專利名稱：異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子及其永磁電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子及其永磁電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子及其永磁電機(jī)。
背景技術(shù)：
永磁電機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩主要來(lái)自于電機(jī)的凸極效應(yīng)，磁阻轉(zhuǎn)矩是指永磁磁極作為電機(jī)轉(zhuǎn)子受到的一個(gè)朝向磁阻小的方向旋轉(zhuǎn)的力，磁阻轉(zhuǎn)矩是由轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性所產(chǎn)生的。按照永磁體結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)可分為表面永磁同步電機(jī)和內(nèi)置式永磁同步電機(jī)，內(nèi)置式永磁電機(jī)與表面永磁電機(jī)相比較，其生產(chǎn)工藝更簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子外表面平滑，定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙較均勻。異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)是一種在轉(zhuǎn)子外圓上放置鼠籠繞組，同時(shí)在轉(zhuǎn)子上放置永磁體的電機(jī)結(jié)構(gòu)，怎樣對(duì)目前常規(guī)的異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其即具有永磁同步電機(jī)高效率的特點(diǎn)，也具有異步電機(jī)無(wú)需控制器自主起動(dòng)的特點(diǎn)，是目前電機(jī)開(kāi)發(fā)人員面臨的一個(gè)主要設(shè)計(jì)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種提高凸極比，減少永磁體用量，保證電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的同時(shí)可省去控制器，降低成本的異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子。為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子,包括位于中心的轉(zhuǎn)軸和套在轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子鐵芯,轉(zhuǎn)子鐵芯是由多個(gè)圓形硅鋼片轉(zhuǎn)軸軸向疊加而成，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的周向均勻的插設(shè)有多個(gè)導(dǎo)條繞組，所有導(dǎo)條繞組圍成一圓形鼠籠結(jié)構(gòu)；在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有一對(duì)軸向上貫通轉(zhuǎn)子鐵芯的永磁體；在該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上，該對(duì)永磁體的徑向中心線重合且穿過(guò)該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面的圓心；該對(duì)永磁體在轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上形成一對(duì)沿該對(duì)永磁體徑向中心線對(duì)稱分布的異性磁極；以穿過(guò)該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面的圓心且垂直于該對(duì)永磁鐵徑向中心線的垂線為對(duì)稱軸，在該轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向截面上開(kāi)設(shè)一對(duì)具有開(kāi)口的第一磁阻槽，每一該第一磁阻槽自身以該對(duì)永磁鐵徑向中心線為對(duì)稱軸對(duì)稱，且該對(duì)第一磁阻槽沿該轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向貫通；以該對(duì)永磁鐵徑向中心線的為對(duì)稱軸，在轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上開(kāi)設(shè)有一對(duì)在軸向上貫通轉(zhuǎn)子鐵芯的第二磁阻槽；每一該第二磁阻槽自身以穿過(guò)該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面的圓心且垂直于該對(duì)永磁鐵徑向中心線的垂線為對(duì)稱軸對(duì)稱。優(yōu)選地，在該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上，所述第一磁阻槽為內(nèi)側(cè)窄外側(cè)寬的倒梯形磁阻槽，第一磁阻槽兩側(cè)邊之間形成的夾角α的取值范圍為20 40°，第一磁阻槽在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)側(cè)最窄處的寬度LI取值范圍為I 3mm。優(yōu)選地，第二磁阻槽為矩形磁阻槽，第二磁阻槽寬度L2取值范圍為2 4_。優(yōu)選地，所述導(dǎo)條繞組采用銅質(zhì)導(dǎo)條繞組或鋁質(zhì)導(dǎo)條繞組。優(yōu)選地，所述永磁體的厚度L3的取值范圍為0.5 1.5mm。