专利名称：能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，更具体的说，尤其涉及一种设置有隔磁磁桥和永磁体防火墙的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机。
背景技术：
在现有技术中，“一种异步起动永磁同步电动机”，专利号200710113^8. 7，解决了他人长期没有解决的转子可靠性问题，但是经研究发现，该技术电机只适用于有过流保护的条件之下。反之，当电机过载失步或缺相失步时定转子就会出现过流现象，此时永磁转子的磁场就会出现退磁，从而造成电机失效。一、现有技术异步起动永磁同步电动机永磁体磁场退磁的原因。1、转子的结构形式现有技术所论述的转子是由圆柱形的永磁转子和圆筒形的异步起动转子组成。异步起动转子紧固在永磁转子外，永磁转子是由转轴，以及永磁体等部件构成。永磁体为瓦形状，贴在轴的中间外圆上。磁极之间为非导磁材体组成。异步起动转子由若干个间隔分布的转子鼠笼导条和导磁槽组成，异步起动鼠笼导条底部为隔磁磁桥。2、转子永磁体退磁的原因由电磁理论可知，在导体形成闭合回路通电之后，导体周围就会有磁场产生，离导体愈近，其磁场愈强，离导体愈远其磁场愈弱。由磁场理论可知，同极性磁场N (或S)相对时，在一定距离条件下，当其一磁场强度是另一磁场强度一定倍数时，其磁场强度小者就会出现永久退磁现象。隔磁磁桥由于在厚度方面尺寸很小，(因为在满足强度要求的情况下其尺寸越小隔磁效果就越好)，一般小于2mm。在现有技术中，电机在额定电流的7-10倍起动电流情况下所设计的异步起动转子磁场与永磁转子磁场同极性发生作用时使永磁体磁场不会退磁， 可以连续正常工作。然而，在电机没有设过流保护装置，当电机因过载失步时，转子就会产生高出额定电流20倍以上电流。此时由于异步起动转子因过流所产生的磁场也在额定状态20倍以上，该磁场对永磁转子磁场就产生强大冲击。由于鼠笼导条与永磁体的距离过近使得永磁体磁场永久退磁。针对现有异步起动永磁同步电动机存在的缺点，申请人于2009年12月9日申请了发明名称为“能够克服大电流冲击不退磁的异步起动永磁同步电动机”、专利号为 “200910249019. 3”的发明专利，公开了一种设置有隔磁磁桥和永磁体防火墙的同步电动机。该申请所公开的技术方案中，没有提及非导磁体对应且只对应一个鼠笼导条的情形；而在实际的应用中，非导磁体仅与一个鼠笼导条相对应的情况十分常见和适用。
发明内容本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种设置有隔磁磁桥和永磁体
3防火墙的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机。本实用新型的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，包括有定子和转子，所述的转子是由圆柱形的永磁转子和紧固在永磁转子外圈的圆筒形的异步起动转子构成；所述的永磁转子是由转轴、均勻分布在转轴四周的瓦状形的η个永磁体和η个非导磁体组成，永磁体和非导磁体相间分布，相邻的两个永磁体极性相反，η为大于等于2的偶数；所述的异步起动转子是由若干个间隔分布的鼠笼导条和导磁齿组成，其特别之处在于每个非导磁体对应一个鼠笼导条，该鼠笼导条与非导磁体之间设置有隔磁磁桥；所述永磁体与鼠笼导条之间为永磁体防火墙，永磁体防火墙的材料为导磁材料。隔磁磁桥的作用是防止相邻的两个永磁体通过永磁体防火墙形成磁通回路，保证永磁体与定子形成磁通回路。永磁体防火墙的厚度可以根据电动机的额定功率进行改变，其作用是当鼠笼导条中的冲击电流过大时，可有效避免对永磁体所产生的消磁作用。本实用新型的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，所述每个非导磁体与对应的鼠笼导条之间的隔磁磁桥的数目为一个。