專利名稱：一種永磁同步電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種永磁材料勵(lì)磁的同步電機(jī)，屬于電動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前電機(jī)業(yè)界的共識是三相交流永磁同步電動機(jī)以其效率高且有平坦的效率曲線，功率因數(shù)高等能力指標(biāo)，優(yōu)于Y系列異步電動機(jī)，是今后電機(jī)行業(yè)發(fā)展的主要方向。而且高效節(jié)能電機(jī)這一發(fā)展方向，也符合國家的節(jié)能減排政策，也被國家大力推廣。但三相交流永磁同步電動機(jī)也存在諸多問題。例如疊片磁極轉(zhuǎn)子存在起動力矩不足的問題；而采用變頻起動的三相交流永磁同步電動機(jī)又會使用戶增加了采購變頻器的成本，特別是舊電機(jī)改造還需改造控制電源柜，從而增加了額外負(fù)擔(dān)。例如專利號為200610145556. 5的發(fā)明米用開槽實(shí)心磁極合外延伸復(fù)式啟動籠，大極弧磁極鐵芯、大的均勻氣隙或非均勻氣隙解決永磁電機(jī)的啟動問題，提高了電機(jī)效率。實(shí)心轉(zhuǎn)子雖然解決了起動力矩的問題，但又存在轉(zhuǎn)子本身渦流損耗產(chǎn)生的熱量無法散出去、導(dǎo)致轉(zhuǎn)子過熱易使磁鋼退磁的問題。申請?zhí)枮?00910033329. 7的發(fā)明申請公開了一種具有轉(zhuǎn)子啟動籠的轉(zhuǎn)子部件，其針對的是分體式磁極，通過轉(zhuǎn)子部件內(nèi)的設(shè)置的通風(fēng)冷卻通道，解決轉(zhuǎn)子溫升問題。此外還有一些通過設(shè)置通風(fēng)槽解決此類問題的方法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服已有技術(shù)的缺陷，為解決永磁同步電動機(jī)存在溫升快、運(yùn)行溫度高、磁鋼易退磁的問題，提出一種新的永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步還具有自啟動功能。一種永磁同步電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子，機(jī)座；其中定子包括定子線圈和定子鐵芯；轉(zhuǎn)子包括磁極鐵芯、永磁體、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸；定子與機(jī)座固定安裝；所述的隔磁套與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸同軸，隔磁套的內(nèi)徑與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的外徑相配合，使得隔磁套套于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸之外且與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸固定連接；所述的轉(zhuǎn)子磁極鐵芯之間具有縱向磁鋼槽，所述的永磁體徑向埋置在磁鋼槽內(nèi)；所述轉(zhuǎn)子具有以其軸向中心處對稱的兩頭大、中間小的梭形結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子的外徑由轉(zhuǎn)子兩端面到轉(zhuǎn)子軸向中心處逐漸增大。定子鐵芯內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子磁極鐵芯外徑之間，垂直于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的每個(gè)截面內(nèi)的氣隙為非均勻的。定子鐵芯內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子磁極鐵芯外徑之間，垂直于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的每個(gè)截面內(nèi)的氣隙為均勻的。定子鐵芯內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子磁極鐵芯外徑之間沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的軸向方向，最大氣隙處磁密為O. 5T-0. 7T、最小氣隙處磁密為O. 9T-1T。所述磁極鐵芯是多塊相同形狀的磁極鐵芯構(gòu)成的分體式磁極，所述磁極鐵芯固定在隔磁套上。