專利名稱：一種異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及異步起動永磁同步電動機,具體是一種異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
異步起動永磁同步電動機由定子和轉(zhuǎn)子組成。其中，異步起動永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)又可分為徑向磁路結(jié)構(gòu)、切向磁路結(jié)構(gòu)、混合式磁路結(jié)構(gòu)。實踐表明，采用切向磁路結(jié)構(gòu)和混合式磁路結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子普遍存在機械強度低、漏磁系數(shù)大的問題。具體分析如下一、如圖I、圖2所示，采用切向磁路結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子包括鋼軸I和鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子2 ;鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子2外圈均勻分布有若干個鼠籠槽3 ;鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子斷面均勻分布有偶數(shù)個徑向矩形永磁體槽4 ;鋼軸I表面壓裝有非導(dǎo)磁套7 ;鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子內(nèi)圈壓裝于非導(dǎo)磁套7外表面；徑向矩形永磁體槽4頂部與鼠籠槽3底部之間部分、矩形永磁體槽4低部和非導(dǎo)磁體之間部分為偶數(shù)個隔磁磁橋5 ;徑向矩形永磁體槽4內(nèi)安裝有矩形永磁體9。 下面結(jié)合圖I、圖2進行分析如圖I所示，鋼軸和鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子之間為緊配合。隔磁磁橋的數(shù)目是轉(zhuǎn)子極數(shù)的兩倍以上，隔磁磁橋起到防止漏磁的作用，又是漏磁的通道。如圖2所示，力T1T2、T3T4共同構(gòu)成了鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子對鋼軸的壓力，力N則是鋼軸對鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子的支承反作用力。在轉(zhuǎn)子受到扭矩后，鋼軸與鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子之間會有摩擦力出現(xiàn)以阻止二者相對轉(zhuǎn)動，此時力Τ3Τ4對轉(zhuǎn)子內(nèi)各部件起到抱合作用。由于力Τ3Τ4較小，在扭矩達到一定程度時不能將轉(zhuǎn)子內(nèi)各部件抱得很緊，便會有較大的扭矩集中在轉(zhuǎn)子的幾個隔磁磁橋上。由于隔磁磁橋從減少漏磁的角度通常設(shè)計為薄板狀，其抗彎曲能力較差，因此電機在長期的正反向運行中就會出現(xiàn)疲勞損壞。另外，采用切向磁路結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子還經(jīng)常發(fā)生斷軸現(xiàn)象。如圖I所示，非導(dǎo)磁套的作用是防止矩形永磁體在底部的漏磁。由于非導(dǎo)磁套具有一定厚度，為了保證轉(zhuǎn)子有足夠的磁通量，非導(dǎo)磁套通常會設(shè)計占去鋼軸的一定空間，從而使鋼軸的直徑變小。通常電機在一般負(fù)載條件下，鋼軸尚且能夠滿足強度要求。但當(dāng)有沖擊負(fù)荷或超過允許負(fù)荷時，鋼軸就會出現(xiàn)破壞點，長期運行就會出現(xiàn)疲勞破壞，即發(fā)生斷軸現(xiàn)象。如果要保證鋼軸的機械強度，就要被迫減少永磁體的用量，然而這又會影響電機的其它技術(shù)參數(shù)。二、如圖3所示，采用混合式磁路結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子包括鋼軸I和鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子2;鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子2外圈均勻分布有若干個鼠籠槽3 ;鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子I斷面均勻分布有偶數(shù)個徑向矩形永磁體槽4和偶數(shù)個周向矩形永磁體槽8 ;鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子2內(nèi)圈壓裝于鋼軸I表面；徑向矩形永磁體槽4頂部與鼠籠槽3底部之間部分為偶數(shù)個隔磁磁橋5 ;徑向矩形永磁體槽4 和周向矩形永磁體槽8內(nèi)均安裝有矩形永磁體9。下面結(jié)合圖3進行分析如圖3所示，鋼軸和鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子之間為緊配合。隔磁磁橋的數(shù)目是轉(zhuǎn)子極數(shù)的兩倍以上，隔磁磁橋起到防止漏磁的作用，又是漏磁通道。