所示的矩形永磁體3相同的矩形 槽，在鐵心10外圓上沿徑向均布開設矩形小槽用于安裝小槽銅片4 ;
[0034] 如圖5所示為工字型小槽銅片結構示意圖，小槽銅片4由工字型黃銅構成，其中工 字型黃銅兩端伸出端加工有U形槽；
[0035] 如圖7所示為套環(huán)結構示意圖，套環(huán)6由圓筒狀鋼管構成，其中內徑較轉軸1安裝 鐵芯處直徑小，外徑較擋板8內徑小；
[0036] 如圖8所示為擋板結構示意圖，擋板8由圓盤狀的黃銅構成，擋板中心處留有較轉 軸1安裝鐵心10處稍大直徑的圓形通孔，在擋板8外圓上沿徑向均布開設與鐵心10安裝 小槽銅片4相同位置的矩形小槽用于安裝小槽銅片4,該處小槽較鐵芯處開設的小槽尺寸 較大，用于放置工字型小槽銅片的倒角，在開設的小槽兩端開設螺紋孔用于將工字型小槽 銅片4采用螺釘7連接；
[0037] 如圖6所示為端環(huán)結構示意圖，端環(huán)5由圓環(huán)狀的黃銅構成，沿周向開設有與擋板 相同位置、相同大小的螺紋孔；
[0038] 詳細實施方案如圖9所示，將鍵11安裝于轉軸1的與磁極鐵心10配合處開設的 鍵槽中；將磁極鐵心10根據(jù)所需長度選擇合適的片數(shù)通過磁極鐵芯10中心的圓形通孔與 在中心圓孔處開設的鍵槽通過鍵11和轉軸1實現(xiàn)連接，通過鍵11實現(xiàn)扭矩的傳遞與磁極 鐵芯10的周向固定，通過套環(huán)6的過盈配合與轉軸1的定位臺階實現(xiàn)磁極鐵芯10的單向 軸向固定，保證鐵心10相對轉軸1不發(fā)生軸向位移；如圖11所示，將單邊梯形永磁體2放 置于斷續(xù)U形槽兩邊槽中，將矩形釹鐵硼永磁體3與蝶形彈簧9采用粘合劑固定為一體，然 后安裝于斷續(xù)U形槽的底部槽中，在磁極鐵芯10兩端安裝擋板8用于防止矩形釹鐵硼永磁 體3與單邊梯形永磁體2的軸向位移，將工字型小槽銅片4安插到磁極鐵心10與擋板8外 圓處開設的矩形小槽內，在工字型小槽銅片4兩端利用螺釘7將端環(huán)5、擋板8壓裝連接，從 而將工字型小槽銅片4、端環(huán)5與擋板8連接在一起形成鼠籠起動結構。
[0039] 自此，就完成了一種改善永磁電機起動性能的磁極鐵芯轉子結構。
[0040] 如圖11所示為本實施例非運行時的轉子部件右視圖，此時，斷續(xù)U形槽底部槽中 的矩形釹鐵硼永磁體3靠近轉軸1，與斷續(xù)U形槽的兩邊槽中的單邊梯形釹鐵硼永磁體2形 成內部流通，磁極鐵芯10與定子鐵芯之間無磁力線，在電機起動過程中，隨著轉速的升高， 斷續(xù)U形槽底部槽中的矩形釹鐵硼永磁體3承受的離心力也相應增大，斷續(xù)U形槽底部槽 中的矩形釹鐵硼永磁體3開始向外移動，斷續(xù)U形槽底部槽中的矩形釹鐵硼永磁體3與兩 邊槽中的單邊梯形釹鐵硼永磁體2形成的內部流通減少，當轉速升至額定轉速時，如圖10 所示，斷續(xù)U形槽底部槽中的矩形釹鐵硼永磁體3與兩邊槽中的單邊梯形釹鐵硼永磁體2 之間無內部流通，永磁體產生的磁力線全部通過定子鐵芯形成回路，當電機停機時，轉速開 始慢慢下降，斷續(xù)U形槽底部槽中的矩形釹鐵硼永磁體3承受的離心力也開始減小，在蝶形 彈簧的作用下斷續(xù)U形槽底部槽中的矩形釹鐵硼永磁體3開始向內移動，斷續(xù)U形槽底部 槽中的矩形釹鐵硼永磁體3與兩邊槽中的單邊梯形釹鐵硼永磁體2形成的內部流通增大， 當轉速為零時，斷續(xù)U形槽底部槽中的矩形釹鐵硼永磁體3回歸至原點，如圖11所示，此 時，斷續(xù)U形槽底部槽中的矩形釹鐵硼永磁體3與兩邊槽中的單邊梯形釹鐵硼永磁體2之 間再次形成內部流通。
