[發明專利]一種異步起動的永磁同步電動機的轉子結構

在審

• 申請號: 202011010435.6
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112134382A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 王愛元
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K21/46;H02K21/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種異步起動的永磁同步電動機的轉子結構，包括轉子鐵芯，所述轉子鐵芯的每個轉子磁極由V型結構的兩塊永磁體產生主磁場，每塊永磁體朝向氣隙的一端依次連接鐵芯塊和彈性體，所述永磁體、鐵芯塊和彈性體設于永磁體槽內，所述鐵芯塊和永磁體產生的徑向離心壓力可沿永磁體槽移動形成彈性體的壓縮狀態和釋放狀態兩種狀態。與現有技術相比，本發明在不改變電機整體結構設計和優良性能的前提下，消除起動階段的永磁體制動發電轉矩，進一步提高起動轉矩，滿足電動機帶載/重載起動的要求，減少起動時間，減少對相關機械設備和電力系統的沖擊，促進異步起動永磁同步電動機的應用，具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明涉及異步起動永磁同步電動機技術領域，尤其是涉及一種異步起動的永磁同步電動機的轉子結構。

背景技術

異步起動的永磁同步電動機轉子上有鼠籠繞組和永磁體，鼠籠繞組產生起動時的轉矩，永磁體產生同步運行時的轉矩，具有異步電動機的帶載起動和同步電動機的高效率運行優勢，在油田、紡織、礦山等行業有一定的應用。

通常異步起動的永磁同步電動機轉子設計時鼠籠繞組位于轉子的外圍，永磁體位于鼠籠繞組的內側并深入轉子鐵芯，屬于嵌入式結構，因此鼠籠繞組和永磁體存在空間競爭，電機起動過程存在永磁體產生的周期性發電制動轉矩，起動能力有限、振動噪聲大、起動電流對電網沖擊大等突出問題。

為提升異步起動的永磁同步電動機的起動能力，專利CN110932442A提出定子繞組采用變極和轉子繞組采用復合線圈結構提高異步起動轉矩；專利CN110784083A和CN108233652A為提高電機起動性能以及平衡電機工況輸出轉矩設計了雙定子結構；專利CN110752732A在轉子上設置雙層鼠籠繞組和磁鋼槽型，用于提升電機的起動性能和輸出特性；專利CN106026576A采用雙轉子結構消除永磁制動轉矩。上述現有技術提出的轉子復合線圈、雙定子、雙轉子繞組設計使電機的結構復雜、制造困難，

專利CN108306473A和文獻(田蒙蒙、王秀和、楊玉波、陳天民、于浩霞,基于變極繞組的異步起動永磁同步電動機起動性能研究[J].中國電機工程學報,2017.17(11)：3287-3293)采用變極起動消除永磁制動轉矩，但變極設計僅存在于有限情況下電機極槽配合的繞組設計，不具有通用性。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種異步起動的永磁同步電動機的轉子結構。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種異步起動的永磁同步電動機的轉子結構，包括轉子鐵芯，所述轉子鐵芯的每個轉子磁極由V型結構的兩塊永磁體產生主磁場，每塊永磁體朝向氣隙的一端依次連接鐵芯塊和彈性體，所述永磁體、鐵芯塊和彈性體設于永磁體槽內，所述鐵芯塊和永磁體產生的徑向離心壓力可沿永磁體槽移動形成彈性體的壓縮狀態和釋放狀態兩種狀態。

優選的，所述永磁體、彈性體和鐵芯塊的寬度相同。

優選的，所述永磁體槽靠近氣隙一側的開槽寬度為放置永磁體處開槽寬度的1.5倍以及氣隙長度的3倍以上。

優選的，所述永磁體槽靠近氣隙一端的兩側填充隔磁填料。

優選的，所述隔磁填料采用固化環氧樹脂隔磁填料。

優選的，所述永磁體槽靠近氣隙一側的長度為彈性體處于釋放狀態下長度的1.1倍。

優選的，所述彈性體采用軟化溫度和熱分解溫度均高于電機絕緣溫升限度的聚氨酯彈性體。

優選的，所述轉子鐵芯處于靜止或起動狀態時，所述彈性體所受到的鐵芯塊和永磁體產生的徑向離心壓力為零或不足以引起彈性體的壓縮形變，所述鐵芯塊和轉子鐵芯之間存在吸力處于靜止狀態。