专利名称：太阳跟踪系统用永磁驱动电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种永磁驱动电机，尤其涉及一种太阳跟踪系统用高效、高出力、 高功率密度、高可靠性和低力矩波动表面安装式或内置式永磁驱动电机，属于电机技术领 域。
背景技术：
太阳跟踪系统是针对太阳能光伏发电需要对太阳进行实时跟踪的应用设计。基本 功能是使光伏阵列随着太阳而转动，实现高精度的太阳跟踪。太阳跟踪器的稳定性与可靠 性一直是其没有被大规模应用的主要问题，驱动电机性能是关键之一。目前国内外太阳跟 踪驱动电机基本上采用永磁直流电机，存在耗电大、效率低、电磁兼容性差、噪音大、力矩波 动大、线性度差、过载能力低、换向器火花、电刷磨损和可靠性差等缺陷。系统可靠性差、跟 踪误差大、成本过高。性能对太阳跟踪系统品质的提升至关重要，直接影响太阳能利用效率 和可靠性。目前国内外正在研发的永磁直流无刷电机(PMBLM)其电枢励磁为“非圆形跳跃 式”的旋转磁场，存在较大的力矩波动，精度低，调速范围也窄，影响电机高效、宽调速、平稳 低噪运行。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种高效、高出力、高功率密度、高可靠性和低力矩波动 的太阳跟踪系统用永磁驱动电机。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现太阳跟踪系统用永磁驱动电机，包括机壳和机壳内的定子和转子，定子包括固定 在机壳内壁的定子铁芯和定子绕组，定子铁芯包括定子磁轭、定子槽和定子齿，转子包括转 轴和转子铁芯，特点是所述转子铁芯内圆周方向均勻开有永磁槽，在永磁槽中镶有径向磁 化矩形条状磁钢，径向磁化矩形条状磁钢与极靴构成永磁磁极，极靴外圆为同心或非同心 弧形曲面，形成均勻或不均勻对称径向气隙。进一步地，上述的太阳跟踪系统用永磁驱动电机，其中，所述相邻两块径向磁化矩 形条状磁钢中的一块径向磁化矩形条状磁钢所在的永磁槽的两端开半圆凹槽。更进一步地，上述的太阳跟踪系统用永磁驱动电机，其中，所述径向磁化矩形条状 磁钢为V型径向磁化矩形条状磁钢。再进一步地，上述的太阳跟踪系统用永磁驱动电机，其中，所述V型径向磁化矩形 条状磁钢所在的永磁槽内沿径向插有矩形撑条。本实用新型技术方案的实质性特点和进步主要体现在①本实用新型内置式永磁转子铁芯的相邻磁极两端间隔开凹槽，使电机合成力矩 波动大幅降低，与常规永磁驱动电机(不开半圆凹槽)比较，力矩波动减少40%，实现高精 度平稳运行；②电机定转子间的不均勻对称径向气隙，具有聚磁、改善气隙磁场波形、使气隙磁场接近正弦波，降低电机噪音、力矩波动，抑制静态和动态电枢反应、提高过载能力，提高太 阳跟踪系统精度；③在内置式V型磁钢间的永磁槽内，径向插入高强度树脂矩形撑条，抗机械强度， 减小转子高速运行时的离心力，磁桥宽度可减小，提高气隙磁通密度，可转矩增加10%，使 电机具有高效、高出力、高可靠性和低力矩波动等特性。
以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明
图1 带磁极两端间隔开凹槽的内置式永磁(IPM)电机剖面示意图；图2.图1结构电机的力矩与旋转角关系波形示意图；图3 内置式V型径向磁化矩形条状磁钢的永磁驱动电机剖面示意图；图4 :V型磁钢间插入矩形撑条的内置式永磁结构的局部剖面示意图；图5 =V型磁钢间插入矩形撑条的内置式永磁电机的局部剖面示意图；图6.图5电机磁钢间带与不带矩形撑条的输出力矩与负载角关系示意图；图7 带不均勻气隙的内置式永磁转子剖面示意图；图8 永磁电机气隙磁通密度波形示意图。图中各附图标记的含义见下表
权利要求1.太阳跟踪系统用永磁驱动电机，包括机壳和机壳内的定子和转子，定子包括固定在 机壳内壁的定子铁芯和定子绕组，定子铁芯包括定子磁轭、定子槽和定子齿，转子包括转轴 和转子铁芯，其特征在于所述转子铁芯内圆周方向均勻开有永磁槽，在永磁槽中镶有径向 磁化矩形条状磁钢，径向磁化矩形条状磁钢与极靴构成永磁磁极，极靴外圆为同心或非同 心弧形曲面，形成均勻或不均勻对称径向气隙。
2.根据权利要求1所述的太阳跟踪系统用永磁驱动电机，其特征在于所述相邻两块 径向磁化矩形条状磁钢中的一块径向磁化矩形条状磁钢所在的永磁槽的两端开半圆凹槽。
3.根据权利要求1所述的太阳跟踪系统用永磁驱动电机，其特征在于所述径向磁化 矩形条状磁钢为V型径向磁化矩形条状磁钢。
4.根据权利要求3所述的太阳跟踪系统用永磁驱动电机，其特征在于所述V型径向 磁化矩形条状磁钢所在的永磁槽内沿径向插有矩形撑条。
专利摘要本实用新型涉及太阳跟踪系统用永磁驱动电机，包括机壳和机壳内的定子和转子，定子包括固定在机壳内壁的定子铁芯和定子绕组，定子铁芯包括定子磁轭、定子槽和定子齿，转子包括转轴和转子铁芯，转子铁芯内圆周方向均匀开有永磁槽，在永磁槽中镶有径向磁化矩形条状磁钢，径向磁化矩形条状磁钢与极靴构成永磁磁极，转子极靴外圆为同心或非同心弧形曲面，形成均匀或不均匀对称径向气隙；相邻两块径向磁化矩形条状磁钢中的一块径向磁化矩形条状磁钢所在的永磁槽的两端开半圆凹槽；径向磁化矩形条状磁钢为V型径向磁化矩形条状磁钢；V型径向磁化矩形条状磁钢所在的永磁槽内沿径向插有矩形撑条。该电机具有高效、高出力、高可靠性和低力矩波动等特性。
文档编号H02K21/14GK201789394SQ201020506290
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者林德芳, 胡岗 申请人:苏州工业园区和鑫电器有限公司, 苏州工业园区美能新能源有限公司