專利名稱：永久磁鐵同步電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種永久磁鐵同步電動機(jī)，尤其涉及通常用在制冷系 統(tǒng)或空調(diào)系統(tǒng)或任何其他工業(yè)用電裝置的電動壓縮機(jī)中的同步電動機(jī)。
背景技術(shù)：
自動啟動永久磁鐵同步電動機(jī)可以作為一個(gè)感應(yīng)電動機(jī)運(yùn)行也可以 作為一個(gè)同步電動機(jī)運(yùn)行，作為感應(yīng)電動機(jī)時(shí)啟動歸因于一個(gè)起動鼠籠式 導(dǎo)體，作為同步電動機(jī)時(shí)，永久磁鐵產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動磁極被定子線圈形成的轉(zhuǎn) 動磁場帶動，并且以轉(zhuǎn)子所能到達(dá)的近似同步速度轉(zhuǎn)動。該同步電動機(jī)具 有優(yōu)良的恒定速度運(yùn)行性能和優(yōu)良的高效率。迄今尤其是已經(jīng)對同步電動 機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)做過各種改進(jìn)。
例如，日本專利公開號59-23179和63-20105公開了自啟動永久磁鐵 同步電動機(jī)的現(xiàn)有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
圖6示出日本專利公開號59-23179公開的現(xiàn)有技術(shù)。參考圖6，參考 數(shù)字1表示轉(zhuǎn)子，參考數(shù)字2表示在外圓周附近設(shè)置有若干個(gè)長孔3的轉(zhuǎn) 子鐵心。傳導(dǎo)桿4放在長孔3內(nèi)，使其兩端被各自的短路環(huán)短路，由此形 成-個(gè)啟動鼠籠式導(dǎo)體。短路環(huán)(未示)由一個(gè)環(huán)形導(dǎo)電材料制成，布置 在轉(zhuǎn)子鐵心軸向兩端，并由傳導(dǎo)桿4連接。在傳導(dǎo)桿4的內(nèi)側(cè)上設(shè)有若干 個(gè)磁鐵保持孔5，其中插有相應(yīng)永久磁鐵6。參考數(shù)字7表示磁通量短路 預(yù)防孔，與磁鐵保持孔5間隔很短的距離P，這樣可以在磁鐵保持孔5和 長孔7之間產(chǎn)生磁飽和，由此防止永久磁鐵發(fā)出的磁通量在不同磁極之間 發(fā)生短路。
圖58是日本專利公開號63-20105中公開的現(xiàn)有技術(shù)中的自啟動同步 電動機(jī)中使用的轉(zhuǎn)子的縱向橫截面圖，圖59是沿圖58中的A-A線的橫 截面圖。參考圖58和59，參考數(shù)字ll表示轉(zhuǎn)子，參考數(shù)字12是由電磁
6鋼板疊層制成的轉(zhuǎn)子鐵心。參考數(shù)字13表示傳導(dǎo)桿，傳導(dǎo)桿有與各個(gè)短 路環(huán)14連接的兩端從而構(gòu)成一個(gè)啟動鼠籠式導(dǎo)體。參考數(shù)字15表示插進(jìn) 轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)的永久磁鐵，構(gòu)成四個(gè)轉(zhuǎn)子磁極。參考數(shù)字16表示磁通量短 路預(yù)防長孔，每個(gè)長孔用來防止相鄰不同極性的永久磁鐵之間的磁通量短
路。參考數(shù)字17表示一個(gè)端板，用螺釘固定在轉(zhuǎn)子鐵心2的軸向兩端上， 以避免永久磁鐵5與轉(zhuǎn)子鐵心2出現(xiàn)任何可能的分離。
當(dāng)采用帶有鼠籠式導(dǎo)體的那種現(xiàn)有技術(shù)的永久磁鐵時(shí)，由于傳導(dǎo)桿和 永久磁鐵是用做轉(zhuǎn)動的驅(qū)動元件，因此如果傳導(dǎo)桿和永久磁鐵彼此相對位 置不正確，那么導(dǎo)桿產(chǎn)生的力和永久磁鐵產(chǎn)生的力彼此相反，從而不能實(shí) 現(xiàn)有效的轉(zhuǎn)動驅(qū)動。另外，配有這種鼠籠式導(dǎo)體的永久磁鐵需要的制造歩 驟既復(fù)雜又多，因?yàn)橛谰么盆F和傳導(dǎo)桿是設(shè)在轉(zhuǎn)子內(nèi)的。
考慮到前面所述的內(nèi)容，本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有永久磁鐵同步電動機(jī)中 存在的固有問題，并且提高效率和簡化采用該永久磁鐵的同步電動機(jī)的制 造步驟。

發(fā)明內(nèi)容
為此，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè) 定子， 一個(gè)轉(zhuǎn)子和永久磁鐵，定子包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈 繞組，所述定子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓周面，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，并且當(dāng)面 對定子鐵心內(nèi)圓周面時(shí)是可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)傳導(dǎo) 桿，傳導(dǎo)桿容納在相應(yīng)的限定在轉(zhuǎn)子鐵心一個(gè)外圓周部分上的長孔內(nèi)，所 述傳導(dǎo)桿有兩個(gè)分別被各自短路環(huán)短路的相對端以形成一個(gè)啟動鼠籠式 導(dǎo)體，所述轉(zhuǎn)子中限定有若干個(gè)磁鐵保持孔，磁鐵保持孔位于傳導(dǎo)桿的內(nèi) 側(cè)位置上，永久磁鐵插進(jìn)轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)并且確定轉(zhuǎn)子的磁極。在這 種同步電動機(jī)中，相鄰的長孔相隔一個(gè)稱為長孔間隔的距離，在靠近轉(zhuǎn)子 磁極一端的位置處的長孔間隔小于靠近轉(zhuǎn)子磁極中點(diǎn)位置處的長孔間隔。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，永久磁鐵發(fā)射的磁通量幾乎不會泄露到靠 近轉(zhuǎn)子磁極兩端位置處的轉(zhuǎn)子外周上，而是泄露到靠近轉(zhuǎn)子磁極中點(diǎn)位置 處的轉(zhuǎn)子外周上。為此，定子和轉(zhuǎn)子間的空氣間隙中的磁通量分布特性呈 現(xiàn)為梯形或正弦波形，從而與矩形波形相比，單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量增加，所以穿過定子線圈的感應(yīng)電壓增加，從而增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子磁極的強(qiáng)度。 因此，在本發(fā)明的實(shí)施中，既不需要增加永久磁鐵的尺寸，又不需要永久 磁鐵具有像現(xiàn)有技術(shù)要求的那樣高的殘留磁通量密度，就可以保證產(chǎn)生需 要的感應(yīng)電壓，因此可以提供性能高并且造價(jià)低的自動啟動同步電動機(jī)， 該電動機(jī)具有需要的不同步扭矩和高效率。
如果選擇從轉(zhuǎn)子磁極的中點(diǎn)沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相距的一個(gè)位置處的長 孔間距大于從轉(zhuǎn)子磁極的中點(diǎn)沿與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的方向相距的一個(gè) 位置處的長孔間距，盡管加載運(yùn)行期間，定子線圈的磁通量與永久磁鐵的 磁通量的合成磁通量在轉(zhuǎn)子表面上分布的最大值相對于轉(zhuǎn)子磁極中點(diǎn)位 于與轉(zhuǎn)動方向一致的一側(cè)，由于在該位置的磁通量穿過的轉(zhuǎn)子長孔間距較 大，所以可以防止該位置的磁飽和。因此，磁鐵發(fā)射的磁通量可以被轉(zhuǎn)子 充分獲取，因此可以抑制穿過定子線圈的電流，從而提高電動機(jī)的效率。
根據(jù)第二個(gè)方面的本發(fā)明提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，定 子包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓 周面； 一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面 時(shí)是可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)傳導(dǎo)桿，傳導(dǎo)桿容納在相 應(yīng)的限定在轉(zhuǎn)子鐵心一個(gè)外圓周部分上的長孔內(nèi)，所述傳導(dǎo)桿有兩個(gè)分別 被短路環(huán)短路的相對端以形成一個(gè)啟動鼠籠傳導(dǎo)體，所述轉(zhuǎn)子中限定有若 干個(gè)磁鐵保持孔，磁鐵保持孔位于傳導(dǎo)桿的一個(gè)內(nèi)側(cè)位置上；以及永久磁 鐵，它們插進(jìn)轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)并且確定轉(zhuǎn)子的磁極。在該同步電動機(jī) 中，長孔在轉(zhuǎn)子磁極中點(diǎn)的徑向長度比較小，靠近轉(zhuǎn)子磁極一端的一個(gè)長 孔與磁鐵保持孔之間的距離小于轉(zhuǎn)子其他位置的長孔與磁鐵保持孔之間 的距離。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，永久磁鐵發(fā)射的磁通量幾乎不會泄露到靠 近轉(zhuǎn)子磁極兩端位置處的轉(zhuǎn)子的外周上，而是泄露到靠近轉(zhuǎn)子磁極中點(diǎn)位 置處的轉(zhuǎn)子的外周上。為此，定子和轉(zhuǎn)子間的空氣間隙中的磁通量分布特 性呈現(xiàn)為梯形或正弦波形，從而與矩形波形相比，單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變 化量增加，所以穿過定子線圈的感應(yīng)電壓增加，從而增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子磁極的強(qiáng) 度。因此，在本發(fā)明的實(shí)施中，既不增加永久磁鐵的尺寸，又不需要永久 磁鐵具有像現(xiàn)有技術(shù)要求的那樣高的殘留磁通量密度，就可以保證產(chǎn)生需要的感應(yīng)電壓，因此可以提供性能高并且造價(jià)低的自動啟動同步電動機(jī)， 該電動機(jī)具有需要的不同步扭矩和高效率。
轉(zhuǎn)子鐵心中的長孔和磁鐵保持孔之間的距離最好從靠近轉(zhuǎn)子磁極一 端向靠近轉(zhuǎn)子磁極中點(diǎn)逐漸增大。
根據(jù)第三個(gè)方面的本發(fā)明提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，定 子包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓 周面； 一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面 時(shí)是可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)傳導(dǎo)桿，傳導(dǎo)桿容納在相 應(yīng)的限定在轉(zhuǎn)子鐵心一個(gè)外圓周部分上的長孔內(nèi)，所述傳導(dǎo)桿有兩個(gè)分別 被短路環(huán)短路的相對端以形成一個(gè)啟動鼠籠傳導(dǎo)體，所述轉(zhuǎn)子中限定有若 干個(gè)磁鐵保持？L，磁鐵保持孔位于傳導(dǎo)桿的一個(gè)內(nèi)側(cè)位置上；以及永久磁 鐵，它們插進(jìn)轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)并且確定兩個(gè)不同極性的磁極。在該同 步電動機(jī)中，短路環(huán)有一個(gè)位于相應(yīng)磁鐵保持孔外部的內(nèi)徑，選擇靠近磁 極一端的短路環(huán)的內(nèi)徑大于靠近磁極中間點(diǎn)附近的內(nèi)徑。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以增加永久磁鐵的寬度，因此，不需要增加永久磁 鐵的軸向長度，就可以保證需要的永久磁鐵的磁極表面積。因此不需要碾 壓轉(zhuǎn)子鐵心的厚度，由此降低了成本。
插有永久磁鐵的一側(cè)上的短路環(huán)的內(nèi)徑可以位于轉(zhuǎn)子鐵心的磁鐵保 持孔外部，在這種情況下，選擇靠近磁極一端的一個(gè)短路環(huán)內(nèi)徑的尺寸大 于靠近磁極中間點(diǎn)的短路環(huán)內(nèi)徑的尺寸，和其他短路環(huán)的內(nèi)徑尺寸位于整 個(gè)或者部分磁鐵保持孔的內(nèi)部。在這種結(jié)構(gòu)中， 一個(gè)用非磁化板制成的端 板位于該其他短路環(huán)和轉(zhuǎn)子鐵心之間，以便蓋住磁鐵保持孔。
這種結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點(diǎn)在于，不但不需要增加轉(zhuǎn)子鐵心疊層的厚度，而 且增加了其他短路環(huán)的橫截面積，從而減小了阻力，因此轉(zhuǎn)子在最大扭矩 時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)增加，轉(zhuǎn)子在啟動之后的周期內(nèi)可以獲得同步轉(zhuǎn)速，由此提高電 動機(jī)的啟動性能。
插有永久磁鐵的一側(cè)上的短路環(huán)的內(nèi)徑也最好位于轉(zhuǎn)子鐵心的磁鐵 保持孔外部，選擇靠近磁極一端的一個(gè)短路環(huán)的內(nèi)徑尺寸大于靠近磁極中 間點(diǎn)的短路環(huán)內(nèi)徑的尺寸，由此其他短路環(huán)的內(nèi)徑尺寸位于整個(gè)或者部分 磁鐵保持孔的內(nèi)部。然而，在這種情況下，靠近其他短路環(huán)的轉(zhuǎn)子鐵心的
9一個(gè)或若干個(gè)電磁鋼板上沒有磁鐵保持孔。
插有永久磁鐵的一側(cè)上的短路環(huán)的內(nèi)徑具有沿轉(zhuǎn)子鐵心上的磁鐵保 持孔延伸的形狀。
這里的定子鐵心由電磁鋼板定子層組成，轉(zhuǎn)子鐵心也由電磁鋼板轉(zhuǎn)子 層組成，定子層的厚度約等于轉(zhuǎn)子層的厚度。