作為優(yōu)選，每塊磁極鐵芯的中部采用通孔螺栓與所述的隔磁套固定，在每塊磁極鐵芯的兩端面采用呈“8”字形的八字銷釘與所述隔磁套固定。所述永磁體通過磁鋼壓板徑向壓緊在磁鋼槽內(nèi)；磁鋼槽的兩端設(shè)置有非導(dǎo)磁材料絕緣擋板，將永磁體在軸向上壓緊在磁鋼槽內(nèi)。作為優(yōu)選，所述磁鋼壓板為燕尾形槽楔。作為優(yōu)選，在所述磁鋼槽兩端設(shè)置的非導(dǎo)磁材料絕緣擋板的外側(cè)設(shè)置有端環(huán)，每個(gè)磁極鐵芯上開有相等數(shù)量的軸向貫通但是徑向不貫通的縱向小槽，其中嵌放小槽銅片，小槽銅片延伸出轉(zhuǎn)子端面并與端環(huán)固定，構(gòu)成啟動鼠籠。作為優(yōu)選，每個(gè)磁極鐵芯上開有2條軸向貫通但是徑向不貫通的縱向小槽。所述永磁體由稀土釹鐵硼永磁材料制成。作為優(yōu)選，所述永磁體的充磁面為正方
形。沿著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的軸向，永磁體之間設(shè)有非導(dǎo)磁材料擋板，用于固定永磁體的軸向位置，并且使軸向上的永磁體之間具有一定間隔，即使得軸向上被隔開的永磁體之間在徑向上形成通風(fēng)道；在永磁體之間的通風(fēng)道的下方所對應(yīng)的磁鋼槽和隔磁套的相應(yīng)位置，沿徑向開設(shè)有與永磁體之間通風(fēng)道貫通的徑向通風(fēng)孔；所述的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸為空心轉(zhuǎn)軸；所述空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)部開設(shè)有兩頭貫通的軸向通風(fēng)孔，沿該轉(zhuǎn)軸的軸向還開設(shè)有多排徑向通風(fēng)孔，所述空心轉(zhuǎn)軸的徑向通風(fēng)孔在轉(zhuǎn)軸的軸向上每排等間距分布，在轉(zhuǎn)軸的徑向上每排等角度分布；所述空心轉(zhuǎn)軸的軸向通風(fēng)孔與其徑向通風(fēng)孔相通；并且，所述的隔磁套的徑向通風(fēng)孔與空心轉(zhuǎn)軸的徑向通風(fēng)孔位置相對應(yīng)且相連通；定子鐵芯上也開有貫通的徑向通風(fēng)孔，其位置與永磁體之間的通風(fēng)道相對應(yīng)。當(dāng)具有磁鋼壓板和采用前述空心轉(zhuǎn)軸方案時(shí)，所述磁鋼壓板也開有通風(fēng)孔，通風(fēng)孔位置與磁鋼槽內(nèi)的軸向上被隔開的永磁體之間在徑向上形成通風(fēng)道相對應(yīng)；定子鐵芯上也開有貫通的徑向通風(fēng)孔，其位置與磁鋼壓板的通風(fēng)孔位置相對應(yīng)。作為優(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，當(dāng)電機(jī)為200KW以下時(shí)采用不銹鋼空心軸，當(dāng)電機(jī)為200KW-710KW時(shí)采用45鋼或40Cr鋼空心軸。作為優(yōu)選，隔磁套材料為錳鋁合金。在轉(zhuǎn)子兩端面兩側(cè)分別安裝風(fēng)扇，并且轉(zhuǎn)子兩端的風(fēng)扇的風(fēng)向相對，在定子線圈兩端部且在轉(zhuǎn)子兩側(cè)風(fēng)扇上方裝有風(fēng)罩，風(fēng)罩固定連接在機(jī)座上。機(jī)座上開有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，并覆蓋有相應(yīng)的進(jìn)風(fēng)口百葉窗和出風(fēng)口百葉窗，其中出風(fēng)口以及出風(fēng)口百葉窗開設(shè)在定子鐵芯外側(cè)的機(jī)座上。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于實(shí)心梭形轉(zhuǎn)子以軸向中心處對稱，亦即兩頭小、中間大，以消除轉(zhuǎn)子的軸向拉力，避免傷害軸承。采用梭形轉(zhuǎn)子，增加了氣隙口的進(jìn)風(fēng)面積，輔以大氣隙、空心軸、磁鋼底部縱向槽及徑向孔，使冷卻空氣能充分地對轉(zhuǎn)子及定子進(jìn)行散熱冷卻，使磁鋼長期工作在較低的溫度環(huán)境里，從而解決了因溫度過高使磁鋼易退磁的問題。而梭形轉(zhuǎn)子雖然使軸向氣隙不均勻，但垂直于軸的每個(gè)截面內(nèi)的氣隙是均勻的，所以對永磁同步電動機(jī)的運(yùn)行是沒有影響的。定子徑向通風(fēng)道出口處的冷卻風(fēng)速可達(dá)到O. 8-1. 8m/s。很好的解決了轉(zhuǎn)子和定子的散熱問題。進(jìn)一步來說，本實(shí)用新型技術(shù)方案還具有如下效果I、高效率。