一种变磁桥异步启动永磁同步电动机制造技术

本发明专利技术公开了一种变磁桥异步启动永磁同步电动机，包括定子和转子，定子与转子通过气隙分开；转子包括转子铁芯、转子鼠笼、永磁体以及转轴，转子铁芯安装于转轴上，永磁体安装于转子铁芯上，转子鼠笼安装于转子铁芯上，转子铁芯上设有隔磁磁桥，隔磁磁桥宽度沿转轴方向由两端向中间减小。隔磁磁桥宽度的减小，使整个轴向上的隔磁磁桥磁阻有效增大，能够提高转子铁芯的隔磁效果，同时转子鼠笼采用铝水浇铸成型，能够抵消由于隔磁磁桥宽度减少对转子铁芯强度的削弱，使得转子能够兼顾好的隔磁效果和高的机械性能。且该转子铁芯结构简单，易于加工制造。

【技术实现步骤摘要】
一种变磁桥异步启动永磁同步电动机
本专利技术属于永磁电机领域，更具体地，涉及一种变磁桥异步启动永磁同步电动机。
技术介绍
异步启动永磁同步电动机因其在功率因素、效率方面具有高于异步电机的优点，同时也具有异步启动的能力，其应用领域越来越广泛，特别是在要求高效的场合，这也使得对其的研究成为热点。对异步启动同步电动机的研究目标主要是提高效率、功率因素、启动品质因素和减少单位功率的永磁体用量等。然而异步启动永磁同步电动机基本都采用永磁体内置的结构，必然导致永磁体的漏磁大，利用率低，进而影响启动品质因数和单位功率永磁体用量。目前的隔磁措施主要包括两种方式：采用非磁性转轴或转轴上加隔磁铜套方式，这使制造成本高且工艺复杂；采用空气隔磁和隔磁磁桥的方式，有一定隔磁效果，但这种结构在较大容量电动机的场合难以满足机械强度要求。因此，现有的隔磁措施都很难兼顾隔磁效果好和机械强度高。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术提供了一种变磁桥异步启动永磁同步电动机，旨在解决现有的异步启动永磁同步电动机难以兼顾好的隔磁效果和高的机械强度的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供的一种变磁桥异步启动永磁同步电动机，包括：定子和转子，定子与转子通过气隙分开；转子包括转子铁芯、转子鼠笼、永磁体以及转轴，转子铁芯安装于转轴上，永磁体安装于转子铁芯上，转子鼠笼安装于转子铁芯上，转子铁芯上设有隔磁磁桥，隔磁磁桥宽度沿转轴方向由两端向中间减小，转子鼠笼采用铝水浇铸成型。隔磁磁桥宽度沿着转轴方向由两端向中间减小，使整个轴向隔磁磁桥的磁阻有效地增大，提高隔磁效果，同时转子鼠笼采用铝水浇铸成型，能够抵消由于隔磁磁桥宽度变小对转子铁芯机械强度的削弱，使得转子能兼顾好的隔磁效果和高的机械强度。进一步地，转子铁芯采用冲片结构，便于将转子铁芯加工成变磁桥结构。进一步地，隔磁磁桥宽度沿转轴方向由两端向中间呈阶梯式或弧线式减小，可避免对转子铁芯机械强度削弱过大，同时又能使转子铁芯有好的隔磁效果。进一步地，隔磁磁桥宽度大于等于1毫米，当隔磁磁桥宽度小于1毫米时，转子强度锐减。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，有以下有益效果：1、由于本专利技术中采用变磁桥的转子铁芯，隔磁磁桥宽度越小，磁桥部位的磁阻就越大，越能限制永磁体的漏磁，故本专利技术提供的变磁桥异步启动永磁同步电动机与常规异步启动永磁同步电动机相比，在沿整个转轴方向上对永磁体的漏磁限制作用更加明显，实现了降低漏磁、改善启动品质因数和降低单位功率永磁体用量的目标。2、由于转子铁芯结构较简单，可以采用冲片结构，加工成变磁桥的转子铁芯相对比较容易，在转子铁芯的冲片结构加工成型后，采用铝水浇铸的方式成型转子鼠笼，使转子鼠笼与转子铁芯二者联结为一体，可抵消由于转子铁芯的隔磁磁桥宽度减小对转子机械强度的削弱，保证转子高的机械强度。附图说明图1为本专利技术提供的变磁桥异步启动永磁同步电动机的定子结构图；图2为本专利技术提供的变磁桥异步启动永磁同步电动机的转子结构图(以44槽4极为例)；图3为本专利技术提供的变磁桥异步启动永磁同步电动机转子的截面图；图4为本专利技术提供的变磁桥异步启动永磁同步电动机转子的剖视图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提供的变磁桥异步启动永磁同步电动机，包括定子和转子，定子与转子通过气隙隔开，转子包括转子铁芯、转轴、转子鼠笼以及永磁体，转子铁芯安装在转轴上，永磁体位于转子铁芯上，转子鼠笼也位于转子铁芯上。