一种可弱磁的永磁同步电机转子结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电机转子，具体是一种可弱磁的永磁同步电机转子结构，可根据转速自动调整励磁强度。
【背景技术】
[0002]永磁同步电动机是同步电动机的一种，其励磁磁场由永磁体产生，消除了励磁损耗，具有高功率密度、高效率和调速范围宽等优点，广泛应用于高性能伺服和运动控制领域。
[0003]与电励磁同步电动机不同，永磁同步电动机由永磁体产生励磁磁场，因而磁场强度一般恒定不变。根据永磁同步电动机基本电磁关系，电动机旋转反电势随转速增大而增大，当电动机高速运行时旋转反电势接近电源供电电压，电流调节器饱和，电机转矩输出性能急剧恶化，限制了电动机转速进一步提尚。
[0004]永磁同步电动机弱磁控制技术可以解决以上问题，即随着电机转速增大，控制电机气隙磁场强度相应降低，从而降低旋转反电势增大的速度。因而在电源电压不变的情况下提尚了电机最尚运彳丁速度。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种可弱磁的永磁同步电机转子结构，随着转子转速增大，在离心力的作用下，转子结构发生相应变化，引起电机励磁磁路变化，从而造成励磁磁场强度相应减弱。
[0006]本实用新型是以如下技术方案实现的:一种可弱磁的永磁同步电机转子结构，包括转子，在转子的中心安装一穿过转子的电机轴；在转子内相邻永磁体的中间位置沿转子的轴向方向均勾的开有槽，槽的个数与永磁体的个数相同，转子两侧安装有弱磁调节机构；所述的弱磁调节机构包括安装在每个槽内沿转子轴向运动的软铁块，在转子和软铁块之间安装有弹簧，对应每个软铁块安装一连杆配重机构，所述的连杆配重机构包括支架和连杆；支架安装在电机轴上，连杆通过支架安装在电机轴上并能以支架为中心摆动；在连杆的一端安装一配重，另一端安装一个滚轮，连杆通过滚轮抵靠在软铁块上。
[0007]工作原理:随着电机转速增大，电机励磁强度相应降低；电机转速降低，励磁强度相应增大。本结构通过提高电机最高运行速度，控制高速时电枢反电势的过度增大。随着电机转速的增大，弱磁调节机构的配重在离心力的作用下向远离电机轴的方向移动，通过连杆驱动软铁块沿转子轴向方向上向转子内部移动，增大了漏磁通，从而降低了有效励磁磁通。转速降低时，弹簧驱动软铁块向远离转子的位置移动，降低了漏磁通，相应增大了有效励磁磁通。这种励磁磁通随转速变化的规律满足了电机调速的需要。
[0008]本实用新型的有益效果是:可以自动相应调整软铁块插入转子槽内的深度，从而改变磁通路径，达到随转速增大自动降低永磁磁通的目的，从而在电源电压不变的前提下提高了电机的最高运行速度；对于同一台电机，在低速时，有效励磁磁场强，保证了低速时的转矩输出能力；高速时，有效励磁磁场减弱，提高了永磁同步电机的最高运行速度。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施例对本发明进一步详细描述。
[0010]图1是本发明永磁同步电机转子结构简图。
[0011]图2是转子径向剖面图。
[0012]1、电机轴，2、配重，3、支架，4、连杆，5、滚轮，6、软铁块，7、弹簧，8、永磁体，9、转子，10、槽。
【具体实施方式】
[0013]以4极永磁同步电机为例，如图1和2所示，本实用新型是对传统永磁同步电机结构进行改造，与普通永磁同步电机转子结构的不同之处集中在转子所开的槽10和弱磁调节机构上。
[0014]本实用新型有一转子9，及在转子9两侧安装的弱磁调节机构，在转子9内部相邻永磁体的中间位置沿轴向方向均匀的开有槽10，槽的个数与永磁体的个数相同，在每个槽10内装有软铁块6，软铁块6在槽10沿转子轴向运动，在转子9和软铁块6之间安装有弹簧7，对应每个软铁块6安装有连杆配重机构，连杆配重机构包括与电机轴1 一体的支架3 ;连杆4与支架3通过轴承连接，并通过支架3安装在电机轴1上，能以支架3为中心摆动；在连杆4的一端安装一配重2，另一端安装一个滚轮5，连杆4通过滚轮5抵靠在软铁块6上，安装滚轮5用于减小和软铁块6之间的摩擦阻力。
