CN204906035U - 一种永磁转子、永磁电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁转子、永磁电机及压缩机，涉及电机领域，提供一种永磁转子，用于为电机提供永磁转子，提供持续的磁通量的作用。本实用新型的永磁转子包括：铁芯、永磁体组合、填充物，其中，所述永磁体组合的持续磁通量用于建立转子磁场，永磁体组合间隔排列并固定于铁芯，永磁体组合数量为n，n≥2，永磁体组合由m个永磁体组成，m≥1，各永磁体组合与铁芯贴合面极性相同，所述填充物为非导磁材料，所述填充物设置于永磁体组合之间。本实用新型主要用于永磁电机，通过永磁转子提供持续的磁通量，既可以提高电机功率因数，提高电机工作效率，启动电流变小，启动扭矩增大，同时可以减少转子绕组的热能消耗，延长电机使用寿命。

Description

一种永磁转子、永磁电机及压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种电机领域，特别涉及一种永磁转子、永磁电机及压缩机。

背景技术

电机是风机、泵、压缩机、机床、传输带、纺织机等各种设备的驱动装置，广泛应用于冶金、石化、化工、煤炭、建材、公用设施等多个行业和领域，是用电量最大的耗电机械。据统计测算，2011年，我国电机保有量约17亿千瓦，总耗电量约3万亿千瓦时，占全社会总用电量的64％，其中工业领域电机总用电量为2.6万亿千瓦时，约占工业用电的75％。

目前，电机使用过程中存在着以下几个方面的问题。首先，在电机应用工况中，负载率往往都不足，使得电机效率很低。例如，纺织厂中得空气压缩机普遍选型为最高压力7.5bar,由于纺织机的升级改造及节能减排的意识加强和降低成本的需要，现在纺织厂使用压缩空气压力通常为4bar～5bar,这样就是的空气压缩机的负载比例下降，电机效率大幅下降，使的“大马拉小车”的现象更为严重。

其次，异步电机应用广泛，异步电机转子绕组会以发热形式消耗部分电能，该损耗约占电机总损耗的20％～30％，电机的效率降低，同时影响电机的使用寿命。同时，转子绕组励磁电流折算到定子绕组后呈感性电流，使进入定子绕组的电流落后于电网电压一个角度，造成电机的功率因数降低。

再次，异步电机起动时，要求电机具有足够大的起动转矩，但又希望起动电流不要太大，以免电网产生过大的电压降落而影响接在电网上的其他电机和电气设备的正常运行。此外，起动电流过大时，将使电机本身受到过大电做力的冲击，如果经常起动，还有使绕组过热的危险。因此，异步电机的起动设计往往面临着两难选择。

综上，传统异步电机存在功率因数低，电机工作效率低，启动电流大，影响电网稳定，转子绕组以发热形式消耗电能，电机使用寿命受影响等方面的问题。为解决上述问题，国外的学者提出了永磁同步电机的概念，即在传统异步电机的结构上，通过将转子绕组变为永磁转子，构成永磁转子同步电机。通过永磁转子可以给电机提供磁通，在定子绕组中感应出电动势，减少励磁电流，从而既可以提高电机功率因数，提高电机工作效率，启动电流变小，启动扭矩增大，同时可以减少转子绕组的热能消耗，延长电机使用寿命，节能效果突出。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种永磁转子及电机，能满足驱动空气压缩机、风机、泵、机床、传输带、纺织机的要求。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种永磁转子，包括：铁芯、永磁体组合、填充物，其中，所述永磁体组合的持续磁通量用于建立转子磁场，永磁体组合间隔排列并固定于铁芯，永磁体组合数量为n，n≥2，永磁体组合由m个永磁体组成，m≥1，各永磁体组合与铁芯贴合面极性相同，所述填充物为非导磁材料，所述填充物设置于永磁体组合之间。

