分段移相起动变极变速永磁同步电动机的制作方法

文档序号:12487918阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种分段移相起动变极变速永磁同步电动机,包括定子部件、转子部件;转子部件安装在定子部件的径向内侧;所述变极变速永磁同步电动机采用电容移相;

其特征在于分段移相起动变极变速永磁同步电动机的转子部件包括转轴(1)、隔磁衬套(10)、鼠笼铁芯(8)、转子鼠笼、转子铁芯一(7)、转子铁芯二(9)、永磁体一(11)、永磁体二(13);转轴(1)呈圆柱形;隔磁衬套(10)呈圆筒形,隔磁衬套(10)中间是隔磁衬套轴孔,隔磁衬套(10)材质是非导磁材料;转轴(1)的中间部位安装在隔磁衬套(10)的隔磁衬套轴孔中;转子鼠笼包括鼠笼端环(12)、鼠笼导条(17),转子鼠笼安装在鼠笼铁芯(8)中,鼠笼铁芯(8)安装在隔磁衬套(10)中间部位的径向外侧;

转子铁芯一(7)呈圆环形,转子铁芯一(7)中间是转子铁芯轴孔(19),转子铁芯一(7)径向外侧边缘依次均布两个铁芯磁极槽(18)和两个铁芯凸极(20);转子铁芯二(9)与转子铁芯一(7)的结构相同;转子铁芯二(9)呈圆环形,转子铁芯二(9)中间是转子铁芯轴孔(19),转子铁芯二(9)径向外侧边缘依次均布两个铁芯磁极槽(18)和两个铁芯凸极(20);

两个瓦片形的永磁体一(11)分别安装在转子铁芯一(7)的两个铁芯磁极槽(18)内,该两个永磁体一(11)径向外表面的磁极极性互为异性磁极;每一个永磁体一(11)磁化相邻的铁芯凸极(20)一侧,形成一个与该永磁体一(11)互为异性磁极的转子辅助磁极;

两个瓦片形的永磁体二(13)分别安装在转子铁芯二(9)的两个铁芯磁极槽(18)内,该两个永磁体二(13)径向外表面的磁极极性互为异性磁极;每一个永磁体二(13)磁化相邻的铁芯凸极(20)一侧,形成一个与该永磁体二(13)互为异性磁极的转子辅助磁极;

转子部件装配时,转子铁芯一(7)安装在隔磁衬套(10)一端的径向外侧;转子铁芯二(9)安装在隔磁衬套(10)另一端的径向外侧;转子铁芯一(7)的两个铁芯磁极槽(18)与转子铁芯二(9)的两个铁芯磁极槽(18)沿轴向对齐,并且,沿轴向对齐的永磁体一(11)与永磁体二(13)径向外表面的磁极极性相同;

分段移相起动变极变速永磁同步电动机的定子部件包括定子绕组一(2)、轴套一(3)、定子铁芯一(4)、定子套筒(5)、定子极靴一(6)、轴套二(14)、定子铁芯二(15)、定子绕组二(16)、定子极靴二(21);定子绕组一(2)、定子绕组二(16)的结构相同,定子绕组一(2)、定子绕组二(16)分别包括绕组线圈(37)、线圈骨架(38),线圈骨架(38)中间是骨架轴孔(39),绕组线圈(37)安装在线圈骨架(38)上;轴套一(3)、轴套二(14)的结构相同,轴套一(3)、轴套二(14)呈圆筒形,轴套一(3)和轴套二(14)中间是轴套中心孔(40),轴套一(3)和轴套二(14)径向外侧一端是轴套凸台(41);

定子铁芯一(4)中间是定子铁芯轴孔一(31),定子铁芯一(4)径向外侧边缘均布六个磁极柱一(32);每一个磁极柱一(32)上安装有一个定子绕组一(2),轴套一(3)安装在定子铁芯轴孔一(31)中;定子铁芯二(15)与定子铁芯一(4)的结构相同;定子铁芯二(15)中间是定子铁芯轴孔二(33),定子铁芯二(15)径向外侧边缘均布六个磁极柱二(34);每一个磁极柱二(34)上安装有一个定子绕组二(16),轴套二(14)安装在定子铁芯轴孔二(33)中;

定子极靴一(6)呈瓦片形,定子极靴一(6)径向外表面有燕尾隼一(35),定子极靴一(6)径向内表面的一端有定位凹槽一(29);定子极靴二(21)与定子极靴一(6)的结构相同;定子极靴二(21)呈瓦片形,定子极靴二(21)径向外表面有燕尾隼二(36),定子极靴二(21)径向内表面的一端有定位凹槽二(30);

