專利名稱：二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于同步電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種ニ極式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)中使用的轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
由于具有寬范圍的運(yùn)行能力以及舒適節(jié)能的用戶體驗(yàn)，變頻電機(jī)已廣泛應(yīng)用于家電電器領(lǐng)域。變頻電機(jī)理論模型實(shí)際上是ー個(gè)同步電動(dòng)機(jī)，相對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)而言，由于增加了驅(qū)動(dòng)控制電路、對(duì)轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)裝置或邏輯運(yùn)算單元，因此同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)及運(yùn)行狀態(tài)更加復(fù)雜。隨之，市場(chǎng)上出現(xiàn)了ー種綜合異步、同步電機(jī)優(yōu)勢(shì)的自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)。
申請(qǐng)公布號(hào)為CN102214964A、發(fā)明名稱為單相自啟動(dòng)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子及其制造方法的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了ー種單相自啟動(dòng)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，其包括至少有兩段分轉(zhuǎn)子鐵芯組成的轉(zhuǎn)子鐵芯、磁鋼槽及磁鋼，相鄰的子磁鋼槽錯(cuò)位設(shè)置。該永磁電機(jī)同步速運(yùn)行后，夕卜周分布的鼠籠不存在電流，同時(shí)由于鼠籠為弱磁材料，相當(dāng)于在永磁電機(jī)的外周増加了很大一段氣隙磁勢(shì)降，因此電機(jī)的運(yùn)行電流會(huì)増加，由此增加損耗；而且單相兩極四片磁鋼形式，磁鋼磁勢(shì)能小，也限制了電機(jī)輸出功率。在啟動(dòng)過(guò)程中，由于鼠籠轉(zhuǎn)子槽徑向狹長(zhǎng)，漏抗大，槽面積也大，不利于啟動(dòng)，同時(shí)狹長(zhǎng)槽也易與磁鋼磁性能干擾，啟動(dòng)時(shí)的大電流可能造成磁鋼磁性能弱化，磁鋼制動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)鼠籠啟動(dòng)不利。授權(quán)公告號(hào)為CN 201623604U、發(fā)明名稱為自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)及使用該電機(jī)的壓縮機(jī)的中國(guó)實(shí)用新型專利公開(kāi)了ー種壓縮機(jī)用自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)，該電極包括定子及轉(zhuǎn)子，在定子內(nèi)側(cè)沿周向設(shè)有定子內(nèi)齒，定子內(nèi)齒與轉(zhuǎn)子軛部之間存在氣隙，其中部分區(qū)域的氣隙寬度大于其它區(qū)域的氣隙寬度，由此使制動(dòng)轉(zhuǎn)矩變小，啟動(dòng)方便。該電機(jī)將氣隙局部放大來(lái)弱化磁鋼制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但這樣ー來(lái)也増加了電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的氣隙長(zhǎng)度，使得運(yùn)行效率和輸出能力都有所減小。因此,如何克服啟動(dòng)困難、輸出力矩小的不足仍是自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)使用過(guò)程中急需解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以增強(qiáng)磁鋼耦合合成磁勢(shì)、提升啟動(dòng)性能、増加轉(zhuǎn)矩輸出能力的自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案ニ級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸孔、鼠籠導(dǎo)條槽和磁鋼槽；鼠籠導(dǎo)條放置于鼠籠導(dǎo)條槽內(nèi)，磁鋼放置于磁鋼槽內(nèi)；磁鋼槽包括2對(duì)呈V形設(shè)置的磁鋼槽；在該2對(duì)磁鋼槽之間設(shè)置有放置副磁鋼的副磁鋼槽，副磁鋼槽與相鄰磁鋼槽間的夾角為90°或接近90°，磁鋼的磁勢(shì)方向與副磁鋼的磁勢(shì)方向相同。