CN202513698U - 一种异步起动永磁同步电动机转子 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及异步起动永磁同步电动机，具体是一种异步起动永磁同步电动机转子。本实用新型解决了现有异步起动永磁同步电动机转子机械强度低、漏磁系数大的问题。一种异步起动永磁同步电动机转子包括钢轴和铸铝鼠笼转子；铸铝鼠笼转子外圈均匀分布有若干个鼠笼槽；铸铝鼠笼转子断面均匀分布有偶数个径向矩形永磁体槽；径向矩形永磁体槽顶部与鼠笼槽底部之间构成偶数个隔磁磁桥；钢轴上按极性均匀分布有偶数个弧形永磁体；各个径向矩形永磁体槽的内端均留有开口。本实用新型基于全新结构，有效解决了现有异步起动永磁同步电动机转子机械强度低、漏磁系数大的问题，适用于各种异步起动永磁同步电动机。

Description

一种异步起动永磁同步电动机转子

技术领域

本实用新型涉及异步起动永磁同步电动机，具体是一种异步起动永磁同步电动机转子。 

背景技术

异步起动永磁同步电动机由定子和转子组成。其中，异步起动永磁同步电动机的转子的磁路结构又可分为径向磁路结构、切向磁路结构、混合式磁路结构。实践表明，采用切向磁路结构和混合式磁路结构的转子普遍存在机械强度低、漏磁系数大的问题。 

具体分析如下：一、如图1、图2所示，采用切向磁路结构的转子包括钢轴1和铸铝鼠笼转子2；铸铝鼠笼转子2外圈均匀分布有若干个鼠笼槽3；铸铝鼠笼转子断面均匀分布有偶数个径向矩形永磁体槽4；钢轴1表面压装有非导磁套7；铸铝鼠笼转子内圈压装于非导磁套7外表面；径向矩形永磁体槽4顶部与鼠笼槽3底部之间部分、矩形永磁体槽4低部和非导磁体之间部分为偶数个隔磁磁桥5；径向矩形永磁体槽4内安装有矩形永磁体9。下面结合图1、图2进行分析：如图1所示，钢轴和铸铝鼠笼转子之间为紧配合。隔磁磁桥的数目是转子极数的两倍以上，隔磁磁桥起到防止漏磁的作用，又是漏磁的通道。如图2所示，力T1T2、T3T4共同构成了铸铝鼠笼转子对钢轴的压力，力N则是钢轴对铸铝鼠笼转子的支承反作用力。在转子受到扭矩后，钢轴与铸铝鼠笼转子之间会有摩擦力出现以阻止二者相对转动，此时力T3T4对转子内各部件起到抱合作用。由于力T3T4较小，在扭矩达到一定程度时不能将转子内各部件抱得很紧，便会有较大的扭矩集中在转子的几个隔磁磁桥上。由于隔磁磁桥从减少漏磁的角度通常设计为薄板状，其抗弯曲能力较差，因此电机在长期的正反向运行中就会出现疲劳损坏。另外，采用切向磁路结构的转子还经常发生断轴现象。如图1所示，非导磁套的作用是防止矩形永磁体在底部的漏磁。由于非导磁套具有一定厚度，为了保证转子有足够的磁通量，非导磁套通常会设计占去钢轴的一定空间，从而使钢轴的直径变小。通常电机在一般负载条件下，钢轴尚且能够满足强度要求。但当有冲击负荷或超过允许负荷时，钢轴就会出现破坏点，长期运行就会出现疲劳破坏，即发生断轴现象。如果要保证钢轴的机械强度，就要被迫减少永磁体的用量，然而这又会影响电机的其它技术参数。二、如图3所示，采用混合式磁路结构的转子包括钢轴1和铸铝鼠笼转子2；铸铝鼠笼转子2外圈均匀分布有若干个鼠笼槽3；铸铝鼠笼转子1断面均匀分布有偶数个径向矩形永磁体槽4和偶数个周向矩形永磁体槽8；铸铝鼠笼转子2内圈压装于钢轴1表面；径向矩形永磁体槽4顶部与鼠笼槽3底部之间部分为偶数个隔磁磁桥5；径向矩形永磁体槽4和周向矩形永磁体槽8内均安装有矩形永磁体9。下面结合图3进行分析：如图3所示，钢轴和铸铝鼠笼转子之间为紧配合。隔磁磁桥的数目是转子极数的两倍以上，隔磁磁桥起到防止漏磁的作用，又是漏磁通道。周向矩形永磁体槽内的矩形永磁体构成径向磁路，径向矩形永磁体槽内的矩形永磁体构成切向磁路。通过对比图3和图1可知，图3中采用周向矩形永磁体槽取代了图1中的非导磁套，其目的是防止径向矩形永磁体槽内的矩形永磁体在底部的漏磁，同时又为转子提供一定量的磁通。由于周向矩形永磁体槽到非导磁套的距离较大，该铸铝鼠笼转子的内环基本上承载了铸铝鼠笼转子与钢轴的紧配合。由此可知，转子处于静态时，其隔磁磁桥不受力。也就是说，转子处于静态时，其内各部件（不含钢轴）没有抱紧的力。而在实际中，径向矩形永磁体槽内的矩形永磁体与径向矩形永磁体槽之间通常存在一定的间隙。因而当转子受到扭矩作用时，全部扭矩都会作用在几个隔磁磁桥上。由于隔磁磁桥通常设计为薄板状，其抗弯曲能力较差，因此电机长期正反向运行势必导致隔磁磁桥处发生疲劳破坏。而如果径向矩形永磁体槽内的矩形永磁体与径向矩形永磁体槽的间隙过大，转子在扭矩作用下便会因隔磁磁桥的弯曲变形而发生扭曲变形，进而失效。 

