本发明专利技术是一种半磁片式永磁同步电动机异步起动转子，其涉及一种应用于永磁同步电动机的转子，在其一对磁极中，只使用一个永磁体作为一个磁极，并利用转子铁芯的凸极作为另外一个磁极，与二极转子相同，在四极和六极转子中，安装有相同极性的永磁体作为磁极。在转子铁芯的凸极和永磁体下面的磁极槽处，分别有若干个外圈鼠笼槽和内圈鼠笼槽，槽内安装有外圈鼠笼导条和内圈鼠笼导条，由外圈鼠笼导条和内圈鼠笼导条在永磁同步电动机起动时产生异步转矩。半磁片式永磁同步电动机异步起动转子结构简单，永磁体用量少，适宜做中小规格永磁同步电动机。异步起动降低了电动机控制设备成本，同步运行提高了电动机运行效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种半磁片式永磁同步电动机异步起动转子，其涉及一种应用于永磁同步电动机的转子，特别是涉及一种能够异步起动的半磁片式永磁同步电动机转子。
技术介绍
电动机按照用途划分为控制用电动机和驱动用电动机。控制用电动机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中作执行元件，最有代表性的就是伺服电动机。驱动用电动机仅用于提供相对平稳的机械动力。许多型号的电动机都具备两类电动机的性能需求。例如，Y系列三相异步电动机和永磁同步电动机。与异步电动机相比，永磁同步电动机的功率因数高，节能效果显著，所以永磁同步电动机正逐渐取代异步电动机，成为主流电动机。交流伺服永磁同步电动机需要专用的控制器，不必具备异步起动的功能。驱动用永磁同步电动机在许多工业应用中，不需要变频调速，甚至不需要频繁起动，为了在节能的前提下降低设备成本，往往要求其具备异步起动的功能。国家标准《GB/T22711高效三相永磁同步电动机技术条件》规定了一种适用于油田游梁式抽油机及类似高起动转矩负载，极数为六极、八极，同步转速为1000r/min和750r/min,转子带笼形起动绕组的永磁同步电动机。该标准中没有收录与Y系列三相异步电动机相对应的机座号132以下，以及功率2.2kw以下的永磁同步电动机。在Y3系列三相异步电动机标准中，尚有机座号63、71、80、90、100、112 共六个机座号级别，功率为 0.12kw、0.18kw、0.25kw、0.37kw、0.55kw、0.75kw、1.lkw、l.5kw共八个功率规格,和同步转速为3000r/min和1500r/min的二极、四极共两个同步转速等级。中小流量水泵和风机的常用电动机为二极、四极。由水泵和风机的电动机特性可知，流量与转速的一次方成正比，扬程或出口压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。同一型号的水泵和风机在一定流量条件下，电动机的转速越低，水泵的扬程越低，风机的出口压力越 小。高扬程或出口压力的水泵和风机通常选择二极电动机，低扬程或出口压力的水泵和风机通常选择四极电动机。适用于中小流量水泵和风机的电动机规格不在国家标准《GB/T22711高效三相永磁同步电动机技术条件》中有规定。驱动水泵和风机的电动机是量大面广的通用机械设备，其每年的耗电量占中国发电总量的一半以上，中国每年所生产的中小型交流异步电动机一半以上用于驱动水泵和风机。目前中小流量的水泵和风机的电动机仍然为交流异步电动机。在需要调整流量的系统中，可以采用变频器，控制全部或部分水泵或风机的电动机运行，达到节能的目的。在不需要调整流量的系统中，只能采用高效率电动机达到节能的目的。例如，采用永磁同步电动机替代交流异步电动机。通常情况下，小流量的水泵和风机是不需要调整流量的，并且小流量的水泵和风机系统更注重成本因素，低成本的小功率节能型电动机的市场需求量很大，却没有满足此类需求的能够异步起动的小功率永磁同步电动机。