本發(fā)明的磁鋼槽及磁鋼的橫截面形狀為矩形，所述磁鋼的磁勢(shì)方向平行于磁鋼橫截面的短中心線。本發(fā)明的副磁鋼槽及副磁鋼的橫截面形狀為矩形，所述副磁鋼的磁勢(shì)方向平行于副磁鋼橫截面的長(zhǎng)中心線本發(fā)明的磁鋼槽之間設(shè)置有2對(duì)間隔布置的副磁鋼槽。本發(fā)明的在所述鼠籠導(dǎo)條槽和磁鋼槽之間設(shè)置有隔磁孔。本發(fā)明的鼠籠導(dǎo)條槽包括兩組對(duì)稱布置的鼠籠導(dǎo)條槽，每組鼠籠導(dǎo)條槽沿圓弧間隔布置，鼠籠導(dǎo)條的合成磁勢(shì)方向與所述磁鋼的合成磁勢(shì)方向之間的夾角大于0°、小于180。。
本發(fā)明的鼠籠導(dǎo)條槽設(shè)置于所述磁鋼槽的徑向外側(cè)或設(shè)置于所述磁鋼及相鄰副磁鋼外側(cè)。本發(fā)明的磁鋼槽端部設(shè)置有隔磁槽。本發(fā)明的位于所述磁鋼外側(cè)的圓弧氣隙的圓心與轉(zhuǎn)子截面圓心不同心。本發(fā)明的磁鋼槽向內(nèi)凹或向外邊緣凸出設(shè)置。本發(fā)明在磁鋼之間設(shè)置與磁鋼相垂直或接近垂直的副磁鋼，且磁鋼和副磁鋼的磁勢(shì)方向相同，使得副磁鋼可以對(duì)磁鋼的磁勢(shì)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，使磁鋼耦合合成磁勢(shì)更大，提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩輸出能力，以此改善自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)運(yùn)行中啟動(dòng)困難、力矩輸出能力低、輸出功率小的問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1轉(zhuǎn)子與定子配合形成電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1轉(zhuǎn)子與定子配合形成另ー種電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步詳細(xì)地說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，為本實(shí)施例的ニ級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。在轉(zhuǎn)子鐵芯I的中心加工有轉(zhuǎn)軸孔a，用于設(shè)置壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸。在轉(zhuǎn)子鐵芯I上加工有沿圓周間隔均布的鼠籠導(dǎo)條槽b，鼠籠導(dǎo)條槽b沿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸軸向延伸。鼠籠導(dǎo)條槽b位于轉(zhuǎn)軸孔a的徑向外側(cè)、靠近轉(zhuǎn)子鐵芯I的邊緣設(shè)置。本實(shí)施例的鼠籠導(dǎo)條槽b的截面形狀為圓形，用于放置截面形狀同樣為圓形的鼠籠導(dǎo)條。采用截面形狀為圓形的鼠籠導(dǎo)條構(gòu)成的鼠籠環(huán)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)鼠籠導(dǎo)條電阻大可以提升啟動(dòng)能力，同時(shí)鼠籠槽形狀規(guī)整，轉(zhuǎn)子外周利用率高。
在轉(zhuǎn)子鐵芯I上加工有2對(duì)磁鋼槽C，磁鋼槽c沿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸軸向延伸，每ー對(duì)磁鋼槽c大致呈V字形擺放，且2對(duì)磁鋼槽c對(duì)稱布置。磁鋼2放置于磁鋼槽c中，磁鋼2和磁鋼槽c的截面形狀都為矩形。每ー對(duì)呈V形擺放的磁鋼2形成一個(gè)磁極，如圖1中位于上方的一對(duì)磁鋼2形成N極，位于下方的一對(duì)磁鋼2形成S扱。在每ー磁鋼槽c的兩側(cè)端加工有隔磁槽e。圖1中的實(shí)線箭頭所示方向?yàn)榇配摰拇艅?shì)方向，虛線所示為磁力線，磁力線循著磁鋼磁勢(shì)方向與定子形成閉合回路。本實(shí)施例中，磁鋼2的磁勢(shì)方向與磁鋼2橫截面的短中心線(亦即矩形橫截面的短邊)相平行。在轉(zhuǎn)子鐵芯I上加工有2對(duì)副磁鋼槽f，副磁鋼槽f位于上下磁鋼槽c之間，副磁鋼槽f的橫截面形狀也為矩形，副磁鋼槽f內(nèi)放置副磁鋼2’。每ー副磁鋼槽f與相鄰磁鋼槽c之間的夾角為90°。每ー副磁鋼2’的磁勢(shì)方向與相鄰磁鋼2的磁勢(shì)方向相同。本實(shí)施例中，副磁鋼2’的磁勢(shì)方向與副磁鋼2’橫截面的長(zhǎng)中心線(亦即矩形橫截面的長(zhǎng)邊)相平行。在磁鋼2之間設(shè)置副磁鋼2’，副磁鋼2’可以對(duì)磁鋼2的磁勢(shì)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，使磁鋼的耦合合成磁勢(shì)更大。