同步电机，其特征在于，所述鼠笼槽(33)沿所述转子铁芯轴线方向呈螺旋形。
5.根据权利要求4所述的自启动永磁同步电机，其特征在于，所述鼠笼槽(33)包括多个分鼠笼槽，多个所述分鼠笼槽均匀设置。
6.根据权利要求5所述的自启动永磁同步电机，其特征在于，所述鼠笼条(23)与所述鼠笼槽(33)形状、数量相同且对应装配。
7.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的自启动永磁同步电机。
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