專利名稱：一種變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的Y系列異步電動(dòng)機(jī)包括:定子、定子繞組、轉(zhuǎn)子和機(jī)殼等。該種電機(jī)存在著如下缺點(diǎn):首先是電機(jī)轉(zhuǎn)子的銅損和鐵損較大，一般所述的兩種損耗能占總損耗的17%左右，隨著電機(jī)內(nèi)部溫升降低，其定子銅損和鐵損成正比例增大；其次是異步電機(jī)存在轉(zhuǎn)差率大的缺點(diǎn)，一般在10%以內(nèi)，造成電機(jī)效率和輸出功率的降低，第三是起動(dòng)的扭矩較小。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)，以解決有效地提高電機(jī)效率和改善功率因數(shù)的技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:一種變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)，包括殼體、前軸承、后軸承、前端蓋、后端蓋、定子、定子繞組、轉(zhuǎn)子、風(fēng)葉、風(fēng)葉罩和電機(jī)接線板；鼠籠式轉(zhuǎn)子由永磁鐵、轉(zhuǎn)子鐵芯、導(dǎo)電金屬條和導(dǎo)電金屬端環(huán)組成；所述永磁鐵沿轉(zhuǎn)子軸向按N-S極依次相反方向排列于轉(zhuǎn)子鐵芯表面的凹槽內(nèi)，導(dǎo)電金屬條置于轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)，所述永磁鐵與轉(zhuǎn)子中心軸線平行，所述導(dǎo)電金屬條在轉(zhuǎn)子鐵芯表面與轉(zhuǎn)子中心軸線呈一定的傾角排列，導(dǎo)電金屬條兩端與轉(zhuǎn)子兩端的金屬端環(huán)相連接，構(gòu)成鼠籠式的閉合回路；所述轉(zhuǎn)子鐵芯與電機(jī)轉(zhuǎn)子軸實(shí)現(xiàn)非隔磁直接連接；所述轉(zhuǎn)子的永磁體所占轉(zhuǎn)子的周長和轉(zhuǎn)子鐵芯所占轉(zhuǎn)子的周長相同；永磁體所產(chǎn)生的磁密度應(yīng)是定子電磁鐵磁密度的三分之一；所述轉(zhuǎn)子的導(dǎo)電金屬條個(gè)數(shù)是按定子鐵芯槽數(shù)的0.81-0.92倍來確定；每根導(dǎo)電金屬條的截面積是按電機(jī)堵電流的7倍容量來設(shè)計(jì)；導(dǎo)電金屬端環(huán)截面積按電機(jī)堵電流的21倍容量來設(shè)計(jì)。所述導(dǎo)電金屬條在轉(zhuǎn)子鐵芯表面與轉(zhuǎn)子中心軸線呈30°的傾角排列。本實(shí)用新型所述一種變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)的同步電動(dòng)機(jī)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):1.轉(zhuǎn)子是以稀土永磁為主制做而成，轉(zhuǎn)子本身不受任何外部影響，因此具備了一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子的消耗為零。2.由于轉(zhuǎn)子本身具備一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)磁場，減輕了定子對(duì)轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電流，導(dǎo)致定子溫升下降，受其影響，定子的銅耗和鐵耗都會(huì)大為減小。3.在調(diào)頻時(shí)，不管電壓、電流如何變化，它的速率是隨頻率變化，其轉(zhuǎn)差率為零。4.經(jīng)天津電機(jī)研究所的電機(jī)檢測站第十八號(hào)站嚴(yán)格的檢測表明:功率1.5KW，極數(shù)4，頻率50赫茲，額定電壓380V，額定電流2.6A，效率89.8%，功率因數(shù)0.96，溫升25.3°C。普通Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)性能批示如下:Y901-4型，功率1.5KW，電壓380V，額定電流
