專利名稱：自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動機轉(zhuǎn)子，特別是一種自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
永磁同步電動機由于在轉(zhuǎn)子中使用了永久磁鐵代替利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生磁場的電磁鐵， 因此電磁損耗小，效率高，在電力拖動領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，但是，通常永磁同步 電動機的轉(zhuǎn)子上安裝電磁鐵的方法有缺陷，造成電動機長時間運轉(zhuǎn)后永久磁鐵松動、移位， 使得永磁同步電動機不能正常使用，而且這類永磁同步電動機沒有啟動力矩，無法自行啟 動投入運轉(zhuǎn)，因此影響了永磁同步電動機的推廣和應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有永磁同步電動機轉(zhuǎn)子上的永久磁鐵安裝不牢固，容易松動、移位，并且 沒有起動力矩，無法自行啟動投入運轉(zhuǎn)的問題，本實用新型提出一種自啟動永磁同步電動 機轉(zhuǎn)子，所采用的技術(shù)方案是自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子軸、轉(zhuǎn)子鐵心、 鼠籠和永久磁鐵，在轉(zhuǎn)子軸與轉(zhuǎn)子鐵心之間設(shè)有磁隔離層，在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)，沿圓周方向均 勻設(shè)置多塊永久磁鐵，永久磁鐵的磁極朝向轉(zhuǎn)子鐵心圓周的切線方向，相同極性的磁極相 對設(shè)置，永久磁鐵與轉(zhuǎn)子鐵心間設(shè)有固定連接機構(gòu)。
永久磁鐵的數(shù)量為偶數(shù)，其中一半的永久磁鐵的磁極沿轉(zhuǎn)子鐵心的徑向設(shè)置，磁極徑 向設(shè)置的永久磁鐵朝向轉(zhuǎn)子鐵心圓周表面的磁極極性，與相鄰的兩塊永久磁鐵相對的磁極 極性相同。
鼠籠由沿轉(zhuǎn)子鐵心表面附近軸向設(shè)置的多個鼠籠條和分別設(shè)于轉(zhuǎn)子鐵心兩端并與各鼠 籠條電連接的兩個短路導(dǎo)電環(huán)組成。
鼠籠的一個短路導(dǎo)電環(huán)，與各鼠籠條為連體結(jié)構(gòu)；鼠籠的另一個短路導(dǎo)電環(huán)，與各鼠 籠條為分體結(jié)構(gòu)，并與各鼠籠條電連接，連體結(jié)構(gòu)的短路導(dǎo)電環(huán)和鼠籠條，以及分體結(jié)構(gòu) 的短路導(dǎo)電環(huán)，與轉(zhuǎn)子鐵心間均設(shè)有固定連接機構(gòu)。
永久磁鐵的數(shù)量，與所配用的電動機定子的磁極數(shù)量相同。
轉(zhuǎn)子鐵心的結(jié)構(gòu)為多片與其橫斷面相同的薄片狀的轉(zhuǎn)子鐵心片穿過磁隔離層的外周疊放組成。
轉(zhuǎn)子鐵心的結(jié)構(gòu)為整體結(jié)構(gòu)。
轉(zhuǎn)子軸與磁隔離層間、所述磁隔離層與轉(zhuǎn)子鐵心間都設(shè)有周向連接裝置。 本實用新型的自啟動永磁同歩電動機轉(zhuǎn)子采用上述技術(shù)方案所能取得的技術(shù)效果是 在轉(zhuǎn)子軸與轉(zhuǎn)子鐵心之間設(shè)有磁隔離層，可以防止各塊永久磁鐵的磁場互相干擾，保證永 磁電動機轉(zhuǎn)子的正常工作。在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)，沿圓周方向均勻設(shè)置多塊永久磁鐵，永久磁鐵 的磁極朝向轉(zhuǎn)子鐵心圓周的切線方向，相同極性的磁極相對設(shè)置，可以使轉(zhuǎn)子永久磁鐵的 磁場具有最佳的磁力特性，保證本實用新型的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子具有最高的運轉(zhuǎn) 效率。
永久磁鐵的數(shù)量為偶數(shù)，其中一半的永久磁鐵的磁極沿轉(zhuǎn)子的徑向設(shè)置，磁極徑向設(shè) 置的永久磁鐵朝向轉(zhuǎn)子圓周表面的磁極極性，與相鄰的兩塊永久磁鐵相對的磁極極性相同， 可以使轉(zhuǎn)子形成較強的沿徑向方向的磁力線，使轉(zhuǎn)子同步運行時具有更大的轉(zhuǎn)矩。
