[发明专利]一种异步起动永磁同步电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种异步起动永磁同步电动机，是一种性能优良、运行可靠性高、生产工艺简单的异步起动永磁同步电动机。

背景技术

现有技术中，异步起动永磁同步电动机高电机效率、高功率因数被人们认知。但由于它可靠性不高，生产工艺复杂，至今不能够大规模工厂化生产。异步起动永磁同步电动机的定子与异步电动机的结构是一致的，不同点在转子方面。现有技术异步起动永磁同步电动机的可靠性不高，原因是电机转子隔磁磁桥的机械失效造成的。

一、现有技术异步起动永磁电动机转子的结构和造成转子可靠性低的原因：

(一)  转子的结构形式

1、径向式转子磁路结构如图1所示。图中，标号1为转子导条，标号2为导磁齿，标号3为隔磁磁桥，标号4为永磁体，标号5为转轴，标号7为永磁体槽。

2、切向式转子磁路结构如图2所示。图中，标号1为转子导条，标号2为导磁齿，标号4为永磁体，标号5为转轴。

3、混合式转子磁路结构如图3所示。图中，标号1为转子导条，标号2为导磁齿，标号4为永磁体，标号5为转轴，标号7为永磁体槽。

以上转子的磁路结构摘引机械工业出版社出版的《现代永磁电机理论与设计》(P165-P167)

(二)转子的结构缺陷

1、转子的机械失效点----隔磁磁桥

下面以图1(b)，径向式转子磁路结构为例进行分析：

如图4和图5所示，图中F是定子磁场对转子磁场在转子切线方向的反作用力。由于定子铁芯对转子磁极所产生的反作用力F，使永磁体在力F的作用下在极靴中向右产生运动趋势。在永磁体与极靴发生作用和反作用中，极靴中就产生了诸力：N₁ f₁  N₂ f₂ N₃ f₃ N₄ f₄。在隔磁磁桥A处，其受力f₁和N₁，使隔磁磁桥产生拉伸和弯曲变形；在隔磁磁桥B处，受力f₃和支承反力N₃的作用。力f₃使隔磁磁桥产生压缩和弯曲变形，N₃使隔磁磁桥产生拉伸和弯曲变形。N₂ f₂ N₄ f₄对隔磁磁桥不发生直接作用。转子导条对隔磁磁桥A、B的分布反作用力q，对隔磁磁桥向外的弯曲变形起抵抗作用。

在图5中，由于永磁体外侧的转子铁芯是导磁材料，定子磁场对由它所导出的磁场反作用力F，也作用在永磁体极靴两端的隔磁磁桥上。

由于隔磁磁桥外侧是铸铝转子导条，它的硬度又远低于硅钢片的硬度，因此，隔磁磁桥外侧的转子导条，在电机正反向负载条件下长期运转，使得铸铝转子导条产生塑性变形，隔磁磁桥随之发生疲劳断裂。从而使得异步起动永磁同步电动机转子的机械失效。

上面分析的是图1(b)径向式转子磁路结构，按照上述方法对其它同类异步起动永磁同步电动机的转子的磁路结构进行分析研究，不难得出：除本发明异步起动永磁同步电动机的转子磁路结构外，其它同类异步起动永磁同步电动机转子磁路结构的隔磁磁桥都受有不同的集中力，在长时间负载条件下，均会造成疲劳破坏。

2、转子的生产工艺复杂，造成生产效率降低，生产成本提高，这些也是影响异步起动永磁同步电动机工厂化生产的因素。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种异步起动永磁同步电动机，通过改变隔磁磁桥所受力的大小和方向，确保隔磁磁桥在负载情况下长时间运转的可靠性，降低成本，提高电机效率。

本发明的异步起动永磁同步电动机，包括有定子和转子，所述的转子是由圆柱形的永磁转子和圆筒形的异步起动转子组成，异步起动转子紧固在永磁转子外；所述的永磁转子是由转轴、均匀分布在转轴四周的瓦状形的n个永磁体和n个非导磁体组成，永磁体和非导磁体相间分布，相对的两个永磁体极性相反，n为大于等于2的偶数；所述的异步起动转子是由若干个间隔分布的转子导条和导磁齿组成，异步起动转子转子导条的底部为隔磁磁桥。

本发明的异步起动永磁同步电动机，所述非导磁体的材料为铜、铝、工程塑料或空气等非导磁材料。

本发明转子的磁路结构如图6、图7所示，下面结合结构特点对本发明进行分析。