CN105576869A - 一种表面镶嵌式自起动永磁同步电动机转子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种表面镶嵌式自起动永磁同步电动机转子，包括套装在一起的圆柱形铁心和转轴，还包括若干铜制导条和若干具有不完全相同剩磁的永磁体，所述铜制导条横截面一端为宽度朝铜制导条中部方向逐渐减少的楔形部，中部为矩形部，另一端为直径比中部宽度大的圆形部，利用均匀分布在铁心表面的圆底槽把铜制导条与铁心固定在一起；相邻的铜制导条之间形成的窄口槽用于镶嵌永磁体，在铁心的两端用端环将所有铜制导条短接，可在电动机起动时提供异步起动转矩。本发明提供的转子具有更高的机械可靠性，在转速较高的应用场合不需要护套加固，不需增加等效气隙厚度，可提高永磁体利用率，产生更接近正弦分布的气隙磁场，对提高电动机机械可靠性及性能都非常有利，结构简单、易于组装。

Description

一种表面镶嵌式自起动永磁同步电动机转子
技术领域
本发明属于永磁电机技术领域，尤其涉及一种表面镶嵌式自起动永磁同步电动机转子。
背景技术
传统内置式自起动永磁同步电动机的转子漏磁较大，需要采取一定的隔磁措施，机械强度较差。传统表贴式自起动永磁同步电动机的漏磁较小，机械强度较高，但是在高速应用场合需要在转子外加装护套以保证机械强度，导致电动机的等效气隙变大，降低永磁体利用率。
发明内容
本发明旨在提供一种表面镶嵌式自起动永磁同步电动机转子，可以解决传统表贴式自起动永磁同步电动机转子需要使用护套，使永磁体利用率降低的问题，而且易于提高气隙磁密波形的正弦度。
本发明的技术方案是以下述方法实现的：
一种表面镶嵌式自起动永磁同步电动机转子，包括套装在一起的圆柱形铁心和转轴，还包括若干铜制导条和若干永磁体，所述铁心的外圆周壁表面沿周向均匀分布有平行铁心轴线的圆底槽，所述铜制导条横截面一端为宽度朝铜制导条中部方向逐渐减少的楔形部，中部为矩形部，另一端为直径比中部宽度大的圆形部，圆形部的形状与圆底槽相匹配且镶嵌地连接在圆底槽内，通过分布在铁心表面的圆底槽把铜制导条与铁心固定在一起，永磁体镶嵌在相邻的铜制导条之间形成的窄口槽内，铜制导条对永磁体可起到固定的作用。所述楔形部上设置有与所述永磁体的永磁体弧面相匹配的弧面，所述铁心的两端设置有将所有铜制导条短接的端环，可在电动机起动时提供异步起动转矩，相同数量的连续永磁体形成偶数个两两相对的弧形磁极，所述铁心的边缘设置有将相邻磁极隔离的凸起部，，单独一个磁极中的各个永磁体的磁化方向相同，即朝向或背离转子中心，相邻两磁极的永磁体的磁化方向相反，各个磁极中的永磁体的剩磁由该磁极中间的永磁体向两边逐步递减，以产生接近正弦分布的气隙磁场。
进一步地，所述铁心、铜制导条、永磁体的轴向长度相同。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明提供的表面镶嵌式自起动永磁同步电动机转子省去了传统表贴式自起动永磁同步电动机转子外层的护套，不需要额外增加等效气隙厚度，保证了永磁体的利用率和转子的机械可靠性，而且所述转子的每个磁极具有若干个性能不完全相同的表面式永磁体，即每极的各个永磁体剩磁不完全相同，这些永磁体可以产生更接近正弦分布的气隙磁场，对提高电动机机械可靠性、提高电动机性能都非常有利，各组件也易于组装。
附图说明
图1为本发明实施例的转子结构示意图。
图2为图1中A部分的放大示意图。
图3为铁心结构示意图。
图4为铜制导条结构示意图。
图5为永磁体结构示意图。
图6为本发明实施例的转子与普通交流电机定子配合在一起组成的电动机整体结构示意图。
图中所示为：1-铁心，2-铜制导条，3-永磁体，4-转轴，5-定子，11-圆底槽，21-圆形部，22-楔形部，23-弧面，31-永磁体弧面。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
