專利名稱：：一種異步起動永磁同步電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種異歩起動永磁同步電動機(jī)，是一種性能優(yōu)良、運(yùn)行可靠性高、生產(chǎn)工藝簡單的異步起動永磁同步電動機(jī)。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有技術(shù)中，異歩起動永磁同歩電動機(jī)高電機(jī)效率、高功率因數(shù)被人們認(rèn)知。但由于它可靠性不高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，至今不能夠大規(guī)模工廠化生產(chǎn)。異步起動永磁同步電動機(jī)的定子與異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)是一致的，不同點(diǎn)在轉(zhuǎn)子方面。現(xiàn)有技術(shù)異步起動永磁同步電動機(jī)的可靠性不高，原因是電機(jī)轉(zhuǎn)子隔磁磁橋的機(jī)械失效造成的。一、現(xiàn)有技術(shù)異步起動永磁電動機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和造成轉(zhuǎn)子可靠性低的原因(一)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式1、徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖中，標(biāo)號1為轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，標(biāo)號2為導(dǎo)磁齒，標(biāo)號3為隔磁磁橋，標(biāo)號4為永磁體，標(biāo)號5為轉(zhuǎn)軸，標(biāo)號7為永磁體槽。2、切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中，標(biāo)號l為轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，標(biāo)號2為導(dǎo)磁齒，標(biāo)號4為永磁體，標(biāo)號5為轉(zhuǎn)軸。3、混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖中，標(biāo)號1為轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，標(biāo)號2為導(dǎo)磁齒，標(biāo)號4為永磁體，標(biāo)號5為轉(zhuǎn)軸，標(biāo)號7為永磁體槽。以上轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)摘引機(jī)械工業(yè)出版社出版的《現(xiàn)代永磁電機(jī)理論與設(shè)計》(P165-P167)(二)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)缺陷1、轉(zhuǎn)子的機(jī)械失效點(diǎn)---隔磁磁橋下面以圖1(b)，徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行分析如圖4和圖5所示，圖中F是定子磁場對轉(zhuǎn)子磁場在轉(zhuǎn)子切線方向的反作用力。由于定子鐵芯對轉(zhuǎn)子磁極所產(chǎn)生的反作用力F，使永磁體在力F的作用下在極靴中向右產(chǎn)生運(yùn)動趨勢。在永磁體與極靴發(fā)生作用和反作用中，極靴中就產(chǎn)生了諸力N,f,N2f2N3f3N4f4。在隔磁磁橋A處，其受力&和Nj，使隔磁磁橋產(chǎn)生拉伸和彎曲變形；在隔磁磁橋B處，受力ft和支承反力N3的作用。力f3使隔磁磁橋產(chǎn)生壓縮和彎曲變形，N3使隔磁磁橋產(chǎn)生拉伸和彎曲變形。N2f2N4f4對隔磁磁橋不發(fā)生直接作用。轉(zhuǎn)子導(dǎo)條對隔磁磁橋A、B的分布反作用力q,對隔磁磁橋向外的彎曲變形起抵抗作用。在圖5中，由于永磁體外側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯是導(dǎo)磁材料，定子磁場對由它所導(dǎo)出的磁場反作用力F，也作用在永磁體極靴兩端的隔磁磁橋上。由于隔磁磁橋外側(cè)是鑄鋁轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，它的硬度又遠(yuǎn)低于硅鋼片的硬度，因此，隔磁磁橋外側(cè)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，在電機(jī)正反向負(fù)載條件下長期運(yùn)轉(zhuǎn)，使得鑄鋁轉(zhuǎn)子導(dǎo)條產(chǎn)生塑性變形，隔磁磁橋隨之發(fā)生疲勞斷裂。從而使得異步起動永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械失效。上面分析的是圖1(b)徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)，按照上述方法對其它同類異步起動永磁同歩電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，不難得出除本實用新型異歩起動永磁同歩電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)外，其它同類異歩起動永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的隔磁磁橋都受有不同的集中力，在長時間負(fù)載條件下，均會造成疲勞破壞。2、轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，造成生產(chǎn)效率降低，生產(chǎn)成本提高，這些也是影響異歩起動永磁同步電動機(jī)工廠化生產(chǎn)的因素。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了克服以上技術(shù)的不足，提供了一種異步起動永磁同步電動機(jī)，通過改變隔磁磁橋所受力的大小和方向，確保隔磁磁橋在負(fù)載情況下長時間運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，降低成本，提高電機(jī)效率。