[0041] 案例分析
[0042] 下面以采用本發(fā)明所述轉子結構的永磁同步電動機與采用傳統(tǒng)轉子結構的永磁 同步電動機（專利號：201510294045.9)在啟動電流倍數(shù)和起動轉矩倍數(shù)的差別為例給出 實驗比較結果，如下表所示：

[0045] 從表中數(shù)據(jù)可以看出，采用本發(fā)明轉子結構對于多種級數(shù)不同的永磁同步發(fā)電機 其啟動電流倍數(shù)和起動轉矩倍數(shù)均降低了 1倍有余（除了 TYCKK4504-8 (IOkv)發(fā)電機的啟 動轉矩）。
[0046] 為了說明本發(fā)明的內容及實施方法，本說明書給出了具體實施例，在實施例中引 入細節(jié)的目的不是限制權利要求書的范圍，而是幫助理解本發(fā)明所述方法。本領域的技術 人員應理解：在不脫離本發(fā)明及其所附權利要求的精神和范圍內，對最佳實施例步驟的各 種修改、變化或替換都是可能的。因此，本發(fā)明不應局限于最佳實施例及附圖所公開的內 容。
【主權項】
1. 一種改善永磁電機起動性能的磁極鐵芯轉子，其特征在于：包括轉軸（I)、單邊梯形 永磁體（2)、矩形永磁體（3)、小槽銅片（4)、端環(huán)（5)、套環(huán)（6)、螺釘（7)、擋板（8)、蝶形彈 簧（9)、磁極鐵芯（10)與鍵（11);轉軸（1)為無磁料的階梯軸，在安裝鐵心（10)處開設鍵 槽；磁極鐵心（10)中心處留有與轉軸（1)安裝鐵心處相同直徑的圓形通孔，在中心圓孔處 開設與轉軸（1)安裝鐵心（10)處相同規(guī)格的鍵槽，在中心圓形通孔外側根據(jù)電機極數(shù)不同 開有個數(shù)與電機極數(shù)相等的斷續(xù)U形槽，但斷續(xù)U形槽最高點低于鐵心（10)外圓，其中斷 續(xù)U形槽的兩邊槽開設成與單邊梯形永磁體（2)相同的單邊梯形槽，斷續(xù)U形槽的底邊槽 開設成與矩形永磁體（3)相同的矩形槽，在鐵心（10)外圓上沿徑向均布開設矩形小槽用于 安裝小槽銅片（4);小槽銅片（4)為工字形結構，其兩端伸出端加工有U形槽；套環(huán)（6)為圓 筒狀，其中內徑較轉軸（1)安裝鐵芯處直徑小，外徑較擋板（8)內徑??；擋板（8)為與磁極 鐵芯（10)直徑相同的圓盤狀，其中心處留有較轉軸（1)安裝鐵心（10)處稍大直徑的圓形 通孔，在擋板（8)外圓上沿徑向均布開設與鐵心（10)安裝小槽銅片（4)相同位置的矩形小 槽用于安裝小槽銅片（4)，該處小槽較鐵芯處開設的小槽尺寸較大，用于放置小槽銅片（4) 的倒角，在開設的小槽兩端開設螺紋孔用于將小槽銅片（4)采用螺釘（7)連接；端環(huán)（5)為 圓環(huán)狀，沿周向開設有與擋板相同位置、相同大小的螺紋孔； 連接關系： 首先將鍵（11)安裝于轉軸（1)的與磁極鐵心（10)配合處開設的鍵槽中；將磁極鐵心 (10)根據(jù)所需長度選擇合適的片數(shù)通過磁極鐵芯（10)中心的圓形通孔與在中心圓孔處開 設的鍵槽通過鍵（11)和轉軸（1)實現(xiàn)連接，通過鍵（11)實現(xiàn)扭矩的傳遞與磁極鐵芯（10) 的周向固定，通過套環(huán)（6)的過盈配合與轉軸（1)的定位臺階實現(xiàn)磁極鐵芯（10)的軸向固 定，保證鐵心（10)相對轉軸（1)不發(fā)生軸向位移；將單邊梯形永磁體（2)放置于斷續(xù)U形 槽兩邊槽中，將矩形永磁體（3)與蝶形彈簧（9)采用粘合劑固定為一體，然后安裝于斷續(xù)U 形槽的底部槽中，在磁極鐵芯（10)兩端安裝擋板（8)用于防止矩形永磁體（3)與單邊梯形 永磁體（2)的軸向位移，將小槽銅片（4)安插到磁極鐵心（10)與擋板（8)外圓處開設的矩 形小槽內，在小槽銅片（4)兩端利用螺釘（7)將端環(huán)（5)、擋板（8)壓裝連接，從而將小槽銅 片（4)、端環(huán)（5)與擋板（8)連接在一起形成鼠籠起動結構。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種改善永磁電機起動性能的磁極鐵芯轉子，其特征在于： 所述磁極鐵芯（10)為圓盤狀，厚度在40mm-50mm之間，由10#、15#、20#低碳鋼或電工純鐵 制成。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種改善永磁電機起動性能的磁極鐵芯轉子，其特征在于： 所述小槽銅片（4)、擋板（8)和端環(huán)（5)由導電性能良好的金屬材料制成。4. 根據(jù)權利要求1-3任一所述的一種改善永磁電機起動性能的磁極鐵芯轉子，其特征 在于：所述套環(huán)由高硬度材質制成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種改善永磁電機起動性能的磁極鐵芯轉子，屬于永磁同步電動機技術領域；包括轉軸、單邊梯形永磁體、矩形永磁體、小槽銅片、端環(huán)、套環(huán)、螺釘、擋板、蝶形彈簧、磁極鐵芯與鍵；轉軸和磁極鐵芯通過鍵連接，單邊梯形永磁體置于磁極鐵芯的斷續(xù)U形槽的兩邊槽中，矩形永磁體與蝶形彈簧采用粘合劑固定為一體后置于其底部槽中，通過套環(huán)實現(xiàn)磁極鐵芯的單向軸向固位，在磁極鐵芯兩端安裝擋板，將小槽銅片安插到磁極鐵心與擋板外圓處開設的矩形小槽內，在小槽銅片兩端利用螺釘將端環(huán)壓裝在小槽銅片兩端將小槽銅片、端環(huán)與擋板連接。對比已有技術，本發(fā)明具有在保證加工性、成本、整體尺寸及滿足電磁性能的基礎上降低起動電流、扭矩的效果。
【IPC分類】H02K1/27, H02K21/46
【公開號】CN105226906
【申請?zhí)枴緾N201510611137
【發(fā)明人】武文虎, 馮雪山, 李有生, 薛維毅, 董俊文, 王飛, 邢美棟, 趙瑜, 賈鈺, 劉志宏
【申請人】山西北方機械制造有限責任公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月23日