[發明專利]混合式異步起動永磁同步電動機及變極變速法

有效

• 申請號: 201410237902.7
• 申請日: 2014-06-02
• 公開（公告）號: CN104184292A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 趙曉東
• 申請（專利權）人: 趙曉東
• 主分類號: H02K21/46
• 分類號: H02K21/46
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種混合式異步起動永磁同步電動機及變極變速法，其特征在于電動機轉子采用混合式轉子，電動機定子繞組采用非變極定子繞組或變極定子繞組；

混合式轉子的轉子鐵芯部件由若干個永磁鐵芯和若干個鼠籠鐵芯（7）兩種類型的轉子鐵芯組成；永磁鐵芯有非變極永磁鐵芯（32）和變極永磁鐵芯（5）兩種結構；

采用非變極永磁鐵芯（32）的混合式轉子是非變極混合式轉子；采用變極永磁鐵芯（5）的混合式轉子是變極混合式轉子；非變極混合式轉子與含有非變極定子繞組的電動機定子裝配在一起，組成異步起動永磁同步電動機；變極混合式轉子與含有變極定子繞組的電動機定子裝配在一起，組成異步起動變極變速永磁同步電動機；

變極永磁鐵芯（5）的徑向外表面有若干個轉子凹槽和若干個轉子凸極；每一個轉子凹槽中粘貼有兩個互為異性磁極的永磁體（4），相鄰轉子凹槽之間的相鄰永磁體（4）互為異性磁極；每一個永磁體（4）形成一個轉子主磁極；轉子主磁通在同一個轉子凹槽中的兩個轉子主磁極之間形成閉合回路；每一個永磁體（4）磁化相鄰的轉子凸極一側，形成一個與該永磁體（4）互為異性磁極的轉子輔助磁極；轉子輔助磁通在永磁體（4）與轉子凸極之間形成閉合回路；

在變極變速的低轉速同步運行時，若干個轉子主磁極和若干個轉子輔助磁極共同建立低轉速轉子磁場；在變極變速的高轉速同步運行時，定子旋轉磁場磁極數減少；轉子輔助磁極對面的定子磁極產生的定子附加磁場與轉子輔助磁極互為同性磁極，在定子附加磁場的同極性相互排斥的磁力作用下，轉子輔助磁通不在永磁體（4）與轉子凸極之間形成閉合回路，轉子輔助磁通合并在轉子主磁通中；由若干個轉子主磁極共同建立高轉速轉子磁場；轉子輔助磁通閉合路徑的改變，使混合式轉子能夠自動適應變換電動機磁極數，實現永磁同步電動機的變極變速。

2.根據權利要求1所述的一種混合式異步起動永磁同步電動機及變極變速法，其特征在于混合式轉子由轉軸（1）、隔磁襯套（3）、轉子鐵芯部件、轉子鼠籠、轉子永磁體部件組成；轉子鼠籠、轉子永磁體部件安裝在轉子鐵芯部件上，轉子鐵芯部件安裝在非導磁材料的轉軸（1）上，或者轉子鐵芯部件安裝在隔磁襯套（3）上，隔磁襯套（3）安裝在導磁材料的轉軸（1）上；

轉軸（1）呈圓柱形，材料是導磁材料或非導磁材料；導磁材料的轉軸（1）需要與隔磁襯套（3）配合使用；隔磁襯套（3）呈圓筒形，材料是非導磁材料；

轉子鐵芯部件至少包含有一個永磁鐵芯和一個鼠籠鐵芯（7）；永磁鐵芯與鼠籠鐵芯（7）沿軸向排列，永磁鐵芯與鼠籠鐵芯（7）之間有一個聯接環（16）；

鼠籠鐵芯（7）由若干個鼠籠鐵芯沖片疊壓而成，鼠籠鐵芯沖片材質是以硅鋼片為代表的導磁材料；鼠籠鐵芯（7）呈環形，鼠籠鐵芯（7）中間是軸孔（20）；鼠籠鐵芯（7）徑向外側邊緣均布若干個鼠籠鐵芯導條槽（33），鼠籠鐵芯導條槽（33）是開口槽或閉口槽；