根據(jù)第四個(gè)方面的本發(fā)明提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子， 定子包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組并且也有一個(gè)內(nèi)圓周面； 一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面時(shí)可轉(zhuǎn)動 地容納在其中，轉(zhuǎn)子鐵心是由若干塊電磁鋼板轉(zhuǎn)子疊片形成，所述轉(zhuǎn)子鐵 心包括設(shè)有磁鐵保持孔的一個(gè)磁鐵保持部件， 一個(gè)防止磁通量短路部件， 該防止磁通量短路部分與磁鐵保持部分配合并且設(shè)有與磁鐵保持孔連通 的防止磁通量短路孔，和一個(gè)轉(zhuǎn)子外端部，轉(zhuǎn)子外端部與防止磁通量短路 部分配合并且設(shè)有與防止磁通量短路孔連通；以及永久磁鐵，它們插進(jìn)轉(zhuǎn) 子的磁鐵保持孔內(nèi)并且確定轉(zhuǎn)子的磁極。在該結(jié)構(gòu)中，防止磁通量短路孔 小于磁通量保持孔，以便通過使永久磁鐵保持與防止磁通量短路孔的外邊 緣配合，永久磁鐵就可以被軸向定位。
這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于永久磁鐵的軸向位置根據(jù)轉(zhuǎn)子鐵心而定。因此， 裝配需要的成本和部件數(shù)量都可減少。
根據(jù)第五個(gè)方面的本發(fā)明提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，定 子包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓 周面； 一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面時(shí)
可轉(zhuǎn)動地容納在其中，轉(zhuǎn)子鐵心是由若干塊電磁鋼板轉(zhuǎn)子疊片形成，所述 轉(zhuǎn)子鐵心包括設(shè)有磁鐵保持孔的一個(gè)磁鐵保持部件，和一個(gè)永久磁鐵支撐
部，它與磁鐵保持部配合并且靠近磁鐵保持孔；以及永久磁鐵，它們插進(jìn) 轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)并且確定轉(zhuǎn)子的磁極。通過永久磁鐵支撐部使永久磁 鐵被軸向定位。
這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以根據(jù)轉(zhuǎn)子鐵心確定永久磁鐵的軸向位置，從 而可以降低裝配和部件所需要的成本。
根據(jù)第五個(gè)方面的本發(fā)明提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，定 子包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓周面； 一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面時(shí) 可轉(zhuǎn)動地容納在其中，轉(zhuǎn)子鐵心是由若干塊電磁鋼板轉(zhuǎn)子疊片形成，所述 轉(zhuǎn)子鐵心包括設(shè)有磁鐵保持孔的一個(gè)磁鐵保持部件，和一個(gè)永久磁鐵支撐 部，它與磁鐵保持部配合并且靠近磁鐵保持孔；以及永久磁鐵，它們插進(jìn) 轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)并且確定轉(zhuǎn)子的磁極。通過永久磁鐵支撐部使永久磁 鐵被軸向定位。
這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，可以僅根據(jù)轉(zhuǎn)子鐵心來確定永久磁鐵的軸向位 置，并且由于磁鐵保持孔的一端可以被轉(zhuǎn)子鐵心板覆蓋，因此用固定到磁 鐵保持孔兩端的端板將磁鐵保持孔封閉是有效的，允許僅使用一塊端板將 磁鐵保持孔的兩端蓋住。
轉(zhuǎn)子鐵心的一個(gè)外端可以與永久磁鐵支撐部配合，并且設(shè)有位于磁鐵 保持孔軸向的孔。在這種情況下，可以增加在永久磁鐵的軸向兩端的N 和S極之間磁路的磁阻從而減小磁通量的泄露，結(jié)果提高了電動機(jī)的特 性。
最好，可以將轉(zhuǎn)子鐵心中的啟動鼠籠式導(dǎo)體用于根據(jù)本發(fā)明第五個(gè)方 面的同步電動機(jī)。
根據(jù)第六個(gè)方面的本發(fā)明提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，定 子包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓 周面； 一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面時(shí)
可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)傳導(dǎo)桿，傳導(dǎo)桿位于轉(zhuǎn)子鐵心 一個(gè)外圓周附近，和位于轉(zhuǎn)子鐵心軸向兩個(gè)相對端的短路環(huán)，由壓鑄鋁方 式一起成型的所述傳導(dǎo)桿和短路環(huán)形成一個(gè)啟動鼠籠傳導(dǎo)體，所述轉(zhuǎn)子鐵
心內(nèi)限定有若干個(gè)磁鐵保持孔；以及永久磁鐵，它們插進(jìn)傳導(dǎo)桿的內(nèi)側(cè)上 的磁鐵保持孔內(nèi)，在靠近轉(zhuǎn)子軸向一端的一個(gè)位置上的所述磁鐵保持孔在 轉(zhuǎn)子鐵心徑向的寬度大于轉(zhuǎn)子軸向向內(nèi)的一個(gè)位置上的磁鐵保持孔的寬 度。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，壓鑄鋁冷卻之后，當(dāng)短路環(huán)產(chǎn)生收縮壓迫，在轉(zhuǎn)子鐵 心端面上有收縮作用，永久磁鐵和磁鐵保持孔之間的間隙可以維持在一個(gè) 恰當(dāng)?shù)闹担虼丝梢匀菀椎貙⒂谰么盆F插進(jìn)磁鐵保持孔內(nèi)，從而確保電動 機(jī)高的特性。其中在轉(zhuǎn)子軸向兩端中的磁鐵保持孔的徑向?qū)挾却笥谵D(zhuǎn)子軸向內(nèi)部 一個(gè)位置上的磁鐵保持孔的徑向?qū)挾?，并且還包括一塊電磁鋼板，它設(shè)置 在轉(zhuǎn)子軸向兩端中外部的一端上，用來覆蓋磁鐵保持孔，僅用一塊端板就 足夠，因此需要的端板和裝配步驟數(shù)量均有利地減小。
還有，這里，在轉(zhuǎn)子軸向兩端中的一端上的磁鐵保持孔的徑向?qū)挾却?于轉(zhuǎn)子軸向內(nèi)部的一個(gè)位置上的磁鐵保持孔的徑向?qū)挾?，其中轉(zhuǎn)子軸向兩 端中的另一端不設(shè)置任何用來覆蓋轉(zhuǎn)子軸向的向內(nèi)位置的磁鐵保持孔的 磁鐵保持孔，不但只用一塊端板就足夠，而且構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心的組合電磁鋼 板數(shù)量最小，因此有利于制造高性能的電動機(jī)。
根據(jù)第七個(gè)方面的本發(fā)明提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，定 子包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓 周面； 一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面時(shí) 可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)傳導(dǎo)桿，傳導(dǎo)桿位于轉(zhuǎn)子鐵心 一個(gè)外圓周附近，和位于轉(zhuǎn)子鐵心軸向兩個(gè)相對端的短路環(huán)，由壓鑄鋁方 式一起成型的所述傳導(dǎo)桿和短路環(huán)形成一個(gè)啟動鼠籠傳導(dǎo)體，所述轉(zhuǎn)子中 限定有若干個(gè)磁鐵保持孔；以及永久磁鐵，它們插進(jìn)位于傳導(dǎo)桿內(nèi)側(cè)上的 轉(zhuǎn)子磁鐵保持孔內(nèi)。轉(zhuǎn)子鐵心由電磁鋼板疊層形成，并且包括一個(gè)纏繞部， 纏繞部設(shè)置在磁鐵保持孔附近幫助電磁鋼板的層壓，鄰近纏繞部的磁鐵保 持孔的徑向?qū)挾认蛑p繞部方向有一定的放大。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，盡管當(dāng)利用任何已知的壓力加工形成纏繞部時(shí)，在壓 力的影響下，靠近纏繞部的電磁鋼板部分突出，永久磁鐵和磁鐵保持孔之 間的間隙保持一個(gè)恰當(dāng)值，從而有利于插入永久磁鐵，還可以提供高性能 的電動機(jī)特性。
根據(jù)第八個(gè)方面的本發(fā)明提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，定 子包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有一個(gè)線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè) 內(nèi)圓周面； 一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓
周面時(shí)是可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)傳導(dǎo)桿，傳導(dǎo)桿位于 轉(zhuǎn)子鐵心一個(gè)外圓周附近，和位于轉(zhuǎn)子鐵心軸向兩個(gè)相對端的短路環(huán)，由 壓鑄鋁方式一起成型的所述傳導(dǎo)桿和短路環(huán)形成一個(gè)啟動鼠籠傳導(dǎo)體，所 述轉(zhuǎn)子鐵心中限定有若干個(gè)磁鐵保持孔；以及永久磁鐵，它們插進(jìn)傳導(dǎo)桿內(nèi)側(cè)一個(gè)位置的轉(zhuǎn)子磁鐵保持孔內(nèi)。轉(zhuǎn)子鐵心在軸向限定有傳導(dǎo)桿孔并且 位于磁鐵保持孔的內(nèi)側(cè)，傳導(dǎo)桿孔與啟動鼠籠式傳導(dǎo)體同時(shí)填充壓鑄鋁。 傳導(dǎo)桿從轉(zhuǎn)子鐵心的一個(gè)軸端向外伸出一個(gè)距離，以形成各個(gè)用來固定端 板的突出部分。端板由非磁化材料制成并且固定到轉(zhuǎn)子鐵心的端部。
這種結(jié)構(gòu)的有利之處在于，用壓鑄鋁技術(shù)將啟動鼠籠式導(dǎo)體和用來固 定端板的突出部同時(shí)制成后，將突出部插進(jìn)端板上的配合孔內(nèi)，將突出部 的各個(gè)頂部鉚接或夾緊，結(jié)構(gòu)使端板牢牢地連接到轉(zhuǎn)子鐵心的端面上，因 此不需要使用任何螺釘，端板就可以容易地固定到轉(zhuǎn)子鐵心的端面上。這 降低了材料成本并且有利于電動機(jī)的裝配。
布置在轉(zhuǎn)子鐵心軸端的端板部分地或全部地被相應(yīng)的短路環(huán)覆蓋，這 種情況下，將端板連接到轉(zhuǎn)子鐵心端面上的工作只要在轉(zhuǎn)子鐵心的一側(cè)進(jìn) 行就足夠了。
覆蓋有短路環(huán)的端板設(shè)有可以嵌入轉(zhuǎn)子鐵心各個(gè)孔中的突出部分，這 樣端板容易定位。另外，壓鑄鋁期間在融化的高壓鋁流的影響下，可以 消除端板脫離正確位置的可能性。
在轉(zhuǎn)子鐵心的一個(gè)軸端的一個(gè)或若干個(gè)電磁鋼板可以不設(shè)任何磁鐵 保持孔，這種情況下，在轉(zhuǎn)子鐵心的相對軸端只需要一塊端板就足夠，由 此減少了材料成本和裝配步驟。
另外，突出部可以設(shè)在一個(gè)該不設(shè)任何磁鐵保持孔的電磁鋼板與永久 磁鐵接觸的位置，以便向永久磁鐵突出。在這種情況下，永久磁鐵可以通 過僅與突出部配合而軸向定位，因此，大大減少穿過電磁鋼板的在永久磁 鐵不同磁極之間短路的磁通量，由此提高了電動機(jī)的性能。
根據(jù)第九個(gè)方面的本發(fā)明提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，定 子包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有一個(gè)線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè) 內(nèi)圓周面； 一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓 周面時(shí)是可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)傳導(dǎo)桿，傳導(dǎo)桿位于 轉(zhuǎn)子鐵心一個(gè)外圓周附近，和位于轉(zhuǎn)子鐵心軸向兩個(gè)相對端的短路環(huán)，由 壓鑄鋁方式一起成型的所述傳導(dǎo)桿和短路環(huán)形成一個(gè)啟動鼠籠傳導(dǎo)體，所
述轉(zhuǎn)子鐵心中限定有若干個(gè)磁鐵保持孔；其中一個(gè)短路環(huán)有一個(gè)帶凹槽的 內(nèi)圓周；插進(jìn)在傳導(dǎo)桿內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)的永久磁鐵；和一個(gè)端板，由非磁化材料制成并且有一個(gè)帶突出部分的外周，突出部分與短路環(huán) 內(nèi)的凹槽形狀互補(bǔ)，短路環(huán)中的每一個(gè)凹槽的周邊部分被軸向壓迫變形， 由此將端板固定到轉(zhuǎn)子鐵心的一個(gè)軸端，使端板上的突出部分容納在對應(yīng) 的短路環(huán)凹槽內(nèi)。
這樣，將突出部與短路環(huán)中的相應(yīng)凹槽對齊并插進(jìn)去從而將端板安裝 到短路環(huán)上之后，壓迫各個(gè)短路環(huán)凹槽的周邊使之變形，結(jié)果使端板固定 到轉(zhuǎn)子鐵心的端面上，從而幫助固定端板。
根據(jù)第十方面的本發(fā)明提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，定子 包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有一個(gè)線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè)內(nèi) 圓周面； 一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周 面時(shí)是可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)傳導(dǎo)桿，傳導(dǎo)桿位于轉(zhuǎn) 子鐵心一個(gè)外圓周附近，和位于轉(zhuǎn)子鐵心軸向兩個(gè)相對端的短路環(huán)，由壓 鑄鋁方式一起成型的所述傳導(dǎo)桿和短路環(huán)形成一個(gè)啟動鼠籠傳導(dǎo)體，所述 轉(zhuǎn)子鐵心中限定有若干個(gè)磁鐵保持孔，其中 一個(gè)短路環(huán)有一個(gè)帶凹槽的內(nèi)
