本發(fā)明屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種永磁同步電動(dòng)機(jī)混合勵(lì)磁結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

通過(guò)對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的文獻(xiàn)檢索，為了保護(hù)永磁同步電動(dòng)機(jī)的永磁材料不出現(xiàn)永久退磁，國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究了多種永磁體的排布結(jié)構(gòu)，如內(nèi)置式永磁體的“一”型、“V”型、雙層永磁體，得出在產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，“一”型永磁體最容易產(chǎn)生退磁，在短路故障情況下，“V”型永磁體最容易產(chǎn)生退磁，而雙層永磁體布置結(jié)構(gòu)則在防退磁角度最不易退磁。

目前現(xiàn)有的這些技術(shù)都比較依賴于傳感器和控制器在異常情況的下的可靠動(dòng)作。高溫、短路、過(guò)負(fù)載等惡劣情況都將導(dǎo)致永磁同步電動(dòng)機(jī)永磁材料永久退磁，而這些情況僅僅依靠傳感器和控制器來(lái)保護(hù)動(dòng)作，具有較大的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)這些結(jié)構(gòu)的永磁體通過(guò)物理和化學(xué)的作用固定在鐵芯內(nèi)部，一旦出現(xiàn)永磁材料永久退磁，轉(zhuǎn)子的鐵芯和磁鋼都將報(bào)廢，造成巨大的損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供好一種永磁同步電動(dòng)機(jī)混合勵(lì)磁結(jié)構(gòu)。

一種永磁同步電動(dòng)機(jī)混合勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，高矯頑力“V”型永磁體的中心軸上加一個(gè)半內(nèi)置半表貼的低矯頑力永磁體，

稱高矯頑力“V”型永磁體為主永磁體，低矯頑力永磁體為副永磁體，主永磁體固定入轉(zhuǎn)子鐵芯工序如下：

(1)、將分段磁鋼有序插入V型槽內(nèi)；

(2)、將膠導(dǎo)入V型槽和磁鋼的空氣隙處；

(3)將灌膠好的轉(zhuǎn)子放在干燥處自然風(fēng)干，

副永磁體固定入轉(zhuǎn)子鐵芯工序如下：

(1)、用熱烘槍對(duì)磁鋼固定齒和轉(zhuǎn)子固定齒進(jìn)行加熱；

(2)、在磁鋼固定齒內(nèi)側(cè)和轉(zhuǎn)子固定齒外側(cè)均勻涂抹膠水；

(3)、轉(zhuǎn)子鐵芯從水平態(tài)略微向上傾斜一個(gè)適當(dāng)角度，將副永磁體由下至上斜插入轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)；

(4)、將插好磁鋼的永磁體放在干燥處自然風(fēng)干。

副永磁體兩側(cè)呈現(xiàn)齒狀，轉(zhuǎn)子鐵芯入磁鋼處呈齒狀。

主永磁體采用一類銣鐵硼材料(XG196/96)，副永磁采用一類鋁鎳鈷材料(FLN8)。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的改造，其創(chuàng)新點(diǎn)如下：

第一：將“V”型永磁體和“一”型永磁體進(jìn)行結(jié)合設(shè)計(jì)，目的為了：A、在電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)失步的情況下，提高轉(zhuǎn)矩，降低定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速差，從而降低電樞繞組的去磁磁鏈，最終降低主永磁體在此失步情況下發(fā)生永久退磁的概率，起到保護(hù)主永磁體的作用。B、在額定最高轉(zhuǎn)速下，可利用副永磁體的物理特性和所處的結(jié)構(gòu)特性，結(jié)合混合勵(lì)磁的控制策略，實(shí)現(xiàn)更為寬泛得弱磁擴(kuò)速。

第二：副永磁體采用半內(nèi)置、半表貼的設(shè)計(jì)，目的是方便更換，且更換的原因主要有：A、副永磁體出現(xiàn)永久退磁，且主永磁體未發(fā)生永久退磁，為達(dá)到原始設(shè)計(jì)要求，副永磁體需要更換。B、電機(jī)需要改變某類參數(shù)，同時(shí)在此模型下，通過(guò)改變副永磁體就可以達(dá)到效果，此時(shí)副永磁體需要更換。

具體地說(shuō)，在高矯頑力“V”型永磁體的中心軸上加一個(gè)半內(nèi)置半表貼的低矯頑力永磁體(稱高矯頑力“V”型永磁體為主永磁體，低矯頑力永磁體為副永磁體)。實(shí)現(xiàn)1、利用副永磁體矯頑力低以及其同時(shí)具備的退磁硬特性低的特點(diǎn)，在電機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)失步的情況下，犧牲自身的磁性，提升電機(jī)轉(zhuǎn)矩，從而提升轉(zhuǎn)速，降低失步差，為控制器保護(hù)動(dòng)作贏得時(shí)間，最終盡可能避免主永磁體出現(xiàn)永久退磁的情況；2、利用其特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)，能夠輕松實(shí)現(xiàn)副永磁體的拆裝。

本技術(shù)方案通過(guò)對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和磁鋼結(jié)構(gòu)的改造，在“V”型永磁體中軸線靠轉(zhuǎn)子鐵芯圓弧處增加一個(gè)副永磁體，在失步工況下對(duì)主永磁體進(jìn)行防退磁保護(hù)。同時(shí)該種副永磁體得益于其半內(nèi)置半表貼、與轉(zhuǎn)子鐵芯齒連接的結(jié)構(gòu)，安裝拆卸方便。

