專利名稱：一種寬調(diào)速永磁同步電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機技術(shù)，特別是涉及一種寬調(diào)速永磁同步電機的技術(shù)。
背景技術(shù)：
如圖3所示，現(xiàn)有永磁同步電機都包括定子M和轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子都由同軸固接的轉(zhuǎn)軸21、轉(zhuǎn)子軛22，及軸對稱固定于轉(zhuǎn)子軛22外周面的多個永磁磁極23組成。永磁同步電機提高電機功率密度和效率的有效途徑是充分利用磁阻功率，但是現(xiàn)有永磁同步電機中，各永磁磁極之間均存在著空隙，因此其直軸磁路(圖3中的d’軸)必須通過永磁磁極，其交軸磁路(圖3中的q’軸)通過空氣(即各永磁磁極之間的空隙)，由于但是永磁磁極的磁阻很大(接近空氣)，因此現(xiàn)有永磁同步電機的直軸磁路(d’軸)與相鄰永磁磁極間的交軸磁路(q’軸)的磁阻和電感基本相同，沒有凸極效應(yīng)和磁阻轉(zhuǎn)矩，呈并激電機特性，不便于弱磁擴速和恒功率調(diào)速，是典型的隱極磁路電機。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種便于弱磁擴速和恒功率調(diào)速的寬調(diào)速永磁同步電機。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種寬調(diào)速永磁同步電機，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子同軸套設(shè)于定子內(nèi)，且與定子之間具有氣隙；所述定子包括定子磁軛和定子繞組，所述定子磁軛呈環(huán)狀，其內(nèi)圈軸對稱設(shè)有多個定子凹槽，所述定子繞組嵌設(shè)于各定子凹槽內(nèi)；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子軛及多個永磁磁極，所述轉(zhuǎn)子軛與轉(zhuǎn)軸同軸固接，各永磁磁極軸對稱固定于轉(zhuǎn)子軛的外周面，其特征在于所述永磁磁極是徑向磁化磁鋼，各永磁磁極的兩側(cè)邊緣各設(shè)有一隔磁磁轎；
所述轉(zhuǎn)子軛的外周面軸對稱設(shè)有多個徑向向外凸出的凸條，所述凸條的數(shù)量與永磁磁極的數(shù)量一致，每兩個相鄰的永磁磁極之間均有一個凸條，每根凸條的軸線均平行于永磁磁極的軸線，每根凸條的兩側(cè)邊緣均與相鄰永磁磁極側(cè)邊緣的隔磁磁轎貼合，且各永磁磁極及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎的外周面，與各凸條外周面位于同一圓周面上。進一步的，所述轉(zhuǎn)子的外圈設(shè)有繞其周面一圈的非磁性護環(huán)。進一步的，所述轉(zhuǎn)子軛上軸對稱設(shè)有多個三角形通孔，每個三角形通孔的軸線均平行于轉(zhuǎn)軸的軸線。本發(fā)明提供的寬調(diào)速永磁同步電機，由于轉(zhuǎn)子軛的外周面軸對稱設(shè)有多個徑向向外凸出的凸條，各永磁磁極及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎的外周面，與各凸條外周面位于同一圓周面上，從而使定子與轉(zhuǎn)子之間形成均勻的徑向氣隙，而且磁極中心的直軸磁路與交軸磁路的磁阻不等，導(dǎo)至直軸電感小于交軸電感，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生凸極效應(yīng)，使電機在永磁轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上迭加了磁阻轉(zhuǎn)矩，磁阻轉(zhuǎn)矩的存在有助于提高電機的起動特性、過載能力和功率密度，易于弱磁調(diào)速，擴大恒功率范圍運行。


圖1是本發(fā)明實施例的寬調(diào)速永磁同步電機中的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實施例的寬調(diào)速永磁同步電機的矩角特性曲線圖3是現(xiàn)有永磁同步電機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合

對本發(fā)明的實施例作進一步詳細(xì)描述，但本實施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護范圍。如圖1所示，本發(fā)明實施例所提供的一種寬調(diào)速永磁同步電機，包括定子6和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子同軸套設(shè)于定子6內(nèi)，且與定子6之間具有氣隙；所述定子6包括定子磁軛和定子繞組，所述定子磁軛呈環(huán)狀，其內(nèi)圈軸對稱設(shè)有多個定子凹槽，所述定子繞組嵌設(shè)于各定子凹槽內(nèi)；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸1、轉(zhuǎn)子軛2及多個永磁磁極3，所述轉(zhuǎn)子軛2與轉(zhuǎn)軸1同軸固接，各永磁磁極3軸對稱固定于轉(zhuǎn)子軛2的外周面，其特征在于所述永磁磁極3是徑向磁化磁鋼，各永磁磁極3的兩側(cè)邊緣各設(shè)有一隔磁磁轎5 ；