鼠籠構(gòu)成的短路線圈，可以在啟動時利用電動機定子線圈產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng) 短路電流，形成異步啟動力矩，使永磁同歩電動機實現(xiàn)自啟動。永磁同歩電動機進入同步 運轉(zhuǎn)狀態(tài)后，鼠籠的短路線圈中不再產(chǎn)生感應(yīng)短路電流，不會影響同步電動機的正常運行。
鼠籠的連體短路導(dǎo)電環(huán)和分體短路導(dǎo)電環(huán)分別設(shè)于轉(zhuǎn)子鐵心的兩端，并與轉(zhuǎn)子鐵心固 定連接，既可以使鼠籠與轉(zhuǎn)子鐵心連為一體，又可以利用連體短路導(dǎo)電環(huán)和分體短路導(dǎo)電 環(huán)分別將永久磁鐵的兩個軸向端面壓緊，使永久磁鐵獲得可靠的固定，長時間運轉(zhuǎn)也不會 松動、移位。
沿轉(zhuǎn)子鐵心圓周的切線方向設(shè)置的永久磁鐵的數(shù)量，與所配用的電動機定子的磁極數(shù) 量相同?？梢允共捎帽緦嵱眯滦偷淖詥佑来磐诫妱訖C轉(zhuǎn)子的同步電動機具有最佳的運 轉(zhuǎn)特性和效率。
轉(zhuǎn)子鐵心由多片與其橫斷面相同的薄片狀的轉(zhuǎn)子鐵心片穿過磁隔離層的外周疊放組 成，便于使用高導(dǎo)磁率的材料制造轉(zhuǎn)子鐵心。
轉(zhuǎn)子鐵心的結(jié)構(gòu)為整體結(jié)構(gòu)，可以簡化轉(zhuǎn)子鐵心的制造工藝，降低成本，并提高轉(zhuǎn)子 鐵心的可靠性，由于電動機只在短暫的啟動階段處于異歩運轉(zhuǎn)，進入正常的同步運轉(zhuǎn)后， 即使整體轉(zhuǎn)子鐵心的電阻率不高，也不會造成渦流損耗。
轉(zhuǎn)子軸與磁隔離層間、磁隔離層與轉(zhuǎn)子鐵心間都設(shè)有周向連接裝置，可以保證轉(zhuǎn)子的 各部分連接牢固，并傳遞設(shè)計所要求的轉(zhuǎn)矩。
本實用新型的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，尺寸精度高，機械強度大，加工簡便，磁場強度高，永久磁鐵不會松動、移位，并且具有自啟動功能，節(jié)能環(huán)保，效率高，使用方 便，有利于促進永磁同步電動機的推廣和應(yīng)用。


附圖1是本實用新型自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意主視圖。 附圖2是本實用新型自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子永久磁鐵沿圓周切向設(shè)置磁極的結(jié)構(gòu) 示意斷面圖。
附圖3是本實用新型自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子永久磁鐵沿圓周切向和徑向間隔設(shè)置 磁極的結(jié)構(gòu)示意斷面圖。
附圖中的標(biāo)示含義如下
l一磁隔離層，2—轉(zhuǎn)子軸，3—轉(zhuǎn)子鐵心，4—圓周切向磁極永久磁鐵，41一徑向磁極 永久磁鐵，5—鼠籠條，6—螺栓機構(gòu)，7—分體短路導(dǎo)電環(huán)，8—連體短路導(dǎo)電環(huán)。
具體實施方式
本實用新型的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子軸2，轉(zhuǎn)子鐵心3，鼠籠和永久磁 鐵，在轉(zhuǎn)子軸2與轉(zhuǎn)子鐵心3之間設(shè)有磁隔離層1。附圖2是本實用新型自啟動永磁同步電 動機轉(zhuǎn)子永久磁鐵沿圓周切向設(shè)置磁極的結(jié)構(gòu)示意斷面圖，在轉(zhuǎn)子鐵心3內(nèi)，沿圓周方向 均勻設(shè)置多塊永久磁鐵4，永久磁鐵4的磁極朝向轉(zhuǎn)子鐵心3圓周的切線方向，相同極性的 磁極相對設(shè)置。附圖3是本實用新型自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子永久磁鐵沿圓周切向和徑 向間隔設(shè)置磁極的結(jié)構(gòu)示意斷面圖，永久磁鐵的數(shù)量為偶數(shù)，其中一半的永久磁鐵4沿轉(zhuǎn) 子鐵心的圓周切線方向設(shè)置磁極，另一半永久磁鐵41的磁極沿轉(zhuǎn)子鐵心的徑向設(shè)置，永久 磁鐵41朝向轉(zhuǎn)子圓周表面的磁極極性，與相鄰的兩塊永久磁鐵4相對的磁極極性相同。永 久磁鐵4、 41應(yīng)首先選用具有高矯頑力品種的永久磁鐵，如釹鐵硼、釤鈷、鋁鎳鈷等類 永久磁鐵。