3.7Α，頻率50ΗΖ，效率79，功率因數(shù)0.79，溫升80°C ；本實(shí)用新型所述電動(dòng)機(jī)輸出功率=P1=IeAZJW,普通Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)輸入功率 ^!=1923.8W,相比節(jié)電:1923.8W-1642.8ff=281ff,節(jié)電率:281W+1923.8ff=0.146，即14.6%ο5.本實(shí)用新型所述電動(dòng)機(jī)的機(jī)座中心高80mm-280mm，功率為0.55KW-90KW，極數(shù)為:2、4、6、8、10，基數(shù)為 50、100、150、200、250 赫茲。6.本實(shí)用新型既可工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，也可變頻調(diào)速；既節(jié)電、高效，又能保證功率和扭矩的輸出。

圖1是本實(shí)用新型所述一種變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的基頻為150HZ的定子繞組與永磁轉(zhuǎn)子的示意圖。圖2是本實(shí)用新型所述一種變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的基頻為200HZ的定子繞組與永磁轉(zhuǎn)子的示意圖。圖3是本實(shí)用新型所述一種變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的基頻為250HZ的定子繞組與永磁轉(zhuǎn)子的示意圖。圖4是本實(shí)用新型所述一種變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。附圖編號(hào):1-6是電動(dòng)機(jī)的定子繞組的六個(gè)抽頭、7是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸、8是定子繞組、9是轉(zhuǎn)子、10是轉(zhuǎn)子永磁鐵、11是轉(zhuǎn)子鐵芯、12是導(dǎo)電金屬條、13是風(fēng)扇葉、14是導(dǎo)電金屬端環(huán)。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所述變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)參見圖1、2、3。主要由殼體、前軸承、后軸承、前端蓋、后端蓋、定子、定子繞組8和轉(zhuǎn)子9組成。轉(zhuǎn)子9由永磁鐵10、轉(zhuǎn)子鐵芯11、導(dǎo)電金屬條12和導(dǎo)電金屬端環(huán)14組成；所述永磁鐵10沿轉(zhuǎn)子軸向按N-S極依次相反方向排列于轉(zhuǎn)子9鐵芯表面的凹槽內(nèi)，導(dǎo)電金屬條12置于轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)構(gòu)成鼠籠轉(zhuǎn)子，所述永磁鐵與轉(zhuǎn)子中心軸線平行，所述導(dǎo)電金屬條在轉(zhuǎn)子鐵芯表面與轉(zhuǎn)子中心軸線呈一定的傾角(如30° )排列，導(dǎo)電金屬條兩端與轉(zhuǎn)子兩端的金屬端環(huán)相連接，構(gòu)成鼠籠式的閉合回路；所述轉(zhuǎn)子鐵芯11與電機(jī)轉(zhuǎn)子軸7實(shí)現(xiàn)非隔磁直接連接；所述定子繞組8采用星形接線；以基礎(chǔ)頻率為50赫茲的標(biāo)準(zhǔn)定子繞組導(dǎo)體數(shù)和導(dǎo)體載面積為參照，設(shè)計(jì)100赫茲、150赫茲、200赫茲、250赫茲基頻時(shí)，電機(jī)定子每相繞組的導(dǎo)體數(shù)分別為50赫茲導(dǎo)體數(shù)的
0.7,0.58,0.5,0.45倍，而所述繞組的導(dǎo)體截面積應(yīng)是50赫茲的導(dǎo)體截面積1.414、1.73、2,2.24倍；所述轉(zhuǎn)子永磁體10所占轉(zhuǎn)子的圓周長度和轉(zhuǎn)子鐵芯11所占圓周長度相同，即各占轉(zhuǎn)子周長的一半。該永磁體10厚度按所產(chǎn)生的密度要求確定，永磁體所產(chǎn)生的磁密度應(yīng)是定子電磁鐵磁密度的三分之一；所述轉(zhuǎn)子鼠籠的導(dǎo)電金屬條12個(gè)數(shù)是按定子鐵芯槽數(shù)的0.81-0.92倍來確定；每根導(dǎo)電金屬條的截面積是按電機(jī)堵電流的7倍容量來設(shè)計(jì)；導(dǎo)電金屬端環(huán)截面積按電機(jī)堵電流的21倍容量來設(shè)計(jì)。在轉(zhuǎn)子鐵芯兩端還有風(fēng)扇葉13、風(fēng)扇葉罩。在轉(zhuǎn)子9表面鑲嵌了按N-S極成對(duì)稱形式布置的永磁鐵9，其極對(duì)數(shù)按電機(jī)的極數(shù)。永磁鐵9的寬、厚度及磁場強(qiáng)度依電動(dòng)機(jī)的極數(shù)、鐵芯型號(hào)及功率大小而定。 每塊永磁體9之間被轉(zhuǎn)子鐵芯的導(dǎo)磁金屬隔開。