以15KW、4極電機(jī)為例，永磁同步電動機(jī)的效率可達(dá)93 95%，Y系列感應(yīng)電動機(jī)為88. 5%。[0024]2、高功率因數(shù)。以280KW、6KV、6極電機(jī)為例，本實(shí)用新型所述永磁同步電動機(jī)的功率因數(shù)可達(dá)O. 95-0. 97。Y系列感應(yīng)電動機(jī)為O. 83。3、具有極寬的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍。以315KW、6KV、6極電機(jī)為例，在30%負(fù)載時(shí)，本實(shí)用新型所述永磁同步電動機(jī)的效率仍> 86%，而Y系列感應(yīng)電動機(jī)的效率< 50%。4、因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上通風(fēng)散熱條件好，同比一般意義的永磁同步電動機(jī)，其溫升約低
5-10K，避免了因高溫最大去磁工作點(diǎn)對應(yīng)的電流和磁密減小所可能造成的不可逆去磁。因此，本實(shí)用新型所述系列電機(jī)工作更可靠；因溫升低使用壽命更長。綜上所述，本實(shí)用新型所述系列電機(jī)具有重要的意義。體現(xiàn)為(I)節(jié)約能源、緩解能源的緊張局面。電機(jī)是國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)廣泛使用的電氣設(shè)備，使用量大，運(yùn)行時(shí)間長，是節(jié)能的重點(diǎn)。本實(shí)用新型所述系列電機(jī)平均節(jié)電率高達(dá)10 %，某些專用電動機(jī)節(jié)電率甚至高達(dá)15% -20%，因此，具有顯著的節(jié)能效果。(2)保障國家的經(jīng)濟(jì)安全。我國的能源利用率低，每萬美元⑶P消耗標(biāo)準(zhǔn)煤8.5t，美國為3. 12t，日本為2. 3t。而全世界都將面臨能源嚴(yán)重短缺，我國也不例外，對進(jìn)口能源的依賴很大，將制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，直接關(guān)系到我國的經(jīng)濟(jì)安全。因此，開發(fā)應(yīng)用本實(shí)用新型所述系列電機(jī)，提高能源利用率具有重要意義。(3)保護(hù)環(huán)境。我國的電能以火電為主，火力發(fā)電產(chǎn)生的CO2等氣體是造成地球溫室效應(yīng)的重要原因之一，給氣候和環(huán)境帶來很大影響。本實(shí)用新型所述系列電機(jī)節(jié)電效果明顯，相應(yīng)的減少了火電產(chǎn)生的溫室效應(yīng)和環(huán)境污染。

圖I為本實(shí)用新型永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)縱向半剖面示意圖；圖2為本實(shí)用新型永磁同步電機(jī)及通風(fēng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為所述永磁同步電機(jī)采用扇形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)橫向截面剖面示意圖；圖4為轉(zhuǎn)子上鑲嵌的自起動鼠籠示意圖；圖5為所述永磁同步電機(jī)采用扇形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)縱向截面示意圖；圖6為所述永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)立體示意圖。其中(I)機(jī)座，⑵定子鐵芯，⑶定子線圈，⑷永磁體，(5)隔磁套，(6)出風(fēng)口百葉窗，(7)軸承蓋，(8)端環(huán)，(9)小槽銅片，(10) “8”字銷釘，(11)磁鋼壓板，(12)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，