[0015]为了受力均匀，端子的每个端面上设有四个槽，槽和弱磁调节机构在转子外侧与内部的永磁体均匀配对安装。
[0016]为了能清楚看清本实用新型的结构，图1中画了 2套弱磁调节机构，分别布置在端子的两个端面上，省略了其他6套弱磁调节机构。
[0017]除了四极电机，六极、八极、十极、十二极等其他极数的电机都是一样，只要保证所开槽数和永磁体数一样，均勾分布即可。
[0018]工作过程:电机静止时，在弹簧7弹力的作用下软铁块6在转子轴向方向上，向远离转子的外侧移动，挤压连杆4带动配重贴紧软铁块6 ;在电机高速运行时，配重2在离心力的作用下向远离电机轴1的方向移动，带动连杆4摆动，连杆4通过滚轮5挤压软铁块6，压缩弹簧使软铁块6在槽10内向靠近转子9内部的方向运动，直到弹簧弹力和连杆推力相平衡。由于随着电机转速越大，软铁块6在相邻两永磁体中间位置的部分越多，降低了有效磁场的强度，从而降低旋转反电势增大的速度，因此在电源电压不变的情况下提高了电机最高运行速度。
[0019]软铁块6在转子9中两相邻永磁体中间位置所占比重的大小，会造成永磁体励磁磁路的变化，相应改变了励磁强度。具体规律如下:电机低速运转时，由于弹簧7的作用大于配重2离心力的作用，软铁块6在转子9中两相邻永磁体中间位置所占比重较小，有效励磁磁场强度较大，从而保证了电机低速时的转矩输出能力。电机转速越快，软铁块6在转子9中两相邻永磁体中间位置所占比重较大，漏磁越大，有效励磁磁场强度越小，从而降低旋转反电势增大的速度。因此在电源电压不变的情况下提高了电机最高运行速度，从而从电机自身结构的角度解决了弱磁控制问题。
【主权项】
1.一种可弱磁的永磁同步电机转子结构，包括转子(9)，在转子(9)的中心安装一穿过转子的电机轴(1);其特征在于:在转子(9)内相邻永磁体(8)的中间位置沿转子(9)的轴向方向均匀的开有槽(10)，槽的个数与永磁体的个数相同，转子(9)两侧安装有弱磁调节机构；所述的弱磁调节机构包括安装在每个槽(10)内沿转子轴向运动的软铁块(6)，在转子(9 )和软铁块(6 )之间安装有弹簧(7 )，对应每个软铁块(6 )安装一连杆配重机构，所述的连杆配重机构包括支架(3)和连杆(4);支架(3)安装在电机轴(1)上，连杆(4)通过支架(3 )安装在电机轴(1)上并能以支架(3 )为中心摆动；在连杆(4 )的一端安装一配重(2 )，另一端安装一个滚轮(5 )，连杆(4 )通过滚轮(5 )抵靠在软铁块(6 )上。2.根据权利要求1所述的可弱磁的永磁同步电机转子结构，其特征在于:所述的连杆(4 )通过轴承与支架(3 )连接，并通过支架(3 )安装在电机轴(1)上。3.根据权利要求1或2所述的可弱磁的永磁同步电机转子结构，其特征在于:弱磁调节机构在转子外侧与内部的永磁体均匀配对安装。
【专利摘要】本实用新型公开了一种可弱磁的永磁同步电机转子结构，涉及一种电机转子。本实用新型有一转子，在转子内相邻永磁体的中间位置沿转子的轴向方向均匀的开有槽，转子两侧安装有弱磁调节机构；弱磁调节机构包括安装在槽内沿转子轴向运动的软铁块，在转子和软铁块之间安装有弹簧，对应每个软铁块安装一连杆配重机构，连杆配重机构包括支架和连杆；支架安装在电机轴上，连杆通过支架安装在电机轴上并能以支架为中心摆动；在连杆的一端安装一配重，另一端安装一个滚轮，连杆通过滚轮抵靠在软铁块上。优点：在低速时，有效励磁磁场强，保证了低速时的转矩输出能力；高速时，有效励磁磁场减弱，提高了永磁同步电机的最高运行速度。
【IPC分类】H02K21/02
【公开号】CN205105069
【申请号】CN201520833411
【发明人】吉智, 朱涛, 孙勇
【申请人】徐州工业职业技术学院
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年10月26日