在非导磁体仅仅与一个鼠笼导条相对应时，隔磁磁桥的数目也为一个。本实用新型的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，所述的永磁体防火墙与导磁齿为一体结构。永磁体防火墙与导磁齿可以为同一材料且共同铸出。本实用新型的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，所述隔磁磁桥位于鼠笼导条的底部且与鼠笼导条相接触，鼠笼导条与非导磁体之间为空腔或非导磁材料。本实用新型的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，电动机功率小于 7. 5KW时，永磁体防火墙的厚度为2 6mm ；功率为7. 5 15KW时，永磁体防火墙的厚度为 3 IOmm ；功率大于15KW时，永磁体防火墙的厚度大于5mm。可以根据电动机的功率大小， 来选取不同的永磁体防火墙的厚度，已达到对永磁体的最佳保护，使其在大电流冲击的情况下也不退磁。本发明的磁路结构如附图所示，下面结合结构特点对本发明进行分析1、本发明的异步起动永磁同步电动机的转子结构属径向式磁路结构。本发明转子的结构由两部分组成，一是永磁转子；二是异步起动转子。永磁转子中的永磁体是瓦形状。异步起动转子鼠笼导条可以是任意形状。这两部分在组合时过盈配合压装，使得转子各部件在组合后形成一刚性结构。这些是与现有技术“一种异步起动永磁同步”专利号 20071013^8. 7、以及发明名称为“能够克服大电流冲击不退磁的异步起动永磁同步电动机”且专利号为200910246019. 3的发明专利的形似之处。2、本发明的基本结构与现有技术的不同，也就是本发明的创新点，本发明异步起动转子减少了隔磁磁桥的数目，增加了异步起动转子鼠笼导条与永磁转子永磁体之间的距离，由于鼠笼导条周围的磁场的大小与到鼠笼的距离有关，距离愈远磁场愈弱。适当的距离就可大大降低其电机在失步时异步起动转子磁场对永磁体磁场的冲击。另外，由于鼠笼导条与永磁体之间是导磁磁材料，当两同极性磁场发生冲击时，其导磁材料起到了缓冲作用， 在一定程度上起到了防火墙作用。3、本发明与发明名称为“能够克服大电流冲击不退磁的异步起动永磁同步电动机”、专利号为200910M6019. 3的发明专利的不同之处在于，本发明中的非导磁体对应的鼠笼导条的数目为一个，在非导磁体与这一个鼠笼导条之间设置有一个隔磁磁桥。[0019]由上三点陈述，可以得出如下结论1、本发明具有与发明名称为“能够克服大电流冲击不退磁的异步起动永磁同步电动机”、专利号为200910M6019. 3的发明专利中所公开的电动机一样的高可靠性，因为它的受力特点与装配工艺是一致的。转子内部各部件紧密配合形成一刚体。2、按照电磁理论的方法计算，用实验的方法校定异步起动转子鼠笼导条底部与永磁体表面的距离。由此方法设计的异步起动永磁电动机在电机失步的情况下永磁转子的永磁体就不会退磁，具有无过流保护条件下高可靠性、高效节能的优点。本实用新型的有益效果是(1)本实用新型通过设置隔磁磁桥，实现了相邻两永磁体之间的磁通隔离，更加有利于永磁体与定子之间形成磁通回路，有效地避免了漏磁；通过在鼠笼导条与永磁体之间设置永磁体防火墙，有效地避免了异步起动转子中电流过大对永磁体所造成的消磁。(2)通过多次实验和理论总结，本实用新型还公开了电动机在不同功率情况下，所选取的永磁体防火墙的最佳值，更加的有利于实用。本实用新型具有高可靠性、高效节能的优点。