[0011]本實(shí)用新型還提供一種永磁電機(jī)，該電機(jī)包括機(jī)殼和安裝于機(jī)殼內(nèi)部的定子及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子采用上述的異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子。本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的電機(jī)轉(zhuǎn)子采用導(dǎo)條繞組圍成一圓形鼠籠結(jié)構(gòu)，構(gòu)成分段式凸極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)條繞組均勻分布在轉(zhuǎn)子的外邊緣，起到啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的作用，在轉(zhuǎn)子的徑向方向開(kāi)有第一磁阻槽和第二磁阻槽，在起到隔磁橋作用的同時(shí)，也起到了在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)增加磁阻轉(zhuǎn)矩的作用，從而降低了永磁體用量，起到了降低電機(jī)價(jià)格和省去控制器的目的。通過(guò)導(dǎo)條繞組布設(shè)的鼠籠結(jié)構(gòu)電機(jī)轉(zhuǎn)子，同時(shí)在轉(zhuǎn)子上放置有永磁體，使電機(jī)轉(zhuǎn)子即具有永磁同步電機(jī)高效率的特點(diǎn)，也具有異步電機(jī)無(wú)需控制器自主起動(dòng)的特點(diǎn)，使得該電機(jī)即得到同步電機(jī)高轉(zhuǎn)速高效率的優(yōu)點(diǎn)，又有了省去控制器達(dá)到降低成本的目的。

圖1是本實(shí)用新型電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子,如圖1所示,包括位于中心的轉(zhuǎn)軸I和套在轉(zhuǎn)軸I上的轉(zhuǎn)子鐵芯2，轉(zhuǎn)子鐵芯2是由多個(gè)圓形硅鋼片疊加而成，所述轉(zhuǎn)子鐵芯2周向圓邊均勻的插設(shè)有多個(gè)導(dǎo)條繞組3，所有導(dǎo)條繞組3圍成一圓形鼠籠結(jié)構(gòu)，起到啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的作用；在轉(zhuǎn)軸I兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有一對(duì)軸向上貫通轉(zhuǎn)子鐵芯的永磁體8 ;在該轉(zhuǎn)子鐵芯2徑向截面上，該對(duì)永磁體8的徑向中心線重合且穿過(guò)該轉(zhuǎn)子鐵芯2徑向截面的圓心；該對(duì)永磁體8在轉(zhuǎn)子鐵芯2徑向截面上形成一對(duì)沿該對(duì)永磁體8徑向中心線對(duì)稱分布的異性磁極(N性磁極4和S性磁極5，當(dāng)然，兩個(gè)磁極極性可以互換)；以穿過(guò)該轉(zhuǎn)子鐵芯2徑向截面的圓心且垂直于該對(duì)永磁鐵8徑向中心線的垂線為對(duì)稱軸，在該轉(zhuǎn)子鐵芯2的徑向截面上開(kāi)設(shè)一對(duì)具有開(kāi)口的第一磁 阻槽6，每一該第一磁阻槽6自身以該對(duì)永磁鐵8徑向中心線為對(duì)稱軸對(duì)稱，且該對(duì)第一磁阻槽6沿該轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向貫通；以該對(duì)永磁鐵8徑向中心線的為對(duì)稱軸，在轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上開(kāi)設(shè)有一對(duì)在軸向上貫通轉(zhuǎn)子鐵芯2的第二磁阻槽7 ;每一該第二磁阻槽7自身以穿過(guò)該轉(zhuǎn)子鐵芯2徑向截面的圓心且垂直于該對(duì)永磁鐵8徑向中心線的垂線為對(duì)稱軸對(duì)稱。繼續(xù)如圖1所示，在該轉(zhuǎn)子鐵芯2徑向截面上，所述第一磁阻槽6為內(nèi)側(cè)窄外側(cè)寬的倒梯形磁阻槽，第一磁阻槽6兩側(cè)邊之間形成的夾角α的取值范圍為20 40°，第一磁阻槽6在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)側(cè)最窄處的寬度LI取值范圍為I 3_ ;第二磁阻槽7為矩形磁阻槽，第二磁阻槽7寬度L2取值范圍為2 4mm ;永磁體8的厚度L3的取值范圍為0.5
1.5mm。其中，導(dǎo)條繞組3采用銅質(zhì)導(dǎo)條繞組或鋁質(zhì)導(dǎo)條繞組。本實(shí)用新型提供的永磁電機(jī)，轉(zhuǎn)子采用導(dǎo)條繞組圍成一圓形鼠籠結(jié)構(gòu)，構(gòu)成分段式凸極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)條繞組3均勻分布在轉(zhuǎn)子的外邊緣，起到啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的作用；在轉(zhuǎn)子互相垂直的徑向方向上開(kāi)設(shè)有與轉(zhuǎn)子軸向平行的第一磁阻槽6和第二磁阻槽7，在起到隔磁橋作用的同時(shí)，提高了電機(jī)凸極比，大大增加了電機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩，改善電機(jī)氣隙磁場(chǎng)波形，減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，也起到了在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)增加磁阻轉(zhuǎn)矩的作用，從而降低了永磁體用量，起到了降低電機(jī)價(jià)格和省去控制器的目的，在降低電機(jī)成本的同時(shí)提高電機(jī)的啟動(dòng)特性的特點(diǎn)。