專利名稱：拓寬永磁同步電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍的方法及其定子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣工程領(lǐng)域，尤其涉及一種增大端部漏電感拓寬永磁同步電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍的方法。
背景技術(shù)：
永磁同步電動機(jī)具有許多優(yōu)點，但是弱磁調(diào)速范圍比較窄，使其在一些需要高調(diào)速范圍的應(yīng)用場所受到限制。永磁同步電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍比較窄的主要原因是由于永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子直軸上都放置了磁導(dǎo)率接近于空氣永磁體勵磁，直軸磁阻較大，直軸電感較小，造成永磁同步電動機(jī)“弱磁”擴(kuò)速困難。如何拓寬永磁同步電動機(jī)高速恒功率“弱磁” 范圍而又不明顯降低低速轉(zhuǎn)矩，已成為永磁同步電動機(jī)設(shè)計和控制研究的重要課題。目前， 永磁同步電動機(jī)通常采用的弱磁擴(kuò)速的基本手段是設(shè)法增大直軸電感，或采用特殊結(jié)構(gòu)， 如同步磁阻永磁同步電動機(jī)，永磁段加磁阻段的復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁同步電動機(jī)，混合勵磁永磁同步電動機(jī),永磁磁路變磁阻可控磁通永磁同步電動機(jī)，以及可控磁通永磁同步電動機(jī)。上述所列舉的特殊結(jié)構(gòu)的永磁同步電動機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)特殊、價格較高、技術(shù)不成熟等一系列原因，沒能得到普及和廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前通常采用的設(shè)法增大直軸電感達(dá)到永磁同步電動機(jī)弱磁擴(kuò)速的基本手段，本發(fā)明提供一種通過增大端部漏電感來實現(xiàn)拓寬永磁同步電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍的方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明拓寬永磁同步電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍的方法予以實現(xiàn)的技術(shù)方案是在永磁同步電動機(jī)定子繞組端部澆注環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉構(gòu)成的混合流動物，然后固化成型為軟磁復(fù)合材料；所述軟磁復(fù)合材料與定子繞組端部共同構(gòu)成的這部分實體增大了永磁同步電動機(jī)定子繞組端部漏磁導(dǎo)，使得永磁同步電動機(jī)定子繞組端部漏電感增大，從而拓寬所述永磁同步電動機(jī)的弱磁調(diào)速范圍。本發(fā)明內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子永磁同步電動機(jī)的定子，包括定子鐵心、定子繞組、電機(jī)機(jī)座和所述定子繞組端部外圍的軟磁復(fù)合材料；并由以下步驟制得步驟一、按照內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子永磁同步電動機(jī)定子繞組的嵌線工藝將定子繞組嵌入定子鐵心槽中；步驟二、將嵌有定子繞組的定子鐵心作為一個整體進(jìn)行繞組浸漆處理；步驟三、將浸漆處理后的嵌有定子繞組的定子鐵心壓入電機(jī)機(jī)座中；步驟四、將由環(huán)氧樹脂和表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉混合后構(gòu)成均勻的流動物；步驟五、將兩套涂有脫模劑的澆注模具分別固定在位于電機(jī)機(jī)座兩側(cè)的定子繞組的端部處，在澆注模具與電機(jī)機(jī)座之間形成了定子繞組端部周圍的空間，將上述流動物澆注到該空間內(nèi)，固化成型后脫模，在所述定子繞組端部外圍形成有軟磁復(fù)合材料，即得到內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子永磁同步電動機(jī)的成品定子。本發(fā)明外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子永磁同步電動機(jī)的定子，包括定子鐵心，定子繞組、定子鐵心支承軸和所述定子繞組端部外圍的軟磁復(fù)合材料；并由以下步驟制得步驟一、按照外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子永磁同步電動機(jī)定子繞組的嵌線工藝將定子繞組嵌入定子鐵心槽中；步驟二、將嵌有定子繞組的定子鐵心作為一個整體進(jìn)行繞組浸漆處理；步驟三、將浸漆處理后的嵌有定子繞組的定子鐵心壓入定子鐵心支承軸中；步驟四、將由環(huán)氧樹脂和表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉混合后構(gòu)成均勻的流動物；步驟五、將兩套涂有脫模劑的澆注模具分別固定在位于定子鐵心支承軸兩側(cè)的定子繞組的端部處，在澆注模具與定子鐵心支承軸之間形成了定子繞組端部周圍的空間，將上述流動物澆注到該空間內(nèi)，固化成型后脫模，在所述定子繞組端部外圍形成有軟磁復(fù)合材料，即得到外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子永磁同步電動機(jī)的成品定子。進(jìn)一步講，本發(fā)明中所述軟磁復(fù)合材料中環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉的重量比為I : 10 10 : I。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明實施非常方便，在定子繞組端部澆注環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉混合流動物固化成型后，定子繞組端部漏電感明顯增大，電機(jī)交和直軸同步電感都隨之增大，永磁同步電機(jī)的弱磁調(diào)速范圍可以拓寬。實施時，通過改變環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉混合流動物澆注固化成型部位的形狀，或者改變環(huán)氧樹脂與軟磁鐵粉的比例，都可以改變定子繞組端部漏磁通磁路的磁導(dǎo)，從而改變定子各相繞組端部漏電感的大小。一般情況下，環(huán)氧樹脂與軟磁鐵粉混合流動物澆注固化成型部位的空間越大，或環(huán)氧樹脂與軟磁鐵粉混合流動物中軟磁鐵粉所占的比例越大，定子繞組端部漏磁通磁路的磁導(dǎo)越大，定子各相繞組端部漏電感也越大。