在优选的实施方式中，所述永磁转子圆周表面设置非导磁保护套。

在优选的实施方式中，所述非导磁保护套与永磁体组合之间为过盈配合。

在优选的实施方式中，所述永磁体组合与铁芯贴合面为S极，永磁体组合外面为N极。

在优选的实施方式中，所述单个永磁体为瓦片状。

在优选的实施方式中，所述铁芯为硅钢片材料。

相对于现有技术，本实用新型所述的永磁转子具有以下优势：

本实用新型提供的永磁转子，包括：铁芯、永磁体组合、填充物，其中，所述永磁体组合的持续磁通量用于建立转子磁场，永磁体组合间隔排列并固定于铁芯，永磁体组合数量为n，n≥2，永磁体组合由m个永磁体组成，m≥1，各永磁体组合与铁芯贴合面极性相同，所述填充物为非导磁材料，所述填充物设置于永磁体组合之间。由此分析可知，由于本实用新型采用永磁体组合代替异步电机转子的线圈，通过永磁转子可以给电机提供磁通，在定子绕组中感应出电动势，减少励磁电流，从而既可以提高电机功率因数，提高电机工作效率，启动电流变小，启动扭矩增大，同时可以减少转子绕组的热能消耗，延长电机使用寿命，节能效果突出。另外，本实用新型永磁体组合间隔排列，且中间设置填充物，在满足转子提供量的基础上，尽量较少永磁体的使用量。同时，为了保证转子在高速旋转过程中，永磁体组合由于巨大的离心力而被甩离，永磁转子圆周表面设置非导磁保护套，且非导磁保护套与永磁体组合之间为过盈配合，保障了永磁转子系统的机械稳定性。

本实用新型还提供了一种永磁电机，包括上述任一所述的永磁转子、主轴、定子、基座、壳体，所述永磁转子固定于主轴上，所述定子环绕永磁转子设置，所述定子设置于壳体内，所述壳体与主轴之间通过轴承连接。

在优选的实施方式中，所述壳体与基座之间紧固连接。

在优选的实施方式中，永磁电机还包括风叶、风罩，所述风叶设置于主轴上，风罩与壳体之间紧固连接。

所述永磁电机与上述永磁转子相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型还提供了一种压缩机,所述压缩机由上述任一所述的电机驱动。

所述压缩机与上述永磁转子相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的永磁转子立体结构示意图(未画出非导磁保护套)；

图2为本实用新型实施例提供的另一种永磁转子立体结构示意图(未画出非导磁保护套)；

图3为本实用新型实施例提供的永磁转子剖视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的永磁电机剖视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的永磁电机应用框图。

附图标记：

1-永磁体；2-填充物；3-铁芯；

4-非导磁保护套；5-定子；6-轴承；

7-壳体；8-基座；9-风叶；

10-风罩。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的永磁转子立体结构示意图(未画出非导磁保护套)。图3为本实用新型实施例提供的永磁转子剖视结构示意图。

结合图1和图3所示，本实用新型提供的永磁转子，包括：铁芯3、永磁体组合、填充物2，其中，所述永磁体组合的持续磁通量用于建立转子磁场，永磁体组合间隔排列并固定于铁芯3，永磁体组合数量为六，永磁体组合由三个永磁体1组成，各永磁体组合与铁芯3贴合面极性相同，所述填充物2为非导磁材料，所述填充物2设置于永磁体组合之间。

相对于现有技术，本实用新型实施例所述的永磁转子具有以下优势：

本实用新型提供的永磁转子，包括：铁芯3、永磁体组合、填充物2，其中，所述永磁体组合的持续磁通量用于建立转子磁场，永磁体组合间隔排列并固定于铁芯3，永磁体组合数量为六，永磁体组合由三个永磁体1组成，各永磁体组合与铁芯3贴合面极性相同，所述填充物2为非导磁材料，所述填充物2设置于永磁体组合之间。由此分析可知，由于本实用新型采用永磁体组合代替异步电机转子的线圈，通过永磁转子可以给电机提供磁通，在定子绕组中感应出电动势，减少励磁电流，既可以提高电机功率因数，提高电机工作效率，启动电流变小，启动扭矩增大，同时可以减少转子绕组的热能消耗，延长电机使用寿命，节能效果突出。另外，本实用新型永磁体组合间隔排列，且中间设置填充物，在满足转子提供量的基础上，尽量较少永磁体的使用量。

此处需要说明的是，在本实施例中，三个永磁体组成一个永磁体组合。同时需要说明的是，所谓非导磁材料是指铁钴镍及其合金以外的金属及其对应合金。

图2为本实用新型实施例提供的另一种永磁转子立体结构示意图(未画出非导磁保护套)。图3为本实用新型实施例提供的永磁转子剖视结构示意图。

结合图2和图3所示，本实用新型提供的永磁转子的另一种实施方式，包括：铁芯3、永磁体组合、填充物2，其中，所述永磁体组合的持续磁通量用于建立转子磁场，永磁体组合间隔排列并固定于铁芯3，永磁体组合数量为六，永磁体组合由五个永磁体1组成，各永磁体组合与铁芯3贴合面极性相同，所述填充物2为非导磁材料，所述填充物2设置于永磁体组合之间。

