專利名稱：一種寬調(diào)速永磁同步電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)，特別是涉及一種寬調(diào)速永磁同步電機(jī)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
如圖3所示，現(xiàn)有永磁同步電機(jī)都包括定子M和轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子都由同軸固接的轉(zhuǎn)軸21、轉(zhuǎn)子軛22，及軸對(duì)稱固定于轉(zhuǎn)子軛22外周面的多個(gè)永磁磁極23組成。永磁同步電機(jī)提高電機(jī)功率密度和效率的有效途徑是充分利用磁阻功率，但是現(xiàn)有永磁同步電機(jī)中，各永磁磁極之間均存在著空隙，因此其直軸磁路(圖3中的d’軸)必須通過(guò)永磁磁極，其交軸磁路(圖3中的q’軸)通過(guò)空氣(即各永磁磁極之間的空隙)，由于但是永磁磁極的磁阻很大(接近空氣)，因此現(xiàn)有永磁同步電機(jī)的直軸磁路(d’軸)與相鄰永磁磁極間的交軸磁路(q’軸)的磁阻和電感基本相同，沒(méi)有凸極效應(yīng)和磁阻轉(zhuǎn)矩，呈并激電機(jī)特性，不便于弱磁擴(kuò)速和恒功率調(diào)速，是典型的隱極磁路電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種便于弱磁擴(kuò)速和恒功率調(diào)速的寬調(diào)速永磁同步電機(jī)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供的一種寬調(diào)速永磁同步電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子同軸套設(shè)于定子內(nèi)，且與定子之間具有氣隙；所述定子包括定子磁軛和定子繞組，所述定子磁軛呈環(huán)狀，其內(nèi)圈軸對(duì)稱設(shè)有多個(gè)定子凹槽，所述定子繞組嵌設(shè)于各定子凹槽內(nèi)；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子軛及多個(gè)永磁磁極，所述轉(zhuǎn)子軛與轉(zhuǎn)軸同軸固接，各永磁磁極軸對(duì)稱固定于轉(zhuǎn)子軛的外周面，其特征在于所述永磁磁極是徑向磁化磁鋼，各永磁磁極的兩側(cè)邊緣各設(shè)有一隔磁磁轎；
所述轉(zhuǎn)子軛的外周面軸對(duì)稱設(shè)有多個(gè)徑向向外凸出的凸條，所述凸條的數(shù)量與永磁磁極的數(shù)量一致，每?jī)蓚€(gè)相鄰的永磁磁極之間均有一個(gè)凸條，每根凸條的軸線均平行于永磁磁極的軸線，每根凸條的兩側(cè)邊緣均與相鄰永磁磁極側(cè)邊緣的隔磁磁轎貼合，且各永磁磁極及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎的外周面，與各凸條外周面位于同一圓周面上。進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子的外圈設(shè)有繞其周面一圈的非磁性護(hù)環(huán)。進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子軛上軸對(duì)稱設(shè)有多個(gè)三角形通孔，每個(gè)三角形通孔的軸線均平行于轉(zhuǎn)軸的軸線。本發(fā)明提供的寬調(diào)速永磁同步電機(jī)，由于轉(zhuǎn)子軛的外周面軸對(duì)稱設(shè)有多個(gè)徑向向外凸出的凸條，各永磁磁極及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎的外周面，與各凸條外周面位于同一圓周面上，從而使定子與轉(zhuǎn)子之間形成均勻的徑向氣隙，而且磁極中心的直軸磁路與交軸磁路的磁阻不等，導(dǎo)至直軸電感小于交軸電感，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生凸極效應(yīng)，使電機(jī)在永磁轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上迭加了磁阻轉(zhuǎn)矩，磁阻轉(zhuǎn)矩的存在有助于提高電機(jī)的起動(dòng)特性、過(guò)載能力和功率密度，易于弱磁調(diào)速，擴(kuò)大恒功率范圍運(yùn)行。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的寬調(diào)速永磁同步電機(jī)中的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的寬調(diào)速永磁同步電機(jī)的矩角特性曲線圖3是現(xiàn)有永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合