(13)風(fēng)扇，(14)風(fēng)罩，(15)端蓋，(16)磁極鐵芯。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型加以詳細(xì)說明，同時(shí)也敘述了本實(shí)用新型技術(shù)方案解決的技術(shù)問題及有益效果，需要指出的是，所描述的實(shí)施例僅旨在便于對本實(shí)用新型的理解，而對其不起任何限定作用。本實(shí)用新型提供了一種永磁同步電機(jī)。采用實(shí)心梭形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；大的徑向氣隙和軸向非均勻氣隙；永磁體為徑向埋置結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)子上嵌有啟動鼠籠；定子采用成型線圈以利于高壓絕緣的制作；定子采用磁性槽楔以消除齒諧波的不良影響；定子開有徑向通風(fēng)道以利于從大氣隙通過的冷卻空氣帶走實(shí)心轉(zhuǎn)子表面的熱量和定子自身的熱量。本實(shí)用新型既解決了常規(guī)疊片轉(zhuǎn)子永磁電動機(jī)起動困難的問題，又解決了常規(guī)實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁電動機(jī)轉(zhuǎn)子散熱困難的問題。其起動轉(zhuǎn)矩為2. 0-3. O，同時(shí)克服了轉(zhuǎn)子溫度過高使永磁體易退磁的難題。一種永磁同步電動機(jī)，見附圖1，包括定子、轉(zhuǎn)子，機(jī)座；其中定子包括定子線圈和定子鐵芯(2);轉(zhuǎn)子包括磁極鐵芯、永磁體(4)、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12);定子與機(jī)座固定安裝；所述的隔磁套(5)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)同軸，隔磁套(5)的內(nèi)徑與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)的外徑相配合，使得隔磁套(5)套于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)之外且與空心轉(zhuǎn)軸固定連接；所述的轉(zhuǎn)子磁極鐵芯之間開有縱向磁鋼槽，所述的永磁體(4)徑向埋置在磁鋼槽內(nèi)，相鄰兩磁極并聯(lián)提供每極磁通；如附圖1、2、5、6所示，所述轉(zhuǎn)子具有以其軸向中心處對稱的梭形結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子的外徑由轉(zhuǎn)子兩端面到轉(zhuǎn)子軸向中心處逐漸增大，以消除轉(zhuǎn)子的軸向拉力，避免傷害軸承。即定子鐵芯(2)內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子磁極鐵芯外徑之間沿空心轉(zhuǎn)軸的軸向方向?yàn)榉蔷鶆驓庀丁６ㄗ予F芯(2)內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子磁極鐵芯外徑之間，垂直于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)的每個(gè)截面內(nèi)的氣隙為非均勻的，(例如端面具有凸型圓弧外徑的磁極鐵芯為非均勻)?；蛘撸ㄗ予F芯(2)內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子磁極鐵芯外徑之間，垂直于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)的每個(gè)截面內(nèi)的氣隙為均勻的，(例如端面具有扇形圓弧外徑的磁極鐵芯時(shí)候?yàn)榫鶆?。定子鐵芯(2)內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子磁極鐵芯外徑之間沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)的軸向方向，最大氣隙處磁密為O. 5T-0. 7T、最小氣隙處磁密為O. 9T-1T，并以此確定梭形轉(zhuǎn)子的錐度角。所述磁極由多塊相同形狀的磁極鐵芯(16)構(gòu)成的分體式磁極，所述磁極固定在隔磁套(5)上，作為優(yōu)選，每塊磁極鐵芯(16)的中部采用通孔螺栓與所述的隔磁套(5)固定，在每塊磁極鐵芯(16)的兩端面采用呈“8”字形的八字銷釘(10)與所述隔磁套(5)固定。作為優(yōu)選，所述每塊磁極鐵芯(16)的兩端面均為扇形端面。見附圖3.作為優(yōu)選，所述每塊磁極鐵芯(16)的兩端面外圓為半徑小于該扇形端面外圓的圓弧，即每塊磁極鐵芯(16)的兩端面均為相同的沿徑向方向外凸的圓弧(而其圓心不一定在磁極鐵芯(16)的圓心處)，即對應(yīng)徑向非均勻氣隙情況。