CN2245295Y - 自起动永磁同步电动机 - Google Patents

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董录凤
卢慧芬
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Abstract

自起动永磁同步电动机，采用瓦形磁钢和鼠笼转子相结合的方法。在转子圆周外表面上一部分是磁钢，磁钢内侧铁心上布置导条；另一部分贴近微体表面的导条。两部分导条的两端各有一个连成一体的端环。与目前国内外使用的将磁钢嵌入铁心内部的结构相比，具有结构工艺简单、磁钢利用好，适用极数或转速范围宽等优点。

Description

自起动永磁同步电动机
本实用新型涉及永磁同步电动机。
自起动永磁同步电动机是近年来随着永磁材料的发展而发展起来的一种新型同步电动机。它的定子与一般电励磁同步电动机或异步电动机相仿，转子由永久磁钢及鼠笼构成。和传统的电励磁同步电动机相比具有能自起动、效率高、无滑环、不需激磁电源、成本低等优点，因此在许多场合得到了较为广泛的应用。已有的自起动永磁同步电动机转子结构按磁力线从磁钢表面发出方向区分，主要有下述几种形式(以四极为例)：
1、切向式结构
如图1所示，条形磁钢呈辐射状嵌入冲片槽中，转子轴用非导磁材料。
2、径向式结构
如图2所示，条形磁钢的宽面平行于转轴嵌入冲片槽中，转子轴用导磁材料。
3、混合式结构
如图3所示，结构是上两种形式的结合，转子轴用导磁材料。
上述几种结构存在下列问题：
1、漏磁大、磁钢利用差。
由于考虑结构工艺因素，通常转子冲片冲成整片。这样磁钢插入槽中后，极间漏磁很大，减少了主磁通，也就是降低了磁钢的利用率。尤其在大气隙的情况下漏磁更大。
2、结构工艺性差。
采用现有结构，在转子组装后整体充磁时，难于充到饱和，对高性能稀土磁钢尤其如此。
3、在极数少(尤其是两极)时，条形磁钢的面积远远小于极靴表面面积，气隙磁密很低，有效材料得不到充分利用。
本实用新型的目的是：提供一种简单可靠、工艺性能好、磁钢利用率高，又能适合于少极数(尤其是两极)永磁同步电动机。
为了达到上述目的，本实用新型采用在转子表面安装磁钢，并且具有起动鼠笼的转子结构。磁钢采用瓦形片状，装于转子表面，磁钢内侧布置鼠笼导条。磁钢沿园周方向宽度占每极弧长的适当比例，极区的其余部份的导磁体直径与磁钢外径相等，贴近导磁体外表面也布置有鼠笼导条。两部份导条的两端有一个连成一体的端环。鼠笼的作用是产生起动力矩，使电机加速到能将永磁转子牵入同步为止。瓦形永久磁钢的作用是产生同步力矩，保证电机的负载运行。由于磁钢在转子表面，漏磁很小。转子与磁钢的安装也很简单，结构工艺性好。同时，磁钢总面积占转子表面面积的三分之二左右，主磁通量大，电机性能好。
本实用新型的优点是：
1、结构简单、工艺性好。
由于磁钢安装于电机转子外表面，磁钢的粘结和覆盖简单，而且容易实现组装后整体充磁。鼠笼转子的制造与常规异步电机相同。
2、由于磁钢安装于转子表面，极间漏磁非常小，磁钢利用率高。
3、能适合于少极数同步电动机。高速同步电机在风机水泵类负载上有广泛应用前景。
4、能够运用到需要大气隙的电机上，例如屏蔽电机等。传统结构的永磁同步电动机在气隙加大后其磁钢除了工作点降低以外，漏磁也将大为增加，通常气隙达几毫米以上时已不适合采用，而采用本结构则气隙增大时漏磁增加却很少。
下面对附图作一说明：
图1至图3为现技术的四极永磁同步电动机转子结构的几种形式。
图1为切向结构；
图2为径向结构；
图3为混合结构；
图4为本实用新型转子横截面图以二极为例，也可以四极或更多极。
图中：1为磁钢，2为导磁体，3为转子轴，4为鼠笼导条，5为定子。
电机的定子结构与一般的永磁同步电动机类似。转子主要由永久磁钢1、导磁体2、转子轴3、鼠笼导条4等所组成。永久磁钢1为径向充磁，形状为瓦形，紧贴导磁体2的外表面，其极弧宽度约占圆周表面的三分之二；磁钢1内侧的导磁体2内有内鼠笼，鼠笼导条4镶嵌于导磁体2之中，它与外鼠笼由同一端环联接。除磁钢外的剩余部份外圆周为鼠笼结构，导体的两端各有一个将它们联在一起的端环。其工作原理如下：
起动时定子绕组通电，在电机气隙中产生旋转磁场。该磁场穿过磁钢1、导磁体2，在导条4中产生感应电势，从而在鼠笼导条4内产生感应电流，该电流产生与定子磁场同步的转子磁场。定转子磁场相互作用推动转子旋转，当转速升高到一定时，永磁磁场将转子牵入同步运行。进入同步后鼠笼中感应电流为零，鼠笼就不起作用了。

Claims (3)

1、一种自起动永磁同步电动机，由定子、鼠笼、导磁体及永久磁钢构成，其特征是：沿转子圆周外表面一部份是磁钢(1)，另一部份是嵌于导磁体中的鼠笼导条(4)，两者相间成对称布置，在鼠笼导条(4)的两端各有一个连成一体的端环。
2、如权利要求1所述的自起动永磁同步电动机，其特征是：转子上的磁钢(1)为瓦形片状，径向充磁，安装于转子外表面。
3、如权利要求1或2所述的自起动永磁同步电动机，其特征是：转子磁钢(1)内侧的导磁体(2)中也布置有鼠笼导条(4)，该鼠笼导条(4)的两端分别与端环相连。
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