其原因在于能够异步起动的普通永磁同步电动机转子结构的限制。目前，能够异步起动的普通永磁同步电动机转子结构有两大类，一是表面式转子，二是内置式转子。表面式转子是在均布有鼠笼导条的转子铁芯表面粘贴瓦片式的永磁体，永磁体外表面有非导磁材料的护套，避免永磁体的脱落。此类电动机的表面式转子极间填充物为非导磁材料时，属于隐极电动机，极间填充物为导磁材料时，属于凸极电动机。表面式转子的缺点是，鼠笼导条在转子内部，产生的异步转矩小，仅适合于对起动性能要求不高的场合。内置式转子是在均布有鼠笼导条的转子铁芯内部安装永磁体，电动机的极数较少时，常采用串联磁路结构。内置式转子的缺点是，漏磁大，需要采用隔磁措施，转子机械强度差。内置式转子的空气槽和隔磁磁桥增加了转子的加工难度。与表面式转子相比，内置式转子的永磁体用量多，成本高。内置式转子的交轴磁阻与直轴磁阻不相等，此类电动机属于凸极电动机。凸极电动机有磁阻转矩，有利于提高电动机的过载能力，磁阻转矩也会导致气隙磁场畸变，增加了转矩脉动和运行噪音。国家标准《GB/T22711高效三相永磁同步电动机技术条件》中没有小功率电动机的原因是，内置式转子结构复杂，不适宜做小规格的电动机。中小流量的水泵和风机都是带负载起动的，负载转矩随着电动机转速的提高而增力口。中小流量的水泵和风机所需的电动机起动性能，低于游梁式抽油机等高起动转矩负载对电动机起动性能的一般要求，但高于能够空载起动的机械设备对电动机起动性能的一般要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服传统内置式转子结构复杂、不适宜做中小规格电动机的缺陷，提供一种结构简单、能够异步起动、起动转矩大的永磁同步电动机的半磁片式转子。本专利技术的实施方案如下: 本专利技术总的特征是半磁片式永磁同步电动机异步起动转子由转轴、永磁体、转子铁芯、护套、极间隔磁架、鼠笼、键条、轴承组成。永磁体、护套、极间隔磁架、鼠笼安装在转子铁芯上，通过键条把转子铁芯安装在转轴中间位置，两个轴承分别安装在转轴两端。半磁片式永磁同步电动机异步起动转子的一对磁极中，只使用一个永磁体作为一个磁极，并利用转子铁芯的凸极作为另外一个磁极，与二极转子相同，在四极和六极转子中，安装有相同极性的永磁体作为磁极。在转子铁芯的凸极和永磁体下面的磁极槽处，分别有若干个外圈鼠笼槽和若干个内圈鼠笼槽，槽内安装有外圈鼠笼导条和内圈鼠笼导条，由外圈鼠笼导条和内圈鼠笼导条在永磁同步电动机起动时产生异步转矩。内圈鼠笼导条产生的异步转矩与普通表面式转子产生的异步转矩基本相等，外圈鼠笼导条产生的异步转矩则大于普通表面式转子产生的异步转矩。半磁片式永磁同步电动机异步起动转子结构简单，永磁体用量少，适宜做中小规格永磁同步电动机。异步起动降低了电动机控制设备成本，同步运行提高了电动机运行效率。转轴呈圆柱形,材质可以是导磁材质或非导磁材质,转轴中间有转轴键槽,转轴一端有输出轴端键槽，另一端有风扇轴端键槽。永磁体呈瓦片形，同一个半磁片式永磁同步电动机异步起动转子中，永磁体的磁极极性相同，即每个永磁体的圆弧外表面都是N极，或者都是S极。为了减少永磁同步电动机定子旋转磁场在永磁体中产生的润流损耗，永磁体可以由若干小块磁片拼接而成。转子铁芯由若干个转子铁芯冲片叠压而成，转子铁芯冲片材质是以硅钢片为代表的导磁材料，转子铁芯中间有一个轴孔， 轴孔边缘有铁芯键槽，转子铁芯外缘有若干个凸极和若干个磁极槽，磁极槽中间用来粘贴永磁体，磁极槽两侧用来放置极间隔磁架，磁极槽内侧有若干个内圈鼠笼槽，内圈鼠笼槽可以是开口槽，也可以是闭口槽，凸极内侧有若干个外圈鼠笼槽，外圈鼠笼槽可以是开口槽，也可以是闭口槽。