所述永磁體(4)通過磁鋼壓板(11)徑向壓緊在磁鋼槽內(nèi)；磁鋼槽的兩端設(shè)置有非導(dǎo)磁材料絕緣擋板，將永磁體(4)在軸向上壓緊在磁鋼槽內(nèi)，；作為優(yōu)選，所述磁鋼壓板(11)為燕尾形槽楔；在該絕緣擋板的外側(cè)設(shè)置有端環(huán)(8)，每個(gè)磁極鐵芯(16)上開有相等數(shù)量的軸向貫通但是徑向不貫通的縱向小槽，其中嵌放小槽銅片(9)，小槽銅片(9)延伸出轉(zhuǎn)子端面并與端環(huán)⑶固定，構(gòu)成啟動鼠籠，見附圖3和4 ;其槽型可根據(jù)對不同極數(shù)、型號對起動轉(zhuǎn)矩要求的不同來設(shè)計(jì)計(jì)算。作為優(yōu)選，所述永磁體(4)，由磁性良好，導(dǎo)熱率大的優(yōu)質(zhì)稀土釹鐵硼永磁材料制成。所述永磁體(4)的充磁面為正方形，或者接近正方形的矩形。如附圖2所示，沿著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)的軸向，永磁體(4)之間設(shè)有非導(dǎo)磁材料擋板，用于固定永磁體(4)的軸向位置(非導(dǎo)磁材料擋板也可以是工字型工件，在永磁體(4)之間形成支撐，其工字梁具有透氣孔)，并且使軸向上的永磁體(4)之間具有一定間隔，即使得軸向上被隔開的永磁體⑷之間在徑向上形成通風(fēng)道；在永磁體⑷之間的通風(fēng)道的下方所對應(yīng)的磁鋼槽和隔磁套(5)的相應(yīng)位置，沿徑向開設(shè)有與永磁體(4)之間通風(fēng)道貫通的徑向通風(fēng)孔；所述的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)為空心轉(zhuǎn)軸；所述空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)部開設(shè)有兩頭貫通的軸向通風(fēng)孔，沿該轉(zhuǎn)軸的軸向還開設(shè)有多排徑向通風(fēng)孔，所述空心轉(zhuǎn)軸的徑向通風(fēng)孔在轉(zhuǎn)軸的軸向上每排等間距分布，在轉(zhuǎn)軸的徑向上每排等角度分布；所述空心轉(zhuǎn)軸的軸向通風(fēng)孔與其徑向通風(fēng)孔相通；并且，所述的隔磁套(5)的徑向通風(fēng)孔與空心轉(zhuǎn)軸的徑向通風(fēng)孔位置相對應(yīng)且相連通；定子鐵芯(2)上也開有貫通的徑向通風(fēng)孔，其位置與永磁體(4)之間的通風(fēng)道相對應(yīng)。定子開有徑向通風(fēng)道以利于從大氣隙通過的冷卻空氣帶走實(shí)心轉(zhuǎn)子表面的熱量和定子自身的熱量?？招霓D(zhuǎn)軸的孔與磁鋼槽下部的縱向槽通過徑向孔聯(lián)成整體通風(fēng)道，以利于轉(zhuǎn)子的通風(fēng)散熱。在轉(zhuǎn)子兩端面兩側(cè)分別安裝風(fēng)扇(13)，并且轉(zhuǎn)子兩端的風(fēng)扇(13)的風(fēng)向相對，通過鍵連接在轉(zhuǎn)軸上，在定子線圈兩端部且在轉(zhuǎn)子兩側(cè)風(fēng)扇(13)上方裝有風(fēng)罩(14)，風(fēng)罩
(14)通過螺栓固定連接在機(jī)座上；機(jī)座上開有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，并覆蓋有相應(yīng)的進(jìn)風(fēng)口百葉窗和出風(fēng)口百葉窗(6)，其中出風(fēng)口以及出風(fēng)口百葉窗(6)6開設(shè)在定子鐵芯(2)外側(cè)的機(jī)座上。通過上述技術(shù)方案處理，定子徑向通風(fēng)道出口處的冷卻風(fēng)速可達(dá)到O. 8-1. 8m/s。
很好的解決了轉(zhuǎn)子和定子的散熱問題。下面介紹本實(shí)用新型創(chuàng)新的技術(shù)措施和原理I、采用梭形實(shí)心轉(zhuǎn)子，并嵌有啟動鼠籠繞組，起動時(shí)除了鼠籠繞組產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩外，電樞磁場在實(shí)心轉(zhuǎn)子鐵芯上感應(yīng)的基波渦流也產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)了大的起動轉(zhuǎn)矩要求。2、實(shí)心轉(zhuǎn)子最大問題是高次諧波在其表面產(chǎn)生的渦流損耗會非常大。為此采取兩個(gè)措施A :采用偏心氣隙，且按下列公式確定其值。最大氣隙^max= ^
COS—^―
2
(^max - ^min )(2^1 ~ ^max ~ ^rnn )偏心距為一又χR 、 a兀―
2 hhh)cos右其中R1為定子內(nèi)圓半徑，αρ為極弧系數(shù)，P是電極的極對數(shù)。極弧半徑為R2= Rfh- δ min采取偏心氣隙后，各次諧波幅值得到大幅度削弱。B :定子采用磁性槽楔，使齒諧波幅值也得到有效抑制，并且采用大的氣隙，一般取
