一种智能电网断路器用同步电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及同步电机领域，具体地说，特别涉及到一种智能电网断路器用同步电 机。
【背景技术】
[0002] 同步电机，是一种常用的交流电机。其特点是：稳态运行时，转子的转速和电网频 率之间有不变的关系：n = ns = 60f/p。其中f为电网频率，p为电机的极对数，ns称为同 步转速。现有的同步电机的缺陷在于：
[0003] 1.转子的转矩脉动较大导致抱闸后位置控制不精确。2.转子转动惯量大。3.定 子和转子之间的气隙太小容易引起擦膛。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种智能电网断路器用同步电 机，以解决上述问题。
[0005] 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
[0006] 一种智能电网断路器用同步电机，包括转子和定子；
[0007] 所述定子的内圈上开设有48槽，其采用双层集中绕组且10匝/4路并联；
[0008] 所述转子的轴向长度为300mm，其包括转子铁芯和转子磁钢；
[0009] 所述转子铁芯分12段，每一段转子铁芯的长度为25mm，在转子铁芯上设有8块S 极磁钢和8块N极磁钢，12段转子铁芯上的磁钢总数量共192块；192块磁钢分为N极和S 极，N极数量为12 X 8 = 96块，S极数量为12 X 8 = 96块；
[0010] 所述磁钢的长度为16mm，磁钢的厚度为8mm ;所述192块磁钢分6段，每段磁钢位 移1. 5度机械角，第一块与第六块共位移7. 5度机械角。
[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0012] 1.转子使用斜转子结构，斜转子将使得输出转矩的下降。
[0013] 2.转子打减重孔，从而减小转动惯量。
[0014] 3.单边气隙长度由0. 5mm增加到0. 7mm，在保证瞬间转矩的前提下避免擦膛。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明所述的智能电网断路器用同步电机的结构示意图。
[0016] 图2为本发明所述的定子结构的示意图。
[0017] 图3为本发明所述的定子结构的示意图。
[0018] 图4为本发明所述的转子结构的示意图。
【具体实施方式】
[0019] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合
【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0020] 参见图1，本发明所述的一种智能电网断路器用同步电机，包括转子和定子；
[0021] 所述定子的内圈上开设有48槽，其采用双层集中绕组且10匝/4路并联；
[0022] 所述转子的轴向长度为300mm，其包括转子铁芯和转子磁钢；
[0023] 所述转子铁芯分12段，每一段转子铁芯的长度为25mm，在转子铁芯上设有8块S 极磁钢和8块N极磁钢，12段转子铁芯上的磁钢总数量共192块；192块磁钢分为N极和S 极，N极数量为12 X 8 = 96块，S极数量为12 X 8 = 96块；
[0024] 所述磁钢的长度为16mm，磁钢的厚度为8mm ;所述192块磁钢分6段，每段磁钢位 移1. 5度机械角，第一块与第六块共位移7. 5度机械角。
[0025] 参见图2和图3,定子的参数如下：
[0026]
[0027] 参见图4,转子的参数如下：
[0028] 转子外径（毫米）：118. 6
[0029] 转子内径（毫米）：60
[0030] 钢的类型：Dw5〇_47〇
[0031] 磁钢的最大厚度（mm) :8
[0032] 磁钢宽度（毫米）：16
[0033] 定子铁芯的重叠系数：0· 97
[0034] 永磁数据：
[0035] 磁铁类型：N38Hl
[0036] 剩余磁通密度（特斯拉）：1. 044 (@90°C )
[0037] 矫顽力（KA/M) :827. 479
[0038] 最大能量密度（千焦/立方公尺）：215. 972
[0039] 相对回复磁导率：1· 004
[0040] 消磁磁通密度（特斯拉）：0
[0041] 反冲剩余磁通密度（特斯拉）：1· 044
[0042] 反冲矫顽力（KA/M) :827. 479
[0043] 转子结构机械性能仿真分析认证如下：
[0044]
[0046]
[0048] 转子结构机械性能仿真分析认证结论
[0049] 1)转子结构的离心力场仿真分析表明，该转子结构在额定转速及最高转速时的转 子位移及离心力均能够满足设计方案对转子机械强度的要求；
[0050] 2)充分考虑安全余量，在转子转速在1680rpm的极限转速下电机的转子机械强度 仍然能够满足要求，保证了电机的长寿命运行。
[0051] 理想电流状态热能管理及其热性能估算
[0052] 1、续运行热性能估算
[0053]
[0054]
[0055] 电机的主要电磁性能分析计算
[0056] 空载1200r/min电机磁场分布
[0057]
[0058]
[0059] 结论：由于电机采用48槽8极，由极槽配合的特殊性，应注意5, 7次谐波所带来的 转矩脉动，由于此电机非用于牵引，仅仅用于瞬间动态响应大力矩，故不采用斜转子或斜槽 工艺，以免造成由斜槽或斜转子的转矩损失。
[0060] 负载1200r/min电机磁场分布
[0061]
[0062]
[0063] 结论：由负载特性看，相电流410. 2A，其中d轴电流-444A，q轴电流372. 8A，此时 磁钢边角最大磁场强度727kA/m，小于磁钢退磁的矫顽力，磁钢采用面包型磁钢结构，额定 工作点边角退磁不存在安全问题，磁钢运行安全可靠，无退磁风险。
[0064] · Id = -600A时磁钢退磁分析
[0065]
[0066] 结论：实测标定时建议最大d轴电流不要超过600A，以免磁钢引起不必要的退磁 (无法准确估计磁钢温度等原因），且-450A已满足电机弱磁后的Udc-bus需求，若需增大 转矩，在达到d轴电流-450A~-600A时，尽量采用增大q轴电流增大转矩）
[0067] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
【主权项】
1. 一种智能电网断路器用同步电机，包括转子和定子，其特征在于： 所述定子的内圈上开设有48槽，其采用双层集中绕组且10匝/4路并联； 所述转子的轴向长度为300mm，其包括转子铁芯和转子磁钢； 所述转子铁芯分12段，每一段转子铁芯的长度为25mm，在转子铁芯上设有8块S极磁 钢和8块N极磁钢，12段转子铁芯上的磁钢总数量共192块；192块磁钢分为N极和S极， N极数量为12 X 8 = 96块，S极数量为12 X 8 = 96块； 所述磁钢的长度为16mm，磁钢的厚度为8mm ;所述192块磁钢分6段，每段磁钢位移1. 5 度机械角，第一块与第六块共位移7. 5度机械角。
【专利摘要】本发明公开了一种智能电网断路器用同步电机，包括转子和定子，其特征在于：所述定子的内圈上开设有48槽，其采用双层集中绕组且10匝/4路并联；所述转子的轴向长度为300mm，其包括转子铁芯和转子磁钢；所述转子铁芯分12段，每一段转子铁芯的长度为25mm，在转子铁芯上设有8块S极磁钢和8块N极磁钢，12段转子铁芯上的磁钢总数量共192块；192块磁钢分为N极和S极，N极数量为12×8＝96块，S极数量为12×8＝96块；所述磁钢的长度为16mm，磁钢的厚度为8mm；所述192块磁钢分6段，每段磁钢位移1.5度机械角，第一块与第六块共位移7.5度机械角。
【IPC分类】H02K1/16, H02K19/02, H02K1/22
【公开号】CN105048746
【申请号】CN201510489235
【发明人】吕春松, 彭亮, 易健, 朱通, 段伟
【申请人】东菱技术有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月11日