專利名稱：基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于永磁電機領域，具體涉及一種基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子。
背景技術：
采用稀土永磁材料的異步起動永磁同步電動機由于稀土材料價格昂貴，使得稀土永磁電機成本較高，不利于市場推廣；另一方面，異步起動永磁同步電動機由永磁體產生的空載氣隙磁密波形比較接近方波，并由于定轉子槽口的存在而在空載氣隙磁密中引入了大量諧波，導致諧波損耗加大，影響電機效率，并使轉矩波動增大，使電機出力不平穩(wěn)，進而增加了振動噪聲。

發(fā)明內容
發(fā)明目的
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出一種基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子，以達到降低成本、抑制諧波、提高效率、減小轉矩波動和削弱振動噪聲的目的。技術方案
一種基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子，包括轉軸，其特征在于:還包括套在轉軸上的轉子鐵心和永磁體；在轉子鐵心邊緣處開有Q個圍繞轉軸對稱分布的轉子槽，在轉子槽中填充導體，并將導體在轉子鐵心兩個端部連接在一起，構成起動籠；轉子鐵心上均勻設置有2P個圍繞轉軸均勻分布的VVV型永磁體槽；在所述VVV型永磁體槽中，第一個V型槽中設置有第一永磁體和第二永磁體，第二個V型槽中設置有第三永磁體和第四永磁體，第三個V型槽中設置有第五永磁體和第六永磁體；其中第一永磁體、第二永磁體、第五永磁體和第六永磁體米用相同的永磁材料，第三永磁體和第四永磁體米用相同的永磁材料，且第一永磁體、第二永磁體、第五永磁體和第六永磁體的剩磁密度小于第三永磁體和第四永磁體的剩磁密度；第一永磁體、第二永磁體、第三永磁體、第四永磁體、第五永磁體和第六永磁體之間均留有隔磁槽。Q為轉子槽數(shù)。P為電機極對數(shù)。第一永磁體、第二永磁體、第五永磁體和第六永磁體米用相同的永磁材料即鐵氧體永磁體；第三永磁體和第四永磁體采用相同的永磁材料即釹鐵硼永磁體即釹鐵硼永磁體。優(yōu)點及效果
本發(fā)明是一種基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子，其優(yōu)點和有益效果如下:
1、有效降低成本:
本發(fā)明所述轉子結構中第一永磁體、第二永磁體、第五永磁體和第六永磁體可采用價格低廉的鐵氧體永磁體，與傳統(tǒng)稀土永磁電機相比可減少30%以上的稀土永磁材料用量；同時由于特殊的結構阻礙了第三永磁體和第四永磁體磁通的擴散，可以保證采用該轉子結構的異步起動永磁同步電動機具有與傳統(tǒng)稀土永磁電機相同的氣隙磁密基波幅值，即在不降低穩(wěn)態(tài)運行性能的前提下，有效降低了異步起動永磁同步電動機的成本。2、有效抑制諧波、提升效率并抑制轉矩波動和振動噪聲:
本發(fā)明所述基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子由于其獨特的磁路結構及隔磁手段，使得一個磁極下的磁通在空間位置不均勻分布，從而降低了空載氣隙磁密波形正弦畸變率，有效抑制諧波，提升電機效率，并減小轉矩波動，進而降低振動噪聲。


圖1為本發(fā)明一種實施例一個磁極下的轉子結構示意 圖2為本發(fā)明一種實施例的轉子結構示意 圖3為采用W型永磁體結構、釹鐵硼永磁材料的額定功率為37kW的四極異步起動永磁同步電動機的空載氣隙磁密波形；
圖4為本發(fā)明一種實施例轉 子的異步起動永磁同步電動機空載氣隙磁密波形圖。附圖標記說明:
1-轉軸；2_轉子鐵心；3_起動籠；4_第一永磁體；5_第二永磁體；6_第三永磁體；7-第四永磁體；8_第五永磁體；9_第六永磁體；10_隔磁槽。
具體實施方式
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下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明:
基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子，如圖1所示，包括轉軸I，還包括套在轉軸I上的轉子鐵心2和永磁體；其中，所述的轉子鐵心2邊緣處開有Q個圍繞轉軸I對稱分布的轉子槽，在轉子槽中填充導體，并將導體在轉子鐵心2兩個端部連接在一起，構成起動籠3 ;此外，轉子鐵心2上均勻設置有2P個環(huán)繞于轉軸I的VVV型的永磁體槽，且上述永磁體槽沿轉軸I對稱分布；如圖2所示，在所述的VVV型永磁體槽中，第一個V型槽中設置有第一永磁體4和第二永磁體5，第二個V型槽中設置有第三永磁體6和第四永磁體7，第三個V型槽中設置有第五永磁體8和第六永磁體9，第一永磁體4、第二永磁體5、第五永磁體8和第六永磁體9米用相同的永磁材料,第三永磁體6和第四永磁體7米用相同的永磁材料,且第一永磁體4、第二永磁體5、第五永磁體8和第六永磁體9的剩磁密度小于第三永磁體6和第四永磁體7的剩磁密度；所述的第一永磁體4、第二永磁體5、第三永磁體