图1为本实用新型的第一种实施例的转子的结构示意图；图2为本实用新型的第一种实施例中转轴与永磁体配合时的结构图；图3为本实用新型的第一种实施例中异步起动转子的结构示意图；图4为本实用新型的第二种实施例的转子的结构示意图；图5为本实用新型的第二种实施例中转轴与永磁体配合时的结构图；图6为本实用新型的第二种实施例中异步起动转子的结构示意图。图中1鼠笼导条，2导磁齿，3隔磁磁桥，4永磁体，5转轴，6非导磁体，7永磁体防火墙。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。实施例1 如图1、图2和图3所示，分别给出了本实施例中转子、转轴与永磁体相配合以及异步起动转子的结构示意图，本实施例中的转子包括鼠笼导条1、导磁齿2、隔磁磁桥3、永磁体4、转轴5、非导磁体6、永磁体防火墙7 ；转轴5为动力输出轴且其横截面为圆形，导磁体2和非导磁体6均为瓦状形且数量均为两个，导磁体2以异名磁极相对的方式固定在转轴5的外表面上，导磁体2与非导磁体6间隔设置。所示的导磁齿2与鼠笼导条1间隔设置，导磁齿2与永磁体防火墙7为一同铸出的一体结构，导磁齿2和永磁体防火墙7均为导磁材料。由转轴5和设置在转轴5外围的永磁体4构成了永磁转子，由鼠笼导条1、导磁齿 2和永磁体防火墙7构成了异步起动转子。与非导磁体6相对应的鼠笼导条1的数量为一个，在这一个鼠笼导条1与非导磁体6相对应处设置有一个隔磁磁桥3，隔磁磁桥3的作用是放置两相邻永磁体4之间通过永磁体防火墙7形成磁通回路。在隔磁磁桥3与相应的非导磁体之间为空腔或非导磁材料。如果本实施例中电动机的功率为5.5KW，机座号为Y132S1-2。按照本实用新型的设计思路进行设计，永磁转子是由圆柱形永磁转子和圆筒形的异步起动为转子组成，异步起动转子紧固在永磁转子外。永磁转子是由转轴和瓦形式磁体组成，永磁体在轴的中间部分外侧，其中有两个N极两个S极形成2极磁路结构。极与极之间填充有非导磁材体。磁极的排序在圆周上N、S、N、S进行。异步起动转子由32个相间的鼠笼导条，和32个导磁齿组成，在永磁体极与极之间所对应的鼠笼导条内侧为隔磁磁桥。永磁体的外侧与鼠笼导条之间的导磁材料为永磁体防火墙。永磁体防火墙的厚度为4mm。本实用新型在制作的过程中，鼠笼导条1为铸铝，导磁齿2和永磁体防火墙7采用硅钢片材料，并可通过冲压成型的方式制作。永磁体4可以粘结到转轴5的外表面上，由永磁体防火墙7构成的异步起动转子的内径要小于永磁体4所构成的外径，以便异步起动转子与永磁体转子之间形成过盈配合。实施例2如图4、图5和图6所示，分别给出了本实施例中转子、转轴与永磁体相配合以及异步起动转子的结构示意图，本实施例中，同步电动机包括两对永磁体4和两对非导磁体6， 所示的每个非导磁体6均仅仅与一个鼠笼导条1相对应，或者是仅仅与一个完整的鼠笼导条1相对应；在非导磁体6与对应的鼠笼导条6之间设置有一个隔磁磁桥3。其余的结构均与实施例1相同。如果本实施例的异步起动永磁同步电动机的功率为11KW，机座号为Y160M-4。按照本发明的设计思路进行设计，永磁转子是由圆柱形永磁转子和圆筒形的异步起动为转子组成，异步起动转子紧固在永磁转子外。永磁转子是由转轴和瓦形式磁体组成，永磁体在轴的中间部分外侧，其中有两个N极两个S极形成4极磁路结构。极与极之间填充有非导磁材体。磁极的排序在圆周上N、S、N、S进行。异步起动转子由32个相间的鼠笼导条，和32 个导磁齿组成，在永磁体极与极之间所对应的鼠笼导条内侧为隔磁磁桥。永磁体的外侧与鼠笼导条之间的导磁材料为永磁体防火墙。永磁体防火墙的厚度为8mm。鼠笼导条为铸铝，鼠笼硅钢片在工艺方面由冲压成型。实施例3当然，本本实用新型的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机也可设计为六极55KW，所采用Y280M-6机座号。按照本发明的设计思路进行设计，永磁转子是由圆柱形永磁转子和圆筒形的异步起动转子组成，异步起动转子紧固在永磁转子外。永磁转子由转轴和瓦形永磁体组成。永磁体贴在轴的中间部分外侧。其中有三个N极，三个S极，组成6 极磁路结构。极与极之间填充有非导磁材体。磁极按N、S、N、S、N、S排序。异步起动转子由58个相间的鼠笼导条和58个导磁齿组成。在永磁体极与极所对应的鼠笼导条内侧为隔磁磁桥。(每个非导磁体与所对应的鼠笼导条之间有1个隔磁磁桥)。永磁体的外侧与鼠笼导条之间的导磁材料为永磁体防火墙。永磁体防火墙的厚度为12mm。鼠笼导条为铸铝， 鼠笼硅钢片在工艺方面由冲压成型。本发明的“一种能够克服大电流冲击不退磁的异步起动永磁同步电动机”，进行可靠性测试，与“一种异步起动永磁同步电动机”专利号200710113^8. 7进行对比，结果见
