一種繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子自啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實(shí)用新型涉及一種永磁電動(dòng)機(jī)，特別涉及一種繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子自啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]現(xiàn)有重載啟動(dòng)用電動(dòng)機(jī)多數(shù)采用繞線(xiàn)式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)以提高重載啟動(dòng)工況時(shí)電機(jī)的啟動(dòng)性能，但由于異步電動(dòng)機(jī)自身的特點(diǎn)難以設(shè)計(jì)成多級(jí)，因而很難實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)行，為了取得功率上的平衡，絕大多數(shù)的電機(jī)必須與減速機(jī)配套使用，而減速機(jī)的使用，導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)增大，重量增加、噪聲高、傳動(dòng)慣量大、效率低、維護(hù)困難等缺陷，另外，在輕載運(yùn)行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)效率和功率因數(shù)低，不利于在負(fù)載變化工況下使用。
[0005]永磁電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、質(zhì)量輕和效率高的優(yōu)點(diǎn)，特別是在變載荷運(yùn)行工況下，可保持較高的效率和功率因數(shù)，可節(jié)約大量電能，而且可做成多級(jí)，實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)行，而無(wú)需使用減速機(jī)。然而，現(xiàn)有自啟動(dòng)永磁電動(dòng)機(jī)常采用籠型轉(zhuǎn)子的鑄鋁結(jié)構(gòu)，存在啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩低、啟動(dòng)電流大、啟動(dòng)困難、牽入同步能力差和運(yùn)行穩(wěn)定性差的缺陷，因此在許多工況下，尤其在重載啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)的啟動(dòng)更加困難，因而自啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用受到了限制。
[0006]專(zhuān)利號(hào)為200910012259.7的發(fā)明專(zhuān)利采用繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子與永磁電動(dòng)機(jī)結(jié)合解決了上述缺陷，為永磁電動(dòng)機(jī)的適用范圍擴(kuò)大提供了技術(shù)支持。
[0007]然而上述專(zhuān)利號(hào)為200910012259.7專(zhuān)利所設(shè)置的永磁體的位置為轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子槽之間的鐵心上，此永磁體與定子繞組的距離較遠(yuǎn)，相對(duì)定子繞組的磁力較小。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0009]本實(shí)用新型目的是提供一種永磁體與定子繞組間的磁力大的一種繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子自啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)。
[0010]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是，一種繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子自啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，它包括殼體、定子繞組、定子鐵心、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)子鐵心、永磁體，其特征在于:所述永磁體設(shè)在轉(zhuǎn)子線(xiàn)槽之間的鐵心體上，所述轉(zhuǎn)軸的外周面均布有支柱，此支柱的外周面上設(shè)鍵槽與轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)周面上的鍵槽相同且鍵相配，所述轉(zhuǎn)子繞組出線(xiàn)端與無(wú)刷無(wú)環(huán)啟動(dòng)器連接或通過(guò)滑環(huán)和碳刷與外接電阻連接。所述轉(zhuǎn)子線(xiàn)槽之間的鐵心體上設(shè)置的永磁體與轉(zhuǎn)子鐵心上的徑向孔相配，壓固件的左、右兩側(cè)壁的下端面與轉(zhuǎn)子鐵心外周面接觸，此壓固件的前、后側(cè)壁與永磁體外端面上的不導(dǎo)磁不導(dǎo)電填充物接觸，螺栓穿于所述壓固件頂板上的螺栓過(guò)孔和永磁體的螺栓過(guò)孔與所述轉(zhuǎn)軸上的支柱上的螺紋孔相配。
[0011 ]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)電流小，力能指標(biāo)高，牽入同步能力強(qiáng)和永磁體磁力強(qiáng)的的顯著優(yōu)點(diǎn)。
[0012]【附圖說(shuō)明】:
[0013]圖1是本實(shí)用新型繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子自啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型繞線(xiàn)式自啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和永磁體分布示意圖；圖3是壓固件與螺栓相連接的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]【具體實(shí)施方式】:
[0015]本實(shí)用新型為了增大永磁體的磁力，將永磁體7設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵心8外緣處的徑向槽內(nèi)，為此，可采用兩種方案，一是重新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子鐵心的尺寸，在六極線(xiàn)槽之間的鐵心上設(shè)置永磁體;二是在不影響轉(zhuǎn)子線(xiàn)槽13強(qiáng)度條件下，將線(xiàn)槽之間的間距縮小，為永磁體留出位置，(參見(jiàn)圖2)。為了便于組裝永磁體和充磁且使永磁體在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)被離心力甩出，采用下述固定結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸2的周面上均布有6個(gè)支柱14，各支柱的外周面與轉(zhuǎn)子鐵心的內(nèi)周面相配，此支柱的上端設(shè)有徑向螺紋盲孔與永磁體壓固件上的螺栓16相配，所述壓固件15的左、右側(cè)壁的下端面與轉(zhuǎn)子鐵心的軸向的周面接觸，壓固件的前、后壁的下端面與永磁體上表面相接觸，為了避免壓傷永磁體，在永磁體上表面上設(shè)置不導(dǎo)電不導(dǎo)磁填充物，壓固件上設(shè)有所述螺栓過(guò)孔，所述螺栓可以穿于永磁體上的螺釘過(guò)孔并擰入支柱體上的螺紋盲孔內(nèi)，將永磁體固定，永磁體也可以不設(shè)孔，此時(shí)，壓固件因大于永磁鐵尺寸，以便在永磁體兩端外的壓固件上設(shè)置兩個(gè)螺栓過(guò)孔，進(jìn)行固定，所述壓固件采用不導(dǎo)磁材料制作，如黃銅、不銹鋼等。所述永磁體的長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)子鐵心的軸向尺寸相同，也可以在軸向設(shè)置多個(gè)永磁體。所述轉(zhuǎn)軸支柱的周面上設(shè)有鍵槽與轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)周面上的鍵槽相對(duì)且分別與鍵相配。永磁體的級(jí)數(shù)可以根據(jù)需要設(shè)置。
