[发明专利]工频起动弱磁增速永磁同步电动机

摘要

本发明是一种工频起动弱磁增速永磁同步电动机，其涉及一种永磁同步电动机，包括转子部件、定子部件。所述永磁同步电动机采用的电动机控制器中包括倍频信号模块、功率放大模块和整流模块，该电动机控制器成本低于变频器成本。所述永磁同步电动机具备弱磁功能结构，在电动机控制器的控制下，采用工频交流电源驱动进行异步起动和同步运行，输出额定转速，采用倍频交流电源驱动进行异步起动和同步运行，输出高于额定转速的倍频转速，可以实现普通洗衣机采用一台电动机直接驱动波轮和脱水桶。所述永磁同步电动机的定子磁轭和转子磁轭采用钢带卷制加工，降低弱磁磁场磁路中的电磁谐波产生的涡流损耗，提高电机效率。

主权项

1.一种工频起动弱磁增速永磁同步电动机，其特征在于工频起动弱磁增速永磁同步电动机配备电动机控制器，该电动机控制器包括倍频信号模块、功率放大模块和整流模块，该电动机控制器输入端为交流电源，输出端有倍频交流电源和直流电源；工频起动弱磁增速永磁同步电动机包括转子部件(1)、定子部件(2)；转子部件(1)安装在定子部件(2)的径向内侧；定子部件(2)包括定子磁轭(3)、定子绕组(4)、弱磁绕组一(5)、弱磁绕组二(8)、定子隔磁板(12)、定子铁芯二(13)、定子铁芯一(14)、定子铁芯四(15)、定子铁芯三(16)；定子铁芯一(14)由若干个定子铁芯一冲片叠压而成，定子铁芯一冲片材质是导磁材料，定子铁芯一(14)呈圆环形，定子铁芯一(14)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(11)，定子铁芯一(14)径向外侧边缘均布若干个定子凸台一(6)，每一个定子凸台一(6)径向外侧有一个定子榫头一(7)，每一个定子榫头一(7)沿着圆周方向的两侧各有一个定子榫头一镶嵌面(18)，该两个定子榫头一镶嵌面(18)相互平行；定子铁芯二(13)由若干个定子铁芯二冲片叠压而成，定子铁芯二冲片材质是导磁材料，定子铁芯二(13)呈圆环形，定子铁芯二(13)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(11)；定子隔磁板(12)与定子铁芯二(13)结构相同；定子隔磁板(12)材质是非导磁材料，定子隔磁板(12)呈圆环形，定子隔磁板(12)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(11)；定子铁芯三(16)与定子铁芯二(13)结构相同；定子铁芯三(16)由若干个定子铁芯三冲片叠压而成，定子铁芯三冲片材质是导磁材料，定子铁芯三(16)呈圆环形，定子铁芯三(16)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(11)；定子铁芯四(15)由若干个定子铁芯四冲片叠压而成，定子铁芯四冲片材质是导磁材料，定子铁芯四(15)呈圆环形，定子铁芯四(15)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(11)，定子铁芯四(15)径向外侧边缘均布若干个定子凸台二(9)，每一个定子凸台二(9)径向外侧有一个定子榫头二(10)，每一个定子榫头二(10)沿着圆周方向的两侧各有一个定子榫头二镶嵌面(17)，该两个定子榫头二镶嵌面(17)相互平行；定子磁轭(3)呈圆筒形，定子磁轭(3)材质是导磁材料，定子磁轭(3)采用钢带卷制加工，卷制后在定子磁轭钢带端头(23)处焊接固定；定子磁轭(3)轴向一端均布若干个定子榫槽一(22)，每一个定子榫槽一(