[發(fā)明專利]混合轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)以及采用該混合轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的曳引機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410734074.8
• 申請(qǐng)日: 2014-12-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104578654A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范堅(jiān)堅(jiān);馬勇明;李慶潘;鐘駿祥;王立強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江西子富沃德電機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): H02K21/22
• 分類號(hào): H02K21/22;H02K1/27;B66B11/04
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 解明鎧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種混合轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)、以及采用該混合轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的該曳引機(jī)。

背景技術(shù)

目前，電梯曳引機(jī)主要是三相異步電機(jī)或永磁同步電機(jī)。三相異步電機(jī)體積大、噪音大、工作效率低，并且配備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的減速裝置，使得整個(gè)曳引機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整體成本提高。永磁同步曳引機(jī)無(wú)需減速裝置，并且效率高、噪音小，逐步取代三相異步電機(jī)，但稀土材料價(jià)格昂貴，限制了永磁同步電機(jī)的發(fā)展。

現(xiàn)有技術(shù)中，開(kāi)發(fā)了一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，利用磁阻最小原理，即磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合。其定子鐵芯和轉(zhuǎn)子有幾個(gè)齒極，由硅鋼片沖制疊成，定子齒極上繞有線圈，提供電機(jī)工作的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。該電機(jī)不使用永磁體，成本低廉，但是轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，運(yùn)行噪音和振動(dòng)較大。

現(xiàn)有技術(shù)中還公開(kāi)了另外一種混合轉(zhuǎn)矩電機(jī)，可以同時(shí)利用永磁轉(zhuǎn)矩與磁阻轉(zhuǎn)矩，如專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210472407.5的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種永磁磁阻型輪轂電機(jī)，其中所公開(kāi)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，安裝同極性的磁鋼，間隔以弧形凸極和導(dǎo)磁凸體，宣稱可以減少磁鋼用量，但該種結(jié)構(gòu)只用一種極性磁鋼，其反電勢(shì)畸變較大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，并且沒(méi)有使用位置傳感器，無(wú)法滿足電梯曳引機(jī)定位精度要求。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210056143.5的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種永磁輔助同步磁阻電機(jī)及其安裝方法，該文獻(xiàn)中所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子為U或V字形，內(nèi)插磁鋼，該方法可以利用永磁及磁阻轉(zhuǎn)矩，但轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工安裝困難，且因轉(zhuǎn)子內(nèi)挖多槽，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不高。

另外，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210472407.5的專利文獻(xiàn)中的永磁磁阻型輪轂電機(jī)，其磁鋼的充磁方向相同(全N或者全S)，其鐵磁凸極與轉(zhuǎn)子是一體的，鐵磁凸極作為轉(zhuǎn)子的磁極，與磁鋼磁極相反，其結(jié)構(gòu)的凸極性強(qiáng)，但是轉(zhuǎn)矩波動(dòng)進(jìn)一步增大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種能夠有效提高磁阻轉(zhuǎn)矩、減小磁鋼用量且能實(shí)現(xiàn)高精度定位的混合轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)以及采用該混合轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的曳引機(jī)。

一種混合轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，包括定子和位于定子外周的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括筒狀的轉(zhuǎn)子鐵芯，在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)壁間隔分布有多個(gè)永磁體，相鄰的兩個(gè)永磁體極性相反，在相鄰兩個(gè)永磁體間設(shè)有導(dǎo)磁材料。

本發(fā)明中，導(dǎo)磁材料的存在，使得電機(jī)d軸電感與q軸電感差異加大，電機(jī)呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)“凸極”。引入結(jié)構(gòu)“凸極”，使得傳感器可以被去除，實(shí)現(xiàn)曳引機(jī)無(wú)位置傳感器控制的可能性提高。

作為優(yōu)選，相對(duì)于轉(zhuǎn)子鐵芯，各導(dǎo)磁材料分體設(shè)置。采用該技術(shù)方案，方便了各導(dǎo)磁材料的安裝。

作為優(yōu)選，各永磁體以及導(dǎo)磁材料均為條狀，各永磁體均勻分布在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)壁。

作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述導(dǎo)磁材料緊靠轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)壁，相鄰兩導(dǎo)磁材料相對(duì)面之間形成固定面以固定永磁體(如圖4所示)。采用該技術(shù)方案，直接通過(guò)導(dǎo)磁材料實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁體的固定，不需要在永磁體上加工安裝孔槽等，保證了永磁體的導(dǎo)磁性能和整體強(qiáng)度。

作為優(yōu)選，所述永磁體朝向轉(zhuǎn)子軸線的一端的兩側(cè)邊帶有倒角。采用該技術(shù)方案，永磁體頂面兩側(cè)不直接與導(dǎo)磁材料接觸，保證永磁體氣隙磁密分布的各次空間諧波最小化，避免導(dǎo)磁材料與導(dǎo)磁材料接觸的位置產(chǎn)生漏磁，進(jìn)一步提高電機(jī)性能。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)磁材料朝向轉(zhuǎn)子軸線的一側(cè)為弧面。導(dǎo)磁材料采用多段式的弧形導(dǎo)磁材料，可提高氣隙基波磁密幅值、減小漏磁及基波磁密波形畸變率，同時(shí)可進(jìn)一步提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩，提高電機(jī)凸極比，導(dǎo)磁材料的實(shí)際形狀優(yōu)化需根據(jù)電機(jī)性能要求進(jìn)行。

作為優(yōu)選，永磁體以及導(dǎo)磁材料為直極或斜極結(jié)構(gòu)。永磁體和導(dǎo)磁材料的結(jié)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際需要確定。永磁體以及導(dǎo)磁材料為直極或斜極結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步減小電機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而降低電機(jī)脈動(dòng)。

作為優(yōu)選，永磁體的極弧系數(shù)為0.4～0.8。永磁體可具有不同的極弧系數(shù)，極弧系數(shù)可根據(jù)性能及成本綜合進(jìn)行。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述永磁體的極弧系數(shù)為0.6。

作為優(yōu)選，永磁體以及導(dǎo)磁材料沿徑向的厚度相同。永磁體和導(dǎo)磁材料的形狀及厚度可根據(jù)性能及成本綜合選擇，通過(guò)調(diào)整永磁體和導(dǎo)磁材料的形狀，可進(jìn)一步優(yōu)化電機(jī)性能。

一種混合轉(zhuǎn)矩電梯曳引機(jī)，包括機(jī)座，安裝在機(jī)座上的電動(dòng)機(jī)，與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)固定的曳引輪，以及設(shè)置在機(jī)座上與曳引輪相配合的制動(dòng)器，所述電動(dòng)機(jī)為上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的混合轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明的曳引機(jī)綜合利用了永磁轉(zhuǎn)矩與磁阻轉(zhuǎn)矩，比開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，噪音低效率高。