异步起动永磁同步电机的转子结构及应用制造技术

本申请公开了异步起动永磁同步电机的转子结构及应用。导条整体呈非均匀不对称分布，导条与永磁体共同构成了具有磁通屏障作用的多层转子结构，电机主磁通方向导条倾斜，d轴磁阻明显增大，d轴磁化电感降低，电机凸极比变大，磁阻转矩增加，牵入同步过程的加速转矩变大，牵入同步能力变强。与相关技术导条根数相同情况下，反电势方向的导条截面积较大，导条整体电阻减小，接近临界同步转速时的转差率变小，牵入同步能力提高。此外，电机主磁通方向的导条在空间上具有一定的倾斜角度，使得d、q轴电流发生较大变化，d轴电感减小，d轴电流增大，q轴电流减小，导致合成电流变小，内功率因数角变大，功率因数角变小，功率因数和效率均得到提升。提升。提升。

【技术实现步骤摘要】
异步起动永磁同步电机的转子结构及应用


[0001]本申请涉及电机的
，尤其涉及异步起动永磁同步电机的转子结构及应用。

技术介绍

[0002]异步起动永磁同步电动机在拥有自起动能力的情况下，还具有效率高、功率因数高、过载能力强的优势，是一种发展前景良好的新型永磁电机。若用异步起动永磁同步电动机取代或者部分取代工业异步电动机，可以达到很好的节能效果。但在实际应用中，传统的异步起动永磁同步电机不仅要有优良的稳态性能指标，在暂态性能方面也应满足可靠运行的要求，特别是某些特殊应用场合如纺织化纤工业、年运行时间长的风机水泵等领域。异步起动永磁同步电机的起动分异步起动阶段和牵入同步阶段，而牵入同步过程中往往因带有较大的系统转动惯量，需要更多的能量以加速到同步转速，对牵入性能有很严格的要求，尤其是应用在特殊场合，电机一旦牵入同步能力较差或者无法牵入同步运行，这对电机的稳态运行有极大的影响。同时，长时间较大的起动电流会增加电机对电源的冲击，同样对永磁体的抗退磁能力不利。
[0003]鉴于以上相关技术中两极异步起动永磁同步电机在某些特殊场合应用上存在的弊端，有必要提出一种新型两极异步起动永磁同步电机转子结构。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供异步起动永磁同步电机的转子结构及应用，能够在满足相应功率等级异步电动机的技术要求下提高电机的牵入同步能力。
[0005]本申请提供一种转子结构，包括：
[0006]包括环形分布于转子本体内表面的导条，其特征在于：在主磁通方向上的所述导条沿d轴方向不对称分布并且均匀间隔地排布，在反电势方向上的所述导条沿q轴方向对称分布并且非均匀间隔地排布。
[0007]可选地，所述主磁通方向的导条的延伸方向相对于所述转子本体的径向呈倾斜设置。
[0008]可选地，所述导条靠近轴心的端部的倾斜方向与所述转子本体的旋转方向相反。
[0009]可选地，所述在反电势方向上导条能够与所述转子本体的内置永磁体形成磁通屏障结构。
[0010]可选地，所述在反电势方向上的导条的截面积均不小于所述主磁通方向上的导条的截面积。
[0011]第二方面，本申请提供一种异步起动永磁同步电机，包括如上述的转子结构。
[0012]第三方面，本申请提供一种如上述的异步起动永磁同步电机的应用，应用在用于实现单向旋转的电机装置上。
[0013]本技术方案转子结构中，导条整体呈非均匀不对称分布，导条与永磁体共同构成
了具有磁通屏障作用的多层转子结构，电机主磁通方向导条倾斜，d轴磁阻明显增大，d轴磁化电感降低，电机凸极比变大，磁阻转矩增加，牵入同步过程的加速转矩变大，所需能量变少，牵入同步能力变强。在与传统两极异步起动永磁同步电机导条根数相同的情况下，电机反电势方向的导条截面积较大，转子导条整体电阻减小，电机接近临界同步转速时的转差率变小，牵入同步能力提高。
[0014]不仅如此，电机主磁通方向的导条在空间上具有一定的倾斜角度，使得dq轴电流发生较大变化，d轴电感减小，d轴电流增大，q轴电流减小，导致合成电流变小，内功率因数角变大，功率因数角变小，功率因数和效率均得到提升。电机主磁通方向的导条在空间上具有一定的倾斜角度，d轴方向的磁通屏障作用较为明显，在一定程度上降低了永磁体的抗退磁风险。
附图说明
[0015]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0016]图1为相关技术中转子结构的整体结构示意图；
[0017]图2为申请实施例提供转子结构的整体结构示意图；
[0018]图3为申请实施例提供转子结构在稳态运行时的磁力线分布图；
[0019]图4为相关技术的转子结构在不同负载转矩倍数下的转速图；
[0020]图5为申请实施例提供转子结构在不同负载转矩倍数下的转速图；
[0021]图6为相关技术的转子结构在不同转动惯量倍数下的转速图；
[0022]图7为申请实施例提供转子结构在不同转动惯量倍数下的转速图；
[0023]图8为相关技术转子结构、本申请转子结构的临界牵入特性曲线图；
[0024]图9为相关技术转子结构、本申请转子结构稳态运行时导条上的涡流损耗波形图；
[0025]图10为相关技术转子结构、本申请转子结构的A相电流波形图；
[0026]图11为相关技术转子结构、本申请转子结构的时
‑
空矢量图；
[0027]图12为相关技术转子结构的退磁区域图；
[0028]图13为本申请所提供转子结构的退磁区域图；
[0029]图14为相关技术转子结构、本申请转子结构的额定转矩图；
[0030]其中，图中元件标识如下：
[0031]1,2,3,4,5
‑
导条；6
‑
空气槽；7
‑
永磁体。
具体实施方式
[0032]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0033]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述
中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0034]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0035]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0036]参考图2，本申请实施例所提供的转子结构，包括环形分布于转子表面的非均匀不对称的20根导条1,2,3,4,5、2根导条1,2,3,4,5、4根导条1,2,3,4,5和4根导条1,2,3,4,5，导条1,2,3,4,5沿d轴方向均匀不对称分布，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异步起动永磁同步电机的转子结构，其特征在于，包括环形分布于转子本体内表面的导条，其特征在于：在主磁通方向上的所述导条沿d轴方向不对称分布并且均匀间隔地排布，在反电势方向上的所述导条沿q轴方向对称分布并且非均匀间隔地排布。2.根据权利要求1所述转子结构，其特征在于，所述主磁通方向的导条的延伸方向相对于所述转子本体的径向呈倾斜设置。3.根据权利要求2所述转子结构，其特征在于，所述导条靠近轴心的端部的倾斜方向与所述转子本体的旋转方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓光，刘城，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：