專利名稱：二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于同步電機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種ニ極式自啟動永磁同步電機中使用的轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
由于具有寬范圍的運行能力以及舒適節(jié)能的用戶體驗，變頻電機已廣泛應(yīng)用于家電電器領(lǐng)域。變頻電機理論模型實際上是ー個同步電動機，相對于異步電動機而言，由于增加了驅(qū)動控制電路、對轉(zhuǎn)子位置的檢測裝置或邏輯運算單元，因此同步電動機的啟動及運行狀態(tài)更加復雜。隨之，市場上出現(xiàn)了ー種綜合異步、同步電機優(yōu)勢的自啟動永磁同步電機。
申請公布號為CN102214964A、發(fā)明名稱為單相自啟動永磁電機轉(zhuǎn)子及其制造方法的中國發(fā)明專利申請公開了ー種單相自啟動永磁電機轉(zhuǎn)子，其包括至少有兩段分轉(zhuǎn)子鐵芯組成的轉(zhuǎn)子鐵芯、磁鋼槽及磁鋼，相鄰的子磁鋼槽錯位設(shè)置。該永磁電機同步速運行后，夕卜周分布的鼠籠不存在電流，同時由于鼠籠為弱磁材料，相當于在永磁電機的外周増加了很大一段氣隙磁勢降，因此電機的運行電流會増加，由此增加損耗；而且單相兩極四片磁鋼形式，磁鋼磁勢能小，也限制了電機輸出功率。在啟動過程中，由于鼠籠轉(zhuǎn)子槽徑向狹長，漏抗大，槽面積也大，不利于啟動，同時狹長槽也易與磁鋼磁性能干擾，啟動時的大電流可能造成磁鋼磁性能弱化，磁鋼制動轉(zhuǎn)矩對鼠籠啟動不利。授權(quán)公告號為CN 201623604U、發(fā)明名稱為自啟動永磁同步電機及使用該電機的壓縮機的中國實用新型專利公開了ー種壓縮機用自啟動永磁同步電機，該電極包括定子及轉(zhuǎn)子，在定子內(nèi)側(cè)沿周向設(shè)有定子內(nèi)齒，定子內(nèi)齒與轉(zhuǎn)子軛部之間存在氣隙，其中部分區(qū)域的氣隙寬度大于其它區(qū)域的氣隙寬度，由此使制動轉(zhuǎn)矩變小，啟動方便。該電機將氣隙局部放大來弱化磁鋼制動轉(zhuǎn)矩，但這樣ー來也増加了電機正常運行時的氣隙長度，使得運行效率和輸出能力都有所減小。因此,如何克服啟動困難、輸出力矩小的不足仍是自啟動永磁同步電機使用過程中急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以增強磁鋼耦合合成磁勢、提升啟動性能、増加轉(zhuǎn)矩輸出能力的自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案ニ級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸孔、鼠籠導條槽和磁鋼槽；鼠籠導條放置于鼠籠導條槽內(nèi)，磁鋼放置于磁鋼槽內(nèi)；磁鋼槽包括2對呈V形設(shè)置的磁鋼槽；在該2對磁鋼槽之間設(shè)置有放置副磁鋼的副磁鋼槽，副磁鋼槽與相鄰磁鋼槽間的夾角為90°或接近90°，磁鋼的磁勢方向與副磁鋼的磁勢方向相同。本發(fā)明的磁鋼槽及磁鋼的橫截面形狀為矩形，所述磁鋼的磁勢方向平行于磁鋼橫截面的短中心線。本發(fā)明的副磁鋼槽及副磁鋼的橫截面形狀為矩形，所述副磁鋼的磁勢方向平行于副磁鋼橫截面的長中心線本發(fā)明的磁鋼槽之間設(shè)置有2對間隔布置的副磁鋼槽。本發(fā)明的在所述鼠籠導條槽和磁鋼槽之間設(shè)置有隔磁孔。本發(fā)明的鼠籠導條槽包括兩組對稱布置的鼠籠導條槽，每組鼠籠導條槽沿圓弧間隔布置，鼠籠導條的合成磁勢方向與所述磁鋼的合成磁勢方向之間的夾角大于0°、小于180。。