圖I是本發(fā)明內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子永磁同步電動機(jī)定子繞組端部澆注環(huán)氧樹脂與軟磁鐵粉混合流動物固化成型后的示意圖；圖2是本發(fā)明外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子永磁同步電動機(jī)定子繞組端部澆注環(huán)氧樹脂與軟磁鐵粉混合流動物固化成型后的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。本發(fā)明拓寬永磁同步電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍的方法，主要是通過增大定子各相繞組端部漏電感以提高永磁同步電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍。即，在永磁同步電動機(jī)定子繞組端部澆注環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉構(gòu)成的混合流動物，然后固化成型為軟磁復(fù)合材料；所述軟磁復(fù)合材料與定子繞組端部共同構(gòu)成的這部分實體增大了永磁同步電動機(jī)定子繞組端部漏磁導(dǎo)，使得永磁同步電動機(jī)定子繞組端部漏電感增大，從而拓寬所述永磁同步電動機(jī)的弱磁調(diào)速范圍。如圖I所示，本發(fā)明內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子永磁同步電動機(jī)的定子，包括定子鐵心I、定子繞組2、電機(jī)機(jī)座3和所述定子繞組2端部外圍的軟磁復(fù)合材料4 ;并由以下步驟制得按照內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子永磁同步電動機(jī)定子繞組的嵌線工藝將定子繞組2嵌入定子鐵心槽中；將嵌有定子繞組2的定子鐵心I作為一個整體進(jìn)行繞組浸漆處理；將浸漆處理后的嵌有定子繞組2的定子鐵心I壓入電機(jī)機(jī)座3中；將由環(huán)氧樹脂和表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉混合后構(gòu)成均勻的流動物；將兩套涂有脫模劑的澆注模具分別固定在位于電機(jī)機(jī)座3兩側(cè)的定子繞組2的端部處，在澆注模具與電機(jī)機(jī)座3之間形成了定子繞組端部周圍的空間，將上述流動物澆注到該空間內(nèi)，固化成型后脫模，在所述定子繞組2端部外圍形成有軟磁復(fù)合材料 4，即得到內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子永磁同步電動機(jī)的成品定子。如圖2所示，外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子永磁同步電動機(jī)的定子，包括定子鐵心I，定子繞組2、 定子鐵心支承軸5和所述定子繞組2端部外圍的軟磁復(fù)合材料4 ;并由以下步驟制得按照外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子永磁同步電動機(jī)定子繞組的嵌線工藝將定子繞組2嵌入定子鐵心槽中；將嵌有定子繞組2的定子鐵心I作為一個整體進(jìn)行繞組浸漆處理；將浸漆處理后的嵌有定子繞組2的定子鐵心I壓入定子鐵心支承軸5中；將由環(huán)氧樹脂和表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉混合后構(gòu)成均勻的流動物；將兩套涂有脫模劑的澆注模具分別固定在位于定子鐵心支承軸 5兩側(cè)的定子繞組2的端部處，在澆注模具與定子鐵心支承軸5之間形成了定子繞組端部周圍的空間，將上述流動物澆注到該空間內(nèi)，固化成型后脫模，在所述定子繞組2端部外圍形成有軟磁復(fù)合材料4，即得到外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子永磁同步電動機(jī)的成品定子。本發(fā)明中，所述軟磁復(fù)合材料中環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉的重量比可以為I : 10 10 : 1，沒有太嚴(yán)格的比例限制，軟磁復(fù)合材料4中表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉所占的比例越大，定子繞組端部漏磁通磁路的磁導(dǎo)越大，定子繞組端部漏電感也越大。選用的環(huán)氧樹脂應(yīng)該具有較好的絕緣性能和導(dǎo)熱性能，以利于繞組的絕緣和散熱；表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉的直徑很微小(一般為50 150 u m)且表面已做絕緣處理，既導(dǎo)磁，鐵耗還小。當(dāng)然，為了在常溫條件下實施，環(huán)氧樹脂選用胺類固化劑。另外，為了改善樹脂的柔性，也可以用增韌劑如鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。按照上述方式得到的電機(jī)成品定子，在與電機(jī)其他零部件裝配，組裝成一臺完整的永磁同步電動機(jī)。由于定子繞組端部澆注成型了的復(fù)合軟磁材料(即環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉混合物)的存在，定子繞組端部漏磁通磁路的磁導(dǎo)增大，定子各相繞組端部漏電感與其漏磁通磁路的磁導(dǎo)成正比，因此定子各相繞組端部漏電感增大，于是，定子各相繞組的總漏電感隨之增大，定子各相繞組的總電感也增大，永磁同步電動機(jī)的交和直軸同步電感都增大。