[发明专利]混合转矩电动机以及采用该混合转矩电动机的曳引机

说明书

技术领域

本发明属于电动机技术领域，具体是涉及一种混合转矩电动机、以及采用该混合转矩电动机的该曳引机。

背景技术

目前，电梯曳引机主要是三相异步电机或永磁同步电机。三相异步电机体积大、噪音大、工作效率低，并且配备结构复杂的减速装置，使得整个曳引机结构复杂，整体成本提高。永磁同步曳引机无需减速装置，并且效率高、噪音小，逐步取代三相异步电机，但稀土材料价格昂贵，限制了永磁同步电机的发展。

现有技术中，开发了一种开关磁阻电机，利用磁阻最小原理，即磁通总是沿磁阻最小的路径闭合。其定子铁芯和转子有几个齿极，由硅钢片冲制叠成，定子齿极上绕有线圈，提供电机工作的旋转磁场。该电机不使用永磁体，成本低廉，但是转矩脉动大，运行噪音和振动较大。

现有技术中还公开了另外一种混合转矩电机，可以同时利用永磁转矩与磁阻转矩，如专利申请号为CN201210472407.5的专利文献公开了一种永磁磁阻型轮毂电机，其中所公开的转子结构，安装同极性的磁钢，间隔以弧形凸极和导磁凸体，宣称可以减少磁钢用量，但该种结构只用一种极性磁钢，其反电势畸变较大，转矩脉动较大，并且没有使用位置传感器，无法满足电梯曳引机定位精度要求。

申请号为CN201210056143.5的专利文献公开了一种永磁辅助同步磁阻电机及其安装方法，该文献中所公开的结构，转子为U或V字形，内插磁钢，该方法可以利用永磁及磁阻转矩，但转子结构复杂，加工安装困难，且因转子内挖多槽，结构强度不高。

另外，申请号为CN201210472407.5的专利文献中的永磁磁阻型轮毂电机，其磁钢的充磁方向相同(全N或者全S)，其铁磁凸极与转子是一体的，铁磁凸极作为转子的磁极，与磁钢磁极相反，其结构的凸极性强，但是转矩波动进一步增大。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种能够有效提高磁阻转矩、减小磁钢用量且能实现高精度定位的混合转矩电动机以及采用该混合转矩电动机的曳引机。

一种混合转矩电动机，包括定子和位于定子外周的转子，所述转子包括筒状的转子铁芯，在转子铁芯内壁间隔分布有多个永磁体，相邻的两个永磁体极性相反，在相邻两个永磁体间设有导磁材料。

本发明中，导磁材料的存在，使得电机d轴电感与q轴电感差异加大，电机呈现结构“凸极”。引入结构“凸极”，使得传感器可以被去除，实现曳引机无位置传感器控制的可能性提高。

作为优选，相对于转子铁芯，各导磁材料分体设置。采用该技术方案，方便了各导磁材料的安装。

作为优选，各永磁体以及导磁材料均为条状，各永磁体均匀分布在转子铁芯内壁。

作为进一步优选，所述导磁材料紧靠转子铁芯内壁，相邻两导磁材料相对面之间形成固定面以固定永磁体(如图4所示)。采用该技术方案，直接通过导磁材料实现对永磁体的固定，不需要在永磁体上加工安装孔槽等，保证了永磁体的导磁性能和整体强度。

作为优选，所述永磁体朝向转子轴线的一端的两侧边带有倒角。采用该技术方案，永磁体顶面两侧不直接与导磁材料接触，保证永磁体气隙磁密分布的各次空间谐波最小化，避免导磁材料与导磁材料接触的位置产生漏磁，进一步提高电机性能。

作为优选，所述导磁材料朝向转子轴线的一侧为弧面。导磁材料采用多段式的弧形导磁材料，可提高气隙基波磁密幅值、减小漏磁及基波磁密波形畸变率，同时可进一步提高电机转矩，提高电机凸极比，导磁材料的实际形状优化需根据电机性能要求进行。

作为优选，永磁体以及导磁材料为直极或斜极结构。永磁体和导磁材料的结构可根据实际需要确定。永磁体以及导磁材料为直极或斜极结构，进一步减小电机的磁阻转矩，进而降低电机脉动。

作为优选，永磁体的极弧系数为0.4～0.8。永磁体可具有不同的极弧系数，极弧系数可根据性能及成本综合进行。作为进一步优选，所述永磁体的极弧系数为0.6。

作为优选，永磁体以及导磁材料沿径向的厚度相同。永磁体和导磁材料的形状及厚度可根据性能及成本综合选择，通过调整永磁体和导磁材料的形状，可进一步优化电机性能。

一种混合转矩电梯曳引机，包括机座，安装在机座上的电动机，与电动机转子相对固定的曳引轮，以及设置在机座上与曳引轮相配合的制动器，所述电动机为上述任一项技术方案所述的混合转矩电动机。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明的曳引机综合利用了永磁转矩与磁阻转矩，比开关磁阻电机转矩脉动小，噪音低效率高。