鼠籠由沿轉(zhuǎn)子鐵心3外圓表面附近軸向設(shè)置的多個鼠籠條5和分別設(shè)于轉(zhuǎn)子鐵 心兩端的短路導(dǎo)電環(huán)組成，轉(zhuǎn)子鐵心3 —端的分體短路導(dǎo)電環(huán)7與各鼠籠條5的一端電連 接，轉(zhuǎn)子鐵心3另一端設(shè)有連體短路導(dǎo)電環(huán)8，連體短路導(dǎo)電環(huán)8與各鼠籠條5為連體結(jié)構(gòu)， 與各鼠籠條5的另一端電連接，并與轉(zhuǎn)子鐵心固定連接。分體短路導(dǎo)電環(huán)7可以使用膠結(jié)、 鉚接、固定鑲嵌等方法與轉(zhuǎn)子鐵心3進行固定連接，附圖中是使用螺栓機構(gòu)6將分體短路 導(dǎo)電環(huán)7與轉(zhuǎn)子鐵心3連接在一起。分體短路導(dǎo)電環(huán)7與轉(zhuǎn)子鐵心3間設(shè)有多個緊固螺栓 機構(gòu)6，緊固螺栓機構(gòu)6位于各永久磁鐵4相對的磁極之間的間隙中，并沿軸向貫穿分體短路導(dǎo)電環(huán)7與轉(zhuǎn)子鐵心3，將分體短路導(dǎo)電環(huán)7與轉(zhuǎn)子鐵心3固定連接。永久磁鐵4、 41可 以使用膠結(jié)、鉚接、固定鑲嵌等方法與轉(zhuǎn)子鐵心3固定連接，也可以如附圖1所示，利用 分體短路導(dǎo)電環(huán)7和連體短路導(dǎo)電環(huán)8壓住永久磁鐵4、 41的軸向端面，使永久磁鐵4、 41 與轉(zhuǎn)子鐵心3獲得可靠的固定。
附圖2中永久磁鐵4的數(shù)量，可以與所配用的電動機定子的磁極數(shù)量相同。附圖3中 永久磁鐵41的數(shù)量，可以與所配用的電動機定子的磁極數(shù)量相同。轉(zhuǎn)子鐵心3可以由多片 與其橫斷面相同的薄片狀的轉(zhuǎn)子鐵心片穿過磁隔離層1的外周疊放組成，并由緊固螺栓機 構(gòu)6將各轉(zhuǎn)子鐵心片連接為一體，轉(zhuǎn)子鐵心3中預(yù)留設(shè)置鼠籠條5和永久磁鐵4、 41的空 腔。轉(zhuǎn)子鐵心片的材料可選用高導(dǎo)磁率的硅鋼片，也可以選用低碳鋼片或電工軟鐵片，轉(zhuǎn) 子鐵心片的表面可以設(shè)置電絕緣層，以減小電動機啟動時轉(zhuǎn)子鐵心3的電磁損耗。轉(zhuǎn)子鐵 心3也可以制成整體結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子軸2與磁隔離層1間、磁隔離層1與轉(zhuǎn)子鐵心3間都設(shè)有 周向連接機構(gòu)，周向連接機構(gòu)可采用鍵、花鍵或滾花等形式，并可以配合鑄造等工藝進行 連接。
制造、組裝本實用新型的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，有多種工藝方法可供選擇，現(xiàn) 舉一例。制造時，將轉(zhuǎn)子軸2、轉(zhuǎn)子鐵心3按要求的位置定位后，在設(shè)置永久磁鐵4、 41的 空腔中放置與永久磁鐵4、 41的形狀、尺寸相同的耐高溫材料制成的永久磁鐵代用體，以 確保制造后轉(zhuǎn)子鐵心3與轉(zhuǎn)子軸2的同心度，使用不導(dǎo)磁的導(dǎo)體材料一次性將磁隔離層1、 鼠籠條5和連體短路導(dǎo)電環(huán)8鑄出，不導(dǎo)磁的導(dǎo)體材料首選鋁、銅或鎂，冷卻后取出永久 磁鐵代用體，修整尺寸和形狀后，以轉(zhuǎn)子軸2的軸承安裝面為定位基準(zhǔn)，加工轉(zhuǎn)子鐵心3 的外圓表面，即可保證轉(zhuǎn)子鐵心3外圓的尺寸和形位公差。最后將各永久磁鐵4、 41放入 為其所設(shè)的空腔中，將分體短路導(dǎo)電環(huán)7壓住各塊永久磁鐵4、 41，并使分體短路導(dǎo)電環(huán)7 與各鼠籠條5電連接后，使用緊固螺栓機構(gòu)6將分體短路導(dǎo)電環(huán)7、各塊永久磁鐵4、 41和 由轉(zhuǎn)子鐵心片組成的轉(zhuǎn)子鐵心3緊固為一體。根據(jù)需要對自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子進行 靜、動平衡校正后，本實用新型的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子就完成了加工過程。