由于永磁同步電動機(jī)的直軸同步電感越大，永磁同步電機(jī)的弱磁調(diào)速范圍越寬，因此，永磁同步電動機(jī)定子繞組端部澆注環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉混合流動物固化成型這種方法，可以拓寬永磁同步電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍。盡管上面結(jié)合圖對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種拓寬永磁同步電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍的方法，其特征在于，在永磁同步電動機(jī)定子繞組端部澆注環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉構(gòu)成的混合流動物，然后固化成型為軟磁復(fù)合材料；所述軟磁復(fù)合材料與定子繞組端部共同構(gòu)成的這部分實體增大了永磁同步電動機(jī)定子繞組端部漏磁導(dǎo)，使得永磁同步電動機(jī)定子繞組端部漏電感增大，從而拓寬所述永磁同步電動機(jī)的弱磁調(diào)速范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的拓寬永磁同步電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍的方法，其特征在于，所述軟磁復(fù)合材料中環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉的重量比為1 : 10 10 : 1。
3.一種內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子永磁同步電動機(jī)的定子，其特征在于，包括定子鐵心(1)、定子繞組(2)、電機(jī)機(jī)座(3)和所述定子繞組(2)端部外圍的軟磁復(fù)合材料(4);并由以下步驟制得步驟一、按照內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子永磁同步電動機(jī)定子繞組的嵌線工藝將定子繞組(2)嵌入定子鐵心槽中；步驟二、將嵌有定子繞組(2)的定子鐵心(1)作為一個整體進(jìn)行繞組浸漆處理；步驟三、將浸漆處理后的嵌有定子繞組(2)的定子鐵心(1)壓入電機(jī)機(jī)座(3)中；步驟四、將由環(huán)氧樹脂和表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉混合后構(gòu)成均勻的流動物；步驟五、將兩套涂有脫模劑的澆注模具分別固定在位于電機(jī)機(jī)座(3)兩側(cè)的定子繞組(2)的端部處，在澆注模具與電機(jī)機(jī)座(3)之間形成了定子繞組端部周圍的空間，將上述流動物澆注到該空間內(nèi)，固化成型后脫模，在所述定子繞組(2)端部外圍形成有軟磁復(fù)合材料⑷，即得到內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子永磁同步電動機(jī)的成品定子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子永磁同步電動機(jī)的定子，其特征在于，所述軟磁復(fù)合材料中環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉的重量比為1 : 10 10 : 1。
5.一種外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子永磁同步電動機(jī)的定子，其特征在于，包括定子鐵心(1)，定子繞組(2)、定子鐵心支承軸(5)和所述定子繞組(2)端部外圍的軟磁復(fù)合材料(4);并由以下步驟制得步驟一、按照外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子永磁同步電動機(jī)定子繞組的嵌線工藝將定子繞組(2)嵌入定子鐵心槽中；步驟二、將嵌有定子繞組(2)的定子鐵心(1)作為一個整體進(jìn)行繞組浸漆處理；步驟三、將浸漆處理后的嵌有定子繞組(2)的定子鐵心(I)壓入定子鐵心支承軸(5)中；步驟四、將由環(huán)氧樹脂和表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉混合后構(gòu)成均勻的流動物；步驟五、將兩套涂有脫模劑的澆注模具分別固定在位于定子鐵心支承軸(5)兩側(cè)的定子繞組(2)的端部處，在澆注模具與定子鐵心支承軸(5)之間形成了定子繞組端部周圍的空間，將上述流動物澆注到該空間內(nèi)，固化成型后脫模，在所述定子繞組(2)端部外圍形成有軟磁復(fù)合材料(4)，即得到外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子永磁同步電動機(jī)的成品定子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子永磁同步電動機(jī)的定子，其特征在于，所述軟磁復(fù)合材料中環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉的重量比為I : 10 10 : 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種拓寬永磁同步電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍的方法，在永磁同步電動機(jī)定子繞組端部澆注環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉構(gòu)成的混合流動物，然后固化成型為軟磁復(fù)合材料；所述軟磁復(fù)合材料與定子繞組端部共同構(gòu)成的這部分實體使定子繞組端部漏磁通磁路的磁導(dǎo)增大，定子各相繞組端部漏電感增大，定子各相繞組的總電感隨之增大，永磁同步電機(jī)的弱磁調(diào)速范圍得以拓寬。表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉的直徑很微小，既導(dǎo)磁，鐵耗還小。一般情況下，環(huán)氧樹脂與表面經(jīng)絕緣處理的軟磁鐵粉混合固化后構(gòu)成的軟磁復(fù)合材料中軟磁鐵粉所占的比例越大，定子繞組端部漏磁通磁路的磁導(dǎo)越大，定子繞組端部漏電感也越大。
文檔編號H02K3/38GK102594068SQ20121001893
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者沈勇環(huán), 陳益廣 申請人:天津大學(xué)