[发明专利]混合式异步起动永磁同步电动机及变极变速法

权利要求书

1.一种混合式异步起动永磁同步电动机及变极变速法，其特征在于电动机转子采用混合式转子，电动机定子绕组采用非变极定子绕组或变极定子绕组；

混合式转子的转子铁芯部件由若干个永磁铁芯和若干个鼠笼铁芯（7）两种类型的转子铁芯组成；永磁铁芯有非变极永磁铁芯（32）和变极永磁铁芯（5）两种结构；

采用非变极永磁铁芯（32）的混合式转子是非变极混合式转子；采用变极永磁铁芯（5）的混合式转子是变极混合式转子；非变极混合式转子与含有非变极定子绕组的电动机定子装配在一起，组成异步起动永磁同步电动机；变极混合式转子与含有变极定子绕组的电动机定子装配在一起，组成异步起动变极变速永磁同步电动机；

变极永磁铁芯（5）的径向外表面有若干个转子凹槽和若干个转子凸极；每一个转子凹槽中粘贴有两个互为异性磁极的永磁体（4），相邻转子凹槽之间的相邻永磁体（4）互为异性磁极；每一个永磁体（4）形成一个转子主磁极；转子主磁通在同一个转子凹槽中的两个转子主磁极之间形成闭合回路；每一个永磁体（4）磁化相邻的转子凸极一侧，形成一个与该永磁体（4）互为异性磁极的转子辅助磁极；转子辅助磁通在永磁体（4）与转子凸极之间形成闭合回路；

在变极变速的低转速同步运行时，若干个转子主磁极和若干个转子辅助磁极共同建立低转速转子磁场；在变极变速的高转速同步运行时，定子旋转磁场磁极数减少；转子辅助磁极对面的定子磁极产生的定子附加磁场与转子辅助磁极互为同性磁极，在定子附加磁场的同极性相互排斥的磁力作用下，转子辅助磁通不在永磁体（4）与转子凸极之间形成闭合回路，转子辅助磁通合并在转子主磁通中；由若干个转子主磁极共同建立高转速转子磁场；转子辅助磁通闭合路径的改变，使混合式转子能够自动适应变换电动机磁极数，实现永磁同步电动机的变极变速。

2.根据权利要求1所述的一种混合式异步起动永磁同步电动机及变极变速法，其特征在于混合式转子由转轴（1）、隔磁衬套（3）、转子铁芯部件、转子鼠笼、转子永磁体部件组成；转子鼠笼、转子永磁体部件安装在转子铁芯部件上，转子铁芯部件安装在非导磁材料的转轴（1）上，或者转子铁芯部件安装在隔磁衬套（3）上，隔磁衬套（3）安装在导磁材料的转轴（1）上；

转轴（1）呈圆柱形，材料是导磁材料或非导磁材料；导磁材料的转轴（1）需要与隔磁衬套（3）配合使用；隔磁衬套（3）呈圆筒形，材料是非导磁材料；

转子铁芯部件至少包含有一个永磁铁芯和一个鼠笼铁芯（7）；永磁铁芯与鼠笼铁芯（7）沿轴向排列，永磁铁芯与鼠笼铁芯（7）之间有一个联接环（16）；

鼠笼铁芯（7）由若干个鼠笼铁芯冲片叠压而成，鼠笼铁芯冲片材质是以硅钢片为代表的导磁材料；鼠笼铁芯（7）呈环形，鼠笼铁芯（7）中间是轴孔（20）；鼠笼铁芯（7）径向外侧边缘均布若干个鼠笼铁芯导条槽（33），鼠笼铁芯导条槽（33）是开口槽或闭口槽；

非变极永磁铁芯（32）由若干个非变极永磁铁芯冲片叠压而成，非变极永磁铁芯冲片材质是以硅钢片为代表的导磁材料；非变极永磁铁芯（32）呈环形，非变极永磁铁芯（32）中间是轴孔（20）；非变极永磁铁芯（32）径向外侧边缘均布若干个换向鼠笼导条槽（21），换向鼠笼导条槽（21）是开口槽或闭口槽；

变极永磁铁芯（5）由若干个变极永磁铁芯冲片叠压而成，变极永磁铁芯冲片材质是以硅钢片为代表的导磁材料；变极永磁铁芯（5）呈环形，变极永磁铁芯（5）中间是轴孔（20）；变极永磁铁芯（5）径向外侧边缘均布若干个转子凹槽和若干个转子凸极，转子凹槽称为铁芯磁极槽（19），转子凸极称为铁芯凸极（17）；铁芯磁极槽（19）和铁芯凸极（17）之间是阶梯形的转子调节槽（18）；铁芯磁极槽（19）靠近轴孔（20）的内侧均布若干个换向鼠笼导条槽（21），换向鼠笼导条槽（21）是闭口槽或开口槽；铁芯凸极（17）靠近轴孔（20）的内侧均布若干个核心鼠笼导条槽（22），核心鼠笼导条槽（22）是开口槽或闭口槽，核心鼠笼导条槽（22）是双鼠笼形或深槽形，核心鼠笼导条槽（22）或者采用常用的凸形槽、梨形槽和平底槽；

联接环（16）呈环形，联接环（16）材质是导磁材料或非导磁材料；联接环（16）安装在非变极永磁铁芯（32）和鼠笼铁芯（7）之间，联接环（16）或者安装在变极永磁铁芯（5）和鼠笼铁芯（7）之间；

转子鼠笼用铝材压铸制成，或者用铜材焊接制成；转子鼠笼中间是环形的隔磁端环（9），两端分别是鼠笼端环一（2）和鼠笼端环二（10）；隔磁端环（9）和鼠笼端环二（10）呈环形；在隔磁端环（9）和鼠笼端环二（10）之间有若干个鼠笼铁芯导条（8），鼠笼铁芯导条（8）与鼠笼铁芯（7）的鼠笼铁芯导条槽（33）位置相对应；当转子鼠笼用于非变极混合式转子时，鼠笼端环一（2）呈环形；在隔磁端环（9）和鼠笼端环一（2）之间有若干个换向鼠笼导条（15），换向鼠笼导条（15）与非变极永磁铁芯（32）的换向鼠笼导条槽（21）位置相对应；当转子鼠笼用于变极混合式转子时，鼠笼端环一（2）呈环形，并且，鼠笼端环一（2）径向外侧边缘均布若干个端环凹槽（23）；端环凹槽（23）与变极永磁铁芯（5）的铁芯磁极槽（19）位置相对应；当转子鼠笼用于变极混合式转子时，在隔磁端环（9）和鼠笼端环一（2）之间有若干个换向鼠笼导条（15）和若干个核心鼠笼导条（6）；换向鼠笼导条（15）与变极永磁铁芯（5）的换向鼠笼导条槽（21）位置相对应；核心鼠笼导条（6）与变极永磁铁芯（5）的核心鼠笼导条槽（22）位置相对应；

转子永磁体部件由若干个永磁体（4）组成；永磁体（4）呈瓦片形；用于非变极混合式转子的永磁体（4）粘贴在非变极永磁铁芯（32）径向外表面；用于变极混合式转子的永磁体（4）粘贴在变极永磁铁芯（5）的铁芯磁极槽（19）中；相邻的永磁体（4）圆弧外表面互为异性磁极。