22)沿着圆周方向的两侧各有一个定子榫槽一镶嵌面(21)，该两个定子榫槽一镶嵌面(21)相互平行；定子磁轭(3)轴向另一端均布若干个定子榫槽二(19)，每一个定子榫槽二(19)沿着圆周方向的两侧各有一个定子榫槽二镶嵌面(20)，该两个定子榫槽二镶嵌面(20)相互平行；每一个定子榫槽二(19)沿着轴向与两个定子榫槽一(22)之间的几何中心线轴向对齐；定子部件(2)装配时，定子铁芯一(14)、定子铁芯二(13)、定子隔磁板(12)、定子铁芯三(16)、定子铁芯四(15)依次沿着轴向排列组成定子铁芯部件，每一个定子铁芯四(15)的定子榫头二(10)沿着轴向与定子铁芯一(14)的两个定子榫头一(7)之间的几何中心线轴向对齐；每一个定子铁芯一(14)的定子凸台一(6)安装一个弱磁绕组一(5)；每一个定子铁芯四(15)的定子凸台二(9)安装一个弱磁绕组二(8)；把安装有若干个弱磁绕组一(5)的定子铁芯一(14)安装在定子磁轭(3)的一端，使定子铁芯一(14)的定子榫头一(7)安装在定子磁轭(3)的定子榫槽一(22)内，并且使定子榫头一镶嵌面(18)与定子榫槽一镶嵌面(21)相互接触；依次把定子铁芯二(13)、定子隔磁板(12)、定子铁芯三(16)安装在定子磁轭(3)径向内侧，并且使定子铁芯二(13)位于定子铁芯一(14)的一端；把安装有若干个弱磁绕组二(8)的定子铁芯四(15)安装在定子磁轭(3)的另一端，使定子铁芯四(15)的定子榫头二(10)安装在定子磁轭(3)的定子榫槽二(19)内，并且使定子榫头二镶嵌面(17)与定子榫槽二镶嵌面(20)相互接触；之后把定子绕组(4)安装在定子铁芯部件径向内侧的定子线槽(11)内；转子部件(1)包括转轴(24)、隔磁衬套(25)、转子磁轭(26)、永磁体一(27)、转子铁芯一(28)、永磁体二(29)、转子铁芯二(30)、鼠笼铁芯(31)、转子鼠笼(32)；转轴(24)呈圆柱形；隔磁衬套(25)呈圆筒形，隔磁衬套(25)中间是隔磁衬套轴孔，隔磁衬套(25)材料是非导磁材料；永磁体一(27)呈瓦片形，所有永磁体一(27)的径向外表面的磁极极性相同；永磁体二(29)呈瓦片形，所有永磁体二(29)的径向外表面的磁极极性相同，并且，永磁体一(27)与永磁体二(29)的径向外表面的磁极极性互为异性磁极；转子磁轭(26)呈圆筒形，转子磁轭(26)材质是导磁材料，转子磁轭(26)采用钢带卷制加工，卷制后在转子磁轭钢带端头(48)处焊接固定；转子磁轭(26)中间是转子磁轭轴孔(54)，转子磁轭(26)轴向一端均布若干个转子榫槽一(47)，每一个转子榫槽一(47)沿着圆周方向的两侧各有一个转子榫槽一镶嵌面(46)，该两个转子榫槽一镶嵌面(46)相互平行；相邻两个转子榫槽一(47)之间是转子凸台一(45)；转子磁轭(26)轴向另一端均布若干个转子榫槽二(49)，每一个转子榫槽二(49)沿着圆周方向的两侧各有一个转子榫槽二镶嵌面(51)，该两个转子榫槽二镶嵌面(51)相互平行；相邻两个转子榫槽二(49)之间是转子凸台二(50)；每一个转子榫槽一(47)与一个转子榫槽二(49)沿着轴向对齐；转子铁芯一(28)由若干个转子铁芯一冲片叠压而成，转子铁芯一冲片材质是导磁材料，转子铁芯一(28)呈环形，转子铁芯一(28)中间是轴孔一(37)，转子铁芯一(28)径向内侧边缘均布若干个转子榫头一(39)，每一个转子榫头一(39)沿着圆周方向的两侧各有一个转子榫头一镶嵌面(40)，该两个转子榫头一镶嵌面(40)相互平行；相邻两个转子榫头一(39)之间是转子铁芯凹槽一(38)；转子铁芯一(28)径向外侧边缘依次均布若干个转