所述轉(zhuǎn)子軛2的外周面軸對稱設(shè)有多個徑向向外凸出的凸條4，所述凸條4的數(shù)量與永磁磁極3的數(shù)量一致，每兩個相鄰的永磁磁極3之間均有一個凸條4，每根凸條4的軸線均平行于永磁磁極3的軸線，每根凸條4的兩側(cè)邊緣均與相鄰永磁磁極3側(cè)邊緣的隔磁磁轎 5貼合，且各永磁磁極3及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎5的外周面，與各凸條4外周面位于同一圓周面上。本發(fā)明實施例中，所述轉(zhuǎn)子的外圈設(shè)有繞其周面一圈的非磁性護環(huán)。本發(fā)明實施例中，所述轉(zhuǎn)子軛2上軸對稱設(shè)有多個三角形通孔，每個三角形通孔的軸線均平行于轉(zhuǎn)軸1的軸線。本發(fā)明實施例由于各永磁磁極及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎的外周面，與各凸條外周面位于同一圓周面上，從而使定子與轉(zhuǎn)子之間形成均勻的徑向氣隙，磁極中心的直軸磁路 (圖1中的d軸)必須通過磁阻較大(接近空氣)的永磁磁極，交軸磁路(圖1中的q軸)則通過磁阻較小的轉(zhuǎn)子軛，使得直軸磁路(d軸)的與交軸磁路(q軸)的磁阻不等，導(dǎo)至直軸電感小于交軸電感，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生凸極效應(yīng)，使電機在永磁轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上迭加了磁阻轉(zhuǎn)矩，磁阻轉(zhuǎn)矩的存在有助于提高電機的起動特性、過載能力和功率密度，易于弱磁調(diào)速，擴大恒功率范圍運行，電機的轉(zhuǎn)矩計算公式為
式中T為電機轉(zhuǎn)矩，ρ為永磁磁極對數(shù)，Wmd為磁鏈，‘為交軸電流，Ids為直軸電
流，Zii為直軸電感，&為交軸電感；
此外，各永磁磁極兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎能保證磁路飽和，使永磁磁通難以通過，能增加漏磁磁阻，有效減少漏磁通，提高氣隙磁密，減少鐵心損耗和避免靜態(tài)、動態(tài)電樞反應(yīng)去磁危險，能實現(xiàn)高效、高功率密度、高轉(zhuǎn)矩密度、高過載能力強，低波動、快響應(yīng)、低噪、小型輕量化和低速恒轉(zhuǎn)矩和高速恒功率擴速的平穩(wěn)運行。 圖2是本發(fā)明實施例的矩角特性曲線，該圖中的曲線Cl為永磁轉(zhuǎn)矩，C2為磁阻轉(zhuǎn)矩，C3為電機轉(zhuǎn)矩，Tc為轉(zhuǎn)矩軸，θ為矩角軸；
如圖2所示，本發(fā)明實施例中，由于磁阻轉(zhuǎn)矩C2的存在，一方面使電機轉(zhuǎn)矩C3的峰值顯著大于永磁轉(zhuǎn)矩Cl的峰值，有效提高電機的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度，另一方面起到弱磁恒功率擴速作用，在電壓恒定的條件下，也能獲得比現(xiàn)有永磁同步電機更寬廣的恒功率速度范圍，滿足機電一體化用高精度驅(qū)動電機的要求，實現(xiàn)高功率密度、高轉(zhuǎn)矩密度、寬調(diào)速、快響應(yīng)、頻繁啟動和平穩(wěn)運行。
權(quán)利要求
1.一種寬調(diào)速永磁同步電機，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子同軸套設(shè)于定子內(nèi)，且與定子之間具有氣隙；所述定子包括定子磁軛和定子繞組，所述定子磁軛呈環(huán)狀，其內(nèi)圈軸對稱設(shè)有多個定子凹槽，所述定子繞組嵌設(shè)于各定子凹槽內(nèi)；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子軛及多個永磁磁極，所述轉(zhuǎn)子軛與轉(zhuǎn)軸同軸固接，各永磁磁極軸對稱固定于轉(zhuǎn)子軛的外周面，其特征在于所述永磁磁極是徑向磁化磁鋼，各永磁磁極的兩側(cè)邊緣各設(shè)有一隔磁磁轎；所述轉(zhuǎn)子軛的外周面軸對稱設(shè)有多個徑向向外凸出的凸條，所述凸條的數(shù)量與永磁磁極的數(shù)量一致，每兩個相鄰的永磁磁極之間均有一個凸條，每根凸條的軸線均平行于永磁磁極的軸線，每根凸條的兩側(cè)邊緣均與相鄰永磁磁極側(cè)邊緣的隔磁磁轎貼合，且各永磁磁極及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎的外周面，與各凸條外周面位于同一圓周面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬調(diào)速永磁同步電機，其特征在于所述轉(zhuǎn)子的外圈設(shè)有繞其周面一圈的非磁性護環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬調(diào)速永磁同步電機，其特征在于所述轉(zhuǎn)子軛上軸對稱設(shè)有多個三角形通孔，每個三角形通孔的軸線均平行于轉(zhuǎn)軸的軸線。
全文摘要
一種寬調(diào)速永磁同步電機，涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是現(xiàn)有永磁同步電機不便于弱磁擴速和恒功率調(diào)速的技術(shù)問題。該電機的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子軛及多個永磁磁極，各永磁磁極軸對稱固定于轉(zhuǎn)子軛的外周面，所述永磁磁極是徑向磁化磁鋼，各永磁磁極的兩側(cè)邊緣各設(shè)有一隔磁磁轎；所述轉(zhuǎn)子軛的外周面軸對稱設(shè)有多個徑向向外凸出的凸條，每兩個相鄰的永磁磁極之間均有一個凸條，每根凸條的軸線均平行于永磁磁極的軸線，每根凸條的兩側(cè)邊緣均與相鄰永磁磁極側(cè)邊緣的隔磁磁轎貼合，且各永磁磁極及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎的外周面，與各凸條外周面位于同一圓周面上。本發(fā)明提供的電機，便于弱磁擴速和恒功率調(diào)速。
文檔編號H02K1/27GK102158033SQ20111009206
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者林德芳 申請人:上海川也電機有限公司, 上海特波電機有限公司