6-12_，一方面進(jìn)一步削弱諧波幅值；另一方面也改善氣隙里面的通風(fēng)條件。3、采用梭形轉(zhuǎn)子，增加了氣隙口的進(jìn)風(fēng)面積，輔以大氣隙、空心軸、磁鋼底部縱向槽及徑向孔，使冷卻空氣能充分地對轉(zhuǎn)子及定子進(jìn)行散熱冷卻，使磁鋼長期工作在較低的溫度環(huán)境里，從而解決了因溫度過高使磁鋼易退磁的問題。而錐形轉(zhuǎn)子雖然使軸向氣隙不均勻，但垂直于軸的每個(gè)截面內(nèi)的氣隙是均勻的，所以對永磁同步電動機(jī)的運(yùn)行是沒有影響的。結(jié)合附圖，一種永磁同步電機(jī)的實(shí)例，各部分說明如下(I)機(jī)座，用于電機(jī)內(nèi)部零部件的固定與保護(hù)；(2)定子鐵芯,用于固定定子線圈和傳導(dǎo)磁通；[0069](3)定子線圈，用于通電狀態(tài)下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；(4)永磁體,用于產(chǎn)生主極磁場,屬于固定勵(lì)磁；(5)隔磁套，用于阻斷轉(zhuǎn)子磁力線通過轉(zhuǎn)軸；(6)出風(fēng)口百葉窗，用于防止雜物進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部；(7)軸承蓋，用于支撐和固定軸承；(8)端環(huán)，(9)小槽銅片，用于構(gòu)成啟動鼠籠；(10) “8”字銷釘，用于連接與緊固磁極鐵芯與隔磁套；(11)磁鋼壓板，用于固定磁鋼在磁鋼槽；(12)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，用于傳遞轉(zhuǎn)矩以及支撐轉(zhuǎn)子部分；(13)風(fēng)扇，用于產(chǎn)生散熱所需風(fēng)量；(14)風(fēng)罩,用于導(dǎo)引風(fēng)扇產(chǎn)生風(fēng)量的方向；(15)端蓋，用于連接轉(zhuǎn)子部件與機(jī)殼。(16)磁極鐵芯。在本實(shí)施例中上述組成部件間的連接關(guān)系為定子線圈嵌放在定子鐵芯(2)槽內(nèi)，通過磁性槽楔固定，定子鐵芯(2)通過焊接壓裝在機(jī)座內(nèi)，機(jī)座上開有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，并覆蓋有相應(yīng)的進(jìn)風(fēng)口百葉窗和出風(fēng)口百葉窗
(6)，其中出風(fēng)口以及出風(fēng)口百葉窗(6)開設(shè)在定子鐵芯(2)外側(cè)的機(jī)座上，在定子線圈兩端部且在兩風(fēng)扇(13)上方裝有兩風(fēng)罩(14)，風(fēng)罩(14)通過螺栓連接固定在機(jī)座上。以上構(gòu)成定子部件。兩風(fēng)扇(13)通過鍵連接在轉(zhuǎn)軸上，并安裝在轉(zhuǎn)子兩端面兩側(cè)，隔磁套(5)通過熱套加鍵連接在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)上，磁極鐵芯(16)通過螺栓和“8”字銷釘(10)連接固定在隔磁套(5)上，磁極鐵芯(16)上開有多個(gè)小槽，嵌放小槽銅片(9)并與端環(huán)(8) —起構(gòu)成啟動鼠籠，兩磁極鐵芯(16)之間嵌放永磁體(4)，所述永磁體(4)通過磁鋼壓板(11)固定在磁鋼槽內(nèi)，以上構(gòu)成轉(zhuǎn)子部件。機(jī)座兩端各有一個(gè)端蓋(15)，其外圓把合在機(jī)座上，其內(nèi)孔放置軸承，軸承兩端有內(nèi)外擋圈，風(fēng)扇(13)套裝在非軸伸端，其上有風(fēng)罩(14);轉(zhuǎn)子部件套進(jìn)定子部件里，通過軸承與端蓋(15)連接并裝有軸承蓋(7)，端蓋(15)通過止口與機(jī)座連接，就此構(gòu)成了一個(gè)電機(jī)整體。實(shí)施例I :為了提高零部件的通用性，縮短開發(fā)周期和成本，本實(shí)用新型所述系列電機(jī)選用Y系列三相感應(yīng)電動機(jī)的定子沖片。容量為280KW、6KV、6P、Y400-6定子沖片，外徑Φ670，內(nèi)徑Φ465,鐵芯長L = 440mm,6個(gè)徑向通風(fēng)道，最大氣隙9mm,最小氣隙6mm,滿載效率94. 8%，功率因數(shù)為O. 96，溫升為71K。