而且8片式磁鋼結(jié)構(gòu)可以使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩輸出能力更大。 本實(shí)施例在鼠籠導(dǎo)條槽b和磁鋼槽c之間設(shè)置有隔磁孔g,隔磁孔g的形狀可為圓形或腰孔形，本實(shí)施例在鼠籠導(dǎo)條槽b和磁鋼槽c之間設(shè)置了一對(duì)圓形隔磁孔g和ー對(duì)腰孔形的隔磁孔g。隔磁孔g用于隔斷鼠籠導(dǎo)條和磁鋼2之間的磁路耦合，削弱磁鋼對(duì)鼠籠磁阻轉(zhuǎn)矩，減小磁鋼磁阻轉(zhuǎn)矩對(duì)啟動(dòng)的阻力作用以及減小啟動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)子大電流對(duì)磁鋼磁勢(shì)的削弱。優(yōu)選的，當(dāng)腰孔形狀的隔磁孔g的長(zhǎng)軸中心線與磁鋼2的磁勢(shì)方向相平行吋，隔磁效果最好。如圖2所示，為本實(shí)施例轉(zhuǎn)子鐵芯I與定子10配合組成電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的定子10與轉(zhuǎn)子鐵芯I采用24/26斜槽配合，繞組方式與現(xiàn)有技術(shù)相同。當(dāng)作為單相電機(jī)應(yīng)用時(shí)，繞組可采用主副正交90°同心式排布；作為三相電機(jī)應(yīng)用時(shí)，繞組可采用分布式疊繞組、波繞組、同心式繞組及復(fù)合型繞組結(jié)構(gòu)。當(dāng)作定頻電機(jī)應(yīng)用吋，鼠籠環(huán)起自啟動(dòng)作用；作為變頻電機(jī)時(shí)，只需提供變頻電源，作為ー個(gè)變頻開(kāi)環(huán)控制，鼠籠環(huán)起自檢測(cè)、自啟動(dòng)、自同步的作用。如圖3所示，為本實(shí)施例轉(zhuǎn)子鐵芯I與定子10配合組成的另ー種結(jié)構(gòu)電機(jī)的示意圖。本實(shí)施例的定子10采用六槽的結(jié)構(gòu)，與轉(zhuǎn)子鐵芯I形成三相六槽ニ極的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)三相定頻或變頻控制，啟動(dòng)時(shí)鼠籠環(huán)起自檢測(cè)、自啟動(dòng)、自同步的作用。將本發(fā)明的轉(zhuǎn)子根據(jù)不同需求與不同結(jié)構(gòu)的定子相配合，組成相應(yīng)的電機(jī)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作贅敘。實(shí)施例2如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的地方在于將轉(zhuǎn)子鐵芯I上位于副磁鋼2’旁側(cè)的鼠籠導(dǎo)條槽去除，僅在磁鋼2タト(旁)側(cè)(圖4中轉(zhuǎn)子的上部和下部)沿圓弧設(shè)置兩組鼠籠導(dǎo)條槽b，在鼠籠導(dǎo)條槽b和磁鋼槽c之間設(shè)置有隔磁孔g。圖4中箭頭Fmagnrti。為磁鋼合成磁勢(shì)方向，箭頭Feagej為鼠籠導(dǎo)條合成磁勢(shì)方向，本實(shí)施例中磁鋼合成磁勢(shì)方向與鼠籠導(dǎo)條合成磁勢(shì)方向間的夾角a為90°。將轉(zhuǎn)子鐵芯I上位于副磁鋼2’旁側(cè)的鼠籠導(dǎo)條槽去除，可以去掉磁勢(shì)方向與磁鋼合成磁勢(shì)方向相反的磁勢(shì)，以弱化鼠籠環(huán)與磁鋼的磁勢(shì)率禹合，避免削弱磁鋼合成磁勢(shì)，同時(shí)由于磁鋼合成磁勢(shì)方向與保留下來(lái)的鼠籠導(dǎo)條的合成磁勢(shì)方向之間形成一個(gè)夾角a (0° < a <180° )，鼠籠導(dǎo)條總可以形成與磁鋼合成磁勢(shì)方向同向的分磁勢(shì)，有利于增強(qiáng)磁鋼的耦合合成磁勢(shì)。
實(shí)施例3如圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的地方在于在轉(zhuǎn)子鐵芯I上設(shè)置了兩組位于磁鋼2及相鄰副磁鋼2’旁側(cè)的鼠籠導(dǎo)條槽b，每ー組鼠籠導(dǎo)條槽b均沿轉(zhuǎn)子鐵芯I的1/4圓弧間隔均布，并且以轉(zhuǎn)子鐵芯I中心為對(duì)稱中心對(duì)稱布置。本實(shí)施例的兩組鼠籠導(dǎo)條槽b位于轉(zhuǎn)子鐵芯I的左上角和右下角位置，磁鋼合成磁勢(shì)方向與鼠籠導(dǎo)條合成磁勢(shì)方向間的夾角a為銳角。實(shí)施例4如圖6所示，本實(shí)施例與實(shí)施例3不同的地方在于本實(shí)施例的兩組鼠籠導(dǎo)條槽b分別位于轉(zhuǎn)子鐵芯I的右上角和左下角位置，磁鋼合成磁勢(shì)方向與鼠籠導(dǎo)條合成磁勢(shì)方向間的夾角a為鈍角。實(shí)施例5如圖7所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2不同的地方在于副磁鋼槽f為弧形，相應(yīng)的，副磁鋼2’也為弧形，副磁鋼槽f的弧形圓心位于副磁鋼槽f的徑向內(nèi)側(cè)。