本發(fā)明的鼠籠導條槽設(shè)置于所述磁鋼槽的徑向外側(cè)或設(shè)置于所述磁鋼及相鄰副磁鋼外側(cè)。本發(fā)明的磁鋼槽端部設(shè)置有隔磁槽。本發(fā)明的位于所述磁鋼外側(cè)的圓弧氣隙的圓心與轉(zhuǎn)子截面圓心不同心。本發(fā)明的磁鋼槽向內(nèi)凹或向外邊緣凸出設(shè)置。本發(fā)明在磁鋼之間設(shè)置與磁鋼相垂直或接近垂直的副磁鋼，且磁鋼和副磁鋼的磁勢方向相同，使得副磁鋼可以對磁鋼的磁勢進行補強，使磁鋼耦合合成磁勢更大，提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩輸出能力，以此改善自啟動永磁同步電機運行中啟動困難、力矩輸出能力低、輸出功率小的問題。


圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例1轉(zhuǎn)子與定子配合形成電機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例1轉(zhuǎn)子與定子配合形成另ー種電機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進ー步詳細地說明。
具體實施例方式實施例1如圖1所示，為本實施例的ニ級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。在轉(zhuǎn)子鐵芯I的中心加工有轉(zhuǎn)軸孔a，用于設(shè)置壓縮機轉(zhuǎn)軸。在轉(zhuǎn)子鐵芯I上加工有沿圓周間隔均布的鼠籠導條槽b，鼠籠導條槽b沿壓縮機轉(zhuǎn)軸軸向延伸。鼠籠導條槽b位于轉(zhuǎn)軸孔a的徑向外側(cè)、靠近轉(zhuǎn)子鐵芯I的邊緣設(shè)置。本實施例的鼠籠導條槽b的截面形狀為圓形，用于放置截面形狀同樣為圓形的鼠籠導條。采用截面形狀為圓形的鼠籠導條構(gòu)成的鼠籠環(huán)，運轉(zhuǎn)時鼠籠導條電阻大可以提升啟動能力，同時鼠籠槽形狀規(guī)整，轉(zhuǎn)子外周利用率高。
在轉(zhuǎn)子鐵芯I上加工有2對磁鋼槽C，磁鋼槽c沿壓縮機轉(zhuǎn)軸軸向延伸，每ー對磁鋼槽c大致呈V字形擺放，且2對磁鋼槽c對稱布置。磁鋼2放置于磁鋼槽c中，磁鋼2和磁鋼槽c的截面形狀都為矩形。每ー對呈V形擺放的磁鋼2形成一個磁極，如圖1中位于上方的一對磁鋼2形成N極，位于下方的一對磁鋼2形成S扱。在每ー磁鋼槽c的兩側(cè)端加工有隔磁槽e。圖1中的實線箭頭所示方向為磁鋼的磁勢方向，虛線所示為磁力線，磁力線循著磁鋼磁勢方向與定子形成閉合回路。本實施例中，磁鋼2的磁勢方向與磁鋼2橫截面的短中心線(亦即矩形橫截面的短邊)相平行。在轉(zhuǎn)子鐵芯I上加工有2對副磁鋼槽f，副磁鋼槽f位于上下磁鋼槽c之間，副磁鋼槽f的橫截面形狀也為矩形，副磁鋼槽f內(nèi)放置副磁鋼2’。每ー副磁鋼槽f與相鄰磁鋼槽c之間的夾角為90°。每ー副磁鋼2’的磁勢方向與相鄰磁鋼2的磁勢方向相同。本實施例中，副磁鋼2’的磁勢方向與副磁鋼2’橫截面的長中心線(亦即矩形橫截面的長邊)相平行。在磁鋼2之間設(shè)置副磁鋼2’，副磁鋼2’可以對磁鋼2的磁勢進行補強，使磁鋼的耦合合成磁勢更大。而且8片式磁鋼結(jié)構(gòu)可以使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩輸出能力更大。 本實施例在鼠籠導條槽b和磁鋼槽c之間設(shè)置有隔磁孔g,隔磁孔g的形狀可為圓形或腰孔形，本實施例在鼠籠導條槽b和磁鋼槽c之間設(shè)置了一對圓形隔磁孔g和ー對腰孔形的隔磁孔g。隔磁孔g用于隔斷鼠籠導條和磁鋼2之間的磁路耦合，削弱磁鋼對鼠籠磁阻轉(zhuǎn)矩，減小磁鋼磁阻轉(zhuǎn)矩對啟動的阻力作用以及減小啟動過程轉(zhuǎn)子大電流對磁鋼磁勢的削弱。