[发明专利]一种永磁笼型的转子变极变频调速电机

说明书

技术领域

本发明属于电机技术领域，更具体地，涉及一种永磁笼型的转子变极变频调速电机。

背景技术

永磁交流电机效率高，功率密度大，结构简单，控制灵活，但制成后气隙磁场基本恒定，高速时弱磁调节困难，在要求低速时具有高转矩，又要求有宽广的恒功率调速运行范围，例如电动汽车等一些场合，其应用将会受到一定限制。

采用变频调速的笼型转子感应电机起动特性好，也具有效率较高，结构简单可靠的特点，目前在一般的驱动系统中应用最为广泛。但其不足之处是，恒转矩模式下端电压随频率的增大而升高，当电压达到最大电压时，必须转而进入恒功率模式运行，因此这时的调速范围也是有限的，一般不超过两倍的额定转速。

为进一步增大变频调速感应电机调速范围，国内外一些研究者也提出了变频和变极混合调速的方法来实现低速大转矩和扩大恒功率的调速范围。这种方法的思路是将电机定子绕组设计成变极绕组，变频调速在低速时采用多极对数，高速时采用少极对数。具体的变频变极换接方式则有两种，一种是开关换接，这种换接方式需要断开电源，另一种是电子变极，这种换接方式不需要断开电源，但绕组不能以常规三相绕组的方式接入变频电源，而只能以多相绕组方式接入变频电源。就目前的研究而言，这两种换接方式在变频变极换接瞬间，仍然存在转速或是转矩跳变的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种永磁笼型的转子变极变频调速电机，实现低速大转矩和进一步扩大恒功率的调速范围，并解决现有技术中，在变频变极换接的瞬间仍然存在的转速或是转矩跳变等技术问题。

本发明提供了一种永磁笼型的转子变极变频调速电机，在定子上布置有具有两种极对数的三相绕组，其中一种极对数为p₁，另一种极对数为p₂，转子上表面开有Z₂个均匀分布的槽，每个槽内放置一根导条，所有导条在转子两端采用端环短路连接，转子还内置2p₁个均匀分布的永磁体，所述永磁体放置于所述槽的下方；p₂＝np₁，n为偶数，Z₂为整数。

更进一步地，在电机运行时，极对数为p₁的三相绕组接入频率为f的变频电源，对应自起动永磁转子电机特性；极对数为p₂的三相绕组接入频率为2f+sf的变频电源，对应笼型转子感应电机特性；s为转差率，-1≤s≤1。

更进一步地，所述三相绕组为单绕组，其接线方式为换相变极3Y/3Y并联接法。

更进一步地，极对数为p₁的三相绕组和极对数为p₂的三相绕组在电路上等效独立。

通过本发明所构思的以上技术方案，由于在转子上采用了笼型绕组和永磁体混合结构，可以使得电机在低速运行时呈现多极对数感应电机特性，高速时呈现少极对数永磁电机弱磁特性，与现有技术相比，这种电机应用上更加灵活，能够取得性能改善，低速运行转矩大，高速运行恒功率调速范围宽的有益效果，并可拓展用于其它方面，例如，用作汽车中的起动-发电机，其中起动可以利用其多极对数感应电机特性，发电则利用少极对数永磁电机特性。

附图说明

图1是永磁笼型转子电机运行结构示意图；

图2是永磁笼型转子结构示意图；

图3是p＝4，2p＝8永磁笼型转子电机绕组结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明目的是提供一种兼有永磁和笼型转子特点，定子采用变极绕组的变频调速电机。这种电机转子上既布置有常规笼型绕组，也同时布置有永磁体，定子变极绕组具有两种极对数，其极对数之比为倍极比，这两种极对数各自接入三相变频器，无需换接，其中多极对数对应转子笼型绕组，为笼型转子感应电机特性；少极对数对应转子永磁体，为永磁转子电机特性，变极换接时不会存在转速跳变的问题，具体分析如下。