專利名稱：自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及永磁同步電動(dòng)機(jī)。
自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)是近年來(lái)隨著永磁材料的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一種新型同步電動(dòng)機(jī)。它的定子與一般電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)相仿，轉(zhuǎn)子由永久磁鋼及鼠籠構(gòu)成。和傳統(tǒng)的電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)相比具有能自起動(dòng)、效率高、無(wú)滑環(huán)、不需激磁電源、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此在許多場(chǎng)合得到了較為廣泛的應(yīng)用。已有的自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)按磁力線從磁鋼表面發(fā)出方向區(qū)分，主要有下述幾種形式(以四極為例)1、切向式結(jié)構(gòu)如

圖1所示，條形磁鋼呈輻射狀嵌入沖片槽中，轉(zhuǎn)子軸用非導(dǎo)磁材料。
2、徑向式結(jié)構(gòu)如圖2所示，條形磁鋼的寬面平行于轉(zhuǎn)軸嵌入沖片槽中，轉(zhuǎn)子軸用導(dǎo)磁材料。
3、混合式結(jié)構(gòu)如圖3所示，結(jié)構(gòu)是上兩種形式的結(jié)合，轉(zhuǎn)子軸用導(dǎo)磁材料。
上述幾種結(jié)構(gòu)存在下列問(wèn)題1、漏磁大、磁鋼利用差。
由于考慮結(jié)構(gòu)工藝因素，通常轉(zhuǎn)子沖片沖成整片。這樣磁鋼插入槽中后，極間漏磁很大，減少了主磁通，也就是降低了磁鋼的利用率。尤其在大氣隙的情況下漏磁更大。
2、結(jié)構(gòu)工藝性差。
采用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)子組裝后整體充磁時(shí)，難于充到飽和，對(duì)高性能稀土磁鋼尤其如此。
3、在極數(shù)少(尤其是兩極)時(shí)，條形磁鋼的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于極靴表面面積，氣隙磁密很低，有效材料得不到充分利用。
本實(shí)用新型的目的是提供一種簡(jiǎn)單可靠、工藝性能好、磁鋼利用率高，又能適合于少極數(shù)(尤其是兩極)永磁同步電動(dòng)機(jī)。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用在轉(zhuǎn)子表面安裝磁鋼，并且具有起動(dòng)鼠籠的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。磁鋼采用瓦形片狀，裝于轉(zhuǎn)子表面，磁鋼內(nèi)側(cè)布置鼠籠導(dǎo)條。磁鋼沿園周方向?qū)挾日济繕O弧長(zhǎng)的適當(dāng)比例，極區(qū)的其余部份的導(dǎo)磁體直徑與磁鋼外徑相等，貼近導(dǎo)磁體外表面也布置有鼠籠導(dǎo)條。兩部份導(dǎo)條的兩端有一個(gè)連成一體的端環(huán)。鼠籠的作用是產(chǎn)生起動(dòng)力矩，使電機(jī)加速到能將永磁轉(zhuǎn)子牽入同步為止。瓦形永久磁鋼的作用是產(chǎn)生同步力矩，保證電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行。由于磁鋼在轉(zhuǎn)子表面，漏磁很小。轉(zhuǎn)子與磁鋼的安裝也很簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)工藝性好。同時(shí)，磁鋼總面積占轉(zhuǎn)子表面面積的三分之二左右，主磁通量大，電機(jī)性能好。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好。
由于磁鋼安裝于電機(jī)轉(zhuǎn)子外表面，磁鋼的粘結(jié)和覆蓋簡(jiǎn)單，而且容易實(shí)現(xiàn)組裝后整體充磁。鼠籠轉(zhuǎn)子的制造與常規(guī)異步電機(jī)相同。
2、由于磁鋼安裝于轉(zhuǎn)子表面，極間漏磁非常小，磁鋼利用率高。
3、能適合于少極數(shù)同步電動(dòng)機(jī)。高速同步電機(jī)在風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載上有廣泛應(yīng)用前景。