[0016]為了節(jié)省轉(zhuǎn)子鐵心材料，所述圓環(huán)形轉(zhuǎn)子鐵心可采用分體式鐵心、如六塊弧形鐵心，利用所述固定永磁鐵的壓固件和螺栓形成完整的轉(zhuǎn)子繞組鐵心。
[0017]本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子自啟動(dòng)永磁電動(dòng)機(jī)的定子鐵心5、定子繞組4，風(fēng)扇葉
3、殼體I未作改變。本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子繞組6的引線(xiàn)9與滑環(huán)11連接，滑環(huán)與碳刷10接觸，碳刷與外接頻敏變阻器或帶有接觸器切換的附加電阻連接，或者與無(wú)刷無(wú)環(huán)啟動(dòng)器連接。
[0018]本實(shí)用新型的工作過(guò)程和原理是，當(dāng)定子繞組通電后，氣隙中產(chǎn)生的磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速nl旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子則以n = (l-s)nl轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速都nl，彼此相對(duì)靜止，相互作用產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩Ta，轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速是(l-2s)nl，轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)彼此相對(duì)靜止，兩者產(chǎn)生另一異步轉(zhuǎn)矩，稱(chēng)為磁阻負(fù)序分量轉(zhuǎn)矩Tb，由于永磁體的作用，產(chǎn)生發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩TN，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到亞同步速時(shí)，在足夠大的牽入轉(zhuǎn)矩作用下，經(jīng)振蕩，轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相吸和，完成瞬變過(guò)程，帶載牽入同步，正常運(yùn)行，本實(shí)用新型采用在轉(zhuǎn)子槽型中嵌放轉(zhuǎn)子繞組，當(dāng)電機(jī)剛一起動(dòng)時(shí)，通過(guò)外串轉(zhuǎn)子電阻，使得轉(zhuǎn)子電阻增大，降低起動(dòng)電流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，改善起動(dòng)性能，隨著起動(dòng)過(guò)程的進(jìn)行，逐級(jí)切掉外串電阻，轉(zhuǎn)子電阻減小，減小電機(jī)轉(zhuǎn)差率，有助于電機(jī)順利牽入同步能力，使電機(jī)最終達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)由于轉(zhuǎn)子電阻的減小，提高電機(jī)的運(yùn)行性能、效率和功率因數(shù)，有節(jié)電效果。當(dāng)采用無(wú)刷無(wú)環(huán)啟動(dòng)器代替頻敏變阻器或帶有接觸器切換器時(shí)，與上述工作過(guò)程相同，其工作原理也類(lèi)同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子自啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，它包括殼體、定子繞組、定子鐵心、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)子鐵心、永磁體，其特征在于:所述永磁體設(shè)在轉(zhuǎn)子線(xiàn)槽之間的鐵心體上，所述轉(zhuǎn)軸的外周面均布有支柱，此支柱的外周面上設(shè)鍵槽與轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)周面上的鍵槽相同且鍵相配，所述轉(zhuǎn)子繞組出線(xiàn)端與無(wú)刷無(wú)環(huán)啟動(dòng)器連接或通過(guò)滑環(huán)和碳刷與外接電阻連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子自啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子線(xiàn)槽之間的鐵心體上設(shè)置的永磁體與轉(zhuǎn)子鐵心上的徑向孔相配，壓固件的左、右兩側(cè)壁的下端面與轉(zhuǎn)子鐵心外周面接觸，此壓固件的前、后側(cè)壁與永磁體外端面上的不導(dǎo)磁不導(dǎo)電填充物接觸，螺栓穿于所述壓固件頂板上的螺栓過(guò)孔和永磁體的螺栓過(guò)孔與所述轉(zhuǎn)軸上的支柱上的螺紋孔相配。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子自啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，它包括殼體、定子繞組、定子鐵心、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)子鐵心、永磁體，所述永磁體設(shè)在轉(zhuǎn)子線(xiàn)槽之間的鐵心體上，所述轉(zhuǎn)軸的外周面均布有支柱，此支柱的外周面上設(shè)鍵槽與轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)周面上的鍵槽相同且鍵相配，所述轉(zhuǎn)子繞組出線(xiàn)端與無(wú)刷無(wú)環(huán)啟動(dòng)器連接或通過(guò)滑環(huán)和碳刷與外接電阻連接。本實(shí)用新型具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)電流小，力能指標(biāo)高，牽入同步能力強(qiáng)和永磁體磁力強(qiáng)的顯著優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】H02K21/02, H02K11/20, H02K1/26, H02K1/28, H02K1/27
【公開(kāi)號(hào)】CN205377494
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620026406
【發(fā)明人】尚勤貴, 崔克泉, 王俊杰, 郭輝, 尚金鐸, 馬長(zhǎng)銀, 尚金鴿, 孔祥云
【申請(qǐng)人】尚勤貴
【公開(kāi)日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日