一種新型自起動式低速永磁同步電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種自起動式低速永磁同步電機,屬于電動機技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在不需要調(diào)速的普通工業(yè)領(lǐng)域，感應(yīng)電動機的應(yīng)用是最廣泛的。其特點是價格低廉，堅固耐用。在一些特殊應(yīng)用場合，普通感應(yīng)電機就顯示出了致命的缺點，主要有:(1)感應(yīng)電機的起動性能不好，在需要頻繁起動的場合應(yīng)用，效果不好；(2)普通感應(yīng)電機主要運行在中高轉(zhuǎn)速，一般都在750轉(zhuǎn)/分以上，這樣才能發(fā)揮其優(yōu)點。如果負(fù)載需要低速驅(qū)動，比如轉(zhuǎn)速不超過200-300轉(zhuǎn)/分，則一般采用感應(yīng)電機加減速器方式，這樣會增加成本，增加系統(tǒng)噪音，等等。解決這個問題的最好方法，是采用能夠自起動的永磁同步電動機，通過增加磁極數(shù)，達(dá)到低速大力矩驅(qū)動的目的?，F(xiàn)在，比較多的是采用釹鐵硼稀土永磁材料，但由于稀土價格貴，導(dǎo)致電機的成本大幅度增加，對用戶的選用是個不利因素。且現(xiàn)有的釹鐵硼永磁電機主要分為兩類，表貼式的磁鋼形狀及極性如圖1a所示，嵌入式的磁鋼形狀及極性如圖1b所示。因此，低成本的能夠自起動的低速永磁同步電動機具有很好的應(yīng)用前景。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種自起動式低速永磁同步電機，生產(chǎn)成本低，轉(zhuǎn)子損耗小，運行性能優(yōu)，用于驅(qū)動中小功率的低速負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)速不超過200-300轉(zhuǎn)/分。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，自起動式低速永磁同步電機，包括定子、轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、永磁體以及永磁體外側(cè)的起動籠條，所述永磁體為鐵氧體，所述鐵氧體永磁體的對數(shù)為5對或者5對以上，所述鐵氧體永磁體形狀為扁平狀，鐵氧體永磁體徑向均勻分布在所述轉(zhuǎn)軸外側(cè)，相鄰鐵氧體永磁體之間具有間隙，相鄰永磁體對應(yīng)端的磁極相反；所述起動籠的數(shù)量是所述永磁體數(shù)量的整倍數(shù)。
[0005]優(yōu)選地,所述起動籠與所述鐵氧體永磁體的數(shù)量相等，起動籠與鐵氧體永磁體
--對應(yīng)。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0007]第一，本實用新型的關(guān)鍵技術(shù)一，是電機轉(zhuǎn)子內(nèi)部采用切向磁場結(jié)合聚磁結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過增加截面積以改善鐵氧體剩磁磁密不高的缺陷，可以達(dá)到接近采用釹鐵硼磁鋼的氣隙磁密。
[0008]第二，本實用新型的關(guān)鍵技術(shù)二，是由于轉(zhuǎn)子采用多極結(jié)構(gòu)，所以轉(zhuǎn)子起動籠數(shù)和磁極數(shù)要匹配。要求起動籠數(shù)是磁極數(shù)的整倍數(shù)，最好的配合方式是相等。
[0009]第三，本實用新型的關(guān)鍵技術(shù)三，是在起動籠數(shù)和磁極數(shù)匹配的前提下，通過合適的隔磁橋設(shè)計，控制電機轉(zhuǎn)子的漏磁場分布。
[0010]第四，本實用新型設(shè)計了一種采用價格低廉的鐵氧體永磁材料的，具有自起動功能的低速永磁同步電動機。電機運行于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子損耗小。電機具有自起動功能，直接連于工頻電網(wǎng)即可以運行，不需要另外的輔助起動措施。通過特殊的聚磁磁路設(shè)計，可以達(dá)到接近釹鐵硼磁鋼的氣隙磁密，改善電機的運行性能。與普通感應(yīng)電機相比成本增加不多，可以滿足一般工業(yè)領(lǐng)域的用戶要求。
【附圖說明】
[0011]圖1a是現(xiàn)有永磁同步電動機的表貼式磁鋼形狀及極性圖；
[0012]圖1b是現(xiàn)有永磁同步電動機的嵌入式的磁鋼形狀及極性圖；
[0013]圖2是本實用新型自起動式低速永磁同步電動機永磁體(轉(zhuǎn)子磁鋼)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本實用新型自起動式低速永磁同步電動機永磁體(轉(zhuǎn)子磁鋼)的極性分布圖；
[0015]圖4a是本實用新型自起動式低速永磁同步電動機的起動籠數(shù)等于磁鋼個數(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4b是本實用新型自起動式低速永磁同步電動機的起動籠數(shù)等于兩倍磁鋼個數(shù)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖5是本實用新型自起動式低速永磁同步電動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖2-5所示，自起動式低速永磁同步電機,包括定子、轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、永磁體以及永磁體外側(cè)的啟動籠條。