對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種寬調(diào)速永磁同步電機(jī)，包括定子6和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子同軸套設(shè)于定子6內(nèi)，且與定子6之間具有氣隙；所述定子6包括定子磁軛和定子繞組，所述定子磁軛呈環(huán)狀，其內(nèi)圈軸對(duì)稱設(shè)有多個(gè)定子凹槽，所述定子繞組嵌設(shè)于各定子凹槽內(nèi)；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸1、轉(zhuǎn)子軛2及多個(gè)永磁磁極3，所述轉(zhuǎn)子軛2與轉(zhuǎn)軸1同軸固接，各永磁磁極3軸對(duì)稱固定于轉(zhuǎn)子軛2的外周面，其特征在于所述永磁磁極3是徑向磁化磁鋼，各永磁磁極3的兩側(cè)邊緣各設(shè)有一隔磁磁轎5 ；
所述轉(zhuǎn)子軛2的外周面軸對(duì)稱設(shè)有多個(gè)徑向向外凸出的凸條4，所述凸條4的數(shù)量與永磁磁極3的數(shù)量一致，每?jī)蓚€(gè)相鄰的永磁磁極3之間均有一個(gè)凸條4，每根凸條4的軸線均平行于永磁磁極3的軸線，每根凸條4的兩側(cè)邊緣均與相鄰永磁磁極3側(cè)邊緣的隔磁磁轎 5貼合，且各永磁磁極3及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎5的外周面，與各凸條4外周面位于同一圓周面上。本發(fā)明實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子的外圈設(shè)有繞其周面一圈的非磁性護(hù)環(huán)。本發(fā)明實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子軛2上軸對(duì)稱設(shè)有多個(gè)三角形通孔，每個(gè)三角形通孔的軸線均平行于轉(zhuǎn)軸1的軸線。本發(fā)明實(shí)施例由于各永磁磁極及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎的外周面，與各凸條外周面位于同一圓周面上，從而使定子與轉(zhuǎn)子之間形成均勻的徑向氣隙，磁極中心的直軸磁路 (圖1中的d軸)必須通過(guò)磁阻較大(接近空氣)的永磁磁極，交軸磁路(圖1中的q軸)則通過(guò)磁阻較小的轉(zhuǎn)子軛，使得直軸磁路(d軸)的與交軸磁路(q軸)的磁阻不等，導(dǎo)至直軸電感小于交軸電感，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生凸極效應(yīng)，使電機(jī)在永磁轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上迭加了磁阻轉(zhuǎn)矩，磁阻轉(zhuǎn)矩的存在有助于提高電機(jī)的起動(dòng)特性、過(guò)載能力和功率密度，易于弱磁調(diào)速，擴(kuò)大恒功率范圍運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為
式中T為電機(jī)轉(zhuǎn)矩，ρ為永磁磁極對(duì)數(shù)，Wmd為磁鏈，‘為交軸電流，Ids為直軸電
流，Zii為直軸電感，&為交軸電感；
此外，各永磁磁極兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎能保證磁路飽和，使永磁磁通難以通過(guò)，能增加漏磁磁阻，有效減少漏磁通，提高氣隙磁密，減少鐵心損耗和避免靜態(tài)、動(dòng)態(tài)電樞反應(yīng)去磁危險(xiǎn)，能實(shí)現(xiàn)高效、高功率密度、高轉(zhuǎn)矩密度、高過(guò)載能力強(qiáng)，低波動(dòng)、快響應(yīng)、低噪、小型輕量化和低速恒轉(zhuǎn)矩和高速恒功率擴(kuò)速的平穩(wěn)運(yùn)行。 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的矩角特性曲線，該圖中的曲線Cl為永磁轉(zhuǎn)矩，C2為磁阻轉(zhuǎn)矩，C3為電機(jī)轉(zhuǎn)矩，Tc為轉(zhuǎn)矩軸，θ為矩角軸；