6、第四永磁體7、第五永磁體8和第六永磁體9之間均留有隔磁槽10。Q為轉子槽數(shù)。P為電機極對數(shù)。第一永磁體4、第二永磁體5、第五永磁體8和第六永磁體9米用相同的永磁材料即鐵氧體永磁體，剩磁密度范圍是0.28 Γ0.52 T ;第三永磁體6和第四永磁體7采用相同的永磁材料即釹鐵硼永磁體，剩磁密度范圍是0.72 r1.47 T0本實施例中采用了四極電機結構(即P=2)，額定功率為37 kW，第一永磁體4、第二永磁體5、第五永磁體8和第六永磁體9米用了剩磁密度為0.46T的鐵氧體永磁材料,第三永磁體6和第四永磁體7采用了剩磁密度為1.18T的釹鐵硼永磁材料,采用定子48槽、轉子40槽的極槽配合，與一臺同為四極、37kW，采用W型釹鐵硼永磁體的異步起動永磁同步電動機相比，采用本實施例轉子的異步起動永磁同步電動機有效材料成本降低了 15%以上；圖3為傳統(tǒng)W型采用釹鐵硼永磁體的異步起動永磁同步電動機空載氣隙磁密波形圖，該波形正弦畸變率為36.20%,圖4為采用本實施例轉子的異步起動永磁同步電動機空載氣隙磁密波形圖，波形正弦畸變率為17.55% ;將圖3和圖4進行對比可以直觀的看出，采用本實施例所述轉子的異步起動永磁同步電動機，空載氣隙磁密波形更加接近正弦波，由此可得出結論，說明諧波得到了有效抑制。
權利要求
1.一種基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子，包括轉軸(I)，其特征在于:還包括套在轉軸(I)上的轉子鐵心(2)和永磁體；在轉子鐵心邊緣處開有Q個圍繞轉軸(I)對稱分布的轉子槽，在轉子槽中填充導體，并將導體在轉子鐵心(2)兩個端部連接在一起，構成起動籠(3);轉子鐵心(2)上均勻設置有2P個圍繞轉軸(I)均勻分布的VVV型永磁體槽；在所述VVV型永磁體槽中，第一個V型槽中設置有第一永磁體(4)和第二永磁體(5 )，第二個V型槽中設置有第三永磁體(6 )和第四永磁體(7 )，第三個V型槽中設置有第五永磁體(8)和第六永磁體(9);其中第一永磁體(4)、第二永磁體(5)、第五永磁體(8)和第六永磁體(9 )米用相同的永磁材料,第三永磁體(6 )和第四永磁體(7 )米用相同的永磁材料，且第一永磁體(4)、第二永磁體(5)、第五永磁體(8)和第六永磁體(9)的剩磁密度小于第三永磁體(6)和第四永磁體(7)的剩磁密度；第一永磁體(4)、第二永磁體(5)、第三永磁體(6)、第四永磁體(7)、第五永磁體(8)和第六永磁體(9)之間均留有隔磁槽(10)。
2.根據權利要求1所述的基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子，其特征在于:Q為轉子槽數(shù)。
3.根據權利要求1所述的基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子，其特征在于:P為電機極對數(shù)。
4.根據權利要求1所述的基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子，其特征在于:第一永磁體(4)、第二永磁體(5)、第五永磁體(8)和第六永磁體(9)米用相同的永磁材料即鐵氧體永磁體；第三永磁體(6)和第四永磁體(7)采用相同的永磁材料即釹鐵硼永磁體即釹鐵硼永磁 體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于不同剩磁密度永磁體的異步起動永磁同步電動機轉子，屬于永磁電機領域，包括轉軸、起動籠、轉子鐵心、永磁體，其中，所述轉子鐵心上均勻設置有2p個環(huán)繞于轉軸VVV型的永磁體槽，在VVV型永磁體槽中，第一個V型槽中設置有第一永磁體和第二永磁體，第二個V型槽中設置有第三永磁體和第四永磁體，第三個V型槽中設置有第五永磁體和第六永磁體；永磁體之間均留有隔磁槽，本發(fā)明在不降低穩(wěn)態(tài)運行性能的前提下，有效降低了異步起動永磁同步電動機的成本，并降低了空載氣隙磁密波形正弦畸變率，有效抑制諧波，提升電機效率，并減小轉矩波動，進而降低振動噪聲。
文檔編號H02K1/27GK103219814SQ201310121038
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權日2013年4月9日
發(fā)明者唐任遠, 安忠良, 張霄霆 申請人:沈陽工業(yè)大學