此处需要说明的是，与上述实施例不同之处在于，在本实施例中，五个永磁体组成一个永磁体组合，本实施例技术优势与上述实施例相当，此处不再赘述。

如图2所示，为了保证转子在高速旋转过程中，永磁体组合由于巨大的离心力而被甩离，永磁转子圆周表面设置非导磁保护套4，且非导磁保护套4与永磁体组合之间为过盈配合，保障了永磁转子系统的机械稳定性。

如图1、图2所示，为了保证永磁转子的正常工作，所述永磁体组合与所述铁芯3贴合面极性相同，具体地，所述永磁体组合与铁芯贴合面为S极，永磁体组合外面为N极。

如图1、图2所示，为了保证单个永磁体1与铁芯3之间的有效配合，永磁体1具体形状为瓦片状，以便更好地与铁芯之间配合。

如图1、图2所示，为了保证永磁转子的最大磁导率，铁芯3为硅钢片材料。

图4为本实用新型实施例提供的永磁电机剖视结构示意图。

如图4所示，本实用新型提供的永磁电机，包括上述任一所述的永磁转子、主轴6、定子5、基座8、壳体7，所述永磁转子固定于主轴6上，所述定子5环绕永磁转子设置，所述定子5设置于壳体7内，所述壳体7与主轴6之间通过轴承连接。

此处需要说明的是，本实施例提供的永磁电机设置有上述任一所述的永磁转子，在实际应用中，为实现异步电机的节能改造，在现有异步电机的基础上，通过将现有异步电机的转子绕组改变为上述任一所述的永磁转子，即可实现永磁电机节能效果，也可以实现现有异步电机的再制造，降低了异步电机节能改造的成本。永磁电机的技术优势已经描述，此处不再赘述。

如图4所示，为了保证永磁电机的整体稳定性，所述壳体7和基座8之间紧固连接。

如图4所示，为了保证永磁电机的散热性能，所述风叶9设置于主轴6上，风罩10与壳体7之间紧固连接。

图5为本实用新型实施例提供的永磁电机应用框图。

如图5所示，为了降低电机驱动压缩机时的能耗，所述压缩机由上述任一所述的电机驱动。

上述任一所述的永磁电机和驱动器之间通过频率控制和转速反馈，可以有效地带动空气压缩机正常工作，在此情况下，永磁电机通过永磁转子可以给电机提供磁通，在定子绕组中感应出电动势，减少励磁电流，从而既可以提高电机功率因数，提高电机工作效率，启动电流变小，启动扭矩增大，同时可以减少转子绕组的热能消耗，延长电机使用寿命，节能效果突出。同样的原理，上述任一所述的永磁电机也可以有效地带动风机、泵、机床、传输带、纺织机等正常工作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种永磁转子，其特征在于，包括：铁芯、永磁体组合、填充物，其中，所述永磁体组合的持续磁通量用于建立转子磁场，永磁体组合间隔排列并固定于铁芯，永磁体组合数量为n，n≥2，永磁体组合由m个永磁体组成，m≥1，各永磁体组合与铁芯贴合面极性相同，所述填充物为非导磁材料，所述填充物设置于永磁体组合之间。

2.如权利要求1所述的一种永磁转子，其特征在于，所述永磁转子圆周表面设置非导磁保护套。

3.如权利要求2所述的一种永磁转子，其特征在于，所述非导磁保护套与永磁体组合之间为过盈配合。

4.如权利要求1所述的一种永磁转子，其特征在于，所述永磁体组合与铁芯贴合面为S极，永磁体组合外面为N极。

5.如权利要求1所述的一种永磁转子，其特征在于，所述单个永磁体为瓦片状。

6.如权利要求1所述的一种永磁转子，其特征在于，所述铁芯为硅钢片材料。

7.一种永磁电机，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的永磁转子、主轴、定子、基座、壳体，所述永磁转子固定于主轴上，所述定子环绕永磁转子设置，所述定子设置于壳体内，所述壳体与主轴之间通过轴承连接。

8.如权利要求7所述的一种永磁电机，其特征在于，所述壳体与基座之间紧固连接。

9.如权利要求7或8所述的一种永磁电机，其特征在于，还包括风叶、风罩，所述风叶设置于主轴上，风罩与壳体之间紧固连接。

10.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机由权利要求7-9任一所述的电机驱动。