[0019]永磁體為鐵氧體。鐵氧體永磁體的對數(shù)為5對或者5對以上，所述鐵氧體永磁體形狀為扁平狀，鐵氧體永磁體徑向均勻分布在所述轉(zhuǎn)軸外側(cè)，相鄰鐵氧體永磁體之間具有間隙，相鄰永磁體對應(yīng)端的磁極相反。
[0020]如圖4a,4b所示,起動籠的數(shù)量是所述永磁體數(shù)量的整倍數(shù)。優(yōu)選地,起動籠與所述鐵氧體永磁體的數(shù)量相等，起動籠與鐵氧體永磁體一一對應(yīng)。
[0021]本實用新型的基本原理具體說明如下:
[0022](I)本設(shè)計中的自起動式低速永磁同步電動機的定子鐵心和定子繞組，和同規(guī)格的感應(yīng)電機可以完全一樣，采用雙層整數(shù)槽或分?jǐn)?shù)槽疊繞組。
[0023](2)設(shè)計時，根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速要求確定電機轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)。由于電機是直接并網(wǎng)起動并運行在同步轉(zhuǎn)速下，所以電機的磁極對數(shù)P和轉(zhuǎn)速η的關(guān)系滿足ρ=3000/η。
[0024](3)電機的轉(zhuǎn)子磁鋼采用矩形外形，切向磁場結(jié)合聚磁結(jié)構(gòu)設(shè)計。在轉(zhuǎn)子內(nèi)部，磁場是切向，在轉(zhuǎn)子表面，磁場是徑向，形成類似于表貼式磁鋼的氣隙磁場。裝配時，鐵氧體磁鋼的磁場方向和分布規(guī)律如圖1、圖2所示。
[0025](4)根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極數(shù)設(shè)計轉(zhuǎn)子起動籠，并選擇合適的籠數(shù)和槽型。起動籠數(shù)應(yīng)該是磁極數(shù)的整倍數(shù)，以保證可以通過合適的隔磁橋設(shè)計，控制電機轉(zhuǎn)子的漏磁場分布。示意圖如圖3所示。
[0026](5)理論上看，磁極數(shù)越多，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)越容易設(shè)計，轉(zhuǎn)子鐵心的利用率越高。
[0027]實施例1
[0028]結(jié)合圖2、圖3和圖4a、4b具體說明實施方式。首先，根據(jù)負(fù)載所需驅(qū)動功率或者驅(qū)動力矩確定電機定子轉(zhuǎn)子的基本尺寸，包括定子外徑、內(nèi)徑、氣隙長度、軸向長度等。其次，根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)速確定轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)。假定負(fù)載轉(zhuǎn)速需要300轉(zhuǎn)/分，則轉(zhuǎn)子磁極對數(shù)為P=10最后，再根據(jù)上述數(shù)據(jù)設(shè)計轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)，包括磁鋼截面積，起動籠槽型、個數(shù)等。
[0029] 一個負(fù)載轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分的自起動式低速永磁同步電動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如圖5所
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【主權(quán)項】
1.一種新型自起動式低速永磁同步電機，包括定子、轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、永磁體以及永磁體外側(cè)的起動籠條，其特征是，所述永磁體為鐵氧體，所述鐵氧體永磁體的對數(shù)為5對或者5對以上，所述鐵氧體永磁體形狀為扁平狀，鐵氧體永磁體徑向均勻分布在所述轉(zhuǎn)軸外側(cè)，相鄰鐵氧體永磁體之間具有間隙，相鄰永磁體對應(yīng)端的磁極相反；所述起動籠的數(shù)量是所述永磁體數(shù)量的整倍數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自起動式低速永磁同步電機，其特征是，所述起動籠與所述鐵氧體永磁體的數(shù)量相等，起動籠與鐵氧體永磁體一一對應(yīng)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型自起動式低速永磁同步電機，包括定子、轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、永磁體以及永磁體外側(cè)的起動籠條，其特征是，所述永磁體為鐵氧體，所述鐵氧體永磁體的對數(shù)為5對或者5對以上，所述鐵氧體永磁體形狀為扁平狀，鐵氧體永磁體徑向均勻分布在所述轉(zhuǎn)軸外側(cè)，相鄰鐵氧體永磁體之間具有間隙，相鄰永磁體對應(yīng)端的磁極相反；所述起動籠的數(shù)量是所述永磁體數(shù)量的整倍數(shù)。
【IPC分類】H02K21-02, H02K21-12
【公開號】CN204425154
【申請?zhí)枴緾N201520101735
【發(fā)明人】李勇, 王軍昌, 開志宏, 李佳友, 王聰, 李揚
【申請人】江蘇利得爾電機有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年2月12日