定子套筒(5)呈圆筒形,定子套筒(5)材质是非导磁材料,定子套筒(5)径向内表面的中间是环形的横隔磁筋(25);定子套筒(5)径向内表面的一端均布六个极靴凹槽一(23),相邻两个极靴凹槽一(23)之间是纵隔磁筋一(22),每一个极靴凹槽一(23)中间是燕尾槽一(24);定子套筒(5)径向内表面的另一端均布六个极靴凹槽二(27),相邻两个极靴凹槽二(27)之间是纵隔磁筋二(28),每一个极靴凹槽二(27)中间是燕尾槽二(26);

六个定子极靴一(6)分别安装在定子套筒(5)的极靴凹槽一(23)中,并且使每一个定子极靴一(6)的燕尾隼一(35)安装在定子套筒(5)的燕尾槽一(24)中;六个定子极靴二(21) 分别安装在定子套筒(5)的极靴凹槽二(27)中,并且使每一个定子极靴二(21)的燕尾隼二(36)安装在定子套筒(5)的燕尾槽二(26)中;定子套筒(5)采用注塑的加工方法,使定子套筒(5)与定子极靴一(6)、定子极靴二(21)安装在一起;

定子部件装配时,把定子铁芯一(4)的磁极柱一(32)径向外侧一端安装在定子套筒(5)一端的定子极靴一(6)的定位凹槽一(29)中;再把转子部件安装在定子部件的径向内侧,并且使转轴(1)的一端安装在轴套一(3)的轴套中心孔(40)中;最后把定子铁芯二(15)的磁极柱二(34)径向外侧一端安装在定子套筒(5)另一端的定子极靴二(21)的定位凹槽二(30)中,并且使转轴(1)的另一端安装在轴套二(14)的轴套中心孔(40)中;

所述变极变速永磁同步电动机装配后,以定子磁极是六极作为计算条件,每一个定子极靴一(6)与定子极靴二(21)在空间上相差九十度电角度;以定子磁极是二极作为计算条件,每三个相邻的定子极靴一(6)与三个相邻的定子极靴二(21)在空间上相差九十度电角度;每一个定子绕组一(2)产生的定子磁场在一个定子极靴一(6)径向内表面形成定子磁极一,每一个定子绕组二(16)产生的定子磁场在一个定子极靴二(21)径向内表面形成定子磁极二;

定子极靴一(6)径向内表面至永磁体一(11)径向外表面的电动机气隙是永磁体气隙;定子极靴二(21)径向内表面至永磁体二(13)径向外表面的电动机气隙是永磁体气隙;定子极靴一(6)径向内表面至转子铁芯一(7)的铁芯凸极20径向外表面的电动机气隙是凸极气隙;定子极靴二(21)径向内表面至转子铁芯二(9)的铁芯凸极20径向外表面的电动机气隙是凸极气隙;定子极靴一(6)径向内表面至鼠笼铁芯(8)径向外表面的电动机气隙是鼠笼铁芯气隙;定子极靴二(21)径向内表面至鼠笼铁芯(8)径向外表面的电动机气隙是鼠笼铁芯气隙;凸极气隙长度小于或等于永磁体气隙长度;

所述变极变速永磁同步电动机在二极同步运行时,由数量各为一个的N1极的永磁体一(11)、S1极的永磁体一(11)、N2极的永磁体二(13)、S2极的永磁体二(13)共同组成转子磁场;

所述变极变速永磁同步电动机在六极同步运行时,由数量各为一个的N1极的永磁体一(11)、S1极的永磁体一(11)和数量各为二个的S1′极的转子辅助磁极、N1′极的转子辅助磁极,以及数量各为一个的N2极的永磁体二(13)、S2极的永磁体二(13)和数量各为二个的S2′极的转子辅助磁极、N2′极的转子辅助磁极共同组成转子磁场。

2.根据权利要求1所述的一种分段移相起动变极变速永磁同步电动机,其特征在于所述变极变速永磁同步电动机的分段移相异步起动过程是:

所述变极变速永磁同步电动机在六极异步起动或二极异步起动时,移相电容串联在定子绕组二(16)线路中,或者移相电容串联在定子绕组一(2)线路中,所述变极变速永磁同步电动机接通电源后,定子绕组一(2)与定子绕组二(16)电压相位相差九十度电角度;并且,定子极靴一(6)与定子极靴二(21)在空间上相差九十度电角度;定子绕组一(2)在定子极靴一(6)径向内表面形成的定子磁场一与定子绕组二(16)在定子极靴二(21)径向内表面形成的定子磁场二交替穿过鼠笼铁芯(8),在电动机气隙中形成定子旋转磁场,转子鼠笼的鼠笼导条(17)切割定子旋转磁场的磁力线产生异步起动转矩,把转子部件牵入同步转速;