如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中，由于磁阻轉(zhuǎn)矩C2的存在，一方面使電機(jī)轉(zhuǎn)矩C3的峰值顯著大于永磁轉(zhuǎn)矩Cl的峰值，有效提高電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度，另一方面起到弱磁恒功率擴(kuò)速作用，在電壓恒定的條件下，也能獲得比現(xiàn)有永磁同步電機(jī)更寬廣的恒功率速度范圍，滿足機(jī)電一體化用高精度驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求，實(shí)現(xiàn)高功率密度、高轉(zhuǎn)矩密度、寬調(diào)速、快響應(yīng)、頻繁啟動(dòng)和平穩(wěn)運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種寬調(diào)速永磁同步電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子同軸套設(shè)于定子內(nèi)，且與定子之間具有氣隙；所述定子包括定子磁軛和定子繞組，所述定子磁軛呈環(huán)狀，其內(nèi)圈軸對(duì)稱設(shè)有多個(gè)定子凹槽，所述定子繞組嵌設(shè)于各定子凹槽內(nèi)；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子軛及多個(gè)永磁磁極，所述轉(zhuǎn)子軛與轉(zhuǎn)軸同軸固接，各永磁磁極軸對(duì)稱固定于轉(zhuǎn)子軛的外周面，其特征在于所述永磁磁極是徑向磁化磁鋼，各永磁磁極的兩側(cè)邊緣各設(shè)有一隔磁磁轎；所述轉(zhuǎn)子軛的外周面軸對(duì)稱設(shè)有多個(gè)徑向向外凸出的凸條，所述凸條的數(shù)量與永磁磁極的數(shù)量一致，每?jī)蓚€(gè)相鄰的永磁磁極之間均有一個(gè)凸條，每根凸條的軸線均平行于永磁磁極的軸線，每根凸條的兩側(cè)邊緣均與相鄰永磁磁極側(cè)邊緣的隔磁磁轎貼合，且各永磁磁極及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎的外周面，與各凸條外周面位于同一圓周面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬調(diào)速永磁同步電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子的外圈設(shè)有繞其周面一圈的非磁性護(hù)環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬調(diào)速永磁同步電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子軛上軸對(duì)稱設(shè)有多個(gè)三角形通孔，每個(gè)三角形通孔的軸線均平行于轉(zhuǎn)軸的軸線。
全文摘要
一種寬調(diào)速永磁同步電機(jī)，涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是現(xiàn)有永磁同步電機(jī)不便于弱磁擴(kuò)速和恒功率調(diào)速的技術(shù)問(wèn)題。該電機(jī)的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子軛及多個(gè)永磁磁極，各永磁磁極軸對(duì)稱固定于轉(zhuǎn)子軛的外周面，所述永磁磁極是徑向磁化磁鋼，各永磁磁極的兩側(cè)邊緣各設(shè)有一隔磁磁轎；所述轉(zhuǎn)子軛的外周面軸對(duì)稱設(shè)有多個(gè)徑向向外凸出的凸條，每?jī)蓚€(gè)相鄰的永磁磁極之間均有一個(gè)凸條，每根凸條的軸線均平行于永磁磁極的軸線，每根凸條的兩側(cè)邊緣均與相鄰永磁磁極側(cè)邊緣的隔磁磁轎貼合，且各永磁磁極及其兩側(cè)邊緣的隔磁磁轎的外周面，與各凸條外周面位于同一圓周面上。本發(fā)明提供的電機(jī)，便于弱磁擴(kuò)速和恒功率調(diào)速。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102158033SQ20111009206
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者林德芳 申請(qǐng)人:上海川也電機(jī)有限公司, 上海特波電機(jī)有限公司