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換和替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的包含范圍之內(nèi)，因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種永磁同步電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子，機(jī)座(I);其中定子包括定子線圈(3)和定子鐵芯(2);轉(zhuǎn)子包括磁極鐵芯、永磁體(4)、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12);所述定子與機(jī)座(I)固定安裝；所述的隔磁套(5)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)同軸，隔磁套(5)的內(nèi)徑與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)的外徑相配合，使得隔磁套(5)套于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)之外且與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)固定連接；所述的轉(zhuǎn)子磁極鐵芯(16)之間具有縱向磁鋼槽，所述的永磁體(4)徑向埋置在磁鋼槽內(nèi)；其特征在于所述轉(zhuǎn)子具有以其軸向中心處對稱的中間大、兩頭小的梭形結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子的外徑由轉(zhuǎn)子兩端面到轉(zhuǎn)子軸向中心處逐漸增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種永磁同步電機(jī)，其特征在于，所述磁極鐵芯是多塊相同形狀的磁極鐵芯(16)構(gòu)成的分體式磁極，所述磁極鐵芯(16)固定在隔磁套(5)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種永磁同步電機(jī)，其特征在于，每塊磁極鐵芯(16)的中部采用通孔螺栓與所述的隔磁套(5)固定，在每塊磁極鐵芯(16)的兩端面采用呈“8”字形的八字銷釘與所述隔磁套(5)固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種永磁同步電機(jī)，其特征在于，所述永磁體(4)通過磁鋼壓板(11)徑向壓緊在磁鋼槽內(nèi)；磁鋼槽的兩端設(shè)置有非導(dǎo)磁材料絕緣擋板，將永磁體(4)在軸向上壓緊在磁鋼槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種永磁同步電機(jī)，其特征在于，所述磁鋼壓板(11)為燕尾形槽楔。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種永磁同步電機(jī)，其特征在于，在所述磁鋼槽兩端設(shè)置的非導(dǎo)磁材料絕緣擋板的外側(cè)設(shè)置有端環(huán)(8)，每個(gè)磁極鐵芯(16)上開有相等數(shù)量的軸向貫通但是徑向不貫通的縱向小槽，其中嵌放小槽銅片(9)，小槽銅片(9)延伸出轉(zhuǎn)子端面并與端環(huán)(8)固定，構(gòu)成啟動鼠籠。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種永磁同步電機(jī)，其特征在于，沿著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)的軸向，永磁體(4)之間設(shè)有非導(dǎo)磁材料擋板，用于固定永磁體(4)的軸向位置，并且使軸向上的永磁體(4)之間具有一定間隔，即使得軸向上被隔開的永磁體(4)之間在徑向上形成通風(fēng)道；在永磁體(4)之間的通風(fēng)道的下方所對應(yīng)的磁鋼槽和隔磁套(5)的相應(yīng)位置，沿徑向開設(shè)有與永磁體(4)之間通風(fēng)道貫通的徑向通風(fēng)孔； 所述的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)為空心轉(zhuǎn)軸；所述空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)部開設(shè)有兩頭貫通的軸向通風(fēng)孔，沿該轉(zhuǎn)軸的軸向還開設(shè)有多排徑向通風(fēng)孔，所述空心轉(zhuǎn)軸的徑向通風(fēng)孔在轉(zhuǎn)軸的軸向上每排等間距分布，在轉(zhuǎn)軸的徑向上每排等角度分布；所述空心轉(zhuǎn)軸的軸向通風(fēng)孔與其徑向通風(fēng)孔相通； 