CN202004553U - 一种自起动永磁同步电机v型槽转子 - Google Patents

一种自起动永磁同步电机v型槽转子 Download PDF

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沈建新
李鹏
杨光
张江
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Abstract

本实用新型公开的自起动永磁同步电机V型槽转子包括铁芯、永磁体、鼠笼导条和轴，铁芯具有成V型排列的槽，每两块置于V型槽中的永磁体构成一个磁极，在相邻V型槽顶部所对应的两根鼠笼导条之间设置轴向空气槽。也可以仅采用每个V型槽的底部相隔，形成V型槽中两块永磁体的磁桥。或者仅采用在相邻V型槽顶部所对应的两根鼠笼导条之间设置轴向空气槽。与目前国内外使用的V型槽转子相比，避免了起动过程中永磁体局部退磁的现象，同时也减小了稳态运行过程中转子内部的涡流损耗，对提高自起动永磁同步机的可靠性和稳态性能均有一定的效果。

Description

一种自起动永磁同步电机V型槽转子
技术领域
本实用新型涉及自起动永磁同步电机的转子。
背景技术
近年来自起动永磁同步电机越来越受到人们的重视，与异步电机相比，运行稳定性高，效率和功率因数都高于相同功率等级的异步电机，经济运行范围宽，在很多工业应用场合有望代替异步电机，但是永磁体的可靠性一直成为阻碍这种电机广泛应用的重要因素。就电机本体结构而言，已有的自起动永磁同步电机转子结构根据永磁体的摆放可以分为并联式、串联式和混合式结构。V型槽结构属于串联式结构的一种，现有V型槽转子铁芯如图1所示（以4极电机为例）。这种结构的转子包括铁芯1、鼠笼导条2、永磁体4和轴5，铁芯具有成V型排列的槽，每两块置于V型槽中的永磁体构成一个磁极。
这种V型转子存在以下问题：
1、起动过程中，转子内部磁路会发生严重畸变，容易造成永磁体局部发生不可逆失磁。
2、转子内磁密变化剧烈，增大了永磁体、鼠笼和铁芯内的涡流损耗，影响电机性能。
3、转子硅钢片的机械应力较差，转子的径向拉力仅仅由永磁体与鼠笼条之间的隔磁磁桥提供。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种效率高、可靠性高、机械应力强的自起动永磁同步电机转子。
为达上述目的，本实用新型有以下三种技术解决方案：
方案1
自起动永磁同步电机V型槽转子，包括铁芯、永磁体、鼠笼导条和轴，铁芯具有成V型排列的槽，每两块置于V型槽中的永磁体构成一个磁极，其特征在于：每个V型槽的底部相隔，形成V型槽中两块永磁体的磁桥，在相邻V型槽顶部所对应的两根鼠笼导条之间设置轴向空气槽。
方案2
自起动永磁同步电机V型槽转子，包括铁芯、永磁体、鼠笼导条和轴，铁芯具有成V型排列的槽，每两块置于V型槽中的永磁体构成一个磁极，其特征在于：每个V型槽的底部相隔，形成V型槽中两块永磁体的磁桥。
方案3
自起动永磁同步电机V型槽转子，包括铁芯、永磁体、鼠笼导条和轴（6），铁芯具有成V型排列的槽，每两块置于V型槽中的永磁体构成一个磁极，其特征在于：在相邻V型槽顶部所对应的两根鼠笼导条之间设置轴向空气槽。
上述的空气槽的横截面可以为长方形、梯型或椭圆形。
空气槽内也可以有铸铝导条，铸铝导条其与鼠笼导条共同构成转子鼠笼。
一般来讲，自起动永磁同步电机的起动电流倍数稍微比同功率等级的异步机大，起动时定子电流和感应产生的转子电流将产生很大的去磁磁势，正常情况下，该去磁磁势由一对极下的四个永磁体均匀承担，理想情况下永磁体是安全的，没有退磁的风险，但是现有的V型槽结构没有采取磁路优化的情况下，磁路发生畸变，导致该去磁磁势直接作用在部分永磁体的局部，起动过程中，永磁体容易发生局部失磁，并且逐步恶化直至永磁体全部失磁。本实用新型通过设置空气槽/或隔磁桥，避免了磁路发生畸变后永磁体局部失磁严重的现象。空气槽内可以铸铝或者不铸铝。在空气槽/或隔磁桥的作用下，有效减弱了起动过程中磁路畸变的程度，抑制了永磁体内部磁密的变化，而且保证了永磁体不会发生局部失磁的现象，同时降低了转子内部的损耗，提高了电机的效率。隔磁磁桥不仅优化了磁路，而且也为转子提供径向拉力，从而提高了电机的机械强度。
本实用新型的优点是：
1、机械强度高
V型槽底部设置的隔磁桥，不仅优化了磁路，提高了永磁体的可靠性，而且机械上可以提供径向的拉力，增强了转子的机械强度。
2、可靠性高
通过设置空气槽/或隔磁桥，避免了起动过程中永磁体局部失磁的现象，提高了电机的可靠性。
3、效率高
通过设置空气槽/或隔磁桥，使得永磁体和转子其他部位的磁密变化减弱，降低了转子涡流损耗，提高了电机的效率。
附图说明
图1 现有V型槽转子铁芯
图2是本实用新型方案1的自起动永磁同步电机转子径向截面图。
图中，1为铁芯，2为永磁体，3为鼠笼导条，4为空气槽，5为磁桥，6为轴。
具体实施方式
参照图2，自起动永磁同步电机V型槽转子包括铁芯1、永磁体2、鼠笼导条3和轴6，铁芯具有成V型排列的槽，每两块置于V型槽中的永磁体构成一个磁极，图示实例具有4个磁极，每个V型槽的底部相隔，形成V型槽中两块永磁体的磁桥，在相邻V型槽顶部所对应的两根鼠笼导条3之间设置轴向空气槽4。
本实用新型的自起动永磁同步电机V型槽转子也可以仅采用每个V型槽的底部相隔，形成V型槽中两块永磁体的磁桥。或者仅采用在相邻V型槽顶部所对应的两根鼠笼导条之间设置轴向空气槽。空气槽内可以有铸铝导条，铸铝导条与鼠笼导条3共同形成转子鼠笼。空气槽内也可以不铸铝。

Claims (4)

1.一种自起动永磁同步电机V型槽转子，包括铁芯(1)、永磁体(2)、鼠笼导条(3)、和轴(6)，铁芯具有成V型排列的槽，每两块置于V型槽中的永磁体构成一个磁极，其特征在于：在相邻V型槽顶部所对应的两根鼠笼导条(3)之间设置轴向空气槽(4)。
2.根据权利要求1所述的自起动永磁同步电机V型槽转子，其特征在于：每个V型槽的底部相隔，形成V型槽中两块永磁体(2)的磁桥(5)。
3.根据权利要求1所述的自起动永磁同步电机V型槽转子，其特征在于：空气槽(4)的横截面为长方形、梯型或椭圆形。
4.根据权利要求1或3所述的自起动永磁同步电机V型槽转子，其特征在于：空气槽(4)内有铸铝导条，铸铝导条与鼠笼导条(3)共同构成转子鼠笼。 
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