CN102624181A - 一种永磁同步电动机优化设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及永磁同步电动机设计方法，具体是一种永磁同步电动机优化设计方法。本发明解决了现有永磁同步电动机设计方法设计不合理、以及导致永磁同步电动机的成本升高的问题。一种永磁同步电动机优化设计方法，该方法是采用如下步骤实现的：a.采用钢轴和铸铝鼠笼转子组成永磁同步电动机的转子；b.在铸铝鼠笼转子断面上均匀设置偶数个径向永磁体槽；c.在每个径向永磁体槽内分别沿径向安装若干个永磁体，并保证离转子圆心愈近的永磁体的内禀矫顽力愈小，离转子圆心愈远的永磁体的内禀矫顽力愈大。本发明既适用于异步起动永磁同步电动机的设计，也适用于变频起动永磁同步电动机的设计。

Description

一种永磁同步电动机优化设计方法
技术领域
本发明涉及永磁同步电动机设计方法，具体是一种永磁同步电动机优化设计方法。
背景技术
永磁同步电动机的转子由钢轴和铸铝鼠笼转子组成。其中，铸铝鼠笼转子断面上均匀分布有偶数个径向永磁体槽，每个径向永磁体槽内均安装有永磁体。永磁同步电动机在运行过程中，对永磁体的性能有两点要求：一是永磁同步电动机在运行过程中不允许因电机温升而产生不可逆退磁。二是永磁同步电动机在起动或运行中过载失步产生大电流，在强反向磁场的冲击下不允许出现不可逆退磁。在现有永磁同步电动机设计方法中，同一永磁同步电动机的转子上安装的所有永磁体均设计为具有相同的性能参数（通常指剩磁、内禀矫顽力等）。这种设计是基于如下假设进行的：永磁同步电动机的转子内的永磁体各部位所受的反向磁场的作用大小是相同的。然而实践表明，在永磁同步电动机的转子的不同半径处，永磁体所受的反向磁场的作用大小并不相同。具体如下：离转子圆心愈近的永磁体所受的反向磁场的作用愈小。反之，离转子圆心愈远的永磁体所受的反向磁场的作用愈大。根据这一结论可以得出，现有永磁同步电动机设计方法存在设计不合理的问题，且其因设计不合理导致永磁同步电动机的成本升高。基于此，有必要发明一种全新的永磁同步电动机设计方法，以解决现有永磁同步电动机设计方法设计不合理、以及导致永磁同步电动机的成本升高的问题。
发明内容
本发明为了解决现有永磁同步电动机设计方法设计不合理、以及导致永磁同步电动机的成本升高的问题，提供了一种永磁同步电动机优化设计方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种永磁同步电动机优化设计方法，该方法是采用如下步骤实现的：a.采用钢轴和铸铝鼠笼转子组成永磁同步电动机的转子；b.在铸铝鼠笼转子断面上均匀设置偶数个径向永磁体槽；c.在每个径向永磁体槽内分别沿径向安装若干个永磁体，并保证离转子圆心愈近的永磁体的内禀矫顽力愈小，离转子圆心愈远的永磁体的内禀矫顽力愈大（内禀矫顽力反映永磁体抵抗反向磁场的能力。内禀矫顽力愈小，永磁体抵抗反向磁场作用的能力愈弱，内禀矫顽力愈大，永磁体抵抗反向磁场作用的能力愈强）。
本发明所述的一种永磁同步电动机优化设计方法是基于如下结论进行的：离转子圆心愈近的永磁体所受的反向磁场的作用愈小，离转子圆心愈远的永磁体所受的反向磁场的作用愈大。因此，与现有永磁同步电动机设计方法相比，本发明所述的一种永磁同步电动机优化设计方法设计更加合理，其根据强度理论，在永磁同步电动机的转子的不同半径处安装具有不同内禀矫顽力的永磁体，大大降低了永磁同步电动机的成本（这是由于内禀矫顽力较小的永磁体比内禀矫顽力较大的永磁体成本低很多）。
本发明基于全新的设计理论，有效解决了现有永磁同步电动机设计方法设计不合理、以及导致永磁同步电动机的成本升高的问题，其既适用于异步起动永磁同步电动机的设计，也适用于变频起动永磁同步电动机的设计。
附图说明
图1是采用本发明所述的一种永磁同步电动机优化设计方法设计的永磁同步电动机的转子的一种结构示意图。
图2是采用本发明所述的一种永磁同步电动机优化设计方法设计的永磁同步电动机的转子的另一种结构示意图。
图中：1-钢轴，2-铸铝鼠笼转子，3-径向永磁体槽，4-永磁体。
具体实施方式
实施例一
一种永磁同步电动机优化设计方法，该方法是采用如下步骤实现的：a.采用钢轴1和铸铝鼠笼转子2组成永磁同步电动机的转子；b.在铸铝鼠笼转子2断面上均匀设置偶数个径向永磁体槽3；c.在每个径向永磁体槽3内分别沿径向安装若干个永磁体4，并保证离转子圆心愈近的永磁体4的内禀矫顽力愈小，离转子圆心愈远的永磁体4的内禀矫顽力愈大；
所述步骤a中，永磁同步电动机的转子的磁路结构为切向磁路结构；如图1所示；
所述步骤c中，每个径向永磁体槽3内安装的永磁体4个数均大于等于2；
具体实施时，每个径向永磁体槽内的永磁体的数目为3个。
实施例二
一种永磁同步电动机优化设计方法，该方法是采用如下步骤实现的：a.采用钢轴1和铸铝鼠笼转子2组成永磁同步电动机的转子；b.在铸铝鼠笼转子2断面上均匀设置偶数个径向永磁体槽3；c.在每个径向永磁体槽3内分别沿径向安装若干个永磁体4，并保证离转子圆心愈近的永磁体4的内禀矫顽力愈小，离转子圆心愈远的永磁体4的内禀矫顽力愈大；
所述步骤a中，永磁同步电动机的转子的磁路结构为混合式磁路结构；如图2所示；
所述步骤c中，每个径向永磁体槽3内安装的永磁体4个数均大于等于2；
具体实施时，每个径向永磁体槽内的永磁体的数目为3个。

Claims (4)

1.一种永磁同步电动机优化设计方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：a.采用钢轴（1）和铸铝鼠笼转子（2）组成永磁同步电动机的转子；b.在铸铝鼠笼转子（2）断面上均匀设置偶数个径向永磁体槽（3）；c.在每个径向永磁体槽（3）内分别沿径向安装若干个永磁体（4），并保证离转子圆心愈近的永磁体（4）的内禀矫顽力愈小，离转子圆心愈远的永磁体（4）的内禀矫顽力愈大。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电动机优化设计方法，其特征在于：所述步骤a中，永磁同步电动机的转子的磁路结构为切向磁路结构。
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电动机优化设计方法，其特征在于：所述步骤a中，永磁同步电动机的转子的磁路结构为混合式磁路结构。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种永磁同步电动机优化设计方法，其特征在于：所述步骤c中，每个径向永磁体槽（3）内安装的永磁体（4）个数均大于等于2。
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