非變極永磁鐵芯（32）由若干個非變極永磁鐵芯沖片疊壓而成，非變極永磁鐵芯沖片材質是以硅鋼片為代表的導磁材料；非變極永磁鐵芯（32）呈環形，非變極永磁鐵芯（32）中間是軸孔（20）；非變極永磁鐵芯（32）徑向外側邊緣均布若干個換向鼠籠導條槽（21），換向鼠籠導條槽（21）是開口槽或閉口槽；

變極永磁鐵芯（5）由若干個變極永磁鐵芯沖片疊壓而成，變極永磁鐵芯沖片材質是以硅鋼片為代表的導磁材料；變極永磁鐵芯（5）呈環形，變極永磁鐵芯（5）中間是軸孔（20）；變極永磁鐵芯（5）徑向外側邊緣均布若干個轉子凹槽和若干個轉子凸極，轉子凹槽稱為鐵芯磁極槽（19），轉子凸極稱為鐵芯凸極（17）；鐵芯磁極槽（19）和鐵芯凸極（17）之間是階梯形的轉子調節槽（18）；鐵芯磁極槽（19）靠近軸孔（20）的內側均布若干個換向鼠籠導條槽（21），換向鼠籠導條槽（21）是閉口槽或開口槽；鐵芯凸極（17）靠近軸孔（20）的內側均布若干個核心鼠籠導條槽（22），核心鼠籠導條槽（22）是開口槽或閉口槽，核心鼠籠導條槽（22）是雙鼠籠形或深槽形，核心鼠籠導條槽（22）或者采用常用的凸形槽、梨形槽和平底槽；

聯接環（16）呈環形，聯接環（16）材質是導磁材料或非導磁材料；聯接環（16）安裝在非變極永磁鐵芯（32）和鼠籠鐵芯（7）之間，聯接環（16）或者安裝在變極永磁鐵芯（5）和鼠籠鐵芯（7）之間；

轉子鼠籠用鋁材壓鑄制成，或者用銅材焊接制成；轉子鼠籠中間是環形的隔磁端環（9），兩端分別是鼠籠端環一（2）和鼠籠端環二（10）；隔磁端環（9）和鼠籠端環二（10）呈環形；在隔磁端環（9）和鼠籠端環二（10）之間有若干個鼠籠鐵芯導條（8），鼠籠鐵芯導條（8）與鼠籠鐵芯（7）的鼠籠鐵芯導條槽（33）位置相對應；當轉子鼠籠用于非變極混合式轉子時，鼠籠端環一（2）呈環形；在隔磁端環（9）和鼠籠端環一（2）之間有若干個換向鼠籠導條（15），換向鼠籠導條（15）與非變極永磁鐵芯（32）的換向鼠籠導條槽（21）位置相對應；當轉子鼠籠用于變極混合式轉子時，鼠籠端環一（2）呈環形，并且，鼠籠端環一（2）徑向外側邊緣均布若干個端環凹槽（23）；端環凹槽（23）與變極永磁鐵芯（5）的鐵芯磁極槽（19）位置相對應；當轉子鼠籠用于變極混合式轉子時，在隔磁端環（9）和鼠籠端環一（2）之間有若干個換向鼠籠導條（15）和若干個核心鼠籠導條（6）；換向鼠籠導條（15）與變極永磁鐵芯（5）的換向鼠籠導條槽（21）位置相對應；核心鼠籠導條（6）與變極永磁鐵芯（5）的核心鼠籠導條槽（22）位置相對應；

轉子永磁體部件由若干個永磁體（4）組成；永磁體（4）呈瓦片形；用于非變極混合式轉子的永磁體（4）粘貼在非變極永磁鐵芯（32）徑向外表面；用于變極混合式轉子的永磁體（4）粘貼在變極永磁鐵芯（5）的鐵芯磁極槽（19）中；相鄰的永磁體（4）圓弧外表面互為異性磁極。