[实用新型]新型永磁同步电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种永磁同步电机，特别是涉及一种采用高磁能积的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料作为转子，用永磁体替代电激磁磁极，实现无刷结构，缩小了转子体积，同时省去了激磁直流电源，具有优良的线性转矩控制特性的高效率节能降耗的新型永磁同步电机。

背景技术

本实用新型新型永磁同步电机主要应用于钢铁、电力、石油化工、机械等高耗能行业。目前，在交流电网上，人们还广泛使用着交流异步电动机来拖动工作机械。交流异步电动机具有结构简单，工作可靠、寿命长、成本低，保养维护简便等优点，但是，与直流电动机相比，它调速性能差，起动转矩小，过载能力和效率低。其旋转磁场的产生需从电网吸取无功功率，故功率因素低，轻载时尤甚，这大大增加了线路和电网的损耗。长期以来，在不要求调速的场合，例如风机、水泵、普通机床的驱动中，异步电动机占有主导地位，当然这类拖动中，无形中损失了大量电能。

在过去的电力拖动中，很少采用同步电动机，其主要原因是同步电动机不能在电网电压下自行起动，静止的转子磁极在旋转磁场的作用下，平均转矩为零。所以在过去常规的电力拖动中，很少看到用同步电动机作原动机。另一方面，还有相当多的工作机械，其运行速度需要任意进行设定和调节，但速度控制精度要求并不非常高。这类驱动系统在包装机械、食品机械、印刷机械、物料输送机械、纺织机械和交通车辆中有大量应用。

近年来，交流永磁同步电动机由于其体积小、重量轻、高效节能等一系列优点，越来越引起人们重视，其控制技术日趋成熟，控制器已产品化；其中相当多的中小功率的异步电动机变频调速正逐步为永磁同步电动机调速系统所取代。

永磁自起动同步电动机虽然有一定的优点，但是也存在着不足。为了实现永磁电机的自起动，在转子上采用鼠笼式结构，这就是通常所说的异步起动永磁同步电动机，但这种电机存在着牵入同步困难的问题，为此针对于这一问题以及目前永磁电机容量小的情况，提出了新型转子结构的大功率永磁同步电动机。另外，永磁同步电机的退磁现象，还没有得到有效的解决，使其在市场中并未得到广泛深入的应用。

由此可见，上述现有的永磁同步电机在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型永磁同步电机，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的永磁同步电机存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型永磁同步电机，能够改进一般现有的永磁同步电机，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的永磁同步电机存在的缺陷，而提供一种新型永磁同步电机，所要解决的技术问题是使其采用高磁能积的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料作为转子，用永磁体替代电激磁磁极，简化结构，实现无刷结构，缩小了转子体积，同时省去了激磁直流电源，消除了激磁损耗和发热，使电机的效率有明显的提高，其功率因数也大大高于异步电机的功率因数，非常适于实用。

本实用新型的另一目的在于，提供一种新型永磁同步电机，所要解决的技术问题是使其易于实现磁场定向控制的矢量变换控制，使永磁同步电动机具有和直流电动机一样优良的线性转矩控制特性，从而更加适于实用。

本实用新型的再一目的在于，提供一种新型永磁同步电机，所要解决的技术问题是使其克服现有永磁同步电机的退磁现象，从而更加适于实用。

本实用新型新型永磁同步电机的电机转子采用内置切向式转子磁路结构，该磁路使得每极的磁通值大，磁阻转矩约占电磁转矩的40％，这样有利于提高电动机的过载能力和功率密度，而且易于“弱磁”扩速。为了实现电机的自起动，转子采用实心机械结构，并在实心转子上嵌放转子笼条，在上述转子笼条的中间嵌放永磁钢；起动时在实心转子表面产生感应电流，从而形成高起动转矩和低起动电流，牵入转矩大。这样电机既具有高起动转矩，又在稳定运行时力能指标高的优点。另外，转子笼条上采用既导磁又导电合金材料，用以提高起动转矩，降低起动电流。