并且，所述的隔磁套(5)的徑向通風(fēng)孔與空心轉(zhuǎn)軸的徑向通風(fēng)孔位置相對應(yīng)且相連通；定子鐵芯(2)上也開有貫通的徑向通風(fēng)孔，其位置與永磁體(4)之間的通風(fēng)道相對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種永磁同步電機(jī)，其特征在于，沿著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)的軸向，永磁體(4)之間設(shè)有非導(dǎo)磁材料擋板，用于固定永磁體(4)的軸向位置，并且使軸向上的永磁體(4)之間具有一定間隔，即使得軸向上被隔開的永磁體(4)之間在徑向上形成通風(fēng)道；在永磁體(4)之間的通風(fēng)道的下方所對應(yīng)的磁鋼槽和隔磁套(5)的相應(yīng)位置，沿徑向開設(shè)有與永磁體(4)之間通風(fēng)道貫通的徑向通風(fēng)孔；所述的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(12)為空心轉(zhuǎn)軸；所述空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)部開設(shè)有兩頭貫通的軸向通風(fēng)孔，沿該轉(zhuǎn)軸的軸向還開設(shè)有多排徑向通風(fēng)孔，所述空心轉(zhuǎn)軸的徑向通風(fēng)孔在轉(zhuǎn)軸的軸向上每排等間距分布，在轉(zhuǎn)軸的徑向上每排等角度分布；所述空心轉(zhuǎn)軸的軸向通風(fēng)孔與其徑向通風(fēng)孔相通；并且，所述的隔磁套(5)的徑向通風(fēng)孔與空心轉(zhuǎn)軸的徑向通風(fēng)孔位置相對應(yīng)且相連通；定子鐵芯(2)上也開有貫通的徑向通風(fēng)孔，其位置與永磁體(4)之間的通風(fēng)道相對應(yīng)；所述磁鋼壓板(11)開有通風(fēng)孔，通風(fēng)孔位置與磁鋼槽內(nèi)的軸向上被隔開的永磁體(4)之間在徑向上形成通風(fēng)道相對應(yīng)；定子鐵芯(2)上也開有貫通的徑向通風(fēng)孔，其位置與磁鋼壓板(11)的通風(fēng)孔位置相對應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種永磁同步電機(jī)，其特征在于，在轉(zhuǎn)子兩端面兩側(cè)分別安裝風(fēng)扇(13)，并且轉(zhuǎn)子兩端的風(fēng)扇(13)的風(fēng)向相對，在定子線圈(3)兩端部且在轉(zhuǎn)子兩側(cè)風(fēng)扇(13)上方裝有風(fēng)罩(14)，風(fēng)罩(14)固定連接在機(jī)座(I)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種永磁同步電機(jī)，其特征在于，機(jī)座(I)上開有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，并覆蓋有相應(yīng)的進(jìn)風(fēng)口百葉窗和出風(fēng)口百葉窗(6)，其中出風(fēng)口以及出風(fēng)口百葉窗(6)開設(shè)在定子鐵芯⑵外側(cè)的機(jī)座(I)上。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種永磁同步電機(jī)，屬于電動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。采用實(shí)心梭形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；大的徑向氣隙和軸向非均勻氣隙；永磁體為徑向埋置結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)子上嵌有啟動鼠籠；轉(zhuǎn)子和定子開有相應(yīng)通風(fēng)道以利于從大氣隙通過的冷卻空氣帶走實(shí)心轉(zhuǎn)子表面的熱量和定子自身的熱量。本實(shí)用新型既解決了常規(guī)疊片轉(zhuǎn)子永磁電動機(jī)起動困難的問題，又解決了常規(guī)實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁電動機(jī)轉(zhuǎn)子散熱困難的問題。其起動轉(zhuǎn)矩為2.0-3.0，同時(shí)克服了轉(zhuǎn)子溫度過高使永磁體易退磁的難題。
文檔編號H02K21/14GK202586689SQ20122017747
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者邢明喜, 王志林, 安江龍, 漆復(fù)興, 郜戍琴, 許 鵬, 李有生, 孫莉, 王躍軍, 崔志剛 申請人:山西北方機(jī)械制造有限責(zé)任公司