以上所述實(shí)施例只是為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非以此限制本實(shí)用新型的實(shí)施范圍，凡依本實(shí)用新型之形狀、構(gòu)造及原理所作的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括位于中心的轉(zhuǎn)軸和套在轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯是由多個(gè)圓形硅鋼片轉(zhuǎn)軸軸向疊加而成，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子鐵芯的周向均勻的插設(shè)有多個(gè)導(dǎo)條繞組，所有導(dǎo)條繞組圍成一圓形鼠籠結(jié)構(gòu)； 在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有一對(duì)軸向上貫通轉(zhuǎn)子鐵芯的永磁體；在該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上，該對(duì)永磁體的徑向中心線重合且穿過(guò)該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面的圓心；該對(duì)永磁體在轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上形成一對(duì)沿該對(duì)永磁體徑向中心線對(duì)稱分布的異性磁極； 以穿過(guò)該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面的圓心且垂直于該對(duì)永磁鐵徑向中心線的垂線為對(duì)稱軸，在該轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向截面上開(kāi)設(shè)一對(duì)具有開(kāi)口的第一磁阻槽，每一該第一磁阻槽自身以該對(duì)永磁鐵徑向中心線為對(duì)稱軸對(duì)稱，且該對(duì)第一磁阻槽沿該轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向貫通； 以該對(duì)永磁鐵徑向中心線的為對(duì)稱軸，在轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上開(kāi)設(shè)有一對(duì)在軸向上貫通轉(zhuǎn)子鐵芯的第二磁阻槽；每一該第二磁阻槽自身以穿過(guò)該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面的圓心且垂直于該對(duì)永磁鐵徑向中心線的垂線為對(duì)稱軸對(duì)稱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，在該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上，所述第一磁阻槽為內(nèi)側(cè)窄外側(cè)寬的倒梯形磁阻槽，第一磁阻槽兩側(cè)邊之間形成的夾角α的取值范圍為20 40°，第一磁阻槽在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)側(cè)最窄處的寬度LI取值范圍為I 3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，第二磁阻槽為矩形磁阻槽，第二磁阻槽寬度L2取值范圍為2 4mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述導(dǎo)條繞組采用銅質(zhì)導(dǎo)條繞組或鋁質(zhì)導(dǎo)條繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述永磁體的厚度L3的取值范圍為0.5 1.5mm。
6.永磁電機(jī)，包括機(jī)殼和安裝于機(jī)殼內(nèi)部的定子及轉(zhuǎn)子 ，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子為如權(quán)利要求1至5所述的任一異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的異步啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括位于中心的轉(zhuǎn)軸和套在轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的周向均勻的插設(shè)有多個(gè)導(dǎo)條繞組，所有導(dǎo)條繞組圍成一圓形鼠籠結(jié)構(gòu)；在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有一對(duì)軸向上貫通轉(zhuǎn)子鐵芯的永磁體；在該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上，該對(duì)永磁體的徑向中心線重合且穿過(guò)該轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面的圓心；該對(duì)永磁體在轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上形成一對(duì)沿該對(duì)永磁體徑向中心線對(duì)稱分布的異性磁極；在該轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向截面上開(kāi)設(shè)一對(duì)具有開(kāi)口的第一磁阻槽；在轉(zhuǎn)子鐵芯徑向截面上開(kāi)設(shè)有一對(duì)在軸向上貫通轉(zhuǎn)子鐵芯的第二磁阻槽。
文檔編號(hào)H02K21/46GK203086308SQ201220680898
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者劉文龍, 劉賢義, 龔海濤 申請(qǐng)人:珠海格力電器股份有限公司, 珠海凌達(dá)壓縮機(jī)有限公司