本實用新型的異步起動永磁同步電動機(jī)，包括有定子和轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子是由圓柱形的永磁轉(zhuǎn)子和圓筒形的異步起動轉(zhuǎn)子組成，異步起動轉(zhuǎn)子緊固在永磁轉(zhuǎn)子外；所述的永磁轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)軸、均勻分布在轉(zhuǎn)軸四周的瓦狀形的n個永磁體和n個非導(dǎo)磁體組成，永磁體和非導(dǎo)磁體相間分布，相對的兩個永磁體極性相反，n為大于等于2的偶數(shù)；所述的異步起動轉(zhuǎn)子是由若干個間隔分布的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和導(dǎo)磁齒組成，異步起動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的底部為隔磁磁橋。本實用新型的異步起動永磁同步電動機(jī)，所述非導(dǎo)磁體的材料為銅、鋁、工程塑料或空氣等非導(dǎo)磁材料。本實用新型轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)如圖6、圖7所示，下面結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對本實用新型進(jìn)行分析。1、由圖中可知，本實用新型的異歩起動永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，屬徑向式磁路結(jié)構(gòu)。本實用新型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)由兩部分組成，一是永磁轉(zhuǎn)子，二是異歩起動轉(zhuǎn)子。永磁轉(zhuǎn)子中的永磁體呈瓦形狀。異步起動轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條可以是任意形狀。這兩部分在組合時緊配合壓裝使得轉(zhuǎn)子各部件在組合后，緊密結(jié)合，形成一剛性結(jié)構(gòu)。2、轉(zhuǎn)子內(nèi)部的隔磁磁橋的每一斷面都是危險斷面，但它不是機(jī)械失效點(diǎn)。在異歩起動永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子中，永磁轉(zhuǎn)子磁場是通過異步起動轉(zhuǎn)子的導(dǎo)磁齒的傳遞與定子磁場發(fā)生作用，由圖7中可以看出，在本實用新型的異步起動永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子的每個磁極所對應(yīng)的導(dǎo)磁齒，它所受到定子磁場的反作用力都是相同的。或者說定子磁場對轉(zhuǎn)子磁場的反作用力分解在轉(zhuǎn)子磁極所對應(yīng)的導(dǎo)磁齒上。設(shè)轉(zhuǎn)子每個磁極所對應(yīng)的導(dǎo)磁齒的齒數(shù)為Q，就有每個齒上所受到F力的作用為F/Q。由于每個導(dǎo)磁齒上所承受的力較小，對于鑄鋁的轉(zhuǎn)子，條受導(dǎo)磁齒的擠壓力也就小。經(jīng)對本實用新型異步起動永磁同步電動機(jī)長時間過載運(yùn)行后，對轉(zhuǎn)子的檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)一是鑄鋁轉(zhuǎn)子導(dǎo)條沒有發(fā)生塑性變形；二是異步起動轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子沒有發(fā)生錯位。由此可以得出結(jié)論本實用新型異步起動永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子在過載情況下，保持了它的剛體特性。在此情況下隔磁磁橋的受力如圖8所示。T為異步起動轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子在緊配合時所產(chǎn)生的張力和異步起動轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)時由離心力所產(chǎn)生的張力的合張力。ql為轉(zhuǎn)子導(dǎo)條對隔磁磁橋的擠壓力q2為永磁轉(zhuǎn)子對隔磁磁橋的支承反力。由隔磁磁橋的受力圖可以看出，沿切線方向隔磁磁橋只受到拉力的作用。根據(jù)硅鋼片的機(jī)械性能以及本實用新型隔磁磁橋的形狀，本實用新型中的隔磁磁橋具有抗拉伸不抗彎曲的特點(diǎn)。因此，可以得出如下結(jié)論1、本實用新型異步起動永磁同歩電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的隔磁磁橋在切線方向只受拉力的作用，因此按抗拉強(qiáng)度6《[6]來設(shè)計隔磁磁橋，此時隔磁磁橋的隔磁效果最佳。2、本實用新型異歩起動永磁同歩電動機(jī)轉(zhuǎn)子中的隔磁磁橋雖是危險斷面，但它不是機(jī)械失效點(diǎn)。3、鼠籠鐵芯的生產(chǎn)工藝與異歩電動機(jī)相同，轉(zhuǎn)軸的加工工藝也與異步電動機(jī)相同，永磁體由專門機(jī)械加工，貼磁、壓裝也有專門機(jī)械?？傊?，本實用新型轉(zhuǎn)子可以在流水作業(yè)條件下做到機(jī)械化生產(chǎn)，相對于同類異步起動永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，能夠?qū)崿F(xiàn)工廠化生產(chǎn)。本實用新型的異步起動永磁同步電動機(jī)在保證電機(jī)高性能條件下，實現(xiàn)了高可靠性、生產(chǎn)的高效率和生產(chǎn)的低成本。本實用新型通過改變隔磁磁橋所受力的大小和方向，確保隔磁磁橋在負(fù)載情況下長時間運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。圖1為現(xiàn)有技術(shù)徑向式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為現(xiàn)有技術(shù)切向式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖圖3為現(xiàn)有技術(shù)混合式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)子的受力示意圖圖5為現(xiàn)有技術(shù)隔磁磁橋的受力示意圖圖6為本實用新型的永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖，a為兩極轉(zhuǎn)子，b四極轉(zhuǎn)子圖7為本實用新型的永磁轉(zhuǎn)子的分解結(jié)構(gòu)示意圖，a為異歩起動轉(zhuǎn)子，b為永磁轉(zhuǎn)子圖8為本實用新型的隔磁磁橋的受力示意圖圖中，l轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，2導(dǎo)磁齒，3隔磁磁橋，4永磁體，5轉(zhuǎn)軸，6非導(dǎo)磁體，7永磁體槽。