4、能夠運(yùn)用到需要大氣隙的電機(jī)上，例如屏蔽電機(jī)等。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的永磁同步電動(dòng)機(jī)在氣隙加大后其磁鋼除了工作點(diǎn)降低以外，漏磁也將大為增加，通常氣隙達(dá)幾毫米以上時(shí)已不適合采用，而采用本結(jié)構(gòu)則氣隙增大時(shí)漏磁增加卻很少。
下面對(duì)附圖作一說(shuō)明圖1至圖3為現(xiàn)技術(shù)的四極永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的幾種形式。
圖1為切向結(jié)構(gòu)；圖2為徑向結(jié)構(gòu)；圖3為混合結(jié)構(gòu)；圖4為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子橫截面圖以二極為例，也可以四極或更多極。
圖中1為磁鋼，2為導(dǎo)磁體，3為轉(zhuǎn)子軸，4為鼠籠導(dǎo)條，5為定子。
電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)與一般的永磁同步電動(dòng)機(jī)類似。轉(zhuǎn)子主要由永久磁鋼1、導(dǎo)磁體2、轉(zhuǎn)子軸3、鼠籠導(dǎo)條4等所組成。永久磁鋼1為徑向充磁，形狀為瓦形，緊貼導(dǎo)磁體2的外表面，其極弧寬度約占圓周表面的三分之二；磁鋼1內(nèi)側(cè)的導(dǎo)磁體2內(nèi)有內(nèi)鼠籠，鼠籠導(dǎo)條4鑲嵌于導(dǎo)磁體2之中，它與外鼠籠由同一端環(huán)聯(lián)接。除磁鋼外的剩余部份外圓周為鼠籠結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體的兩端各有一個(gè)將它們聯(lián)在一起的端環(huán)。其工作原理如下起動(dòng)時(shí)定子繞組通電，在電機(jī)氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)穿過(guò)磁鋼1、導(dǎo)磁體2，在導(dǎo)條4中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，從而在鼠籠導(dǎo)條4內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流產(chǎn)生與定子磁場(chǎng)同步的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)。定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定時(shí)，永磁磁場(chǎng)將轉(zhuǎn)子牽入同步運(yùn)行。進(jìn)入同步后鼠籠中感應(yīng)電流為零，鼠籠就不起作用了。
權(quán)利要求1.一種自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，由定子、鼠籠、導(dǎo)磁體及永久磁鋼構(gòu)成，其特征是沿轉(zhuǎn)子圓周外表面一部份是磁鋼(1)，另一部份是嵌于導(dǎo)磁體中的鼠籠導(dǎo)條(4)，兩者相間成對(duì)稱布置，在鼠籠導(dǎo)條(4)的兩端各有一個(gè)連成一體的端環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子上的磁鋼(1)為瓦形片狀，徑向充磁，安裝于轉(zhuǎn)子外表面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子磁鋼(1)內(nèi)側(cè)的導(dǎo)磁體(2)中也布置有鼠籠導(dǎo)條(4)，該鼠籠導(dǎo)條(4)的兩端分別與端環(huán)相連。
專利摘要自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，采用瓦形磁鋼和鼠籠轉(zhuǎn)子相結(jié)合的方法。在轉(zhuǎn)子圓周外表面上一部分是磁鋼，磁鋼內(nèi)側(cè)鐵心上布置導(dǎo)條；另一部分貼近微體表面的導(dǎo)條。兩部分導(dǎo)條的兩端各有一個(gè)連成一體的端環(huán)。與目前國(guó)內(nèi)外使用的將磁鋼嵌入鐵心內(nèi)部的結(jié)構(gòu)相比，具有結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單、磁鋼利用好，適用極數(shù)或轉(zhuǎn)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K1/27GK2245295SQ95222358
公開日1997年1月15日 申請(qǐng)日期1995年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月18日
發(fā)明者童良忠, 董錄鳳, 盧慧芬 申請(qǐng)人:浙江省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院