周面；插進(jìn)在傳導(dǎo)桿內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)的永久磁鐵；所述磁鐵保 持孔允許永久磁鐵，當(dāng)插進(jìn)去時(shí)以便以V形結(jié)構(gòu)端對端地銜接起來以形 成一個(gè)單個(gè)磁極，并且在永久磁鐵的一個(gè)端面和磁鐵保持孔的一端的一個(gè) 內(nèi)面之間限定有一個(gè)空氣間隔，用來防止磁通量短路，在容納不同磁極的 相鄰永久磁鐵的磁鐵保持孔之間限定有防止磁通量短路的屏障長孔，第一 橋部設(shè)置在磁鐵保持孔和屏障長孔之間以便夾住屏障長孔，第二橋部設(shè)置 在相同極性的相鄰永久磁鐵與對應(yīng)磁鐵保持孔之間，所述第二橋部在轉(zhuǎn)子 的中心附近狹窄，在轉(zhuǎn)子外圓周較大。
這種結(jié)構(gòu)的好處是，不但避免永久磁鐵端面的不同磁極之間的磁通量 短路從而提高電動機(jī)性能，而且減少了在轉(zhuǎn)子磁極中心的轉(zhuǎn)子鐵心外直徑 的收縮力，這樣在壓鑄鋁后使短路環(huán)的徑向收縮非常小，這是因?yàn)闃虿康?強(qiáng)度得到提高。因此，僅僅利用任何已知壓力加工手段將轉(zhuǎn)子鐵心的電磁 鋼板而且不需要研磨轉(zhuǎn)子鐵心外徑，就可以實(shí)際獲得定子鐵心內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子 鐵心外徑之間的間隙大小，從而減少裝配步驟。
根據(jù)第十一個(gè)方面的本發(fā)明提供一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子， 定子包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有一個(gè)線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓周面； 一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi) 圓周面時(shí)是可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)傳導(dǎo)桿，傳導(dǎo)桿位 于轉(zhuǎn)子鐵心一個(gè)外圓周附近，和位于轉(zhuǎn)子鐵心軸向兩個(gè)相對端的短路環(huán)， 由壓鑄鋁方式一起成型的所述傳導(dǎo)桿和短路環(huán)形成一個(gè)啟動鼠籠傳導(dǎo)體， 所述轉(zhuǎn)子鐵心中限定有若干個(gè)磁鐵保持孔，其中一個(gè)短路環(huán)有一個(gè)帶凹槽
的內(nèi)周面；永久磁鐵插進(jìn)在傳導(dǎo)桿內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)，以提供兩 個(gè)磁極；所述轉(zhuǎn)子鐵心從轉(zhuǎn)子長度的軸向兩端向中間增加，使它基本呈現(xiàn)
橢圓形狀，用壓鑄鋁方式形成啟動鼠籠式傳導(dǎo)體后，裝上永久磁鐵。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，即使壓鑄鋁后，轉(zhuǎn)子鐵心外直徑向轉(zhuǎn)子磁極中心的徑 向收縮張力增加，收縮之后的轉(zhuǎn)子鐵心外直徑也可以保持成圓形，因此， 僅僅利用任何已知壓力加工手段將轉(zhuǎn)子鐵心的電磁鋼板而且不需要研磨 轉(zhuǎn)子鐵心外徑，就可以實(shí)際獲得定子鐵心內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子鐵心外徑之間的間隙 大小，從而減少裝配步驟。另外，由于在永久磁鐵與端板還沒有裝配起來 之前就進(jìn)行壓鑄鋁操作，所以該操作容易進(jìn)行而不會損壞任何部件，從而 提高了產(chǎn)量。
這里，永久磁鐵是采用稀土磁鐵的形式，因此可以獲得強(qiáng)的磁力，并 且可以生產(chǎn)出尺寸小、重量輕的轉(zhuǎn)子和電動機(jī)。


從下面參考附圖的最佳實(shí)施例的描述中可以更容易理解本發(fā)明，其中
同樣的部件用同樣參考數(shù)字表示，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一最佳實(shí)施例的用于同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫截面
圖2是表示定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙中的磁通量密度分布特性圖表； 圖3是根據(jù)本發(fā)明第二最佳實(shí)施例的用于同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫截面
圖4是根據(jù)本發(fā)明第三最佳實(shí)施例的用于同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫截面
圖5是根據(jù)本發(fā)明第四最佳實(shí)施例的用于同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫截面
圖；圖6是用于一種采用永久磁鐵的現(xiàn)有技術(shù)自動啟動同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子 的橫截面圖7是現(xiàn)有技術(shù)自動啟動同步電動機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子間隙中的磁通量密 度特性圖表；該特性呈現(xiàn)為一種矩形波形；
圖8是表現(xiàn)為梯形波形的磁通量密度分布圖表；
圖9是磁通量密度分布特性為矩形波形時(shí)的磁通量和時(shí)間關(guān)系圖表； 圖IO是磁通量密度分布特性為梯形波形時(shí)的磁通量和時(shí)間關(guān)系圖表;
圖11是磁通量密度分布特性為矩形波形時(shí)的感應(yīng)電壓和時(shí)間的關(guān)系
圖表；
圖12是磁通量密度分布特性為梯形波形時(shí)的感應(yīng)電壓和時(shí)間關(guān)系圖
表；
圖13是磁通量密度分布特性為梯形波形時(shí)的感應(yīng)電壓versus角a的 圖表；
圖14是根據(jù)本發(fā)明第五最佳實(shí)施例的利用永久磁鐵的自動啟動同步 電動機(jī)的縱向截面圖15是圖14中的同步電動機(jī)使用的轉(zhuǎn)子的橫截面圖； 圖16是轉(zhuǎn)子的一個(gè)端板的平面圖17是轉(zhuǎn)子的端視圖18是根據(jù)本發(fā)明第六最佳實(shí)施例的自動啟動同步電動機(jī)的縱向截 面圖19是用于圖18的同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的端視圖； 圖20是根據(jù)本發(fā)明第七最佳實(shí)施例的自動啟動永久磁鐵同步電動機(jī) 的縱向截面圖21是設(shè)在圖20中的同步電動機(jī)采用的轉(zhuǎn)子鐵心一端的電磁鋼板的 端視圖22是用于圖20的同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的端視圖； 圖23是根據(jù)本發(fā)明第八最佳實(shí)施例的自動啟動永久磁鐵同步電動機(jī) 的縱向截面圖24是根據(jù)本發(fā)明第九最佳實(shí)施例的自動啟動永久磁鐵同步電動機(jī) 的縱向截面16圖25是現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)子的橫截面圖26是用于根據(jù)本發(fā)明第十最佳實(shí)施例的同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的縱向
截面圖27是轉(zhuǎn)子鐵板E的平面圖；圖28是轉(zhuǎn)子鐵板F的平面圖29是用于根據(jù)本發(fā)明第十一最佳實(shí)施例的同步電動機(jī)的的轉(zhuǎn)子的
縱向截面圖30是轉(zhuǎn)子鐵板G的平面圖31是根據(jù)本發(fā)明第十二最佳實(shí)施例的用于同步電動機(jī)的的轉(zhuǎn)子的縱向截面圖32是根據(jù)本發(fā)明第十三最佳實(shí)施例的用于同步電動機(jī)的的轉(zhuǎn)子的縱向截面圖33是轉(zhuǎn)子鐵板H的平面圖；圖34是轉(zhuǎn)子鐵板I的平面圖35是根據(jù)本發(fā)明第十四最佳實(shí)施例的用于自動啟動永久磁鐵同步電動機(jī)的的轉(zhuǎn)子的縱向截面圖36是用于圖35的同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心中的電磁鋼板J的平面圖；圖37是在圖35的同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心兩端的電磁鋼板K的平面
圖38是根據(jù)本發(fā)明第十五最佳實(shí)施例的利用永久磁鐵的自動啟動同步電動機(jī)所使用的轉(zhuǎn)子的縱向截面圖39是位于圖38的同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心的一個(gè)端面的電磁鋼板L的平面圖40是根據(jù)本發(fā)明第十六最佳實(shí)施例的用于自動啟動永久磁鐵同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的縱向截面圖41是根據(jù)本發(fā)明第十七最佳實(shí)施例的用于自動啟動永久磁鐵同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的縱向截面圖42是示于圖41中的同步電動機(jī)的一個(gè)端視圖43是根據(jù)本發(fā)明第十八最佳實(shí)施例的用于自動啟動永久磁鐵同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的電磁鋼板的縱向截面圖；圖44是從與圖43的同步電動機(jī)中的疊層方向一致的方向看過去的一 個(gè)纏繞部分的部分放大截面圖45是根據(jù)本發(fā)明第十九最佳實(shí)施例的自動啟動永久磁鐵同步電動
機(jī)的縱向截面圖46是圖45所示同步電動機(jī)采用的轉(zhuǎn)子的橫截面圖47是圖45所示同步電動機(jī)采用的端板的平面圖48是根據(jù)本發(fā)明第二十最佳實(shí)施例的自動啟動永久磁鐵同步電動
機(jī)的縱向截面圖49是圖48所示的同步電動機(jī)采用的端板的平面圖； 圖50是沿圖49中C-C'線的橫截面圖51是根據(jù)本發(fā)明第二十一最佳實(shí)施例的自動啟動永久磁鐵同步電 動機(jī)的縱向截面圖52是位于圖51所示的同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心的端部的電磁鋼板的 平面圖53是位于根據(jù)本發(fā)明第二十二最佳實(shí)施例的自動啟動同步電動機(jī) 的轉(zhuǎn)子鐵心的端部的電磁鋼板的平面圖54是用于圖53所示的同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的一個(gè)局部放大縱向截面
圖55是根據(jù)本發(fā)明第二十三最佳實(shí)施例的自動啟動永久磁鐵同步電 動機(jī)的縱向截面圖56是同步電動機(jī)在端板安裝之前的縱向截面圖； 圖57是圖56的同步電動機(jī)的一個(gè)端視圖； 圖58是現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)子的一個(gè)縱向截面圖； 圖59是沿圖58中的A-A'線的橫截面圖60是根據(jù)本發(fā)明第二十四最佳實(shí)施例的用于自動啟動永久磁鐵同 步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的縱向截面圖61是圖60所示轉(zhuǎn)子的橫截面圖； 圖62示出一個(gè)橋部的局部放大圖；和
圖63是根據(jù)本發(fā)明第二十五最佳實(shí)施例的自動啟動永久磁鐵同步電 動機(jī)采用的轉(zhuǎn)子的電磁鋼板的平面圖。
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例(圖1和2)
圖1是用于根據(jù)本發(fā)明第一最佳實(shí)施例的采用永久磁鐵的自動啟動同 步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫截面圖。在該圖中，轉(zhuǎn)子用參考數(shù)字21表示，轉(zhuǎn)子
鐵心用22表示。轉(zhuǎn)子鐵心22有若干個(gè)長孔23，它們定位在外圓周上， 用來容納相應(yīng)數(shù)量的傳導(dǎo)桿24，用任何已知的壓鑄鋁技術(shù)將傳導(dǎo)桿24與 短路環(huán)(未示出) 一起整體澆鑄在轉(zhuǎn)子鐵心22的軸向隔開的兩端，由此 提供一個(gè)啟動鼠籠式導(dǎo)體。永久磁鐵26嵌入各自的磁鐵保持孔內(nèi)，磁鐵 保持孔確定在轉(zhuǎn)子鐵心22內(nèi)，位于傳導(dǎo)桿24徑向內(nèi)部的一圈位置上。
在圖1所示范圍內(nèi)，通常為V形的兩塊板狀永久磁鐵26端對端地銜 接在一起，構(gòu)成單個(gè)轉(zhuǎn)子磁極，由于轉(zhuǎn)子中采用了四個(gè)永久磁鐵，因此形 成了兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁極。T2和T3表示由永久磁鐵確定的轉(zhuǎn)子磁極附近的兩個(gè) 相鄰長孔23之間的間距，T4代表位于轉(zhuǎn)子磁極之間的一個(gè)中點(diǎn)附近的相 鄰長孔23之間的間距。在圖示的實(shí)施例中，選擇間距T2和T3小于間距 T4。
圖2是轉(zhuǎn)子和定子之間空氣間隙中磁通量密度的分布圖表，其中，縱 坐標(biāo)軸代表磁通量密度B，橫坐標(biāo)代表空氣間隙的角度e，該角度是與轉(zhuǎn)
子轉(zhuǎn)動的方向一致的方向與轉(zhuǎn)子磁極之間的中點(diǎn)表示的原點(diǎn)之間所成的 夾角。由于靠近轉(zhuǎn)子磁極端部的位置的間距T2和T3小于轉(zhuǎn)子磁極中點(diǎn) 處的間距T4，因此從永久磁鐵26散發(fā)出的磁通量幾乎不會泄露到轉(zhuǎn)子21 在該處的外圓周面上，而是泄露到轉(zhuǎn)子磁極中點(diǎn)附近的外周面上。由于這 個(gè)原因，定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙中的磁通量密度分布特性呈現(xiàn)為梯形 波形，或者為正弦波形，由于與矩形波形相比，每單位時(shí)間的磁通量變化 量增加，因此在定子繞組上感應(yīng)的電壓可以增加。
與之相反，在現(xiàn)有技術(shù)中的自動啟動永久磁鐵同步電動機(jī)中，長孔以 固定間距圓周分布在轉(zhuǎn)子鐵心中，并且在轉(zhuǎn)子鐵心的徑向方向測量的徑向 長度相同，因此，磁通量密度分布特性可以呈現(xiàn)為矩形波形。通常，通過 測量定子繞組的感應(yīng)電壓就可了解永久磁鐵引起的轉(zhuǎn)子磁極的密度，這時(shí) 的轉(zhuǎn)子從外部轉(zhuǎn)動而沒有電壓施加到電動機(jī)上?，F(xiàn)在討論用在利用永久磁鐵的兩極自動啟動電動機(jī)上時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子 之間的空氣間隙中磁通量密度分布特性的波形與由轉(zhuǎn)子磁極作用引起的 定子線圈上的感應(yīng)電壓之間的關(guān)系。