本實(shí)施例中副磁鋼槽f與相鄰磁鋼槽c間的夾角略小于90°。實(shí)施例6如圖8所不,本實(shí)施例與實(shí)施例5不同的地方在于本實(shí)施例將位于同側(cè)的分開(kāi)設(shè)置的兩個(gè)副磁鋼槽f連為一體，副磁鋼2’也為一體式結(jié)構(gòu)，副磁鋼槽f的弧形圓心位于副磁鋼槽f的徑向內(nèi)側(cè)。實(shí)施例7如圖9所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2不同的地方在于位于磁鋼2上、下兩外側(cè)圓弧氣隙的圓心與轉(zhuǎn)子截面圓心不同心，其余部分周邊氣隙不變，定轉(zhuǎn)子間的非均勻氣隙可以降低電機(jī)電壓波形畸變率和啟動(dòng)阻力矩。實(shí)施例8如圖10所示，本實(shí)施例與實(shí)施例7不同的地方在于呈V形擺放的磁鋼槽2向轉(zhuǎn)子鐵芯I的外邊緣凸出。本實(shí)施例中副磁鋼槽f與相鄰磁鋼槽c間的夾角略大于90°。以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸孔、鼠籠導(dǎo)條槽和磁鋼槽；鼠籠導(dǎo)條放置于所述鼠籠導(dǎo)條槽內(nèi)，磁鋼放置于所述磁鋼槽內(nèi)；所述磁鋼槽包括2對(duì)呈V形設(shè)置的磁鋼槽； 其特征在于 在所述2對(duì)磁鋼槽之間設(shè)置有放置副磁鋼的副磁鋼槽，所述副磁鋼槽與相鄰磁鋼槽間的夾角為90°或接近90°，所述磁鋼的磁勢(shì)方向與所述副磁鋼的磁勢(shì)方向相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述磁鋼槽及磁鋼的橫截面形狀為矩形，所述磁鋼的磁勢(shì)方向平行于磁鋼橫截面的短中心線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述副磁鋼槽及副磁鋼的橫截面形狀為矩形，所述副磁鋼的磁勢(shì)方向平行于副磁鋼橫截面的長(zhǎng)中心線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述磁鋼槽之間設(shè)置有2對(duì)間隔布置的副磁鋼槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于在所述鼠籠導(dǎo)條槽和磁鋼槽之間設(shè)置有隔磁孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述鼠籠導(dǎo)條槽包括兩組沿圓弧對(duì)稱布置的鼠籠導(dǎo)條槽，每組鼠籠導(dǎo)條槽沿圓弧間隔布置，所述鼠籠導(dǎo)條的合成磁勢(shì)方向與所述磁鋼的合成磁勢(shì)方向之間的夾角大于0°、小于180°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述鼠籠導(dǎo)條槽設(shè)置于所述磁鋼槽的徑向外側(cè)或設(shè)置于所述磁鋼及相鄰副磁鋼外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述磁鋼槽端部設(shè)置有隔磁槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于位于所述磁鋼外側(cè)的圓弧氣隙的圓心與轉(zhuǎn)子截面圓心不同心。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述磁鋼槽向內(nèi)凹或向外邊緣凸出設(shè)置。
全文摘要
二級(jí)式自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸孔、鼠籠導(dǎo)條槽和磁鋼槽；鼠籠導(dǎo)條放置于鼠籠導(dǎo)條槽內(nèi)，磁鋼放置于磁鋼槽內(nèi)；磁鋼槽包括2對(duì)呈V形設(shè)置的磁鋼槽；在該2對(duì)磁鋼槽之間設(shè)置有放置副磁鋼的副磁鋼槽，副磁鋼槽與相鄰磁鋼槽間的夾角為90°或接近90°，磁鋼的磁勢(shì)方向與副磁鋼的磁勢(shì)方向相同。本發(fā)明在磁鋼之間設(shè)置與磁鋼垂直或接近垂直的副磁鋼，且磁鋼和副磁鋼的磁勢(shì)方向相同，使得副磁鋼可以對(duì)磁鋼的磁勢(shì)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，使磁鋼耦合合成磁勢(shì)更大，提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩輸出能力，以此改善自啟動(dòng)永磁同步電機(jī)運(yùn)行中啟動(dòng)困難、力矩輸出能力低、輸出功率小的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02K1/27GK103023260SQ20121048555
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者洪飛 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