周向矩形永磁體槽內(nèi)的矩形永磁體構(gòu)成徑向磁路，徑向矩形永磁體槽內(nèi)的矩形永磁體構(gòu)成切向磁路。通過對比圖3和圖I可知，圖3中采用周向矩形永磁體槽取代了圖I中的非導(dǎo)磁套，其目的是防止徑向矩形永磁體槽內(nèi)的矩形永磁體在底部的漏磁，同時又為轉(zhuǎn)子提供一定量的磁通。由于周向矩形永磁體槽到非導(dǎo)磁套的距離較大，該鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子的內(nèi)環(huán)基本上承載了鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子與鋼軸的緊配合。由此可知，轉(zhuǎn)子處于靜態(tài)時，其隔磁磁橋不受力。也就是說，轉(zhuǎn)子處于靜態(tài)時，其內(nèi)各部件(不含鋼軸)沒有抱緊的力。而在實際中，徑向矩形永磁體槽內(nèi)的矩形永磁體與徑向矩形永磁體槽之間通常存在一定的間隙。因而當(dāng)轉(zhuǎn)子受到扭矩作用時，全部扭矩都會作用在幾個隔磁磁橋上。由于隔磁磁橋通常設(shè)計為薄板狀，其抗彎曲能力較差，因此電機長期正反向運行勢必導(dǎo)致隔磁磁橋處發(fā)生疲勞破壞。而如果徑向矩形永磁體槽內(nèi)的矩形永磁體與徑向矩形永磁體槽的間隙過大，轉(zhuǎn)子在扭矩作用下便會因隔磁磁橋的彎曲變形而發(fā)生扭曲變形，進而失效?；谏鲜龇治?，針對現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大的問題，有必要發(fā)明一種全新的異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大的問題，提供了一種異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括鋼軸和鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子；鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子外圈均勻分布有若干個鼠籠槽；鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子斷面均勻分布有偶數(shù)個徑向矩形永磁體槽；各個徑向矩形永磁體槽均與其中一個鼠籠槽相對應(yīng)，徑向矩形永磁體槽頂部與鼠籠槽底部之間構(gòu)成偶數(shù)個隔磁磁橋；徑向矩形永磁體槽內(nèi)安裝有矩形永磁體；鋼軸上按極性均勻分布有偶數(shù)個瓦形永磁體，相鄰兩個瓦形永磁體的極性不同，且相鄰兩個瓦形永磁體之間留有間隙；各個徑向矩形永磁體槽的內(nèi)端均留有開口，且各個開口分別與各個間隙相對應(yīng)；鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子內(nèi)圈壓裝于各個瓦形永磁體外側(cè)面。所述開口的大小和形狀均根據(jù)實際需要而定。工作時，瓦形永磁體構(gòu)成徑向磁路，徑向矩形永磁體槽內(nèi)的矩形永磁體構(gòu)成切向磁路。瓦形永磁體作為鋼軸和鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子之間的連接部件，取代了現(xiàn)有轉(zhuǎn)子中的非導(dǎo)磁套，起到了防止徑向矩形永磁體槽內(nèi)的矩形永磁體在底部的漏磁的作用，同時又為轉(zhuǎn)子提供了磁通。徑向矩形永磁體槽內(nèi)側(cè)留有開口的作用如下其一，將現(xiàn)有轉(zhuǎn)子中的隔磁磁橋的數(shù)目減少了二分之一，即相當(dāng)于減少了二分之一的漏磁，由此可以適當(dāng)減少矩形永磁體的用量，降低電機制造成本。其二，改變了轉(zhuǎn)子內(nèi)部的受力狀態(tài)。由于減少了現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)子中位于鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的隔磁磁橋，使得力T1T2降為零，鋼軸與鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子之間緊配合的力全部來自力T3T4。由于力T3T4全部作用于鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子外側(cè)，通過設(shè)計適當(dāng)?shù)匿撦S與鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子之間的配合公差，使得力T3T4足夠大，將轉(zhuǎn)子內(nèi)各部件抱緊形成一剛體。 此時作用于轉(zhuǎn)子上的扭矩即完全分解在轉(zhuǎn)子的各個部位，作用于隔磁磁橋上的扭矩便會很小。因此，在滿足同樣機械強度的前提下，與現(xiàn)有轉(zhuǎn)子中的隔磁磁橋相比，本發(fā)明所述的異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子的隔磁磁橋可以設(shè)計得更薄，其漏磁更少，由此可以進一步減少永磁體的用量，進一步降低電機制造成本?；谏鲜鲞^程，本發(fā)明所述的異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子即有效解決了現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大的問題。本發(fā)明基于全新結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大的問題，適用于各種異步起動永磁同步電動機。