基于上述分析，针对现有异步起动永磁同步电动机转子机械强度低、漏磁系数大的问题，有必要发明一种全新的异步起动永磁同步电动机转子。 

发明内容

本实用新型为了解决现有异步起动永磁同步电动机转子机械强度低、漏磁系数大的问题，提供了一种异步起动永磁同步电动机转子。 

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种异步起动永磁同步电动机转子，包括钢轴和铸铝鼠笼转子；铸铝鼠笼转子外圈均匀分布有若干个鼠笼槽；铸铝鼠笼转子断面均匀分布有偶数个径向矩形永磁体槽；各个径向矩形永磁体槽均与其中一个鼠笼槽相对应，径向矩形永磁体槽顶部与鼠笼槽底部之间构成偶数个隔磁磁桥；径向矩形永磁体槽内安装有矩形永磁体；钢轴上按极性均匀分布有偶数个弧形永磁体，相邻两个弧形永磁体的极性不同，且相邻两个弧形永磁体之间留有间隙；各个径向矩形永磁体槽的内端均留有开口，且各个开口分别与各个间隙相对应；铸铝鼠笼转子内圈压装于各个弧形永磁体外侧面。所述开口的大小和形状均根据实际需要而定。 

工作时，弧形永磁体构成径向磁路，径向矩形永磁体槽内的矩形永磁体构成切向磁路。弧形永磁体作为钢轴和铸铝鼠笼转子之间的连接部件，取代了现有转子中的非导磁套，起到了防止径向矩形永磁体槽内的矩形永磁体在底部的漏磁的作用，同时又为转子提供了磁通。径向矩形永磁体槽内侧留有开口的作用如下：其一，将现有转子中的隔磁磁桥的数目减少了二分之一，即相当于减少了二分之一的漏磁，由此可以适当减少矩形永磁体的用量，降低电机制造成本。其二，改变了转子内部的受力状态。由于减少了现有技术转子中位于铸铝鼠笼转子内侧的隔磁磁桥，使得力T1T2降为零，钢轴与铸铝鼠笼转子之间紧配合的力全部来自力T3T4。由于力T3T4全部作用于铸铝鼠笼转子外侧，通过设计适当的钢轴与铸铝鼠笼转子之间的配合公差，使得力T3T4足够大，将转子内各部件抱紧形成一刚体。此时作用于转子上的扭矩即完全分解在转子的各个部位，作用于隔磁磁桥上的扭矩便会很小。因此，在满足同样机械强度的前提下，与现有转子中的隔磁磁桥相比，本实用新型所述的异步起动永磁同步电动机转子的隔磁磁桥可以设计得更薄，其漏磁更少，由此可以进一步减少永磁体的用量，进一步降低电机制造成本。基于上述过程，本实用新型所述的异步起动永磁同步电动机转子即有效解决了现有异步起动永磁同步电动机转子机械强度低、漏磁系数大的问题。 