如图1至图5所示，一种表面镶嵌式自起动永磁同步电动机转子，包括套装在一起的圆柱形铁心1和转轴4，铁心1由硅钢片叠压而成，还包括28根铜制导条2和20块永磁体3，所述铁心1的外圆周壁表面沿周向均匀分布有平行铁心1轴线的圆底槽11，所述铜制导条2横截面一端为宽度朝铜制导条2中部方向逐渐减少的楔形部22，中部为矩形部，另一端为直径比中部宽度大的圆形部21，圆形部21的形状与圆底槽11相匹配且镶嵌地连接在圆底槽11内，通过分布在铁心1表面的圆底槽11把铜制导条2与铁心1固定在一起，永磁体3镶嵌在相邻的铜制导条2之间形成的窄口槽内，所述楔形部22上设置有与所述永磁体3的永磁体弧面31相匹配的弧面23，即弧面23的形状与永磁体弧面31的形状相同，所述铁心1、铜制导条2、永磁体3的轴向长度相同，所述铁心1的两端设置有将所有铜制导条2短接的端环。
五个连续永磁体3形成四个两两相对的弧形磁极，所述铁心1的边缘设置有将相邻磁极隔离的凸起部，单独一个磁极中的各个永磁体3的磁化方向相同，即朝向或背离转子中心，相邻两磁极的永磁体3的磁化方向相反，各个磁极中的永磁体3的剩磁由该磁极中间的永磁体3向两边逐步递减，以产生接近正弦分布的气隙磁场，即每极的5个永磁体3的剩磁不完全相同，磁极中央的永磁体3的剩磁最大，磁极两侧的永磁体3的剩磁随着离磁极中央的距离增大而减小，这样可以产生更接近正弦的气隙磁场。根据需要选用合适的钕铁硼材料作为永磁体3的材料，磁化方式为平行充磁或径向充磁。每个磁极的各个永磁体3的磁化方向朝向或背离转子中心相同，相邻两磁极的永磁体3的磁化方向朝向或背离转子中心相反。
如图6所示，本实施例提供的表面镶嵌式自起动永磁同步电动机转子与普通交流电机定子5配合在一起就可构成一台自起动永磁同步电动机。
本实施例提供的转子与传统表贴式自起动永磁同步电动机转子相比具有更高的机械可靠性，在转速较高的应用场合不需要护套加固，所以不需要增加等效气隙厚度，可提高永磁体利用率。而且所述转子的每个磁极具有若干个性能不完全相同的表面式永磁体，即每极的各个永磁体剩磁不完全相同，这些永磁体可以产生更接近正弦分布的气隙磁场。所以本发明提供的转子对提高电动机机械可靠性、提高电动机性能都非常有利，各组件也易于组装。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种表面镶嵌式自起动永磁同步电动机转子，包括套装在一起的圆柱形铁心（1）和转轴（4），其特征在于：还包括若干铜制导条（2）和若干永磁体（3），所述铁心（1）的外圆周壁表面沿周向均匀分布有平行铁心（1）轴线的圆底槽（11），所述铜制导条（2）横截面一端为宽度朝铜制导条（2）中部方向逐渐减少的楔形部（22），中部为矩形部，另一端为直径比中部宽度大的圆形部（21），圆形部（21）的形状与圆底槽（11）相匹配且镶嵌地连接在圆底槽（11）内，通过分布在铁心（1）表面的圆底槽（11）把铜制导条（2）与铁心（1）固定在一起，永磁体（3）镶嵌在相邻的铜制导条（2）之间形成的窄口槽内，所述楔形部（22）上设置有与所述永磁体（3）的永磁体弧面（31）相匹配的弧面（23），所述铁心（1）的两端设置有将所有铜制导条（2）短接的端环，相同数量的连续永磁体（3）形成偶数个两两相对的弧形磁极，所述铁心（1）的边缘设置有将相邻磁极隔离的凸起部，单独一个磁极中的各个永磁体（3）的磁化方向相同，即朝向或背离转子中心，相邻两磁极的永磁体（3）的磁化方向相反，各个磁极中的永磁体（3）的剩磁由该磁极中间的永磁体（3）向两边逐步递减，以产生接近正弦分布的气隙磁场。
2.根据权利要求1所述的表面镶嵌式自起动永磁同步电动机转子，其特征在于：所述铁心（1）、铜制导条（2）、永磁体（3）的轴向长度相同。
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