[实用新型]一种永磁无刷同步电动机

说明书

本实用新型涉及一种永磁电机。

现有的永磁无刷同步电机包括含励磁绕组的定子，含永久磁铁的转子，其永磁场没有磁场稳定自保部件，故电机的磁场稳定性较差，特别在起动或重载大电流情况下，极强的交变去磁场将导致永久磁铁严重退磁，而使电机力矩不足，丧失正常的承载能力，影响了永磁无刷同步电动机的普及应用。

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种抗退磁性强，永磁场稳定性好，并能随机自动调整转矩，承载力强的永磁无刷同步电动机。

为此目的，本实用新型的技术措施是：转子组成部分除有铁心，永久磁铁外，还包括迭层辅助磁极，直流磁场补偿绕组及半波整流电子开关，其转子铁心是由径向铁心和位于其两侧与之平行且相隔的弧形铁心构成的在轴向具有开口的圆柱铁心，在径向铁心和弧形铁心之间分别置入与空间相吻合的永久磁铁，其中，以永久磁铁磁极中心线为界，在处于退磁通一侧的弧形永磁极面上嵌装了由内层磁板和外层磁板组成的迭层辅助磁极，用以削弱退磁通量的去磁作用，一对直流磁场补偿绕组对称地嵌套在径向铁心两侧的铁心开口处，该补偿绕组与安置在转子端面的半波整流电子开关连接，当转速低于同步速时，补偿绕组经半波整流电子开关闭合，实现磁补偿，当转速达到同步速时，半波整流电子开关使补偿绕组开路，中止磁补偿，在铁心周沿向装置导条形成鼠笼绕组。

以下结合附图对本实用新型结构作进一步描述。

图1是本实用新型的纵截面视图；

图2是本实用新型的横截面视图；

图3是直流磁场补偿绕组嵌装于转子铁心示意图；

图4是本实用新型磁场磁力线分布图；

图5是半波整流电子开关电路图。

参照图1、图2，转子铁心是由径向铁心2a和位于其两侧与之平行且不相连的弧形铁心2b构成的在轴向具有开口的圆柱铁心，在径向铁心和弧形铁心之间分别置入与空间吻合的永久磁铁3，以永久磁铁磁极中心线A-A为界，在处于退磁通一侧的弧形永磁极面上嵌装了与永久磁铁同长度，由内层磁板4和外层磁板5组成的迭层辅助磁极，通常使迭成辅助磁极复盖2/3退磁通极面，内层磁板采用低磁饱和，有一定电阻率的材料制成，例如可用铍莫合金或铁的粉末合成，外层磁板由高磁饱和，高导磁率材料制成，如采用硅钢或矽钢，二个直流磁场补偿绕组6对称地嵌套在径向铁心两侧的铁心开口处(见图3)，该直流磁场补偿绕组与安置在转子端面的半波整流电子开关8相连，在铁心周向置有导条7形成鼠笼绕组，转轴1经轴承13a，13b支承在端盖14a，14b上，端盖又固定在定子磁轭10上，定子磁轭内壁压装了嵌有交流励磁绕组12的定子铁心9。

假设电机运行时，三相交流励磁绕组的电流流向如图2所示，转子按顺时针方向旋转，则形成的二极磁场分布情况参见图4，在电机上半部A-A中心线左侧的励磁场磁通Φ_1a与永久磁场磁通Φ₂方向一致，为增磁通，右侧的励磁场磁通Φ_1b与永久磁场磁通Φ₂方向相反，为退磁通，在电机下半部A-A中心线左侧的励磁场磁通Φ_1b与永久磁场磁通Φ₂方向相反，为退磁通，右侧励磁场磁通Φ_1a与永久磁场磁通Φ₂方向一致，为增磁通，即在图示AC范围的永磁极面为退磁通极面。退磁通将使永磁场减弱，而在退磁通极面装置了由高磁饱和、高导磁率的外层磁板和低磁饱和、有一定电阻率的内层磁板组成的迭层辅助磁极，则可使一部分退磁通经外层磁板直接返回定子铁心，另一部分进入内层磁板的退磁通，因在低磁密状态就磁饱和而产生磁涡流阻尼效应，被电热能耗和受排斥重返定子铁心，这样就避免了励磁场退磁通对永久磁铁的直接去磁作用，使电机永磁场的稳定性得到改善。

半波整流电子开关的电路如图5所示，它含主电路和控制电路二部分其主电路包括直流磁场补偿绕组6，整流二极管D4，滤波电容器C3，场效应管BG2及电感器L2。补偿绕组和二极管D4相串联，跨接于电容器C3两端，电容器C3的一端接场效应管BG2的漏极D，另一端经电感器L2接BG2的源极S。控制电路包括与直流磁场补偿绕组同槽放置的取样线圈6′，整流二极管D1，滤波电容器C1，稳压管D2，钳位电容器C2，取样放大三极管BG1，电感器L1及相应的电阻元件。取样线圈与二极管D1的串联电路和电容器C1并联，又跨接在稳压管D2和电容器C2相串联电路的两端，稳压管D2与电容器C2的接点接三极管BG1的基极b，稳压管D2的另一端接三极管BG1的集电极C，BG1的发射极e经电阻及电感器L1接BG2的栅极G。