[发明专利]变频永磁同步电动机

说明书

技术领域

本发明涉及电动机，具体为一种高效率、高功率因数、宽调速范围的变频永磁同步电动机。 

背景技术

在一些特定领域，如铁路机车、动车、电动汽车等，牵引电传动系统需要实现高效率化。由于牵引电机的负载是一个较宽范围的可变负载，在这种可变负载场合下，要求在満负载及轻负载的各种工况下都能输出高效率和高功率因数。现有交流异步变频牵引电机在额定点时的效率和功率因数呈最大值，当负载降低时，效率和功率因数随之很快下降，无法实现电传动系统更高效率化。而永磁同步电动机在从20％～120％额定负载范围内均具有较高效率和功率因数，特别适合牵引领域驱动的使用要求。 

变频永磁同步电动机转子不流过电流，因此电机损耗小，效率明显提高。转子不流过电流发热少，需要的冷却风量少，可省去冷却机器或做成封闭机壳，使传动系统体积更小，减少装车空间使机车实现轻量化和低噪音化，并使电机功率密度明显提高。车辆轻量化，还可使现在的线路上走行更高的速度，与变频异步电动机相比，外形安装尺寸完全相同，功率可提高20％以上，功率密度增大，为机车的高速、重载奠定基础，经济效益显著。 

目前，国内涉及机车传动系统用变频永磁同步电机结构方面的文献报道几乎没有，而在铁路机车、动车及电动汽车等牵引领域没有成熟合理的结构设计， 尚处于研究试验阶段。公知，转子磁路结构是永磁电机的关键技术所在，转子磁路结构不同，电动机的运行性能、控制系统、制造工艺和适用场合也不相同，现有转子磁路结构设计不能满足机车特有特性的要求，也不能完全照搬于牵引电机上，因为牵引领域不仅要求永磁同步电动机必须体积小、重量轻、力能指标高，功率密度高，同时要满足牵引特有的工作特性，具有宽的恒功调速范围，并保证所需的过载能力；而且现有变频永磁同步电动机转子结构大多为螺杆式结构，靠拉螺杆拉紧转子铁心冲片，转子整体性差，在运行过程中，由于磁通的影响螺杆会发热，同时加上冲片自身的重量以及强振动的影响，螺杆会有挠度，造成铁芯的变形，而且冲片上的磁钢易飞散或易碎，所以该结构形式的转子不适应高速运转及振动较大的运行工况。 

发明内容

本发明为了解决现有变频永磁同步电动机转子磁路设计无法满足牵引领域工作特性要求以及该类型电动机转子采用螺杆式结构，存在整体性差、磁钢易碎，不适应高速运转及振动较大的运行工况的问题，提供一种变频永磁同步电动机。