一种新型自起动式低速永磁同步电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自起动式低速永磁同步电机,属于电动机技术领域。
【背景技术】
[0002]在不需要调速的普通工业领域，感应电动机的应用是最广泛的。其特点是价格低廉，坚固耐用。在一些特殊应用场合，普通感应电机就显示出了致命的缺点，主要有:(1)感应电机的起动性能不好，在需要频繁起动的场合应用，效果不好；(2)普通感应电机主要运行在中高转速，一般都在750转/分以上，这样才能发挥其优点。如果负载需要低速驱动，比如转速不超过200-300转/分，则一般采用感应电机加减速器方式，这样会增加成本，增加系统噪音，等等。解决这个问题的最好方法，是采用能够自起动的永磁同步电动机，通过增加磁极数，达到低速大力矩驱动的目的。现在，比较多的是采用钕铁硼稀土永磁材料，但由于稀土价格贵，导致电机的成本大幅度增加，对用户的选用是个不利因素。且现有的钕铁硼永磁电机主要分为两类，表贴式的磁钢形状及极性如图1a所示，嵌入式的磁钢形状及极性如图1b所示。因此，低成本的能够自起动的低速永磁同步电动机具有很好的应用前景。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种自起动式低速永磁同步电机，生产成本低，转子损耗小，运行性能优，用于驱动中小功率的低速负载，负载转速不超过200-300转/分。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，自起动式低速永磁同步电机，包括定子、转子，转子包括转轴、永磁体以及永磁体外侧的起动笼条，所述永磁体为铁氧体，所述铁氧体永磁体的对数为5对或者5对以上，所述铁氧体永磁体形状为扁平状，铁氧体永磁体径向均匀分布在所述转轴外侧，相邻铁氧体永磁体之间具有间隙，相邻永磁体对应端的磁极相反；所述起动笼的数量是所述永磁体数量的整倍数。
[0005]优选地,所述起动笼与所述铁氧体永磁体的数量相等，起动笼与铁氧体永磁体
--对应。
[0006]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0007]第一，本实用新型的关键技术一，是电机转子内部采用切向磁场结合聚磁结构设计，通过增加截面积以改善铁氧体剩磁磁密不高的缺陷，可以达到接近采用钕铁硼磁钢的气隙磁密。
[0008]第二，本实用新型的关键技术二，是由于转子采用多极结构，所以转子起动笼数和磁极数要匹配。要求起动笼数是磁极数的整倍数，最好的配合方式是相等。
[0009]第三，本实用新型的关键技术三，是在起动笼数和磁极数匹配的前提下，通过合适的隔磁桥设计，控制电机转子的漏磁场分布。
[0010]第四，本实用新型设计了一种采用价格低廉的铁氧体永磁材料的，具有自起动功能的低速永磁同步电动机。电机运行于同步转速，转子损耗小。电机具有自起动功能，直接连于工频电网即可以运行，不需要另外的辅助起动措施。通过特殊的聚磁磁路设计，可以达到接近钕铁硼磁钢的气隙磁密，改善电机的运行性能。与普通感应电机相比成本增加不多，可以满足一般工业领域的用户要求。
【附图说明】
[0011]图1a是现有永磁同步电动机的表贴式磁钢形状及极性图；
[0012]图1b是现有永磁同步电动机的嵌入式的磁钢形状及极性图；
[0013]图2是本实用新型自起动式低速永磁同步电动机永磁体(转子磁钢)的结构示意图；
[0014]图3是本实用新型自起动式低速永磁同步电动机永磁体(转子磁钢)的极性分布图；
[0015]图4a是本实用新型自起动式低速永磁同步电动机的起动笼数等于磁钢个数的结构示意图；
[0016]图4b是本实用新型自起动式低速永磁同步电动机的起动笼数等于两倍磁钢个数的结构不意图；
[0017]图5是本实用新型自起动式低速永磁同步电动机转子结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图2-5所示，自起动式低速永磁同步电机,包括定子、转子,转子包括转轴、永磁体以及永磁体外侧的启动笼条。
[0019]永磁体为铁氧体。铁氧体永磁体的对数为5对或者5对以上，所述铁氧体永磁体形状为扁平状，铁氧体永磁体径向均匀分布在所述转轴外侧，相邻铁氧体永磁体之间具有间隙，相邻永磁体对应端的磁极相反。
[0020]如图4a,4b所示,起动笼的数量是所述永磁体数量的整倍数。优选地,起动笼与所述铁氧体永磁体的数量相等，起动笼与铁氧体永磁体一一对应。
[0021]本实用新型的基本原理具体说明如下:
[0022](I)本设计中的自起动式低速永磁同步电动机的定子铁心和定子绕组，和同规格的感应电机可以完全一样，采用双层整数槽或分数槽叠绕组。
[0023](2)设计时，根据电机的转速要求确定电机转子的磁极数。由于电机是直接并网起动并运行在同步转速下，所以电机的磁极对数P和转速η的关系满足ρ=3000/η。
[0024](3)电机的转子磁钢采用矩形外形，切向磁场结合聚磁结构设计。在转子内部，磁场是切向，在转子表面，磁场是径向，形成类似于表贴式磁钢的气隙磁场。装配时，铁氧体磁钢的磁场方向和分布规律如图1、图2所示。
[0025](4)根据转子磁极数设计转子起动笼，并选择合适的笼数和槽型。起动笼数应该是磁极数的整倍数，以保证可以通过合适的隔磁桥设计，控制电机转子的漏磁场分布。示意图如图3所示。
[0026](5)理论上看，磁极数越多，转子结构越容易设计，转子铁心的利用率越高。
[0027]实施例1
[0028]结合图2、图3和图4a、4b具体说明实施方式。首先，根据负载所需驱动功率或者驱动力矩确定电机定子转子的基本尺寸，包括定子外径、内径、气隙长度、轴向长度等。其次，根据负载转速确定转子的磁极对数。假定负载转速需要300转/分，则转子磁极对数为P=10最后，再根据上述数据设计转子的磁路结构，包括磁钢截面积，起动笼槽型、个数等。
[0029] 一个负载转速为300转/分的自起动式低速永磁同步电动机转子结构如图5所
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【主权项】
1.一种新型自起动式低速永磁同步电机，包括定子、转子，转子包括转轴、永磁体以及永磁体外侧的起动笼条，其特征是，所述永磁体为铁氧体，所述铁氧体永磁体的对数为5对或者5对以上，所述铁氧体永磁体形状为扁平状，铁氧体永磁体径向均匀分布在所述转轴外侧，相邻铁氧体永磁体之间具有间隙，相邻永磁体对应端的磁极相反；所述起动笼的数量是所述永磁体数量的整倍数。
2.根据权利要求1所述的自起动式低速永磁同步电机，其特征是，所述起动笼与所述铁氧体永磁体的数量相等，起动笼与铁氧体永磁体一一对应。
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型自起动式低速永磁同步电机，包括定子、转子，转子包括转轴、永磁体以及永磁体外侧的起动笼条，其特征是，所述永磁体为铁氧体，所述铁氧体永磁体的对数为5对或者5对以上，所述铁氧体永磁体形状为扁平状，铁氧体永磁体径向均匀分布在所述转轴外侧，相邻铁氧体永磁体之间具有间隙，相邻永磁体对应端的磁极相反；所述起动笼的数量是所述永磁体数量的整倍数。
【IPC分类】H02K21-02, H02K21-12
【公开号】CN204425154
【申请号】CN201520101735
【发明人】李勇, 王军昌, 开志宏, 李佳友, 王聪, 李扬
【申请人】江苏利得尔电机有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月12日