[發明專利]異步起動永磁電機的轉子和使用其的異步起動永磁電機

有效

• 申請號: 201110380474.X
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN103138517A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 劉萬振;姚麗;王震宇;林巖
• 申請（專利權）人: 丹佛斯（天津）有限公司
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/27;H02P6/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳敬蓮

技術領域

本發明涉及永磁電機領域，尤其涉及，異步起動永磁電機的轉子和使用其的異步起動永磁電機。

背景技術

通常，諸如無刷DC電機的永磁電機具有安裝在轉子芯部上的永磁體以產生旋轉驅動力。典型地，永磁電機包括定子和轉子以及端蓋等部件。定子是永磁電機的固定部分，用于產生旋轉磁場，主要由定子鐵芯、定子繞組等部件組成。轉子是永磁電機的轉動部分，由轉子鐵芯、轉子繞組和轉軸等部件組成，其作用是在旋轉磁場作用下獲得轉動力矩。

基于轉子結構中繞組的設置方式，永磁電機被分為鼠籠式永磁電機和繞線式永磁電機。鼠籠式永磁電機的轉子用銅條等安裝在轉子鐵芯槽內，兩端用端環焊接。

在現有的異步起動永磁電機中存在下述問題：為了提高起動轉矩，就會在一定程度上降低永磁電機牽入同步的能力和穩定運行時的性能(例如效率、功率因數)；反之，要提高牽入同步的能力和穩定運行時的性能，就會降低起動轉矩。目前的解決上述問題的方法之一是平衡永磁電機的起動轉矩、牽入同步的能力和穩定運行的性能，且選用適當的永磁體用量。

鑒于上述的永磁電機的起動轉矩、牽入同步的能力和穩定運行能力之間的相互約束或相互制衡的關系。確有需要提供一種新型的異步起動永磁電機的轉子，其既能夠提高異步起動永磁電機的起動轉矩，又可以提高異步起動永磁電機的牽入同步能力和穩定運行能力。

發明內容

本發明的目的旨在解決現有技術中存在的上述問題和缺陷的至少一個方面。

相應地，本發明的目的之一是提供一種新型的異步起動永磁電機的轉子，其既能夠提高異步起動永磁電機的起動轉矩，又可以提高異步起動永磁電機的牽入同步能力和穩定運行能力。

本發明的另一目的是提供一種使用上述的轉子的異步起動永磁電機。

根據本發明的一個方面，提供了一種用于異步起動永磁電機的轉子，包括：轉子鐵芯；多個永磁體，所述多個永磁體被沿著相對于所述轉子中心的圓周間隔地設置在所述轉子鐵芯的內部；至少一個磁通開關，設置在所述相鄰永磁體之間且靠近所述轉子鐵芯的外圓周，所述磁通開關能夠改變所述相鄰永磁體之間的磁通回路。

進一步地，所述磁通開關包括銜鐵、一部分轉子鐵芯、纏繞到所述一部分轉子鐵芯上的轉子繞組、和連接所述銜鐵和所述一部分轉子鐵芯的彈簧件。

進一步地，所述銜鐵是圓弧形，所述每個永磁體是圓弧形，所述銜鐵對應地沿所述永磁體的圓周設置在所述永磁體之間但與對應的永磁體間隔開一距離，以與所述多個永磁體形成一個圓筒結構。

進一步地，所述銜鐵是圓弧形，所述每個永磁體是長方體形，所述銜鐵對應地設置在所述永磁體之間但與對應的永磁體間隔開一距離，以與所述多個永磁體形成一個圓環結構。

進一步地，所述銜鐵能夠在處于與所述永磁體在同一圓周上的第一位置和比第一位置更靠近所述轉子鐵芯的外圓周的第二位置之間移動。

進一步地，所述一部分轉子鐵芯沿著所述轉子的外圓周設置且在其與彈簧件連接的一側設置成凹槽，所述彈簧件被容納在所述凹槽中。

進一步地，所述凹槽具有兩個臂，每個臂上纏繞有轉子繞組。

進一步地，所述第二位置為所述弧形銜鐵的兩端與所述轉子鐵芯的凹槽的兩個臂的頂部接觸所處的位置。

進一步地，在對所述轉子繞組通電且在銜鐵與所述一部分轉子鐵芯之間產生相應的磁力時，所述銜鐵通過所述磁力克服彈簧件的反作用力以使所述銜鐵離開所述第一位置到達所述第二位置，實現所述磁通開關的閉合。

進一步地，在所述轉子繞組斷電時，彈簧件的反作用力能夠將所述銜鐵從所述第二位置推動至所述第一位置，實現所述磁通開關的斷開。

進一步地，所述轉子繞組通過設置在所述轉子中心處的轉軸上的滑環實現通電或斷電。

進一步地，所述轉子還包括沿著所述轉子外圓周間隔地設置在所述轉子鐵芯內部的多個轉子籠，用于產生異步起動轉矩。

進一步地，所述多個永磁體為四個永磁體，所述至少一個磁通開關為四個磁通開關，且所述四個永磁體與所述四個磁通開關中的銜鐵處于相對于轉子中心的同一圓周上且構成圓筒形結構。

根據本發明的另一方面，提供了一種異步起動永磁電機，所述異步起動永磁電機包括：定子，和根據上述的轉子，所述轉子可旋轉地設置在所述定子中，且與所述定子間隔開一距離。

進一步地，所述定子包括圓筒形的定子鐵芯、多個沿所述定子的徑向方向向內延伸的定子齒、在所述多個定子齒分布之間的定子槽以及纏繞所述定子齒以產生旋轉磁場的線圈。