本實用新型的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，不受上述實施方式的限制，凡是利用本實 用新型的基本結(jié)構(gòu)，通過變換或代換的方法獲得的技術(shù)方案，都在本實用新型的保護范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求1、自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子軸、轉(zhuǎn)子鐵心、鼠籠和永久磁鐵，其特征在于在轉(zhuǎn)子軸與轉(zhuǎn)子鐵心之間設(shè)有磁隔離層，在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)，沿圓周方向均勻設(shè)置多塊永久磁鐵，所述永久磁鐵的磁極朝向轉(zhuǎn)子鐵心圓周的切線方向，相同極性的磁極相對設(shè)置，所述永久磁鐵與轉(zhuǎn)子鐵心間設(shè)有固定連接機構(gòu)。
2、 權(quán)利要求l所述的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述永久磁鐵的數(shù)量為 偶數(shù)，其中一半的永久磁鐵的磁極沿轉(zhuǎn)子鐵心的徑向設(shè)置，所述磁極徑向設(shè)置的永久磁鐵朝 向轉(zhuǎn)子鐵心圓周表面的磁極極性，與相鄰的兩塊永久磁鐵相對的磁極極性相同。
3、 權(quán)利要求l所述的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述鼠籠由沿轉(zhuǎn)子鐵心 表面附近軸向設(shè)置的多個鼠籠條和分別設(shè)于轉(zhuǎn)子鐵心兩端并與各鼠籠條電連接的兩個短路導(dǎo) 電環(huán)組成。
4、 權(quán)利要求3所述的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述鼠籠的一個短路導(dǎo) 電環(huán)，與各鼠籠條為連體結(jié)構(gòu)；所述鼠籠的另一個短路導(dǎo)電環(huán)，與各鼠籠條為分體結(jié)構(gòu)，并 與各鼠籠條電連接，所述連體結(jié)構(gòu)的短路導(dǎo)電環(huán)和鼠籠條，以及分體結(jié)構(gòu)的短路導(dǎo)電環(huán)，與 轉(zhuǎn)子鐵心間均設(shè)有固定連接機構(gòu)。
5、 權(quán)利要求l所述的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述永久磁鐵的數(shù)量， 與所配用的電動機定子的磁極數(shù)量相同。
6、 權(quán)利要求l所述的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵心的結(jié)構(gòu)為 多片與其橫斷面相同的薄片狀的轉(zhuǎn)子鐵心片穿過磁隔離層的外周疊放組成。
7、 權(quán)利要求l所述的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵心的結(jié)構(gòu)為 整體結(jié)構(gòu)。
8、 權(quán)利要求l所述的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子軸與磁隔離層 間、所述磁隔離層與轉(zhuǎn)子鐵心間都設(shè)有周向連接裝置。
專利摘要自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子軸、轉(zhuǎn)子鐵心、鼠籠和永久磁鐵，在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)，沿圓周均勻設(shè)置多塊永久磁鐵，永久磁鐵的磁極朝向轉(zhuǎn)子圓周的切線方向，相同極性的磁極相對設(shè)置。部分永久磁鐵也可以間隔設(shè)置為徑向放置的磁極。轉(zhuǎn)子設(shè)有自啟動鼠籠。在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)，沿圓周均勻設(shè)置永久磁鐵，永久磁鐵的磁極朝向轉(zhuǎn)子鐵心圓周的切線方向，相同極性的磁極相對設(shè)置，可以使轉(zhuǎn)子永久磁鐵的磁場具有最佳的磁力特性，保證本實用新型的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子具有最高的運轉(zhuǎn)效率。本實用新型的自啟動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，機械強度大，磁場強度高，永久磁鐵不會松動、移位，并且具有自啟動功能，節(jié)能環(huán)保，有利于促進永磁同步電動機的推廣和應(yīng)用。
文檔編號H02K1/27GK201388094SQ200920106658
公開日2010年1月20日 申請日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者陳永亮 申請人:陳永亮