鼠笼可以用铝材浇铸制成，也可以用铜材焊接制成。鼠笼中间有若干个外圈鼠笼导条和若干个内圈鼠笼导条，鼠笼两端各有一个鼠笼端环，鼠笼端环呈环形，鼠笼端环外缘有若干个凸极和若干个磁极槽，磁极槽全部用来放置极间隔磁架，每个鼠笼端环的外侧表面均布若干个转子翅片。极间隔磁架是以树脂为代表的非导磁材质，在转子铁芯和鼠笼端环的磁极槽与永磁体的间隙中填充制成。护套呈圆筒形，以不绣钢为代表的非导磁金属材质制成，或者在转子铁芯表面，由缠绕经环氧树脂浸溃的高强度的玻璃丝纤维或碳素纤维制成。当内圈鼠笼槽是闭口槽，外圈鼠笼槽是开口槽，以铸铝鼠笼转子为例，半磁片式永磁同本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半磁片式永磁同步电动机异步起动转子，其特征在于由转轴（3）、永磁体（4）、转子铁芯（5）、护套（6）、极间隔磁架（9）、鼠笼、键条（22）、轴承（23）组成；永磁体（4）、护套（6）、极间隔磁架（9）、鼠笼安装在转子铁芯（5）上，通过键条（22）把转子铁芯（5）安装在转轴（3）中间位置，两个轴承（23）分别安装在转轴（3）两端；半磁片式永磁同步电动机异步起动转子的一对磁极中，只使用一个永磁体（4）作为一个磁极，并利用转子铁芯（5）的凸极作为另外一个磁极，与二极转子相同，在四极和六极转子中，安装有相同极性的永磁体（4）作为磁极；在转子铁芯（5）的凸极和永磁体（4）下面的磁极槽（28）处，分别有若干个外圈鼠笼槽（26）和若干个内圈鼠笼槽（27），槽内安装有外圈鼠笼导条（11）和内圈鼠笼导条（10）；转轴（3）呈圆柱形，材质可以是导磁材质或非导磁材质，转轴（3）中间有转轴键槽（25），转轴（3）一端有输出轴端键槽（19），另一端有风扇轴端键槽（24）；永磁体（4）呈瓦片形，同一个半磁片式永磁同步电动机异步起动转子中，永磁体（4）的磁极极性相同，即每个永磁体（4）的圆弧外表面都是N极，或者都是S极；永磁体（4）可以由若干小块磁片拼接而成；转子铁芯（5）由若干个转子铁芯冲片叠压而成，转子铁芯冲片材质是以硅钢片为代表的导磁材料，转子铁芯（5）中间有一个轴孔，轴孔边缘有铁芯键槽（29），转子铁芯（5）外缘有若干个凸极和若干个磁极槽（28），磁极槽（28）中间用来粘贴永磁体（4），磁极槽（28）两侧用来放置极间隔磁架（9），磁极槽（28）内侧有若干个内圈鼠笼槽（27），内圈鼠笼槽（27）可以是开口槽，也可以是闭口槽，凸极内侧有若干个外圈鼠笼槽（26），外圈鼠笼槽（26）可以是开口槽，也可以是闭口槽；鼠笼可以用铝材浇铸制成，也可以用铜材焊接制成；鼠笼中间有若干个外圈鼠笼导条（11）和若干个内圈鼠笼导条（10），鼠笼两端各有一个鼠笼端环（20），鼠笼端环（20）呈环形，鼠笼端环（20）外缘有若干个凸极和若干个磁极槽（28），磁极槽（28）全部用来放置极间隔磁架（9），每个鼠笼端环（20）的外侧表面均布若干个转子翅片（21）；极间隔磁架（9）是以树脂为代表的非导磁材质，在转子铁芯（5）和鼠笼端环（20）的磁极槽（28）与永磁体（4）的间隙中填充制成；护套（6）呈圆筒形，以不绣钢为代表的非导磁金属材质制成，或者在转子铁芯（5）表面，由缠绕经环氧树脂浸渍的高强度的玻璃丝纤维或碳素纤维制成。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨志伟，孟祥利，赵晓东，
申请(专利权)人：大连东利伟业环保节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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