圖7示出空氣間隙中的磁通量密度分布特性Bg ( e)呈現(xiàn)為矩形波
形Bgi ( e)的情形，圖8示出空氣間隙中的磁通量密度分布特性Bg( e ) 呈現(xiàn)為梯形波形Bg2 ( e )的情形。橫坐標(biāo)軸表示與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向一致
的方向與轉(zhuǎn)子磁極之間的中點(diǎn)表示的原點(diǎn)之間成的夾角e 。圖7中，Bglm 表示由下列方程表示的Bgi (e)的最大值
<formula>formula see original document page 20</formula>圖8中，Bg2m表示從e =0開始，Bg2 ( e )的傾斜角度為a時(shí)由下 列方程表示的Bg2 (e)的最大值<formula>formula see original document page 20</formula>
假設(shè)永久磁鐵的磁通量不會在轉(zhuǎn)子內(nèi)短路掉而是全部經(jīng)過定子鐵心。 因此，不管空氣間隙中的磁通量密度分布特性的波形如何，流過定子內(nèi)的 磁通量是恒定的，每一個(gè)磁極的波形面積相同如下列方程表示<formula>formula see original document page 20</formula>
雖然定子線圈分布在與一個(gè)磁極對應(yīng)的區(qū)域上，但是定子線圈可以集 中布置在一個(gè)角度"的寬度內(nèi)，角度是在與對應(yīng)于單個(gè)磁極的轉(zhuǎn)動方向一 致的方向上，轉(zhuǎn)數(shù)假設(shè)為n。在轉(zhuǎn)子磁極以角速度"(t)轉(zhuǎn)動期間，通過 線圈的磁通量4)由下列方程表示
<formula>formula see original document page 20</formula>
當(dāng)方程(1)禾卩(2)中的Bgl ( 9 )替換為方程(7)中的Bg ( 9 )
時(shí)，空氣間隙中的磁通量密度分布特性Bg (e )呈現(xiàn)為矩形波形Bgl (e )
的情況下，磁通量小l(t)呈現(xiàn)為如圖9所示的波形。當(dāng)方程(4)和(5)
中的Bgl (e )由方程(7)中的Bg (e )替換時(shí)，梯形波形Bg2 (e )
情況下的磁通量小2(t)呈現(xiàn)為圖IO所示的波形。圖9和10中的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別表示磁通量小和時(shí)間t。
定子線圈中的感應(yīng)電壓波形V (t)由下列方程表示 「(,) = -" A 「(+" Sg(。M =+ ;r) — ...... ( 8 )
空氣間隙中的磁通量密度分布特性呈現(xiàn)為矩形波形Bgi ( e )情況下 的感應(yīng)電壓波形vi (t)和空氣間隙中的磁通量密度分布特性呈現(xiàn)為梯形
波形Bg2 ( 9 )情況下的感應(yīng)電壓波形V2 (t)分別示于圖11和12，其 中縱坐標(biāo)軸代表感應(yīng)電壓v (t)，橫坐標(biāo)軸代表時(shí)間t。
感應(yīng)電壓V是感應(yīng)電壓波形的有效值并由下列方程表示
F、 一 [V, ...... (9)
用方程(9)代替方程(8)，得到的感應(yīng)電壓V由下列方程(10)
|/ = 「[5W + ;r) — S(P)]2滯......(10)
空氣間隙中的磁通量密度分布特性呈現(xiàn)為矩形波形Bgl ( e )情況下 的感應(yīng)電壓vi可以由下列方程表示，該方程用方程(io)替換方程(i)
和(2)得到
45
「1 = 2柳^2 ,、1-■~~^ ……(11)
s V 3;rtano;
空氣間隙中的磁通量密度分布特性呈現(xiàn)為梯形波形Bg2 (e )情況下
的感應(yīng)電壓V2可以由下列方程表示，該方程用方程(10)替換方程(3) 和(4)得到
h = 2w逃"卜^^ ...... (12)
3;r tan
V2是圖8所示角度a的函數(shù)并被示于圖13中。當(dāng)a二7T/2時(shí)，V2與 方程(11)的值相同，并且可以這么說，當(dāng)圖13中a二jx/2時(shí)，空氣間 隙中的磁通量密度分布特性呈現(xiàn)為矩形波形的感應(yīng)電壓。從圖8中可知， 由于空氣間隙中的磁通量密度分布特性呈現(xiàn)為梯形波形情況下的a小于 因此從圖13中很容易看出，空氣間隙中的磁通量密度分布特性為 矩形波形的感應(yīng)電壓低于磁通量密度分布特性為梯形的感應(yīng)電壓。
21磁通量密度分布特性為正弦波形的感應(yīng)電壓同樣可以由方程(9)表 示，可以這么說，空氣間隙中的磁通量密度分布特性為矩形波形的感應(yīng)電 壓低于磁通量密度分布特性為正弦波形的感應(yīng)電壓。因此，在磁通量密度 分布特性為矩形波形的情況下，由于轉(zhuǎn)子磁極較微弱的事實(shí)從而減小不同 步扭矩，并且因?yàn)榱鬟^定子線圈的電流增加，所以降低了效率。因此，為 了保證要求的感應(yīng)電壓，需要增加永久磁鐵的尺寸或者使用有高剩余磁通 量密度的永久磁鐵，因此，存在永久磁鐵成本較高的問題，電動機(jī)的成本 隨之增加。
然而，根據(jù)圖示的本發(fā)明的實(shí)施例，可以補(bǔ)償定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣 間隙中磁通量密度分布特性，使其呈現(xiàn)為或者接近梯形波形或者接近正弦 波形，由此增加定子線圈上的感應(yīng)電壓。因此，可以提供一種高性能、廉 價(jià)的自動啟動永久磁鐵同步電動機(jī)，既不需要增加永久磁鐵的尺寸，也不 需要采用具有高剩余磁通量密度的永久磁鐵。
注意到，盡管前述實(shí)施例是用于兩極同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子中，但是本發(fā) 明不限于此，而且同樣可以用于例如四個(gè)或更多個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子上。還有， 盡管采用的永久磁鐵是板狀的形式，但是本發(fā)明不限于此，本發(fā)明同樣可 以用于采用例如弓形或者其他合適形狀的永久磁鐵的轉(zhuǎn)子中。
第二實(shí)施例(圖3)
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二最佳實(shí)施例的自動啟動永久磁鐵同步電動機(jī)使 用的轉(zhuǎn)子的橫截面圖。圖3中，轉(zhuǎn)子21沿箭頭所示方向轉(zhuǎn)動。在有負(fù)荷 的運(yùn)行中，從定子線圈發(fā)散的磁通量和從永久磁鐵26發(fā)散的磁通量的合 成磁通量，流進(jìn)部位29的比流進(jìn)部位28的量大得多，部位29位于從轉(zhuǎn) 子磁極中心沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向向前偏移0 1的相鄰長孔之間。部位28位于 從轉(zhuǎn)子磁極中心向后偏移的一側(cè)的兩個(gè)相鄰長孔之間。選擇部位29的尺 寸，即部位29兩側(cè)上的兩個(gè)相鄰長孔之間的間距T8，大于部位28兩側(cè) 上的相鄰長孔之間的間距T9，從而，可以避免鐵心在相鄰兩個(gè)長孔之間 的部位29處的磁飽和，從而保證了滿意的電動機(jī)特征。
第三實(shí)施例(圖4)圖4是用于根據(jù)本發(fā)明第三最佳實(shí)施例的同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫截面 圖。圖4中，長孔中的一個(gè)孔30位于轉(zhuǎn)子磁極中心附近的一個(gè)長孔，長
孔31和32位于轉(zhuǎn)子磁極的兩端中的一端附近。這些長孔30， 31， 32分 別有不同的徑向長度H30， H31和H32，長孔31和磁鐵保持孔25之間以 及長孔32與磁鐵保持孔25之間的距離Y31和Y32小于Y30， Y30是長 孔30和磁鐵保持孔25之間的距離，從該處發(fā)散到轉(zhuǎn)子靠近轉(zhuǎn)子磁極外周 面的永久磁鐵的磁通量幾乎很少，反之，都發(fā)散到轉(zhuǎn)子磁極中心附近的外 周面。為此，定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙中的磁通量密度分布特性可以呈 現(xiàn)為梯形波形，或者為正弦波形，由于與矩形波形相比，每單位時(shí)間的磁 通量變化量增加，因此在定子繞組上感應(yīng)的電壓可能增加。因此，為了達(dá) 到比如像現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施的感應(yīng)電壓，可以提供一種高性能、廉價(jià)的采用具 有所要求的不同步扭矩和高效率的永久磁鐵的自動啟動永久磁鐵同步電 動機(jī)，既不需要增加永久磁鐵的尺寸，也不需要采用具有高剩余磁通量密 度的永久磁鐵。
第四實(shí)施例(圖5)
圖5是用于根據(jù)本發(fā)明第四最佳實(shí)施例的同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫截面 圖。圖5中，長孔33， 34， 35， 36， 37， 38和39位于從中心到轉(zhuǎn)子磁極 一端之間的區(qū)域內(nèi)，并且與磁鐵保持孔35之間分別相距逐漸減小的距離 Y33， Y34， Y35， Y36， Y37, Y38和Y39。
圖5所示的箭頭線表示定子線圈形成的磁場的磁通量穿過轉(zhuǎn)子1的方 式。為了簡單起見，只示出了下半個(gè)轉(zhuǎn)子的磁通量的流動型式，上半個(gè)與 之一樣的型式未示出。正如可以從該圖中看出的那樣，因?yàn)榱鬟^長孔之間 的磁通量相互重疊，在鄰近轉(zhuǎn)子磁極端部的長孔39與磁鐵保持孔之間流 過的定子磁通量減小，但是接近磁極中心的磁通量卻增加了。這樣，在鄰 近磁極中心的位置的磁通量是最大的，這里定子線圈產(chǎn)生的磁場磁通量被 加強(qiáng)。
然而，由于從轉(zhuǎn)子磁極的端部向轉(zhuǎn)子磁極中心，每個(gè)長孔與磁鐵保持 孔之間的距離逐漸增加，因此，可以防止在長孔和磁極保持孔之間的鐵心 部分產(chǎn)生任何可能的磁飽和，由此保證了滿意的電動機(jī)特性。第五實(shí)施例(圖14到17)
圖14是根據(jù)本發(fā)明第五最佳實(shí)施例的利用永久磁鐵的自動啟動同步
電動機(jī)的縱向截面圖；圖15是沿圖14中的A-A'線的橫截面圖。圖16 是該轉(zhuǎn)子的一個(gè)由非磁性材料制成并用來保護(hù)永久磁鐵端板的平面圖。圖 17是永久磁鐵插進(jìn)并布置好但端板還未固定到轉(zhuǎn)子上時(shí)的轉(zhuǎn)子的端視圖。 在這些圖中，參考數(shù)字41表示轉(zhuǎn)子，參考數(shù)字42表示轉(zhuǎn)子鐵心，其 型式為層狀結(jié)構(gòu)的電磁鋼板。參考數(shù)字43表示傳導(dǎo)桿，通過壓鑄鋁技術(shù) 將傳導(dǎo)桿與位于傳導(dǎo)桿兩端的短路環(huán)44澆鑄在一起，以提供一個(gè)啟動鼠 籠式導(dǎo)體。參考數(shù)字45表示寬度為Q的永久磁鐵。參考數(shù)字46表示確 定在轉(zhuǎn)子鐵心42內(nèi)的磁鐵保持孔，用來容納永久磁鐵。在壓鑄鋁之后， 兩塊相同極性的板狀永久磁鐵45以V形結(jié)構(gòu)端對端地銜接起來，以形成 一個(gè)單一的轉(zhuǎn)子磁極，由于轉(zhuǎn)子中使用了四個(gè)永久磁鐵45e，因此形成了 兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁極。
參考數(shù)字47表示防止相鄰的不同極性永久磁鐵之間的磁通量短路的 阻擋層，它也用壓鑄鋁方式裝在位置上。參考數(shù)字48表示由非磁性材料 制成并用來保護(hù)永久磁鐵的端板，每個(gè)端板上設(shè)有配合孔48a。參考數(shù)字 49表示確定在轉(zhuǎn)子鐵心42內(nèi)軸向延伸的軸孔，這些孔中裝有鋁50，鋁 50用于壓鑄鋁期間以形成啟動鼠籠導(dǎo)體。填充軸孔49的鋁50從轉(zhuǎn)子鐵 心42的兩端向外軸向突出，從而形成一個(gè)突出部50a，如圖14中所示。 突出部50a穿過相應(yīng)的配合孔48a之后，通過巻邊或鉚接突出部50a使它 變大如圖14中的虛線所示，使得端板48固定到轉(zhuǎn)子鐵心42的端面上。 參考數(shù)字51表示確定在轉(zhuǎn)子鐵心42內(nèi)的支撐孔。
從轉(zhuǎn)子獲得的永久磁鐵45的磁通量基本與永久磁鐵45的寬度Q和永 久磁鐵45的長度的乘積即永久磁鐵45的磁極面積成比例，永久磁鐵45 的長度在轉(zhuǎn)子的軸向測量得到。
注意到，雖然是將前述已磁化的永久磁鐵插進(jìn)并布置好，但是轉(zhuǎn)子磁 極同樣可以這樣形成，即將未被磁化的永久磁鐵插入和布置到轉(zhuǎn)子鐵心， 構(gòu)成轉(zhuǎn)子然后利用一個(gè)磁化裝置使永久磁鐵極化。
根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例，選擇永久磁鐵45相同極性的端對端鄰接的角P大于圖25所示現(xiàn)有技術(shù)的為90。的角a，使在垂直于縱軸的方向 上測量的永久磁鐵45的寬度Q大于圖25所示的現(xiàn)有技術(shù)的寬度P。增加 永久磁鐵端對端銜接角度，并且選擇在鄰近轉(zhuǎn)子磁極的位置處的內(nèi)徑向尺 寸c大于鄰近轉(zhuǎn)子磁極中心的位置處的內(nèi)徑向尺寸b，對于允許采用增加 了寬度的永久磁鐵都是有效的。對應(yīng)于永久磁鐵45的端對端銜接夾角的 增加和永久磁鐵45的寬度的增加，用于本發(fā)明的每一個(gè)短路環(huán)44不是現(xiàn) 有技術(shù)那樣的圓形，而是菱形，如圖14所示，它的外輪廓在磁鐵保持孔 46的外部，并且允許轉(zhuǎn)子磁極端部的內(nèi)直徑大于轉(zhuǎn)子磁極中心處的內(nèi)直 徑。
短路環(huán)44a的內(nèi)直徑不選擇為與整個(gè)圓周轉(zhuǎn)子的磁極端部的內(nèi)直徑一 致的圓形，其理由是如果這樣選擇的話，每個(gè)短路環(huán)A的等價(jià)橫截面積 例如整個(gè)44a將變得過于小，以至于增加了阻力，從而導(dǎo)致電動機(jī)啟動能 力下降。
如上面討論的，根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例，由于永久磁鐵45可以具 有增加了的磁極表面積，因此可以得到電動機(jī)需要的永久磁鐵磁通量。
第六實(shí)施例(圖18和19)