子凸极一(35)和转子磁极槽一(33)，每一个转子铁芯一(28)上的转子凸极一(35)的数量是转子磁极数的一半，转子磁极槽一(33)的数量是转子磁极数的一半；转子铁芯二(30)由若干个转子铁芯二冲片叠压而成，转子铁芯二冲片材质是导磁材料，转子铁芯二(30)呈环形，转子铁芯二(30)中间是轴孔二(53)，转子铁芯二(30)径向内侧边缘均布若干个转子榫头二(43)，每一个转子榫头二(43)沿着圆周方向的两侧各有一个转子榫头二镶嵌面(44)，该两个转子榫头二镶嵌面(44)相互平行；相邻两个转子榫头二(43)之间是转子铁芯凹槽二(42)；转子铁芯二(30)径向外侧边缘依次均布若干个转子凸极二(36)和转子磁极槽二(34)，每一个转子铁芯二(30)上的转子凸极二(36)的数量是转子磁极数的一半，转子磁极槽二(34)的数量是转子磁极数的一半；鼠笼铁芯(31)由若干个鼠笼铁芯冲片叠压而成，鼠笼铁芯冲片材质是导磁材料，鼠笼铁芯(31)呈环形，鼠笼铁芯(31)中间是鼠笼铁芯轴孔(52)，鼠笼铁芯(31)径向外侧边缘均布若干个鼠笼线槽；转子鼠笼(32)有两个鼠笼端环(41)和若干个鼠笼导条(58)，鼠笼导条(58)安装在鼠笼铁芯(31)的鼠笼线槽内；转子部件(1)装配时，转轴(24)安装在隔磁衬套(25)中间的隔磁衬套轴孔内，隔磁衬套(25)安装在转子磁轭(26)中间的转子磁轭轴孔(54)内，把转子磁轭(26)径向外侧的中间部位安装在鼠笼铁芯(31)的鼠笼铁芯轴孔(52)内，转子铁芯一(28)安装在转子磁轭(26)一端的径向外侧，使转子铁芯一(28)的转子榫头一(39)安装在转子磁轭(26)的转子榫槽一(47)内，并且使转子榫头一镶嵌面(40)与转子榫槽一镶嵌面(46)相互接触；转子铁芯二(30)安装在转子磁轭(26)另一端的径向外侧，使转子铁芯二(30)的转子榫头二(43)安装在转子磁轭(26)的转子榫槽二(49)内，并且使转子榫头二镶嵌面(44)与转子榫槽二镶嵌面(51)相互接触；转子部件(1)装配后，转子铁芯一(28)的转子凸极一(35)与转子铁芯二(30)的转子磁极槽二(34)沿轴向对齐，转子铁芯一(28)的转子磁极槽一(33)与转子铁芯二(30)的转子凸极二(36)沿轴向对齐；转子铁芯一(28)的每一个转子磁极槽一(33)中粘贴有一个永磁体一(27)；每一个永磁体一(27)构成一个转子主磁极，每一个永磁体一(27)磁化相邻的转子凸极一(35)，形成一个与该永磁体一(27)互为异性磁极的转子辅助磁极；转子铁芯二(30)的每一个转子磁极槽二(34)中粘贴有一个永磁体二(29)；每一个永磁体二(29)构成一个转子主磁极，每一个永磁体二(29)磁化相邻的转子凸极二(36)，形成一个与该永磁体二(29)互为异性磁极的转子辅助磁极；若永磁体一(27)的径向外表面磁极极性为N极，则永磁体二(29)的径向外表面磁极极性为S极，永磁体一(27)构成N极转子主磁极，永磁体二(29)构成S极转子主磁极，转子凸极一(35)构成S极转子辅助磁极，转子凸极二(36)构成N极转子辅助磁极；转子主磁极与转子辅助磁极共同建立转子永磁体磁场；永磁体一(27)或者永磁体二(29)的径向外表面至定子铁芯一(14)或者定子铁芯四(15)的任何一处径向内表面的电动机气隙是永磁体气隙；转子凸极一(35)或者转子凸极二(36)的径向外表面至定子铁芯一(14)或者定子铁芯四(15)的任何一处径向内表面的电动机气隙是凸极气隙；凸极气隙长度小于永磁体气隙长度；鼠笼铁芯(31)的径向外表面至定子铁芯二(13)或者定子铁芯三(16)的任何一处径向内表面的电动机气隙是鼠笼铁芯气隙。