[发明专利]一种永磁轴向磁通变频风机

说明书

技术领域

本发明属于轴向磁通电机领域，更具体地，涉及一种电机转子与风机转子一体的，永磁体励磁的，变频控制的电动风机。

背景技术

在传统吊式安装的风机中，叶片在旋转工作时易受到不平衡的扰动力，使叶片发生偏振摆动，会对轴承造成破坏。同时，由于风机转子的重力作用，轴承会承受部分的轴向力，会加速轴承的磨损，降低使用寿命。传统风机一般采用应用感应电机作为驱动电机，感应电机作为应用最为广泛的工业电机，其有着控制简单、结构简单、价格低廉的特点，但是较差的调速特性限制了其应用场合，在一些要求较大调速范围工况下效率低下、发热严重。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明提供了一种永磁轴向磁通变频风机，使永磁同步电机变频控制的方式达到良好的调速性能，解决现有技术叶片易发生偏振摆动对轴承造成破坏，风机调速特性差、大调速范围工况下效率低、发热严重等技术问题。

本发明提出的一种永磁轴向磁通变频风机，包括基座、定子铁芯、定子绕组、转子铁芯、永磁体、叶轮和轴承；其中：

所述定子铁芯为单面开槽的盘状结构，其开槽面朝向工作气隙，其开槽方向为径向；定子铁芯另一面与基座固定连接；

定子绕组绕在定子铁芯开槽后形成的定子齿上；基座、定子铁芯与定子绕组构成了整个风机的主体非旋转部分；

所述转子铁芯和永磁体构成转子，转子固定安装在所述叶轮内部；所述转子铁芯、永磁体和叶轮共同构成整个风机的主体旋转部分；

所述叶轮轮体的一个底面开设有轴承孔，用于安装轴承，以实现叶轮与基座的主轴的转动固连；叶轮轮体的另一底面为开口结构，朝向基座的底座且与之保持间隔形成腔体并确保叶轮无障碍转动；定子铁芯、定子绕组、转子铁芯和永磁体构成的电机整体安放在叶轮轮体内部空间和基座的底座构成的空腔内。

优选地，所述永磁体采用表贴或内置的安置方式，产生轴向的励磁磁场；

当永磁体采用内置的安放方式时，永磁体与转子铁芯为扇形柱体，交替嵌合，圆周对称分布，结合为一个中心留有主轴通孔的盘状整体转子结构；永磁体采用周向充磁，同一转子铁芯两侧永磁体充磁方向不同；

当永磁体采用表贴的安放方式时，永磁体为扇形柱体，转子铁芯为环状结构，各个永磁体表贴在转子铁芯表面，充磁方向为轴向，不同极性的永磁体交替安放。

优选地，当永磁体采用表贴的安放方式时，部分对称的永磁体可以由转子铁芯代替，永磁体和铁芯交错构成不同的磁极。

优选地，所述电枢绕组采用分数槽集中绕组的安放方式，其每极每相槽数q采用以下公式计算，其中Z为槽数，p为极对数，m为相数，

q为分数，y为节距，优选Z为6，p为2，m为3。

优选地，所述基座主轴设有压紧螺帽，用于将轴承内圈压紧固定在基座的主轴上；叶轮的旋转外壳下部设有固定端盖，将轴承外圈(旋转端)压紧在旋转外壳上。

优选地，所述旋转外壳外侧，每两个叶片中间开有通风槽，以利于定子绕组散热。

优选地，本发明风机通过控制通入电枢绕组电流的频率来控制电机的转速。

优选地，所述永磁轴向磁通变频风机，其特征在于，风扇可采用轴流通风或离心通风的形式；

当采用轴流通风时，在叶轮圆周外侧设有环状保护外壳结构，通过连接杆与基座的底座固定连接，并保留通风气隙，整个风机通过保护外壳与基座的底座上的定位孔实现安装固定；

当采用离心通风，取消叶轮圆周外侧环状保护外壳结构，风机通过基座的底座上的定位孔实现安装固定。

本发明采用轴向磁通的拓扑结构，利用了轴向磁通电机的单边磁拉力，其在自然状态下，定转子间就存在吸引力，减轻了轴承承受的转子重力，同时也能抑制扰动带来的转子偏振摆动。其采用了永磁同步电机取代了感应电机的工作方式，通过变频控制电机转速，可以得到较好的调速性能。

本发明的增益效果体限在：

(1)采用永磁轴向磁通的电机结构，利用了其单边磁拉力的特点，减轻转子对轴承的压力，抑制工作过程中扰动带来的转子偏振摆动，延长了轴承的使用寿命；

(2)采用永磁同步电机变频控制的方式，使电机具有良好的调速特性；

(3)电机转子安装在杯状旋转外壳内部，结构坚固牢靠；

(4)采用分数槽集中绕组，省去了常规绕组过长的端部，减小了铜耗与发热，使得电机结构更紧凑，易于安装在旋转外壳内部。

附图说明

图1为电机整体的结构剖面图(轴流式)；

图2为定子铁芯及电枢绕组结构图；