現(xiàn)在參考圖18和19描述本發(fā)明的第六最佳實(shí)施例，其中，圖18是 根據(jù)本發(fā)明第六最佳實(shí)施例的利用永久磁鐵的自動啟動同步電動機(jī)的縱 向截面圖；圖19是從圖18的S側(cè)看過去的端視圖。圖19中，虛線表示 磁鐵保持孔46的位置，單點(diǎn)劃線表示端板58的外輪廓。盡管從R側(cè)看 過去的轉(zhuǎn)子的端視圖沒有示出，但是永久磁鐵45的寬度和端對端銜接夾 角，以及44a的短路環(huán)A內(nèi)直徑的形狀，都與前面描述的本發(fā)明的第一 實(shí)施例中的 -樣，在相對側(cè)S上的44b的短路環(huán)B的內(nèi)直徑是圓的，并 且選擇得很小以至于它可以位于磁鐵保持孔46的內(nèi)部。
參考圖18和19，端板58同樣地布置成與S側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵心42的一個(gè) 端面鄰接，并且其形狀足以包圍磁鐵保持孔46，因此，壓鑄鋁不可能泄 露到磁鐵保持孔46內(nèi)，否則難以插入永久磁鐵45。
第七實(shí)施例(圖20到22)現(xiàn)在參考圖20到22描述本發(fā)明的第七最佳實(shí)施例。圖20是根據(jù)本
發(fā)明第七最佳實(shí)施例的利用永久磁鐵的自動啟動同步電動機(jī)的縱向截面
圖，圖21是設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵心2的S側(cè)的一端的一個(gè)或多個(gè)電磁鋼板59的平 面圖，圖22是從S側(cè)看過去的端視圖。雖然從R側(cè)看過去的轉(zhuǎn)子的端視 圖沒有示出，但是永久磁鐵45的寬度和端對端銜接夾角，以及44a的短 路環(huán)A內(nèi)直徑的形狀，都與前面描述的本發(fā)明的第一實(shí)施例中的一樣。
參考圖20到22， S側(cè)上的44C的短路環(huán)C具有圓的內(nèi)直徑或孔，并 且這樣選擇以至于可以放在磁鐵保持孔46的內(nèi)部。在轉(zhuǎn)子鐵心42的S 側(cè)端部的一個(gè)或多個(gè)電磁鋼板59設(shè)有形狀和大小相同的長孔，長孔確定 在與電磁鋼板一樣的位置，而不是在端部的那些位置，但是不設(shè)置磁鐵保 持孔46。因此，即使44c的短路環(huán)C的內(nèi)直徑較小，壓鑄鋁也不可能泄 露到磁鐵保持孔46內(nèi)，否則難以插入永久磁鐵。
第八實(shí)施例(圖23)
現(xiàn)在參考圖23描述本發(fā)明的第八實(shí)施例，該圖是從與插入永久磁鐵 45的方向一致的方向看過去的轉(zhuǎn)子的端視圖，顯示的永久磁鐵45已經(jīng)插 進(jìn)并且布置好但未裝上端板的轉(zhuǎn)子。
參考圖23， 44d的短路環(huán)D的內(nèi)直徑或孔的形狀與磁鐵保持孔46的 形狀一致并沿之延伸。這種設(shè)計(jì)使永久磁鐵45可以沿44d的短路環(huán)D的 內(nèi)直徑或孔的內(nèi)表面插進(jìn)去，由此使永久磁鐵的插入工作容易，從而使裝 配更加容易。
第九實(shí)施例(圖24)
現(xiàn)在參考圖24描述本發(fā)明的第九實(shí)施例，同時(shí)參考本發(fā)明的第五實(shí) 施例采用的圖17。圖24是根據(jù)本發(fā)明第九最佳實(shí)施例的利用永久磁鐵的 自動啟動同步電動機(jī)的縱向截面圖。在該圖中，參考數(shù)字61表示一個(gè)定 子，參考數(shù)字62表示由片層結(jié)構(gòu)的電磁鋼板形成的定子鐵心，該片層結(jié) 構(gòu)的片層厚度用Ls表示。參考數(shù)字63表示纏繞在定子鐵心62上的定子 線圈。其中使用的轉(zhuǎn)子41基本與參考圖17所描述的第五實(shí)施例中的相同， 為了簡潔的目的這里不再描述。但是，正如圖17中所示的轉(zhuǎn)子的情況下，通過增加永久磁鐵45在垂直于縱軸方向上測量的寬度，由此增加永久磁
鐵45的磁極表面積，以增加永久磁鐵45發(fā)散的磁通量，還可以通過設(shè)計(jì) 44a的短路環(huán)A的內(nèi)直徑或孔使它位于磁鐵保持孔46的外部，并且還可 以再次選擇靠近44a的短路環(huán)A的轉(zhuǎn)子磁極端部的內(nèi)直徑尺寸大于靠近 轉(zhuǎn)子磁極中心的尺寸，構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心42的電磁鋼板的層厚可以有利地減 小到基本等于定子鐵心的層厚Ls。
通常這樣設(shè)計(jì)利用永久磁鐵的電動機(jī)，即通過選擇永久磁鐵的軸向長 度大于定子鐵心的片層厚度，以便從定子鐵心兩端向外流出的永久磁鐵的 磁通量可以從兩端流進(jìn)定子鐵心內(nèi)部，從而增加了穿過整個(gè)定子鐵心的磁 通量，為了這個(gè)目的，選擇轉(zhuǎn)子鐵心的片層厚度大于定子鐵心的片層厚度。 相反地，根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例，已采用的如上所述的設(shè)計(jì)使定子鐵心 的片層厚度Ls與轉(zhuǎn)子鐵心的片層厚度！^基本相等。
根據(jù)前面所述的，用于每一個(gè)定子和轉(zhuǎn)子鐵心的電磁鋼板的數(shù)量基本 相等，這些電磁鋼板是在同樣的壓模中同時(shí)完成的，因此可以減低剩余的 電磁鋼板產(chǎn)品，從而降低成本。
第十實(shí)施例(圖26到28)
現(xiàn)在參考圖26到28描述本發(fā)明的第十最佳實(shí)施例。圖26是用于根 據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的縱橫截面圖。圖26中，參考 數(shù)字71表示轉(zhuǎn)子，參考數(shù)字72表示轉(zhuǎn)子鐵心。參考數(shù)字72a表示由層狀 轉(zhuǎn)子鐵板E形成的轉(zhuǎn)子鐵心，其中的一個(gè)E示于圖27中。圖27中，參 考數(shù)字73表示磁鐵保持孔，當(dāng)轉(zhuǎn)子鐵心E被層壓時(shí)，磁鐵保持孔73彼此 軸向?qū)R，如圖26所示，各自的永久磁鐵74插在其中。
圖26中所示的參考數(shù)字72bl表示一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，該鐵心是通過將轉(zhuǎn) 子鐵板F層壓到轉(zhuǎn)子鐵心72a的一個(gè)軸端面上形成的，轉(zhuǎn)子鐵板F中的一 個(gè)示于圖28的平面圖中。圖28中，參考數(shù)字77表示磁通量短路預(yù)防孔， 它們在轉(zhuǎn)子鐵板E上的布置位置與磁鐵保持孔73相同，但是寬度U小于 磁鐵保持孔73的寬度T。當(dāng)轉(zhuǎn)子鐵板F層壓到轉(zhuǎn)子鐵心72a的軸端上時(shí)， 磁通量短路預(yù)防孔77與磁鐵保持孔73軸向連通，如圖26所示。圖26中， 參考數(shù)字72cl表示一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，鐵心由一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子鐵板E層壓到轉(zhuǎn)子鐵心72bl的軸端面形成。另外，圖26中，參考數(shù)字76表示一個(gè)端 板，由非磁性材料制成并且具有足以覆蓋磁鐵保持孔73和磁通量短路預(yù) 防孔77的形狀，以便防止永久磁鐵74的碎片向外流出，并且防止外部物 質(zhì)進(jìn)入磁鐵保持孔73內(nèi)，這些永久磁鐵74碎片是在永久磁鐵74插進(jìn)并 埋入磁鐵保持孔73的時(shí)候產(chǎn)生的。
如圖26所示，在與轉(zhuǎn)子鐵心72a配合的轉(zhuǎn)子鐵心72bl的一個(gè)鄰接面 上，使每一個(gè)永久磁鐵79上的一個(gè)軸端面79與各自的預(yù)防磁通量短路孔 77的外周邊78配合，在永久磁鐵74兩端的N和S極之間泄露的磁通量 80，從轉(zhuǎn)子鐵心72a經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心72bl再穿過防止磁通量短路孔77最后 經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心孔72M和72a返回永久磁鐵74。泄露的磁通量80bl從轉(zhuǎn) 子鐵心72a，經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心72bl，然后經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心72cl，穿過磁鐵保持 孔73，再經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心72cl，轉(zhuǎn)子鐵心72bl并且最終經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心72a， 返回永久磁鐵74。這里，轉(zhuǎn)子鐵心72bl由單個(gè)轉(zhuǎn)子鐵板或若干個(gè)轉(zhuǎn)子鐵 板F制成，轉(zhuǎn)子鐵板F的數(shù)量應(yīng)當(dāng)盡可能地少，只要可以安放永久磁鐵就 行，泄露磁通量80al經(jīng)過的磁路可以有足以使泄露磁通量80al減為最小 的磁阻。另外，由于構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心72cl的轉(zhuǎn)子鐵板E中的磁鐵保持孔73 的寬度T，比轉(zhuǎn)子鐵板F中的磁通量短路預(yù)防孔77的寬度U大得多，以 至于與轉(zhuǎn)子鐵板F制成的轉(zhuǎn)子鐵心72cl的情況相比，泄露磁通量80M經(jīng) 過的磁路具有足以使泄露磁通量80bl最小的磁阻。因此，可以提高電動 機(jī)的性能。
另外，由于永久磁鐵74吸引并且因此保持與轉(zhuǎn)子鐵心72bl中的磁通 量短路防止孔77的外周邊78配合，所以僅僅由轉(zhuǎn)子鐵心72裝置而不用 支撐架，就可以使永久磁鐵74關(guān)于軸向精確定位，由此減小成本和部件 數(shù)量。
注意到，可以這樣選擇被層壓的轉(zhuǎn)子鐵板F的數(shù)量，即轉(zhuǎn)子鐵心72 的軸向長度的一個(gè)中間點(diǎn)可以與永久磁鐵74的軸向長度的一個(gè)中間點(diǎn)配 合，而且這同樣可以應(yīng)用于下面的本發(fā)明的任何一個(gè)實(shí)施例。
也可以注意到，永久磁鐵由稀土金屬比如Nd-Fe-B系列制成，由于用 Nd-Fe-B系列稀土金屬制成的磁鐵具有高的殘留磁通量密度，因此轉(zhuǎn)子和 作為整體的電動機(jī)的體積可以有利地減小。在描述的本發(fā)明的第十實(shí)施例中，采用的永久磁鐵基本是板狀結(jié)構(gòu)， 但是本發(fā)明并不限于此，而且同樣可以用于采用任何形狀比如弓形永久磁 鐵的轉(zhuǎn)子中。
第H"^ —實(shí)施樹(圖29和30)
下面參考圖29和30描述本發(fā)明的第十一最佳實(shí)施例，其中，圖29 是用于同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的縱向橫截面圖，圖30是轉(zhuǎn)子鐵板G的平面圖。 如圖29所示，參考數(shù)字72dl表示一個(gè)包括轉(zhuǎn)子鐵心72a的轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn) 子鐵心72a有一個(gè)軸端面，轉(zhuǎn)子鐵板G層壓在該端面上。由于轉(zhuǎn)子鐵板G 沒有磁鐵保持孔，因此，將轉(zhuǎn)子鐵板G層壓到轉(zhuǎn)子鐵心72a的軸端面上， 則導(dǎo)致磁鐵保持孔73封閉。
由于永久磁鐵74的軸端面81保持與轉(zhuǎn)子鐵心72dl的銜接面配合，該 銜接面保持與轉(zhuǎn)子鐵心72a配合，因此，從永久磁鐵74的軸端泄露的磁 通量80cl，從轉(zhuǎn)子鐵心72a，經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心72dl，然后經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心72a 返回永久磁鐵74。另外，由于永久磁鐵74吸引并且因此保持與轉(zhuǎn)子鐵心 72dl的軸端面82配合，所以不用支撐架就可以使永久磁鐵74關(guān)于軸向 精確定位，由此減小成本和部件數(shù)量。
另外，由于轉(zhuǎn)子鐵心72a內(nèi)的磁鐵保持孔73的一端被轉(zhuǎn)子鐵心72dl 關(guān)閉，所以在相對端放一個(gè)端板76足以封閉磁鐵保持孔73的兩端。雖然 在前面描述的本發(fā)明的第十實(shí)施例中，需要兩塊端板76，但是第十一實(shí) 施例中只需要一個(gè)端板76，因此可以進(jìn)一步減小組件和部件的成本。
在沖模過程中，通過控制裝載和卸載裝料?？梢匀菀椎刂圃燹D(zhuǎn)子鐵板 E和轉(zhuǎn)子鐵板G，裝料模用來形成磁鐵保持孔73。因此，這里不需要前述 的本發(fā)明的第十實(shí)施例中所要求的裝料模，在第十實(shí)施例中，裝料模用來 形成轉(zhuǎn)子鐵板F中的磁通量短路預(yù)防孔77，因此可以簡化模具本身的構(gòu) 造。
第十二實(shí)施例(圖31)