每相鄰的N-S兩塊永磁鐵之間通過導(dǎo)磁金屬材料形成磁場回路。當(dāng)定子繞組8中通過三相交流電時(shí)，定子繞組8中的電流交變旋轉(zhuǎn)磁場作用于N極永磁體和S極永磁鐵上,帶動(dòng)N-S極永磁鐵隨旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)，N-S極永磁鐵隨旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，兩個(gè)磁極之間也形成了兩個(gè)閉合的磁場，使連個(gè)磁極之間的導(dǎo)磁金屬中產(chǎn)生了交變磁場和交變電流。這些交變電流通過轉(zhuǎn)子鐵芯中的金屬條與轉(zhuǎn)子兩端的金屬環(huán)形成的閉合回路流動(dòng)，減少了磁泄現(xiàn)象，使定子繞組中的各種損耗減少到最低，從而也大大減少了定子繞組各種損耗，使電動(dòng)機(jī)不但能夠?qū)崿F(xiàn)完全與電網(wǎng)同步，而且使功率因數(shù)和效率大幅度提高，并達(dá)到與電網(wǎng)同步轉(zhuǎn)速。
權(quán)利要求1.一種變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括殼體、前軸承、后軸承、前端蓋、后端蓋、定子、定子繞組、轉(zhuǎn)子、風(fēng)葉、風(fēng)葉罩和電機(jī)接線板；鼠籠式轉(zhuǎn)子由永磁鐵、轉(zhuǎn)子鐵芯、導(dǎo)電金屬條和導(dǎo)電金屬端環(huán)組成；所述永磁鐵沿轉(zhuǎn)子軸向按N-S極依次相反方向排列于轉(zhuǎn)子鐵芯表面的凹槽內(nèi)，導(dǎo)電金屬條置于轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)，所述永磁鐵與轉(zhuǎn)子中心軸線平行，所述導(dǎo)電金屬條在轉(zhuǎn)子鐵芯表面與轉(zhuǎn)子中心軸線呈一定的傾角排列，導(dǎo)電金屬條兩端與轉(zhuǎn)子兩端的金屬端環(huán)相連接，構(gòu)成鼠籠式的閉合回路；所述轉(zhuǎn)子鐵芯與電機(jī)轉(zhuǎn)子軸實(shí)現(xiàn)非隔磁直接連接；所述轉(zhuǎn)子的永磁體所占轉(zhuǎn)子的周長和轉(zhuǎn)子鐵芯所占轉(zhuǎn)子的周長相同；永磁體所產(chǎn)生的磁密度應(yīng)是定子電磁鐵磁密度的三分之一；所述轉(zhuǎn)子的導(dǎo)電金屬條個(gè)數(shù)是按定子鐵芯槽數(shù)的0.81-0.92倍來確定；每根導(dǎo)電金屬條的截面積是按電機(jī)堵電流的7倍容量來設(shè)計(jì)；導(dǎo)電金屬端環(huán)截面積按電機(jī)堵電流的21倍容量來設(shè)計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)電金屬條在轉(zhuǎn)子鐵芯表面與轉(zhuǎn)子中心軸線呈30°的傾角排列。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種變頻調(diào)速三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)，包括殼體、前軸承、后軸承、前端蓋、后端蓋、定子、定子繞組、轉(zhuǎn)子、風(fēng)葉、風(fēng)葉罩和電機(jī)接線板；鼠籠式轉(zhuǎn)子由永磁鐵、轉(zhuǎn)子鐵芯、導(dǎo)電金屬條和導(dǎo)電金屬端環(huán)組成；所述轉(zhuǎn)子鐵芯與電機(jī)轉(zhuǎn)子軸實(shí)現(xiàn)非隔磁直接連接；所述轉(zhuǎn)子的永磁體所占轉(zhuǎn)子的周長和轉(zhuǎn)子鐵芯所占轉(zhuǎn)子的周長相同；永磁體所產(chǎn)生的磁密度應(yīng)是定子電磁鐵磁密度的三分之一；所述轉(zhuǎn)子的導(dǎo)電金屬條個(gè)數(shù)是按定子鐵芯槽數(shù)的0.81-0.92倍來確定；每根導(dǎo)電金屬條的截面積是按電機(jī)堵電流的7倍容量來設(shè)計(jì)；導(dǎo)電金屬端環(huán)截面積按電機(jī)堵電流的21倍容量來設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型可以解決有效地提高電機(jī)效率和改善功率因數(shù)的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)H02K1/27GK203014625SQ20122072120
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者劉光明 申請(qǐng)人:劉光明