優(yōu)選的，當腰孔形狀的隔磁孔g的長軸中心線與磁鋼2的磁勢方向相平行吋，隔磁效果最好。如圖2所示，為本實施例轉(zhuǎn)子鐵芯I與定子10配合組成電機的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例的定子10與轉(zhuǎn)子鐵芯I采用24/26斜槽配合，繞組方式與現(xiàn)有技術(shù)相同。當作為單相電機應(yīng)用時，繞組可采用主副正交90°同心式排布；作為三相電機應(yīng)用時，繞組可采用分布式疊繞組、波繞組、同心式繞組及復合型繞組結(jié)構(gòu)。當作定頻電機應(yīng)用吋，鼠籠環(huán)起自啟動作用；作為變頻電機時，只需提供變頻電源，作為ー個變頻開環(huán)控制，鼠籠環(huán)起自檢測、自啟動、自同步的作用。如圖3所示，為本實施例轉(zhuǎn)子鐵芯I與定子10配合組成的另ー種結(jié)構(gòu)電機的示意圖。本實施例的定子10采用六槽的結(jié)構(gòu)，與轉(zhuǎn)子鐵芯I形成三相六槽ニ極的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)三相定頻或變頻控制，啟動時鼠籠環(huán)起自檢測、自啟動、自同步的作用。將本發(fā)明的轉(zhuǎn)子根據(jù)不同需求與不同結(jié)構(gòu)的定子相配合，組成相應(yīng)的電機為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作贅敘。實施例2如圖4所示，本實施例與實施例1不同的地方在于將轉(zhuǎn)子鐵芯I上位于副磁鋼2’旁側(cè)的鼠籠導條槽去除，僅在磁鋼2タト(旁)側(cè)(圖4中轉(zhuǎn)子的上部和下部)沿圓弧設(shè)置兩組鼠籠導條槽b，在鼠籠導條槽b和磁鋼槽c之間設(shè)置有隔磁孔g。圖4中箭頭Fmagnrti。為磁鋼合成磁勢方向，箭頭Feagej為鼠籠導條合成磁勢方向，本實施例中磁鋼合成磁勢方向與鼠籠導條合成磁勢方向間的夾角a為90°。將轉(zhuǎn)子鐵芯I上位于副磁鋼2’旁側(cè)的鼠籠導條槽去除，可以去掉磁勢方向與磁鋼合成磁勢方向相反的磁勢，以弱化鼠籠環(huán)與磁鋼的磁勢率禹合，避免削弱磁鋼合成磁勢，同時由于磁鋼合成磁勢方向與保留下來的鼠籠導條的合成磁勢方向之間形成一個夾角a (0° < a <180° )，鼠籠導條總可以形成與磁鋼合成磁勢方向同向的分磁勢，有利于增強磁鋼的耦合合成磁勢。
實施例3如圖5所示，本實施例與實施例1不同的地方在于在轉(zhuǎn)子鐵芯I上設(shè)置了兩組位于磁鋼2及相鄰副磁鋼2’旁側(cè)的鼠籠導條槽b，每ー組鼠籠導條槽b均沿轉(zhuǎn)子鐵芯I的1/4圓弧間隔均布，并且以轉(zhuǎn)子鐵芯I中心為對稱中心對稱布置。本實施例的兩組鼠籠導條槽b位于轉(zhuǎn)子鐵芯I的左上角和右下角位置，磁鋼合成磁勢方向與鼠籠導條合成磁勢方向間的夾角a為銳角。實施例4如圖6所示，本實施例與實施例3不同的地方在于本實施例的兩組鼠籠導條槽b分別位于轉(zhuǎn)子鐵芯I的右上角和左下角位置，磁鋼合成磁勢方向與鼠籠導條合成磁勢方向間的夾角a為鈍角。實施例5如圖7所示，本實施例與實施例2不同的地方在于副磁鋼槽f為弧形，相應(yīng)的，副磁鋼2’也為弧形，副磁鋼槽f的弧形圓心位于副磁鋼槽f的徑向內(nèi)側(cè)。本實施例中副磁鋼槽f與相鄰磁鋼槽c間的夾角略小于90°。實施例6如圖8所不,本實施例與實施例5不同的地方在于本實施例將位于同側(cè)的分開設(shè)置的兩個副磁鋼槽f連為一體，副磁鋼2’也為一體式結(jié)構(gòu)，副磁鋼槽f的弧形圓心位于副磁鋼槽f的徑向內(nèi)側(cè)。實施例7如圖9所示，本實施例與實施例2不同的地方在于位于磁鋼2上、下兩外側(cè)圓弧氣隙的圓心與轉(zhuǎn)子截面圓心不同心，其余部分周邊氣隙不變，定轉(zhuǎn)子間的非均勻氣隙可以降低電機電壓波形畸變率和啟動阻力矩。