圖31是用于根據(jù)本發(fā)明第十二最佳實(shí)施例的同步電動機(jī)的的轉(zhuǎn)子的 縱向截面圖。轉(zhuǎn)子鐵心72d2的一個(gè)軸端面上設(shè)有一個(gè)包括轉(zhuǎn)子鐵板E的層化結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵心72c2，該軸端面與和永久磁鐵74的軸端面81配合的那一端面相對。由于永久磁鐵74的軸端面81與轉(zhuǎn)子鐵心72d2的軸端面82配合，因 此在永久磁鐵74的軸端泄露的磁通量80c2從轉(zhuǎn)子鐵心72a，經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵 心72d2，然后經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心72a返回到永久磁鐵74。泄露的磁通量80b2 從轉(zhuǎn)子鐵心72a經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心72d2，然后經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心72c2，穿過磁鐵 保持孔73，再穿過轉(zhuǎn)子鐵心72c2，轉(zhuǎn)子鐵心72d2，最后經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵心72a 返回永久磁鐵74。由于泄露磁通量80cl穿過磁鐵保持孔73，因此與前面所述的本發(fā)明 的第十一實(shí)施例中的泄露磁通量80cl經(jīng)過的磁路的磁阻相比，該第十二 實(shí)施例中的泄露磁通量80b2穿過的磁路具有相對較高的磁阻，因此，第 十二實(shí)施例的泄露磁通量80c2和80b2的總量小于前述第H"^—實(shí)施例中的 泄露磁通量80cl。因此，與前述實(shí)施例相比，由于泄露磁通量減少，因 此電動機(jī)的性能得以提高。第十三實(shí)施例(圖32到34)下面將參考圖32到34描述本發(fā)明的第十三最佳實(shí)施例。圖32是根據(jù) 本發(fā)明的第十三實(shí)施例的同步電動機(jī)采用的轉(zhuǎn)子的縱向截面圖。在該圖 中，參考數(shù)字83表示轉(zhuǎn)子，參考數(shù)字84表示轉(zhuǎn)子鐵心。參考數(shù)字84a 表示由一層轉(zhuǎn)子鐵板H制成的轉(zhuǎn)子鐵心。參考數(shù)字84b表示由一層轉(zhuǎn)子 鐵板I制成的轉(zhuǎn)子鐵心，其中的一個(gè)示于平面圖34中。圖33是轉(zhuǎn)子鐵板H的平面圖。在該圖中，參考數(shù)字85表示若干個(gè)容 納啟動鼠籠導(dǎo)體的傳導(dǎo)桿86a的長孔，參考數(shù)字73表示磁鐵保持孔。參考圖34，參考數(shù)字87表示若干個(gè)長孔，用來容納圖32所示的啟動 鼠籠導(dǎo)體的傳導(dǎo)桿86a，這些長孔86a與轉(zhuǎn)子鐵板H的長孔85形狀相同， 并且與H中的長孔85位置相同。參考數(shù)字77表示磁通量短路預(yù)防孔， 與圖33的轉(zhuǎn)子鐵板H中的磁鐵保持孔73的位置相同，但是寬度U小于 磁鐵保持孔73的寬度T。返回來參考圖32，參考數(shù)字84c表示由一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵板E或者一層轉(zhuǎn)子 鐵板E制成的轉(zhuǎn)子鐵心。通過利用任何公知的鋁壓模技術(shù)，傳導(dǎo)桿86a和短路環(huán)86b可以一體制成以確定啟動鼠籠導(dǎo)體。通過將啟動鼠籠導(dǎo)體裝 進(jìn)轉(zhuǎn)子83中，就可以獲得采用永久磁鐵的自動啟動同步電動機(jī)，這種電 動機(jī)在啟動時(shí)可以象感應(yīng)電動機(jī)那樣運(yùn)行，并且可以像同步電動機(jī)可以達(dá) 到的那樣的同步速度運(yùn)行。甚至在這種情況下，由于與本發(fā)明的前述第十實(shí)施例的情況一樣，采用了帶磁通量短路預(yù)防孔77的轉(zhuǎn)子鐵心84b，并 且轉(zhuǎn)子鐵板E被層化，因此永久磁鐵74的兩個(gè)軸端的S和N之間泄露的 磁通量減少，從而提高的電動機(jī)的性能。甚至在采用如第十三實(shí)施例中那樣布置的啟動鼠籠導(dǎo)體的永久磁鐵的 自動啟動同步電動機(jī)中，永久磁鐵74可以由轉(zhuǎn)子鐵心84精確定位，而不 需要使用任何支架，因此可以有利地降低組件和部件的成本。第十四實(shí)施例(圖35到37)參考圖35到37描述本發(fā)明的第十四最佳實(shí)施例，其中圖35是根據(jù)本 發(fā)明的第十四實(shí)施例的同步電動機(jī)所采用的轉(zhuǎn)子的縱截面圖，圖36是電 磁鋼板J的平面圖，鋼板J定位在轉(zhuǎn)子鐵心的軸向兩端的里側(cè)，圖37是 位于轉(zhuǎn)子鐵心的兩個(gè)軸端的電磁鋼板K的平面圖?，F(xiàn)在參考圖35到37，參考數(shù)字91表示轉(zhuǎn)子，參考數(shù)字92表示一個(gè) 層化結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵心，它包括電磁鋼板J 110和電磁鋼板K 111。電磁鋼 板J 110和K 111上分別形成有同樣尺寸的傳導(dǎo)桿長孔112，同樣尺寸的 用來防止磁通量短路的各個(gè)長孔113，同樣尺寸的各個(gè)孔99和同樣尺寸 的各個(gè)軸承孔114，它們彼此對齊。參考數(shù)字96b和96a表示確定在相同 位置的磁鐵保持孔，其中在徑向方向測量的各個(gè)孔的寬度R和S這樣選 擇以滿足關(guān)系R〈S。參考數(shù)字93表示由鋁制成的傳導(dǎo)桿并放在各個(gè)長孔112內(nèi)。利用公知 的壓模鋁技術(shù)，將傳導(dǎo)桿93與在轉(zhuǎn)子鐵心92軸向兩端的短路環(huán)94模鑄 成一體，從而形成啟動鼠籠導(dǎo)體。參考數(shù)字95表示永久磁鐵，在壓模鋁 之后，每兩個(gè)永久磁鐵端對端地銜接成V形結(jié)構(gòu)然后插進(jìn)并布置在磁鐵 保持孔96和96a中，以便兩對永久磁鐵95決定兩個(gè)磁極。為了避免不同 磁極的相鄰永久磁鐵之間出現(xiàn)任何短路，在壓模鋁期間，給阻擋孔113注 入鋁。參考數(shù)字98表示一個(gè)非磁性材料端板，用來保護(hù)永久磁鐵95，該端板上確定有配合孔98a。參考數(shù)字99表示確定在轉(zhuǎn)子鐵心92內(nèi)的軸向 延伸的軸孔，該孔中充滿鋁100，鋁100是在壓模鋁期間注射進(jìn)去的，以 便形成啟動鼠籠導(dǎo)體。填充到軸孔99內(nèi)的鋁100有從轉(zhuǎn)子鐵心92的軸向 兩端向外突出的突出部100a。配合孔98a中接受突出部100a之后，將突 出部100a鉚接或巻邊變大如虛線所示，使得端板98固定到轉(zhuǎn)子鐵心92 的兩個(gè)軸端上。參考數(shù)字101和114表示各個(gè)支撐孔。應(yīng)當(dāng)注意到，盡管在前面的說明中，插進(jìn)和布置進(jìn)轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)的是己 經(jīng)磁化了的永久磁鐵，但是同樣可以將未被磁化的永久磁鐵插進(jìn)和布置進(jìn) 轉(zhuǎn)子鐵心構(gòu)成轉(zhuǎn)子，然后用一個(gè)磁化設(shè)備使永久磁鐵極化，從而形成磁極。在制造上述結(jié)構(gòu)的自動啟動同步電動機(jī)期間，在冷卻壓模鋁形成短路 環(huán)94時(shí)，在一個(gè)向內(nèi)的徑向收縮作用力的影響下，在轉(zhuǎn)子鐵心92每一軸 端上的電磁鋼板Klll內(nèi)的磁鐵保持孔96a的外直徑變形和收縮。然而， 由于磁鐵保持孔96a的孔寬S比電磁鋼板J中的磁鐵保持孔96的孔寬R 足夠大，即短路環(huán)94的收縮力小，因此，不可能導(dǎo)致這樣一種結(jié)果，艮口， 變形和收縮引起的永久磁鐵95b和磁鐵保持孔96a之間間隙減小，使得永 久磁鐵95難以插進(jìn)各磁鐵保持孔96a中。選擇磁鐵保持孔98a的孔寬S使它稍微大于R，當(dāng)受到短路環(huán)94的收 縮力時(shí)，鄰近孔寬S的一個(gè)外徑的一側(cè)可以與鄰近磁鐵保持孔96孔寬R 的一個(gè)外徑的一個(gè)側(cè)邊對齊，從而可以避免這樣一種可能性，即磁路磁導(dǎo) 系數(shù)的降低導(dǎo)致電動機(jī)性能相應(yīng)地降低。如上所述，采用根據(jù)本發(fā)明第十四實(shí)施例的永久磁鐵的自動啟動同步 電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于，永久磁鐵5可以容易地插進(jìn)壓鑄鋁中，而且可以維持 高性能的電動機(jī)特性。第十五實(shí)施例(圖38和39)現(xiàn)參考圖38和39， 36和37來描述本發(fā)明的第十五最佳實(shí)施例。圖 38是采用了根據(jù)本發(fā)明的第十五最佳實(shí)施例的永久磁鐵的那種用于自動 啟動同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的縱向截面圖，圖39是在圖38的轉(zhuǎn)子鐵心92的 一個(gè)端面的電磁鋼板L的平面圖?，F(xiàn)在參考圖38和39，在P側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵心一端的一個(gè)或若干個(gè)電磁鋼板L120上沒有設(shè)置磁鐵保持孔。用相同的電磁鋼板Kill層化轉(zhuǎn)子鐵心92的軸向兩端上的電磁鋼板，如圖37中示出的與第十四實(shí)施例有關(guān)的那 樣，電磁鋼板J110向兩端的內(nèi)部層化。由于永久磁鐵的軸端面緊接電磁 鋼板L，因此選擇電磁鋼板L的層化數(shù)量，使得轉(zhuǎn)子鐵心和永久磁鐵的各 個(gè)軸中心可以相互配合。在如上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的第十五實(shí)施例中，由于轉(zhuǎn)子91是這樣的結(jié) 構(gòu)，即在P側(cè)轉(zhuǎn)子鐵心92端部的一個(gè)或若干個(gè)電磁鋼板L120沒有設(shè)置 磁鐵保持孔，所以在相對的Q側(cè)只有端板98就足已，從而，材料成本和 安裝步驟可以有利地減少。另外，由于轉(zhuǎn)子鐵心2的兩個(gè)軸端上的電磁鋼 板KlU內(nèi)的磁鐵保持孔96a的孔寬S比磁鐵保持孔96的孔寬R大得多， 該磁鐵保持孔96是在電磁鋼板J110的內(nèi)側(cè)，因此，壓鑄鋁之后，即使在 短路環(huán)94徑向向內(nèi)作用的收縮力的影響下，發(fā)生徑向向內(nèi)的收縮變形， 永久磁鐵95也能工作而不受干擾，由于與本發(fā)明的第一實(shí)施例的情況一 樣，可以正確維持轉(zhuǎn)子鐵心92內(nèi)的永久磁鐵95b和磁鐵保持孔之間的間 隙，因此可以維持高性能的電動機(jī)特性。第十六實(shí)施例(圖40)現(xiàn)在結(jié)合圖36到38，參考圖40描述本發(fā)明的第十六最佳實(shí)施例。圖 40是根據(jù)本發(fā)明第十六實(shí)施例的用于自動啟動永久磁鐵電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的 縱截面圖。如圖40所示，示于圖40并且不帶磁鐵保持孔的一個(gè)或若干個(gè) 電磁鋼板L120被層化到P側(cè)轉(zhuǎn)子鐵心92的一端，帶有孔寬相對較大的 磁鐵保持孔的一個(gè)或若干個(gè)電磁鋼板Kill被層化到Q側(cè)轉(zhuǎn)子鐵心92的 另一端。由于P側(cè)端上的電磁鋼板L120不帶磁鐵保持孔，所以短路環(huán)94 的收縮壓力與之無關(guān)，因此如果帶有孔寬較大的磁鐵保持孔96的電磁鋼 板Kill只布置在Q側(cè)，那么就可以容易地將永久磁鐵95插入轉(zhuǎn)子鐵心 92內(nèi)。因此，可以用電磁鋼板JllO， Kill和L120的最小組合來組成轉(zhuǎn) 子鐵心92，因此有利于制造，并且還能維持高性能的電動機(jī)特性。第十七實(shí)施例(圖41和42)現(xiàn)在結(jié)合圖39，參考圖41和42描述本發(fā)明的第十七最佳實(shí)施例。圖永久磁鐵電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的 縱截面圖，圖42是從圖41的P側(cè)看過去的同步電動機(jī)的端視圖。第十七實(shí)施例中的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與關(guān)于第十五和第十六實(shí)施例的任何描述 基本相同。參考圖41和42，具有減小了內(nèi)徑的短路環(huán)94a形成于電磁鋼板L120 的一個(gè)外端面，該電磁鋼板如圖39所示，并且在P側(cè)上沒有用壓鑄鋁形 成的磁鐵保持孔。短路環(huán)94a的內(nèi)徑是這樣的，即它可以向內(nèi)封閉住整個(gè) 磁鐵保持孔96和96a，磁鐵保持孔96和96a分別確定在電磁鋼板J和K 內(nèi)，如虛線所示，或者雖然沒有示出但也可以部分地向內(nèi)。由于電磁鋼板 L120沒有由96表示的磁鐵保持孔，因此在壓鑄鋁期間，鋁不可能滲入磁 鐵保持孔96內(nèi)?？紤]到前面所述的內(nèi)容，短路環(huán)94a可以增加橫截表面 積，從而可以減小轉(zhuǎn)子的次級線圈電阻，可以增加電動機(jī)在同步速度中最 大扭矩時(shí)刻的轉(zhuǎn)速，可以增加最大扭矩的時(shí)間，由此提高電動機(jī)的啟動性第十八實(shí)施例(圖43)現(xiàn)在參考圖43描述本發(fā)明的第十八最佳實(shí)施例，圖43是用于根據(jù)第 十八實(shí)施例的自動啟動永久磁鐵電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的電磁鋼板M的平面圖。第十八實(shí)施例中的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與關(guān)于第十八和第十七實(shí)施例的任何描述 基本相同。現(xiàn)在參考圖43，參考數(shù)字131表示電磁鋼板疊層的纏繞部分。 如圖43所示，當(dāng)電磁鋼板一片接一片地沖切下來時(shí)，形成沖壓突起，與 之順序地纏繞時(shí)被層疊在一起，由此形成轉(zhuǎn)子鐵心。在這種情況下，纏 繞部分131限定在相應(yīng)磁鐵保持孔132的外部位置。參考數(shù)字132a表示 一個(gè)增大部分，該增大部分是磁鐵保持孔132靠近相應(yīng)纏繞部分131的那 一部分，其孔寬向該相應(yīng)纏繞部分31徑向向外增大一個(gè)要求量"V"。參 考數(shù)字133表示界定在相應(yīng)纏繞部分131和每一個(gè)磁鐵保持孔的增大部分 132a之間的電磁鋼板M130的一個(gè)鉗形部分。根據(jù)第十八實(shí)施例，由于做出了增大部分132a，在該增大部分的磁鐵 保持孔132靠近相應(yīng)纏繞部分131的孔寬向該相應(yīng)纏繞部分31徑向向外 增大一個(gè)要求量"V"，即使在使用壓力加工形成相應(yīng)的纏繞部分期間，在重壓的影響下，相應(yīng)鉗形部分133變形向相關(guān)的磁鐵保持孔132內(nèi)突出， 該變形也可以由增大量V補(bǔ)償，因此永久磁鐵可以毫無干擾地插進(jìn)去。
另外，由于增大部分132a的長度W較小，它與相鄰的纏繞部分131相一 致，而且，數(shù)值V的具體值很小并且響應(yīng)鉗形部分133向內(nèi)的變形而減 小，因此它與永久磁鐵之間的間隙非常微小，而且磁路的磁導(dǎo)系數(shù)不會減 小，由此保證了高性能的電動機(jī)特性。
應(yīng)當(dāng)注意到，在前面的說明中，已經(jīng)描述過纏繞部分131位于相應(yīng)磁 鐵保持孔132的外側(cè)，但是可以將它放在相應(yīng)磁鐵保持孔的內(nèi)側(cè)，甚至可 以獲得與這種情況類似的效果。
還應(yīng)當(dāng)注意到，由于如果每個(gè)永久磁鐵都由稀土金屬比如Nd-Fe-B制 成，那么可以獲得較高的磁力，因此，轉(zhuǎn)子和電動機(jī)可以有利地被制成尺 寸小而重量輕的一個(gè)整體。
仍應(yīng)注意到，雖然在前述實(shí)施例中，是將采用兩個(gè)磁極的同步電動機(jī) 的轉(zhuǎn)子作為參考示例，但是本發(fā)明可以不限于此，而且可以同樣用于有比 如四個(gè)或更多磁極的轉(zhuǎn)子中。
還有，雖然在任何前述實(shí)施例中，通過以端對端方式銜接兩塊相同極 性的板狀永久磁鐵構(gòu)成單極，但是本發(fā)明可以不限于此，可以用一個(gè)永久 磁鐵或三個(gè)或更多個(gè)相同極性板狀永久磁鐵形成單極。同樣地，雖然永久 磁鐵已經(jīng)使用板狀的型式，但是本發(fā)明并不限于此，本發(fā)明同樣可以用在 采用弓形或任何其他合適形狀永久磁鐵的轉(zhuǎn)子中。
第十九實(shí)施例(圖45到47)
