[發明專利]一種過渡異步起動永磁同步電動機的變極變速法

有效

• 申請號: 201610097078.9
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105656271B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 趙曉東
• 申請（專利權）人: 大連碧藍節能環保科技有限公司
• 主分類號: H02K21/46
• 分類號: H02K21/46;H02K21/14;H02K1/27;H02K1/24
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技術領域

本發明是一種過渡異步起動永磁同步電動機的變極變速法，其涉及一種應用于永磁同步電動機的方法，特別是涉及一種采用過渡起動方式進行異步起動和變極變速的永磁同步電動機的方法。

背景技術

交流異步電動機的效率較低，永磁同步電動機的效率高、功率因數高、節能效果顯著，所以永磁同步電動機正逐漸取代交流異步電動機成為主流電動機。普通永磁同步電動機無法自起動，需要配置變頻器，但是變頻器成本較高。異步起動永磁同步電動機不需要配置變頻器，能夠在節能的前提下降低設備成本。國家標準《GB/T25303 紡織專用高效率永磁同步電動機技術條件》和《GB/T22711高效三相永磁同步電動機技術條件》分別規定了一種適用于紡織、石油行業的自起動永磁同步電動機。兩個標準中的永磁同步電動機均采用內置式轉子，內置式轉子結構復雜，不適宜做小規格的電動機，所以兩個標準中沒有小于1.1kw的小功率電動機規格。

以油田游梁式抽油機所采用的雙速電動機為代表的大中型交流異步電動機，普遍采用變極變速節能技術，交流異步電動機的鼠籠繞組能夠自動適應變換電動機磁極數。傳統永磁同步電動機的表面式轉子和內置式轉子均無法自動適應變換電動機磁極數，因此，傳統永磁同步電動機技術無法采用變極變速的方法。

CN104184292A公布了“混合式異步起動永磁同步電動機及變極變速法”，該技術方案不適用于轉子磁極為二極/六極的異步起動永磁同步電動機。為了提高離心泵的效率，泵類電動機普遍設計為同步轉速為3000轉/分鐘的二極電動機。離心水泵在輕載運行時，可以通過降低電動機轉速實現節能目的。機械等行業迫切需求磁極數為二極的，能夠異步起動的變極變速永磁同步電動機，作為泵類設備的一種低成本的小型電動機節能技術。

發明內容

本發明的目的是克服傳統小型永磁同步電動機無法自起動、不能變極變速的缺陷，提供一種采用過渡起動方式進行異步起動和變極變速的永磁同步電動機的方法。本發明的實施方案如下：

本發明總的特征是過渡異步起動永磁同步電動機由定子部件、轉子部件組成。轉子部件安裝在定子部件內，過渡異步起動永磁同步電動機采用過渡起動方式或者直接起動方式。

定子部件由定子鐵芯、定子繞組和電動機機座組成，定子繞組安裝在定子鐵芯上，定子鐵芯和定子繞組安裝在電動機機座內，電動機機座內腔的軸向兩側各裝配有一個軸承，分別是軸承一和軸承二。

轉子部件由轉軸、緩沖墊一、緩沖墊二、開口擋圈、隔磁襯套、永磁體、同步轉子鐵芯、異步轉子鐵芯、鼠籠組成。轉子部件至少包含有一個同步轉子鐵芯和一個異步轉子鐵芯。同步轉子鐵芯與異步轉子鐵芯沿軸向排列并且安裝在轉軸上。

轉軸呈圓柱形，材料是導磁材料或非導磁材料。導磁材料的轉軸與隔磁襯套配合使用。隔磁襯套呈圓筒形，材料是非導磁材料。轉軸的兩端各有一個環形凹槽，每一個凹槽中安裝有一個開口擋圈，兩個開口擋圈的軸向外側分別安裝有環形的緩沖墊一和緩沖墊二。

異步轉子鐵芯由若干個異步轉子鐵芯沖片疊壓而成，異步轉子鐵芯呈環形，異步轉子鐵芯中間是通孔，異步轉子鐵芯通過其中間的通孔安裝在轉軸上。異步轉子鐵芯徑向外側邊緣均布若干個鼠籠導條槽。異步轉子鐵芯上安裝有一個鼠籠，鼠籠由若干個鼠籠導條和兩個鼠籠端環組成。鼠籠采用轉子斜槽結構，即每一個鼠籠導條的軸線與轉子部件的轉軸的軸線傾斜一定角度。若干個鼠籠導條安裝在異步轉子鐵芯的鼠籠導條槽中。

同步轉子鐵芯由若干個同步轉子鐵芯沖片疊壓而成，同步轉子鐵芯呈環形，同步轉子鐵芯中間是軸孔，隔磁襯套安裝在同步轉子鐵芯的軸孔中，同步轉子鐵芯通過圓筒形的隔磁襯套安裝在轉軸上。同步轉子鐵芯徑向外側邊緣均布兩個鐵芯磁極槽和兩個鐵芯凸極，每一個鐵芯凸極有兩個曲率半徑較小的曲面，分別組成兩個轉子輔助磁極。永磁體呈瓦片形。永磁體粘貼在鐵芯磁極槽中，每一個永磁體構成一個轉子主磁極。轉子部件上的每一個永磁體磁化相鄰的鐵芯凸極一側，形成一個與該永磁體互為異性磁極的轉子輔助磁極。

適用于轉子磁極為二極/六極的過渡異步起動永磁同步電動機的同步轉子鐵芯上，每一個鐵芯磁極槽中粘貼有一個永磁體，相鄰鐵芯磁極槽中粘貼的永磁體圓弧外表面互為異性磁極。同步轉子鐵芯上的一個鐵芯磁極槽中圓弧外表面為N極的永磁體形成一個N極轉子主磁極，另一個鐵芯磁極槽中圓弧外表面為S極的永磁體形成一個S極轉子主磁極。N極轉子主磁極的永磁體分別磁化相鄰的鐵芯凸極一側，各形成一個S′極轉子輔助磁極。S極轉子主磁極的永磁體分別磁化相鄰的鐵芯凸極一側，各形成一個N′極轉子輔助磁極。