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6-瓦形永磁體,7-非導(dǎo)磁套,8-周向矩形永磁體槽,9-矩形永磁體；T1T2、T3T4表不鑄招鼠籠轉(zhuǎn)子隔離體上隔磁磁橋上所受的力，N表示鋼軸對鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子的支承反作用力。
具體實施例方式一種異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括鋼軸I和鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子2 ;鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子 2外圈均勻分布有若干個鼠籠槽3 ;鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子2斷面均勻分布有偶數(shù)個徑向矩形永磁體槽4 ;各個徑向矩形永磁體槽4均與其中一個鼠籠槽3相對應(yīng),徑向矩形永磁體槽4頂部與鼠籠槽3底部之間構(gòu)成偶數(shù)個隔磁磁橋5 ;徑向矩形永磁體槽4內(nèi)安裝有矩形永磁體9 ;鋼軸I上按極性均勻分布有偶數(shù)個瓦形永磁體6，相鄰兩個瓦形永磁體6的極性不同，且相鄰兩個瓦形永磁體6之間留有間隙；各個徑向矩形永磁體槽4的內(nèi)端均留有開口，且各個開口分別與各個間隙相對應(yīng)；鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子2內(nèi)圈壓裝于各個瓦形永磁體6外側(cè)面；
各個開口的形狀和尺寸是任意的；
本發(fā)明適用于極數(shù)不同的異步起動永磁同步電動機。
權(quán)利要求
1.一種異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括鋼軸(I)和鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子(2);鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子(2)外圈均勻分布有若干個鼠籠槽(3);鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子(2)斷面均勻分布有偶數(shù)個徑向矩形永磁體槽(4);各個徑向矩形永磁體槽(4)均與其中一個鼠籠槽(3)相對應(yīng),徑向矩形永磁體槽(4)頂部與鼠籠槽(3)底部之間構(gòu)成偶數(shù)個隔磁磁橋(5);徑向矩形永磁體槽(4)內(nèi)安裝有矩形永磁體(9);其特征在于鋼軸(I)上按極性均勻分布有偶數(shù)個瓦形永磁體(6)， 相鄰兩個瓦形永磁體(6)的極性不同，且相鄰兩個瓦形永磁體(6)之間留有間隙；各個徑向矩形永磁體槽(4)的內(nèi)端均留有開口，且各個開口分別與各個間隙相對應(yīng)；鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子(2)內(nèi)圈壓裝于各個瓦形永磁體(6)外側(cè)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于各個開口的形狀和尺寸是任意的。
全文摘要
本發(fā)明涉及異步起動永磁同步電動機，具體是一種異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子。本發(fā)明解決了現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大的問題。一種異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子包括鋼軸和鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子；鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子外圈均勻分布有若干個鼠籠槽；鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子斷面均勻分布有偶數(shù)個徑向矩形永磁體槽；徑向矩形永磁體槽頂部與鼠籠槽底部之間構(gòu)成偶數(shù)個隔磁磁橋；鋼軸上按極性均勻分布有偶數(shù)個瓦形永磁體；各個徑向矩形永磁體槽的內(nèi)端均留有開口。本發(fā)明基于全新結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大的問題，適用于各種異步起動永磁同步電動機。
文檔編號H02K1/27GK102593986SQ201210068348
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者岳群生 申請人:岳群生