現(xiàn)在參考圖45到47描述本發(fā)明的第十九最佳實(shí)施例，其中，圖45 是采用根據(jù)第十九實(shí)施例的永久磁鐵的自動啟動同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的縱 截面圖，圖46是轉(zhuǎn)子的橫截面圖，圖47是一個(gè)端板的平面圖。在這些圖 中，參考數(shù)字141表示轉(zhuǎn)子，參考數(shù)字142表示用一層電磁鋼板做成的轉(zhuǎn) 子鐵心。參考數(shù)字143表示傳導(dǎo)桿，利用壓鑄鋁技術(shù)將傳導(dǎo)桿與短路環(huán) 144一體澆鑄而成，短路環(huán)位于轉(zhuǎn)子鐵心142的軸向兩端，從而形成啟動 鼠籠導(dǎo)體。參考數(shù)字145表示永久磁鐵，每兩個(gè)永久磁鐵端對端地保持銜 接呈現(xiàn)為V形結(jié)構(gòu)并且布置成兩對永久磁鐵限定兩個(gè)磁極。參考數(shù)字147
35表示短路保護(hù)屏障，用來防止不同磁極的永久磁鐵之間磁通量的短路并用 壓鑄鋁件填充。參考數(shù)字148表示一個(gè)用非磁性材料制成的端板并且用來
保護(hù)永久磁鐵145，其中限定有配合孔148a。參考數(shù)字149表示限定在轉(zhuǎn) 子鐵心142內(nèi)的一個(gè)軸孔，所述軸孔在軸向延伸，該孔中填充鋁150以形 成啟動鼠籠導(dǎo)體，鋁150是在壓鑄鋁期間注入的。填充在軸孔149內(nèi)的鋁 150有從轉(zhuǎn)子鐵心142的軸向相對端向外突出的突出部分150a。配合孔 148a中容納突出部分150a之后，通過將突出部分150a鉚接或巻邊變大如 圖虛線所示，使端板148固定到各自的轉(zhuǎn)子鐵心142的軸端面上。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的第十九實(shí)施例的自動啟動同步電動機(jī)中， 由于用來將端板148固定到轉(zhuǎn)子141的軸向兩端的突出部分150a基本上 是與啟動鼠籠導(dǎo)體的形成而同時(shí)形成的，該啟動鼠籠導(dǎo)體的形成是利用壓 鑄鋁技術(shù)形成的，而且由于通過鉚接或巻邊突出部分150a可以將端板148 牢牢地固定到轉(zhuǎn)子鐵心142的軸向兩端，因此，與現(xiàn)有技術(shù)使用螺紋相比， 材料成本和組裝步驟可以顯著減少，因此可以提供一種廉價(jià)的采用永久磁 鐵的自動啟動同步電動機(jī)。
第二十實(shí)施例(圖48到50)
現(xiàn)在將參考圖48到50來描述第二十最佳實(shí)施例，其中，圖48是自動 啟動永久磁鐵電動機(jī)的縱截面圖，圖49是圖48所示同步電動機(jī)所用端板 的平面圖，圖50是沿圖49中的C-C'線的橫截面圖。如圖48所示，形 成的短路環(huán)144a可以覆蓋端板152。因此，采用壓鑄鋁裝置將端板152 與轉(zhuǎn)子鐵心152的軸端面做成一體，用來構(gòu)成啟動鼠籠導(dǎo)體。
參考圖49和50，端板152由兩個(gè)突出部分152a構(gòu)成，每個(gè)突出部分 上設(shè)有一個(gè)對應(yīng)的完全穿過其厚度的孔152。在壓鑄鋁之前，突出部分 152a伸進(jìn)孔149從而將端板152固定到轉(zhuǎn)子鐵心142的相應(yīng)端面上，由 此使各端板152定位，以便在壓鑄鋁期間端板152不會移動，壓鑄鋁期間 有高壓作用于端板152上，從而使端板152牢牢地與轉(zhuǎn)子鐵心142的相關(guān) 端面連接而不會偏離原位。另一方面，為了固定端板，在端板148與突出 部分150a配合好之后，通過鉚接或巻邊突出部分150a，將端板148固定 到轉(zhuǎn)子鐵心142的端面上，該端板148與前面描述的第十九實(shí)施例的端板相同。
如上所述，由于用壓鑄鋁裝置將端板152整體連接到轉(zhuǎn)子鐵心142上，
所以通過鉚接或巻邊突出部分150a來固定端板的工作僅與端板148有關(guān)， 因此，與前述帶十九實(shí)施例相比，可以進(jìn)一步減小裝配步驟。
第二十一實(shí)施例(圖51和52)
下面將參考圖51和52描述本發(fā)明的第二十一最佳實(shí)施例，其中，圖 51是用于自動啟動同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的縱截面圖，圖52是位于圖51所 用轉(zhuǎn)子鐵心的一個(gè)軸端的電磁鋼板的平面圖。參考圖51和52，位于轉(zhuǎn)子 鐵心142軸端的電磁鋼板160與另一個(gè)不同位置的鋼板形狀相同，電磁鋼 板160上設(shè)有傳導(dǎo)桿長孔161，用來防止磁通量短路的屏障孔162，支撐 孔150，但是電磁鋼板160上沒有磁鐵保持孔146。雖然電磁鋼板160是 用與其他電磁鋼板所用相同的芯模沖切而得到，由于采用沖切技術(shù)形成電 磁鋼板160的磁鐵保持孔146的模型片可以移動地安裝在模具上，因此在 金屬板沖切出電磁鋼板160時(shí)可以避免在電磁鋼板160上形成磁鐵保持孔 146。從而，轉(zhuǎn)子鐵心142可以與電磁鋼板160整體制成，而且如果是壓 鑄鋁件，則可以制成啟動鼠籠導(dǎo)體。
因?yàn)樯鲜龅慕Y(jié)構(gòu)，另一端上也需要端板，與前述的第二十實(shí)施例的情 況相同，通過鉚接或巻邊突出部分150a來固定端板的工作僅與端板148 有關(guān)，因此，與前述第十九實(shí)施例相比，可以進(jìn)一步減小裝配步驟。
第二十二實(shí)施例(圖53和54)
下面將參考圖53和54描述本發(fā)明第二十二最佳實(shí)施例，其中，圖53 是在轉(zhuǎn)子鐵心軸端的電磁鋼板的平面圖。圖54是轉(zhuǎn)子141的局部放大圖。
參考圖53和54，參考數(shù)字163表示布置在轉(zhuǎn)子鐵心141的一個(gè)軸端 的電磁鋼板，參考數(shù)字164表示一個(gè)突出部，該突出部在電磁鋼板163與 永久磁鐵145的配合位置向內(nèi)突出。因此，永久磁鐵145在與之配合的電 磁鋼板163內(nèi)的突出部分164軸向配合。
根據(jù)圖53和54所示的實(shí)施例，可以顯著減少永久磁鐵145不同磁極 穿過電磁鋼板163前后的短路磁通量，由此提高電動機(jī)的性能。可以注意到，雖然電磁鋼板163是用與其他電磁鋼板所用相同的芯模沖切而得到， 但是，由于形成突出部分163的模型片可以移動地安裝在模具上，因此轉(zhuǎn)
子鐵心142可以與電磁鋼板163整體制成。
第二十三實(shí)施例(圖55到57)
參考圖55到57描述本發(fā)明的第二十三實(shí)施例，其中，圖55是根據(jù)本 發(fā)明的用于自動啟動同步電動機(jī)的整個(gè)轉(zhuǎn)子的縱截面圖，圖56是轉(zhuǎn)子在 端板固定之前的縱截面圖，圖57是圖56所示端子的端視圖。參考圖56 和57，端板171外圓周上有徑向突出部分171a，另一方面，在壓鑄鋁制 成的短路環(huán)170的內(nèi)圓周上有徑向凹槽170a，其形狀與端板171上的徑 向突出部分171a互補(bǔ)。端板171上的徑向突出部分171a與短路環(huán)170上 相應(yīng)的徑向凹槽170a配合好后，短路環(huán)170內(nèi)徑向凹槽170a的周邊被圖 55中的170b軸壓變形，從而將端板171固定到轉(zhuǎn)子鐵心2上。
根據(jù)第二十三實(shí)施例，只要按上述方式將短路環(huán)170內(nèi)的徑向凹槽 170a壓變形就可以容易地完成端板的固定，因此，可以有利地減少裝配 步驟。
可以注意到，如果永久磁鐵由稀土金屬如Nd-Fe-B制成，那么就可以 獲得強(qiáng)的磁力，因此，轉(zhuǎn)子和電動機(jī)可以做成一個(gè)尺寸小、重量輕的整體。
還注意到，在前述任何一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子有兩個(gè)磁極，但是也可以 有四個(gè)磁極。另夕卜，雖然在前述任何一個(gè)實(shí)施例中，將兩個(gè)相同極性的板 狀永久磁鐵以端對端的方式銜接起來組成一個(gè)單極，但是本發(fā)明不僅限于 此，可以用單個(gè)永久磁鐵或三個(gè)或多個(gè)極性相同的板狀永久磁鐵組成一個(gè) 單極。同樣地，雖然已經(jīng)采用板狀型式的永久磁鐵，但是本發(fā)明并不限于 此，本發(fā)明同樣可以用于采用比如弓形或其他任何合適形狀的永久磁鐵。
第二十四實(shí)施例(圖60到62)
參考圖60到62描述本發(fā)明的第二十四最佳實(shí)施例，其中，圖60是根 據(jù)本實(shí)施例的用于自動啟動同步電動機(jī)中的轉(zhuǎn)子的縱截面圖，圖61是圖 60所示轉(zhuǎn)子的橫截面圖，圖62是圖61中用196表示的圓圈部分的局部 放大圖。現(xiàn)在參考圖60到62，參考數(shù)字181表示轉(zhuǎn)子，參考數(shù)字182表示由 一層電磁鋼板作成的轉(zhuǎn)子鐵心。參考數(shù)字183表示與短路環(huán)184 —起整體 制成的傳導(dǎo)桿，短路環(huán)184位于轉(zhuǎn)子鐵心182的軸兩端，采用壓鑄鋁技術(shù) 形成一個(gè)啟動鼠籠導(dǎo)體。參考數(shù)字185表示容納在磁鐵保持孔186內(nèi)的永 久磁鐵，每一對相同極性的板狀永久磁鐵端對端地銜接為V形，從而形 成一個(gè)單極轉(zhuǎn)子磁極。由于轉(zhuǎn)子中用四個(gè)永久磁鐵185形成兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁 極，因此整個(gè)轉(zhuǎn)子有兩個(gè)磁極。
橋部187的形狀是它有一個(gè)窄部187a和一個(gè)寬部187b，寬部的寬度 沿徑向從窄部187a向外變大。由于磁飽和出現(xiàn)在窄部187a處，因此可以 有利地防止永久磁鐵185相對磁極前后之間的磁通量短路。
還有，由于相鄰永久磁鐵185的各自端面185a與橋部187之間有一個(gè) 空間188，因此，可以有利地防止永久磁鐵185的端面內(nèi)185a的相對磁 極之間的磁通量短路。
參考數(shù)字189表示屏障長孔，用來防止兩個(gè)相鄰不同磁極永久磁鐵之 間限定的磁通量短路，該長孔在壓鑄鋁期間被注入鋁。在每個(gè)屏障孔189 和每個(gè)磁鐵保持孔186之間是轉(zhuǎn)子鐵心182的橋部191，它被作成寬度較 小的形狀，在該橋部191發(fā)生磁飽和，從而防止從永久磁鐵185兩極散發(fā) 的磁通量短路。另外，每一個(gè)永久磁鐵185的一個(gè)端面與相鄰橋部191之 間有一個(gè)空間192，可以有利地防止永久磁鐵185的端面內(nèi)的相對磁極之 間的磁通量短路。參考數(shù)字193表示由非金屬材料作成的端板，用來保護(hù) 永久磁鐵185。用鉚釘194將該端板193軸向固定到轉(zhuǎn)子鐵心182的兩軸。 參考數(shù)字195表示限定在轉(zhuǎn)子內(nèi)的支撐孔。
根據(jù)第二十四實(shí)施例，在電磁鋼板疊層制成的轉(zhuǎn)子鐵心182中用壓鑄 鋁制成啟動鼠籠導(dǎo)體之后，可以將永久磁鐵185插進(jìn)對應(yīng)的磁鐵保持孔 186中來組裝轉(zhuǎn)子181，隨后用鉚釘194將端板193鉚接到轉(zhuǎn)子鐵心182 的軸向兩個(gè)端面上。
壓鑄鋁后，當(dāng)短路環(huán)在鋁冷卻期間沿徑向方向收縮時(shí)，轉(zhuǎn)子鐵心也受 到徑向向內(nèi)作用的收縮壓力的影響。但是，由于轉(zhuǎn)子鐵心182的橋部191 設(shè)置在每個(gè)屏障長孔189的兩側(cè)，其位置靠近各自的屏障長孔198，如圖 58所示，所以，與該收縮壓力相反的力很高以至于轉(zhuǎn)子鐵心182外徑的
39切向收縮應(yīng)力很小。
另一方面，由于橋部187僅設(shè)在一個(gè)位置，因此在該位置沿轉(zhuǎn)子鐵心 182的一個(gè)內(nèi)徑方向作用的應(yīng)力很大。為了避免這一點(diǎn)，可以減小用來防
止磁通量磁路磁飽和的橋部187的窄部187a的徑向方向的長度，另一方 面，緊接窄部187a設(shè)有寬部187b，由此使得與橋部187的徑向收縮力相 反的力較大，可以防止在靠近橋部187的一個(gè)位置沿轉(zhuǎn)子鐵心182的內(nèi)徑 方向出現(xiàn)應(yīng)力。
同樣的，轉(zhuǎn)子鐵心182的外徑形狀基本相同，因此，如果選擇外徑使 得沖切轉(zhuǎn)子鐵心182的電磁鋼板時(shí)，保持外徑和轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)徑之間的間隙 為一個(gè)預(yù)定尺寸，那么壓鑄鋁之后，可以省去為提供預(yù)定尺寸間隙所需要 的研磨轉(zhuǎn)子鐵心外徑的步驟。
雖然在前述任何一個(gè)實(shí)施例中，單極是通過將兩個(gè)相同極性的板狀永 久磁鐵以端對端方式銜接得到，然而本發(fā)明并不限于此，可以用一個(gè)永久 磁鐵或三個(gè)或更多個(gè)相同極性板狀永久磁鐵形成單極。同樣地，雖然永久 磁鐵已經(jīng)使用板狀的型式，但是本發(fā)明并不限于此，本發(fā)明同樣可以用在 采用弓形或任何其他合適形狀永久磁鐵的轉(zhuǎn)子中。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第二十四實(shí)施例，不但可能防止永久磁鐵之間的 磁通量短路以保證高性能，而且可以省掉研磨外徑的步驟，因此可以提供 高性能、廉價(jià)的自動啟動同步電動機(jī)。
第二十五實(shí)施例(圖63)
圖63是用來形成根據(jù)該實(shí)施例的自動啟動同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的電磁鋼 板的平面圖?，F(xiàn)在參考該圖，參考數(shù)字51表示一塊電磁鋼板，若干個(gè)電 磁鋼板層疊起來構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心。這樣形成轉(zhuǎn)子鐵心之后，轉(zhuǎn)子鐵心由壓鑄 鋁形成轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)的啟動鼠籠導(dǎo)體。參考數(shù)字203表示磁鐵保持孔；參考 數(shù)字204表示每一對永久磁鐵的橋部F。參考數(shù)字205表示防止磁通量短 路的屏障長孔；參考數(shù)字206表示一個(gè)橋部；參考數(shù)字207表示鉚釘孔， 鉚釘穿過鉚釘孔將端板固定到轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)軸端面上；參考數(shù)字208表 示一個(gè)支撐孔。用雙點(diǎn)劃線表示壓鑄鋁之后插進(jìn)去的永久磁鐵，轉(zhuǎn)子內(nèi)形 成有兩個(gè)磁極。電磁鋼板201的外徑設(shè)置為R1， Rl足以使轉(zhuǎn)子和在轉(zhuǎn)子一端的轉(zhuǎn)子 鐵心的內(nèi)徑之間的間隙滿足預(yù)定尺寸，外徑R1向轉(zhuǎn)子磁極的一個(gè)中點(diǎn)逐
漸增大，以便轉(zhuǎn)子磁極中部的外徑R2可以大于外徑R1。通過沖切上述形
狀的電磁鋼板并且將預(yù)定數(shù)量的電磁鋼板層壓以形成轉(zhuǎn)子鐵心，利用壓鑄 鋁形成啟動鼠籠導(dǎo)體，之后將永久磁鐵裝到轉(zhuǎn)子鐵心上。