本發(fā)明在現(xiàn)有的“V”型永磁同步電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，融入混合勵(lì)磁的理念，并充分利用一類永磁材料所具備的矯頑力低、退磁硬特性低的特點(diǎn)，使電動(dòng)機(jī)不僅能在失步情況下，提升轉(zhuǎn)矩，減少失步差，為控制器保護(hù)動(dòng)作贏得時(shí)間，同時(shí)便于更換。兩者結(jié)合大大節(jié)約了成本。

附圖說(shuō)明

圖1.本發(fā)明的永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2.現(xiàn)有技術(shù)中永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯截面圖

圖3.永磁同步電動(dòng)機(jī)副永磁體拆裝示意圖

圖4.永磁同步電動(dòng)機(jī)副永磁體示意圖

圖5.永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯安裝副永磁體處示意圖

圖6.永磁同步電動(dòng)機(jī)工作在副永磁體未退磁下轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩(5.6956N)效果圖

圖7.永磁同步電動(dòng)機(jī)工作在副永磁體完全退磁下轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩(5.8070N)效果圖

具體實(shí)施方式

本發(fā)明在永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上同時(shí)裝設(shè)有“V”型永磁體和“一”型永磁體如附圖1所示。原始的電機(jī)轉(zhuǎn)子模型如附圖2所示。副永磁體拆裝示意模型如附圖3所示。通過(guò)附圖4可見(jiàn)副永磁體一側(cè)呈現(xiàn)圓弧狀，目的為了降低轉(zhuǎn)子的偏心，通過(guò)附圖4、附圖5，可見(jiàn)副永磁體兩側(cè)呈現(xiàn)齒狀，轉(zhuǎn)子鐵芯入磁鋼處呈齒狀，其目的是為了方便副永磁體入轉(zhuǎn)子鐵芯固定時(shí)，增加其機(jī)械固定的可靠性，減少化學(xué)材料的使用，為后期替換副永磁體提供了便利。

本發(fā)明的電機(jī)工作原理具體如下：

電動(dòng)機(jī)正常工作，突然出現(xiàn)過(guò)負(fù)載，按照整機(jī)的設(shè)計(jì)流程，首先由速度傳感器檢測(cè)電機(jī)在某失步速率處震蕩，然后將故障數(shù)據(jù)傳入中央處理器，中央處理器處理數(shù)據(jù)，進(jìn)而改變電樞電流，使定轉(zhuǎn)子達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。本發(fā)明主要工作在傳感器和中央處理器可靠動(dòng)作的時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)子在某失步速率震蕩，電樞繞組將因此產(chǎn)生一部分去磁磁鏈，由于副永磁體選擇的是矯頑力低，退磁硬特性低的永磁材料，在這種較大的去磁磁鏈作用下，副永磁體表面磁密降低，(去磁磁鏈較大時(shí)，甚至?xí)霈F(xiàn)永久失磁，即磁鋼表面磁密為零)，進(jìn)而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩提升，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提升，定轉(zhuǎn)子失步差減小，電樞繞組去磁磁鏈降低，對(duì)主永磁體的去磁作用減弱，實(shí)現(xiàn)保護(hù)主永磁體的目的。圖6為永磁同步電動(dòng)機(jī)副永磁體未出現(xiàn)失磁下轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩情況，圖7為永磁同步電動(dòng)機(jī)副永磁體出現(xiàn)失磁之后，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩得到了提升后的情況。仿真表明，該發(fā)明能在失步情況下，僅通過(guò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)增加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩，降低定轉(zhuǎn)子失步差。

I、本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種混合勵(lì)磁的永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。磁鋼共有兩種，一種是“V”型排列的永磁體，共8個(gè)磁鋼；一種是“一”型排列的永磁體，共四個(gè)磁鋼。前者稱之為主永磁體，后者稱之為副永磁體，如圖6，此仿真模型主永磁體采用一類銣鐵硼材料(XG196/96)，副永磁采用一類鋁鎳鈷材料(FLN8)。Ⅱ、主永磁體固定入轉(zhuǎn)子鐵芯工序如下：1、將分段磁鋼有序插入V型槽內(nèi)；2、將膠導(dǎo)入V型槽和磁鋼的空氣隙處；3將灌膠好的轉(zhuǎn)子放在干燥處自然風(fēng)干。Ⅲ、副永磁體固定入轉(zhuǎn)子鐵芯工序如下：1、用熱烘槍對(duì)磁鋼固定齒和轉(zhuǎn)子固定齒進(jìn)行加熱；2、在磁鋼固定齒內(nèi)側(cè)和轉(zhuǎn)子固定齒外側(cè)均勻涂抹膠水；3、轉(zhuǎn)子鐵芯從水平態(tài)略微向上傾斜一個(gè)適當(dāng)角度，將副永磁體由下至上斜插入轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)。4、將插好磁鋼的永磁體放在干燥處自然風(fēng)干。

Ⅳ、生產(chǎn)合格的永磁同步電動(dòng)機(jī)經(jīng)故障使用后出現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子副永磁體永久退磁，且主永磁體未發(fā)生永久退磁情況，進(jìn)廠返修，將失效的副永磁體拆除，并重復(fù)III的步驟。

Ⅴ、生產(chǎn)合格的永磁同步電動(dòng)機(jī)根據(jù)實(shí)際需求的變化，需要更換副永磁體來(lái)改變參數(shù)，將失效的副永磁體拆除，重復(fù)III步驟。