转子铁芯上设有隔磁磁桥，隔磁磁桥的宽度沿着转轴方向由两端向中间减小，由于沿着转轴方向转子铁芯采用这种变磁桥结构，能够有效的增加转子铁芯上隔磁磁桥的磁阻，提高转子铁芯的隔磁效果，同时控制隔磁磁桥宽度由两端向中间逐渐减少的幅度和采用铝水浇铸成型的转子鼠笼，能够抵消由于隔磁磁桥宽度减少对转子铁芯强度的削弱，使得转子兼顾好的隔磁效果和高的机械强度，隔磁磁桥的最大宽度小于等于2mm，隔磁磁桥的最小宽度大于等于1mm，当隔磁磁桥的宽度大于2mm时，隔磁磁桥的隔磁效果锐减，当隔磁磁桥的宽度小于1mm时，转子铁芯的机械强度锐减，故1mm≤b≤2mm，b为隔磁磁桥宽度。图1为本专利技术提供的变磁桥异步启动永磁同步电机的实施例中定子铁芯结构，定子铁芯上设有36槽。图2为本专利技术提供的变磁桥异步启动永磁同步电机的实施例中转子铁芯结构，为三段式结构，转子铁芯第一段1与转子铁芯第三段3隔磁磁桥宽度相同，均为2mm，转子铁芯第二段2的隔磁磁桥宽度为1mm。图3为本专利技术提供的变磁桥异步启动永磁同步电动机的实施例中转子铁芯的截面图，图中b表示的是隔磁磁桥的宽度，沿着虚线G-G方向对转子铁芯进行剖分，可以得到如图4所示的变磁桥异步启动永磁同步电动机转子铁芯的剖视图。本专利技术实施例中转子铁芯采用冲片结构，在加工转子铁芯冲片时，需加工隔磁磁桥宽度为1mm和隔磁磁桥宽度为2mm的转子铁芯冲片，将隔磁磁桥宽度为2mm的转子铁芯冲片等分为两组，第一组用于形成转子铁芯的第一段1，第二组用于形成转子铁芯的第三段3，磁桥宽度为1mm的转子铁芯冲片形成转子铁芯的第二段2。转子铁芯采用冲片结构，易于将转子铁芯加工成变磁桥结构，将各冲片按顺序叠成一体后，再进行铝水浇铸成型转子鼠笼，使二者联结为一体，这样转子铁芯在转动时所受电磁力能传递给结构坚固的转子鼠笼，使得变磁桥转子具备较强的机械强度，能在较大容量的电动机上使用。此处转子铁芯的隔磁磁桥宽度采用了阶梯的变化规律，这种转子铁芯结构将使整个转子铁芯平均隔磁磁桥宽度有效减小，以使整个轴向上的隔磁磁桥磁阻有效增大，从而提高磁桥的隔磁效果，有效减小永磁体的漏磁。隔磁磁桥宽度在轴向的变化规律可根据加工工艺尽量简单来确定，可以采用上述多级阶梯变化规律，也可以采用弧线式变化规律，即隔磁磁桥的宽度在转轴方向为连续变化，采用弧线式变化的有利于将转子铁芯所受拉力分散。本专利技术提供的变磁桥异步启动永磁同步电动机，通过在转轴方向上由两端向中间规律减小隔磁磁桥的宽度，增大磁阻，达到有效减小永磁体漏磁，提高永磁体利用率，进而改善启动品质因数，减少单位功率永磁体用量，同时能保证转子铁芯有高的机械强度。能够采用转子铁芯冲片方式加工变磁桥的转子铁芯，结构相对简单易于实现，易于大规模生产。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原理上所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变磁桥异步启动永磁同步电动机，其特征在于，包括：定子和转子，定子与转子通过气隙分开；转子包括转子铁芯、转子鼠笼、永磁体以及转轴，转子铁芯安装于转轴上，永磁体安装于转子铁芯上，转子鼠笼安装于转子铁芯上，转子铁芯上设有隔磁磁桥，隔磁磁桥宽度沿转轴方向由两端向中间减小，转子鼠笼采用铝水浇铸成型。

【技术特征摘要】
1.一种变磁桥异步启动永磁同步电动机，其特征在于，包括：定子和转子，定子与转子通过气隙分开；转子包括转子铁芯、转子鼠笼、永磁体以及转轴，转子铁芯安装于转轴上，永磁体安装于转子铁芯上，转子鼠笼安装于转子铁芯上，转子铁芯上设有隔磁磁桥，隔磁磁桥宽度沿转轴方向由两端向中间减小，转子鼠笼采用铝水浇铸成型。2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，卢阳，王洪亮，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42