壓鑄鋁之后，冷卻時(shí)短路環(huán)(未示)經(jīng)受一個(gè)徑向收縮力，該短路環(huán) 形成于啟動鼠籠導(dǎo)體的轉(zhuǎn)子鐵心的軸向兩端面上，在短路環(huán)收縮的影響 下，轉(zhuǎn)子鐵心的外徑隨之徑向收縮。
這時(shí)，由于轉(zhuǎn)子鐵心的電磁鋼板201的轉(zhuǎn)子磁極端有限定在兩個(gè)位置 的橋部206，因此與內(nèi)徑方向上的收縮力相反的力很大以至于轉(zhuǎn)子鐵心的 外徑R1實(shí)際不會變化。但是，由于在轉(zhuǎn)子磁極中部的橋部264只限定在 一個(gè)位置，因此該力很低，以至于在收縮力的影響下轉(zhuǎn)子鐵心外徑R2沿 徑向收縮。同時(shí)，如果選擇外徑R2在收縮后為R1，那么轉(zhuǎn)子鐵心外徑整 個(gè)可以基本保持為圓形。
應(yīng)當(dāng)注意到，盡管在圖63中，用雙點(diǎn)劃線表示了收縮后的外徑R1， 但是為了幫助理解，夸大了R1和R2之間尺寸的差別。
雖然在前述實(shí)施例中，是將兩個(gè)相同極性的板狀永久磁鐵以端對端的 方式銜接起來組成一個(gè)單極，但是本發(fā)明不僅限于此，可以用單個(gè)永久磁 鐵或三個(gè)或多個(gè)極性相同的板狀永久磁鐵組成一個(gè)單極。
根據(jù)本發(fā)明的第二十五實(shí)施例，由于壓鑄鋁之后的轉(zhuǎn)子鐵心外徑基本 為圓形，并且由于可以利用模子預(yù)沖切得到它和轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)徑之間的間 隙，因此不需要研磨轉(zhuǎn)子鐵心的外徑，從而減少了裝配步驟。另外，由于 壓鑄鋁是在永久磁鐵和端板還沒有配合時(shí)就進(jìn)行的，因此可以容易地進(jìn)行 該項(xiàng)工作而不會出現(xiàn)零件故障，從積累效應(yīng)來看，提高了產(chǎn)量。
雖然參考附圖結(jié)合最佳實(shí)施例己經(jīng)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)注意到， 本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以進(jìn)行各種變化和修改。應(yīng)當(dāng)明白這些變化和修改 包括在隨后權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非與之背離。
權(quán)利要求
1.一種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓周面；一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周表面時(shí)可轉(zhuǎn)動地容納在其中，轉(zhuǎn)子鐵心是由若干塊電磁鋼板轉(zhuǎn)子疊片形成，所述轉(zhuǎn)子鐵心包括設(shè)有磁鐵保持孔的一個(gè)磁鐵保持部件，一個(gè)磁通量短路防止部件，該磁通量短路防止部件與磁鐵保持部分配合并且設(shè)有與磁鐵保持孔連通的防止磁通量短路孔，和一個(gè)轉(zhuǎn)子外端部，轉(zhuǎn)子外端部與防止磁通量短路部分配合并且設(shè)有與防止磁通量短路孔連通的孔；和永久磁鐵，它們插進(jìn)轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)并且確定轉(zhuǎn)子的磁極；所述防止磁通量短路孔的寬度小于磁通量保持孔的寬度，以便通過使永久磁鐵保持與防止磁通量短路孔的外邊緣配合，永久磁鐵就可以被軸向定位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電動機(jī)，還包括轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)的一個(gè)啟 動鼠籠式導(dǎo)體。
3. —種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組，所述定子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓周面；一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括-一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面時(shí)可 轉(zhuǎn)動地容納在其中，轉(zhuǎn)子鐵心是由若干塊電磁鋼板轉(zhuǎn)子疊片形成，所述轉(zhuǎn) 子鐵心包括設(shè)有磁鐵保持孔的一個(gè)磁鐵保持部件，和一個(gè)永久磁鐵支撐部，它與磁鐵保持部配合并且靠近磁鐵保持孔；和永久磁鐵，它們插進(jìn)轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)并且確定轉(zhuǎn)子的磁極； 通過永久磁鐵支撐部使永久磁鐵被軸向定位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的同步電動機(jī)，還包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心外端， 它與永久磁鐵支撐部配合并且設(shè)有軸向定位在磁鐵保持孔上的孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的同步電動機(jī)，還包括轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)的一個(gè)啟 動鼠籠式導(dǎo)體。
6. —種同步電動機(jī)，它包括一個(gè)定子，包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組，所述定子鐵 心有一個(gè)內(nèi)圓周面；一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面時(shí) 可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)位于轉(zhuǎn)子鐵心外圓周附近的傳 導(dǎo)桿和位于轉(zhuǎn)子鐵心軸向兩個(gè)相對端的短路環(huán)，所述傳導(dǎo)桿和所述短路環(huán) 由壓鑄鋁方式一體成型在一起形成一個(gè)啟動鼠籠導(dǎo)體，所述轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)限 定有若干個(gè)磁鐵保持孔；和永久磁鐵，它們插進(jìn)傳導(dǎo)桿--內(nèi)側(cè)上的磁鐵保持孔內(nèi)，在靠近轉(zhuǎn)子軸 向一端的一個(gè)位置上的所述磁鐵保持孔在轉(zhuǎn)子鐵心徑向的寬度大于轉(zhuǎn)子 軸向向內(nèi)的一個(gè)位置上的磁鐵保持孔的寬度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的同步電動機(jī)，其中，磁鐵保持孔在轉(zhuǎn)子軸 向向內(nèi)的一個(gè)位置上的徑向?qū)挾刃∮谵D(zhuǎn)子軸向的相對端位置上的徑向?qū)?度，并且還包括一塊電磁鋼板，設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸向兩端中的一端的外部，用 來封閉磁鐵保持孔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的同步電動機(jī)，其中在轉(zhuǎn)子軸向兩端中的一 端上的磁鐵保持孔的徑向?qū)挾却笥谵D(zhuǎn)子軸向向內(nèi)的一個(gè)位置上的磁鐵保 持孔的徑向?qū)挾?，并且其中，為了封閉轉(zhuǎn)子軸向的向內(nèi)位置的磁鐵保持孔， 在轉(zhuǎn)子軸向兩端中的另一端不設(shè)置任何磁鐵保持孔。
9. 一種同步電動機(jī)，包括一個(gè)定子，包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組，所述定子鐵 心有一個(gè)內(nèi)圓周面；一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面時(shí) 是可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)位于轉(zhuǎn)子鐵心外圓周附近的 傳導(dǎo)桿和位于轉(zhuǎn)子鐵心軸向兩個(gè)相對端的短路環(huán)，所述傳導(dǎo)桿和所述短路 環(huán)由壓鑄鋁方式一體成型在一起形成一個(gè)啟動鼠籠導(dǎo)體，所述轉(zhuǎn)子中限定 有若干個(gè)磁鐵保持孔，磁鐵保持孔位于傳導(dǎo)桿的一個(gè)內(nèi)側(cè)位置上；和永久磁鐵，它們插進(jìn)傳導(dǎo)桿一內(nèi)側(cè)上的磁鐵保持孔內(nèi)；轉(zhuǎn)子鐵心由電磁鋼板疊層形成，并且包括一個(gè)纏繞部，纏繞部為電磁 鋼板疊層而設(shè)置在磁鐵保持孔附近，其中，鄰近纏繞部的磁鐵保持孔的徑向?qū)挾认蛑p繞部方向有一定的放大。
10. —種同步電動機(jī)，包括一個(gè)定子，包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有一個(gè)線圈繞組，所述定 子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓周面；一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面時(shí) 是可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)位于轉(zhuǎn)子鐵心外圓周附近的 傳導(dǎo)桿和位于轉(zhuǎn)子鐵心軸向兩個(gè)相對端的短路環(huán)，所述傳導(dǎo)桿和所述短路 環(huán)由壓鑄鋁方式一體成型在一起形成-一個(gè)啟動鼠籠導(dǎo)體，所述轉(zhuǎn)子鐵心中限定有若干個(gè)磁鐵保持孔；和永久磁鐵，它們位于插進(jìn)傳導(dǎo)桿一內(nèi)側(cè)上的磁鐵保持孔內(nèi)； 所述轉(zhuǎn)子鐵心在其軸向上限定有傳導(dǎo)桿孔，并且傳導(dǎo)桿孔向內(nèi)位于磁鐵保持孔內(nèi)，所述傳導(dǎo)桿孔填充有與啟動鼠籠導(dǎo)體同時(shí)壓鑄的鋁，填充在所述傳導(dǎo)桿孔內(nèi)的鋁具有從轉(zhuǎn)子鐵心的軸向端向外突出的突出部分，由非磁化材料制成的端板固定到轉(zhuǎn)子鐵心的端部。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的同步電動機(jī)，其中布置在轉(zhuǎn)子鐵心軸端 的端板部分地或全部地被相應(yīng)的短路環(huán)覆蓋。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的同步電動機(jī)，其中覆蓋有短路環(huán)的端板 設(shè)有可以結(jié)合在轉(zhuǎn)子鐵心的各個(gè)孔中的突出部。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的同步電動機(jī)，其中在轉(zhuǎn)子鐵心的一個(gè)軸端 的一個(gè)或若干個(gè)電磁鋼板設(shè)有或不設(shè)有任何磁鐵保持孔。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的同步電動機(jī)，其中，在不設(shè)任何磁鐵保 持孔的電磁鋼板與永久磁鐵接觸的位置設(shè)置有向永久磁鐵突出的突出部。
15. —種同步電動機(jī)，包括一個(gè)定子，包括一個(gè)定子鐵心，定子鐵心上有一個(gè)線圈繞組，所述定 子鐵心有一個(gè)內(nèi)圓周面；一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心，并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周面時(shí) 是可轉(zhuǎn)動地容納在其中，所述轉(zhuǎn)子包括若干個(gè)位于轉(zhuǎn)子鐵心外圓周附近的 傳導(dǎo)桿和位于轉(zhuǎn)子鐵心軸向兩個(gè)相對端的短路環(huán)，所述傳導(dǎo)桿和所述短路 環(huán)由壓鑄鋁方式 j本成型在一起形成一個(gè)啟動鼠籠導(dǎo)體，所述轉(zhuǎn)子鐵心中 限定有若干個(gè)磁鐵保持孔；永久磁鐵插進(jìn)在位于傳導(dǎo)桿內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)； 所述磁鐵保持孔的形狀允許插進(jìn)永久磁鐵，插進(jìn)去時(shí)永久磁鐵以V 形結(jié)構(gòu)端對端地銜接起來從而形成一個(gè)單個(gè)磁極，并且在永久磁鐵的一個(gè) 端面和磁鐵保持孔的一端的一個(gè)內(nèi)面之間限定有一個(gè)空氣間隔，用來防止 磁通量短路，在容納不同磁極的相鄰永久磁鐵的磁鐵保持孔之間限定有防 止磁通量短路的屏障長孔，在磁鐵保持孔和屏障長孔之間設(shè)置第一橋部以 便夾住屏障長孔，在相同極性的相鄰永久磁鐵與對應(yīng)磁鐵保持孔之間設(shè)置 第二橋部，所述第二橋部在轉(zhuǎn)子的中心附近狹窄，在轉(zhuǎn)子外圓周較大。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到15之一所述的同步電動機(jī)，其中永久磁鐵采 用的是稀土磁鐵。
全文摘要
一種同步電動機(jī)，包括定子，包括定子鐵心，定子鐵心上有線圈繞組，定子鐵心有內(nèi)圓周面；轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心并且當(dāng)面對定子鐵心內(nèi)圓周表面時(shí)可轉(zhuǎn)動地容納在其中，轉(zhuǎn)子鐵心是由若干塊電磁鋼板轉(zhuǎn)子疊片形成，轉(zhuǎn)子鐵心包括設(shè)有磁鐵保持孔的磁鐵保持部件，磁通量短路防止部件，該磁通量短路防止部件與磁鐵保持部分配合且設(shè)有與磁鐵保持孔連通的防止磁通量短路孔，和轉(zhuǎn)子外端部，轉(zhuǎn)子外端部與防止磁通量短路部分配合并且設(shè)有與防止磁通量短路孔連通的孔；和永久磁鐵，它們插進(jìn)轉(zhuǎn)子的磁鐵保持孔內(nèi)并且確定轉(zhuǎn)子的磁極；所述防止磁通量短路孔的寬度小于磁通量保持孔的寬度，以便通過使永久磁鐵保持與防止磁通量短路孔的外邊緣配合，永久磁鐵就可以被軸向定位。
文檔編號H02K21/46GK101630887SQ20091016456
公開日2010年1月20日 申請日期2000年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月16日
發(fā)明者上坂廣幸, 佐佐木健治, 吉田三千寬, 滝本亨, 田村輝雄, 谷口英之 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社