所述变极变速永磁同步电动机的变极变速同步运行过程是:

在二极同步运行时,永磁体一(11)的磁力线路径是,磁力线从径向外表面是N1极的永磁体一(11)径向外表面出发,磁力线经过永磁体气隙进入定子极靴一(6),磁力线经过定子铁芯一(4)进入径向外表面是S1极的永磁体一(11)对应的定子极靴一(6)中,磁力线经过永磁体气隙进入径向外表面是S1极的永磁体一(11),磁力线进入转子铁芯一(7),磁力线回到径向外表面是N1极的永磁体一(11)的径向内表面,形成闭合回路;

在二极同步运行时,永磁体二(13)的磁力线路径是,磁力线从径向外表面是N2极的永磁体二(13)径向外表面出发,磁力线经过永磁体气隙进入定子极靴二(21),磁力线经过定子铁芯二(15)进入径向外表面是S2极的永磁体二(13)对应的定子极靴二(21)中,磁力线经过永磁体气隙进入径向外表面是S2极的永磁体二(13),磁力线进入转子铁芯二(9),磁力线回到径向外表面是N2极的永磁体二(13)的径向内表面,形成闭合回路;

在A时刻定子绕组一(2)两端电压为最大值,永磁体一(11)的N1转子磁极和S1转子磁极与定子绕组一(2)在定子极靴一(6)径向内表面形成的定子磁场一相互作用产生同步转矩;在B时刻定子绕组二(16)两端电压为最大值,永磁体二(13)的N2转子磁极和S2转子磁极与定子绕组二(16)在定子极靴二(21)径向内表面形成的定子磁场二相互作用产生同步转矩;所述变极变速永磁同步电动机进入二极同步运行;

在六极同步运行时,永磁体一(11)的磁力线路径一是,磁力线从径向外表面是N1极的永磁体一(11)径向外表面出发,磁力线经过永磁体气隙进入定子极靴一(6),磁力线经过定子铁芯一(4)进入相邻的定子极靴一(6),磁力线经过凸极气隙进入S1′极的转子辅助磁极,磁力线进入转子铁芯一(7),磁力线回到径向外表面是N1极的永磁体一(11)的径向内表面,形成闭合回路;

在六极同步运行时,永磁体一(11)的磁力线路径二是,磁力线从径向外表面是S1极的永磁体一(11)径向内表面出发,磁力线进入转子铁芯一(7),磁力线从N1′极的转子辅助磁极经过凸极气隙进入定子极靴一(6),磁力线经过定子铁芯一(4)进入相邻的定子极靴一(6),磁力线经过永磁体气隙回到径向外表面是S1极的永磁体一(11),形成闭合回路;

在六极同步运行时,永磁体二(13)的磁力线路径一是,磁力线从径向外表面是N2极的永磁体二(13)径向外表面出发,磁力线经过永磁体气隙进入定子极靴二(21),磁力线经过定子铁芯二(15)进入相邻的定子极靴二(21),磁力线经过凸极气隙进入S2′极的转子辅助磁极,磁力线进入转子铁芯二(9),磁力线回到径向外表面是N2极的永磁体二(13)的径向内表面,形成闭合回路;

在六极同步运行时,永磁体二(13)的磁力线路径二是,磁力线从径向外表面是S2极的永磁体二(13)径向内表面出发,磁力线进入转子铁芯二(9),磁力线从N2′极的转子辅助磁极经过凸极气隙进入定子极靴二(21),磁力线经过定子铁芯二(15)进入相邻的定子极靴二(21),磁力线经过永磁体气隙回到径向外表面是S2极的永磁体二(13),形成闭合回路;

在A时刻定子绕组一(2)两端电压为最大值,永磁体一(11)的N1转子磁极和S1转子磁极,以及N1′转子辅助磁极和S1′转子辅助磁极与定子绕组一(2)在定子极靴一(6)径向内表面形成的定子磁场一相互作用产生同步转矩;在B时刻定子绕组二(16)两端电压为最大值,永磁体二(13)的N2转子磁极和S2转子磁极,以及N2′转子辅助磁极和S2′转子辅助磁极与定子绕组二(16)在定子极靴二(21)径向内表面形成的定子磁场二相互作用产生同步转矩;所述变极变速永磁同步电动机进入六极同步运行。

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