實施例8如圖10所示，本實施例與實施例7不同的地方在于呈V形擺放的磁鋼槽2向轉(zhuǎn)子鐵芯I的外邊緣凸出。本實施例中副磁鋼槽f與相鄰磁鋼槽c間的夾角略大于90°。以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸孔、鼠籠導條槽和磁鋼槽；鼠籠導條放置于所述鼠籠導條槽內(nèi)，磁鋼放置于所述磁鋼槽內(nèi)；所述磁鋼槽包括2對呈V形設(shè)置的磁鋼槽； 其特征在于 在所述2對磁鋼槽之間設(shè)置有放置副磁鋼的副磁鋼槽，所述副磁鋼槽與相鄰磁鋼槽間的夾角為90°或接近90°，所述磁鋼的磁勢方向與所述副磁鋼的磁勢方向相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述磁鋼槽及磁鋼的橫截面形狀為矩形，所述磁鋼的磁勢方向平行于磁鋼橫截面的短中心線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述副磁鋼槽及副磁鋼的橫截面形狀為矩形，所述副磁鋼的磁勢方向平行于副磁鋼橫截面的長中心線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述磁鋼槽之間設(shè)置有2對間隔布置的副磁鋼槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于在所述鼠籠導條槽和磁鋼槽之間設(shè)置有隔磁孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述鼠籠導條槽包括兩組沿圓弧對稱布置的鼠籠導條槽，每組鼠籠導條槽沿圓弧間隔布置，所述鼠籠導條的合成磁勢方向與所述磁鋼的合成磁勢方向之間的夾角大于0°、小于180°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述鼠籠導條槽設(shè)置于所述磁鋼槽的徑向外側(cè)或設(shè)置于所述磁鋼及相鄰副磁鋼外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述磁鋼槽端部設(shè)置有隔磁槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于位于所述磁鋼外側(cè)的圓弧氣隙的圓心與轉(zhuǎn)子截面圓心不同心。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述磁鋼槽向內(nèi)凹或向外邊緣凸出設(shè)置。
全文摘要
二級式自啟動永磁同步電機轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸孔、鼠籠導條槽和磁鋼槽；鼠籠導條放置于鼠籠導條槽內(nèi)，磁鋼放置于磁鋼槽內(nèi)；磁鋼槽包括2對呈V形設(shè)置的磁鋼槽；在該2對磁鋼槽之間設(shè)置有放置副磁鋼的副磁鋼槽，副磁鋼槽與相鄰磁鋼槽間的夾角為90°或接近90°，磁鋼的磁勢方向與副磁鋼的磁勢方向相同。本發(fā)明在磁鋼之間設(shè)置與磁鋼垂直或接近垂直的副磁鋼，且磁鋼和副磁鋼的磁勢方向相同，使得副磁鋼可以對磁鋼的磁勢進行補強，使磁鋼耦合合成磁勢更大，提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩輸出能力，以此改善自啟動永磁同步電機運行中啟動困難、力矩輸出能力低、輸出功率小的問題。
文檔編號H02K1/27GK103023260SQ20121048555
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者洪飛 申請人:珠海格力電器股份有限公司, 珠海凌達壓縮機有限公司