本实用新型基于全新结构，有效解决了现有异步起动永磁同步电动机转子机械强度低、漏磁系数大的问题，适用于各种异步起动永磁同步电动机。 

附图说明

图1是采用切向磁路结构的现有技术转子的结构示意图。 

图2是图1的局部示意图。 

图3是采用混合式磁路结构的现有技术转子的结构示意图。 

图4是本实用新型的结构示意图。 

图5是本实用新型的铸铝鼠笼转子冲片的结构示意图。 

图中：1-钢轴，2-铸铝鼠笼转子，3-鼠笼槽，4-径向矩形永磁体槽，5-隔磁磁桥，6-弧形永磁体，7-非导磁套，8-周向矩形永磁体槽，9-矩形永磁体；T1T2、T3T4表示铸铝鼠笼转子隔离体上隔磁磁桥上所受的力，N表示钢轴对铸铝鼠笼转子的支承反作用力。 

具体实施方式

一种异步起动永磁同步电动机转子，包括钢轴1和铸铝鼠笼转子2；铸铝鼠笼转子2外圈均匀分布有若干个鼠笼槽3；铸铝鼠笼转子2断面均匀分布有偶数个径向矩形永磁体槽4；各个径向矩形永磁体槽4均与其中一个鼠笼槽3相对应，径向矩形永磁体槽4顶部与鼠笼槽3底部之间构成偶数个隔磁磁桥5；径向矩形永磁体槽4内安装有矩形永磁体9；钢轴1上按极性均匀分布有偶数个弧形永磁体6，相邻两个弧形永磁体6的极性不同，且相邻两个弧形永磁体6之间留有间隙；各个径向矩形永磁体槽4的内端均留有开口，且各个开口分别与各个间隙相对应；铸铝鼠笼转子2内圈压装于各个弧形永磁体6外侧面； 

各个开口的形状和尺寸是任意的；

本实用新型适用于极数不同的异步起动永磁同步电动机。

Claims (1)

1.一种异步起动永磁同步电动机转子，包括钢轴（1）和铸铝鼠笼转子（2）；铸铝鼠笼转子（2）外圈均匀分布有若干个鼠笼槽（3）；铸铝鼠笼转子（2）断面均匀分布有偶数个径向矩形永磁体槽（4）；各个径向矩形永磁体槽（4）均与其中一个鼠笼槽（3）相对应，径向矩形永磁体槽（4）顶部与鼠笼槽（3）底部之间构成偶数个隔磁磁桥（5）；径向矩形永磁体槽（4）内安装有矩形永磁体（9）；其特征在于：钢轴（1）上按极性均匀分布有偶数个弧形永磁体（6），相邻两个弧形永磁体（6）的极性不同，且相邻两个弧形永磁体（6）之间留有间隙；各个径向矩形永磁体槽（4）的内端均留有开口，且各个开口分别与各个间隙相对应；铸铝鼠笼转子（2）内圈压装于各个弧形永磁体（6）外侧面。

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