表"一'ο目前，随着本发明技术的问世，它与“一种异步起动永磁同步电动机”专利号 200710113298. 7以及专利号为200910249019. 3的两项专利，已形成完整的异步起动永磁电动机的技术体系，这两种技术完全可以替代传统的异步电动机。目前该技术已在许昌长葛对机床主电机开始以政府行为进行节能改造，节电在30%以上。星星之火可以燎原，相信不久的将来，该技术必然带来电机技术上的一场革命。表一
权利要求1.一种能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，包括有定子和转子，所述的转子是由圆柱形的永磁转子和紧固在永磁转子外圈的圆筒形的异步起动转子构成；所述的永磁转子是由转轴(5)、均勻分布在转轴四周的瓦状形的η个永磁体(4)和η个非导磁体(6) 组成，永磁体和非导磁体相间分布，相邻的两个永磁体极性相反，η为大于等于2的偶数；所述的异步起动转子是由若干个间隔分布的鼠笼导条(1)和导磁齿(2)组成，其特征在于每个非导磁体(6)对应一个鼠笼导条(1)，该鼠笼导条与非导磁体之间设置有隔磁磁桥(3)； 所述永磁体(4)与鼠笼导条之间为永磁体防火墙(7)，永磁体防火墙的材料为导磁材料。
2.根据权利要求1所述的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，其特征在于所述每个非导磁体(6)与对应的鼠笼导条(1)之间的隔磁磁桥(3)的数目为一个。
3.根据权利要求1或2所述的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，其特征在于所述的永磁体防火墙(7)与导磁齿(2)为一体结构。
4.根据权利要求1或2所述的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，其特征在于所述隔磁磁桥(3 )位于鼠笼导条(1)的底部且与鼠笼导条相接触，鼠笼导条与非导磁体(6 )之间为空腔或非导磁材料。
5.根据权利要求1或2所述的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，其特征在于电动机功率小于7. 5KW时，永磁体防火墙(7)的厚度为2 6mm ；功率为7. 5 15KW 时，永磁体防火墙的厚度为3 IOmm ；功率大于15KW时，永磁体防火墙的厚度大于5mm。
专利摘要本实用新型的能够克服大电流冲击不退磁的永磁同步电动机，包括有定子和转子，所述的转子是由圆柱形的永磁转子和紧固在永磁转子外圈的圆筒形的异步起动转子构成；永磁转子是由转轴、永磁体和非导磁体组成，异步起动转子是由鼠笼导条和导磁齿组成，每个非导磁体对应一个鼠笼导条，该鼠笼导条与非导磁体之间设置有隔磁磁桥；所述永磁体与鼠笼导条之间为永磁体防火墙，永磁体防火墙的材料为导磁材料。本实用新型通过设置隔磁磁桥，有效地避免了漏磁；通过设置永磁体防火墙，有效地避免了异步起动转子中电流过大对永磁体所造成的消磁；本实用新型还公开了电动机在不同功率情况下，所选取的永磁体防火墙的最佳值，更加适于应用。本实用新型具有高可靠性、高效节能的优点。
文档编号H02K21/46GK201947143SQ20112004525
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者岳群生 申请人:岳群生