具體實施方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作具體的說明。本實用新型采用現(xiàn)有技術(shù)異步起動永磁同步電動機(jī)的設(shè)計思路，在異步電動機(jī)降低一個機(jī)座號的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計。如圖6和圖7所示，為本實用新型的永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。木實施例的兩極l.lkw異歩起動永磁同歩電動機(jī)，所采用異步電動機(jī)0.75kw的機(jī)座號，型號為Y80-2,本實施例按照本實用新型的設(shè)計思路進(jìn)行設(shè)計，永磁轉(zhuǎn)子是由圓柱形的永磁轉(zhuǎn)子和圓筒形的異步起動轉(zhuǎn)子組成，異步起動轉(zhuǎn)子緊固在永磁轉(zhuǎn)子外。永磁轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)軸5、均勻分布在轉(zhuǎn)軸四周的瓦狀形的2個永磁體4和2個非導(dǎo)磁體6組成，非導(dǎo)磁體6位于永磁體4之間，將兩個永磁體隔開，相對的兩個永磁體極性相反。異步起動轉(zhuǎn)子是由16個相間的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條1和16個導(dǎo)磁齒2組成，異步起動轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的內(nèi)側(cè)為隔磁磁橋3，鼠籠導(dǎo)條為鑄鋁，導(dǎo)磁齒與隔磁磁橋為硅鋼片。本實施例四極55kw異步起動永磁同步電動機(jī)，所采用異歩電動機(jī)45kw的機(jī)座號，型號為Y225M-4，本實施例按照本實用新型的設(shè)計思路進(jìn)行設(shè)計，永磁轉(zhuǎn)子是由圓柱形的永磁轉(zhuǎn)子和圓筒形的異步起動轉(zhuǎn)子組成，異步起動轉(zhuǎn)子緊固在永磁轉(zhuǎn)子外。永磁轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)軸5、均勻分布在轉(zhuǎn)軸四周的瓦狀形的4個永磁體4和4個非導(dǎo)磁體6組成，非導(dǎo)磁體6位于永磁體4之間，將四個永磁體隔開，相對的四個永磁體極性相反。異步起動轉(zhuǎn)子是由44個相間的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條1和44個導(dǎo)磁齒2組成，異步起動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的內(nèi)側(cè)為隔磁磁橋3，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條為鑄鋁，導(dǎo)磁齒與隔磁磁橋為硅鋼片。本實用新型的異步起動永磁同步電動機(jī)，進(jìn)行可靠性測試，與采用圖1(b)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的異歩起動永磁同步電動機(jī)進(jìn)行對比，結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>目前，我國每年用于電動機(jī)方面的電能占國內(nèi)總電能的60%，而異步電動機(jī)所消耗的電能又占電動機(jī)所耗電能的90%。如果將電動機(jī)的效率提高一個百分點(diǎn)，將節(jié)約73.8億度電。由此可見，如果將異步起動永磁同步電動機(jī)取代異步電動機(jī)，它的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值都是巨大的。權(quán)利要求1.一種異步起動永磁同步電動機(jī)，包括有定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子是由圓柱形的永磁轉(zhuǎn)子和圓筒形的異步起動轉(zhuǎn)子組成，異步起動轉(zhuǎn)子緊固在永磁轉(zhuǎn)子外；所述的永磁轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)軸、均勻分布在轉(zhuǎn)軸四周的瓦狀形的n個永磁體和n個非導(dǎo)磁體組成，永磁體和非導(dǎo)磁體相間分布，相對的兩個永磁體極性相反，n為大于等于2的偶數(shù)；所述的異步起動轉(zhuǎn)子是由若干個間隔分布的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和導(dǎo)磁齒組成，異步起動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的底部為隔磁磁橋。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步起動永磁同步電動機(jī)，其特征在于所述非導(dǎo)磁體的材料為銅、鋁、工程塑料或空氣。專利摘要本實用新型涉及一種性能優(yōu)良、運(yùn)行可靠性高、生產(chǎn)工藝簡單的異步起動永磁同步電動機(jī)。該同步電動機(jī)包括有定子和轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子是由圓柱形的永磁轉(zhuǎn)子和圓筒形的異步起動轉(zhuǎn)子組成，異步起動轉(zhuǎn)子緊固在永磁轉(zhuǎn)子外；所述的永磁轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)軸、均勻分布在轉(zhuǎn)軸四周的瓦狀形的n個永磁體和n個非導(dǎo)磁體組成，永磁體和非導(dǎo)磁體相間分布，相對的兩個永磁體極性相反，n為大于等于2的偶數(shù)；所述的異步起動轉(zhuǎn)子是由若干個間隔分布的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和導(dǎo)磁齒組成，異步起動轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的底部為隔磁磁橋。該同步電動機(jī)具有高可靠性、高效率和低成本的優(yōu)點(diǎn)。文檔編號H02K1/27GK201118406SQ20072003030公開日2008年9月17日申請日期2007年11月8日優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日發(fā)明者岳群生申請人:岳群生