一种低速平稳运行的变频驱动永磁同步电动机的制作方法

本实用新型属于电动机领域，尤其涉及一种能够改善低速状态下平稳性的变频驱动永磁同步电动机。

背景技术：

电机是使用电能的大户，约占全部电能供应的60％～75％,一台电机运转累计电费很高，一般最初工作的500小时内就达到电机本身的成本。一年内运行电费相当于电机成本的4～16倍，在电机的整个工作寿命期间可以达到成本的200倍。

高效节能研究是电机行业的发展方向之一。但目前研究的异步电动机系列能达到GB30253-2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》中的2级能效标准，欲再提高能效到1级，已有难度。近年来，随着钕铁硼永磁材料耐高温性能的提高和价格的降低。钕铁硼永磁电动机在国防、工农业生产和日常生活等方面得到了广泛的应用。永磁同步电动机系列的能效能达到GB30253-2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》标准中的1级能效标准。近年来逐渐被产业界所接收，市场前景很好。

进一步的，随着高性能钕铁硼永磁材料性能日益提高，矢量控制理论的提出以及高性能、高集成度的电子元器件、微处理器以及专用集成电路的出现和应用和大功率、大电流、高电压、高开关速度的功率电子器件的出现，使变频驱动、调速永磁同步电动机的驱动控制策略从原理和实践上得到了解决。变频驱动、调速永磁电动机得到了飞跃发展。

由于变频驱动永磁同步电动机在低速运行时，存在脉动转矩，同时还存在永磁同步电动机电动势或电流非正弦引起的波纹转矩和齿槽转矩，导致变频驱动永磁同步电动机在低速运行时平稳性很差，使变频驱动永磁同步电动机不能符合经常在低速段运行的负载的工艺要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种低速平稳运行的变频驱动永磁同步电动机，以解决现有技术中变频驱动永磁同步电动机在低速运行时平稳性很差，不能符合经常在低速段运行的负载的工艺要求的问题。

针对上述目的，本实用新型公开了一种低速平稳运行的变频驱动永磁同步电动机，所述变频驱动永磁同步电动机的转子上设有由阻尼杆和阻尼环组成的阻尼笼。

优选的，所述阻尼笼的面积为具有同功率、同转速的异步启动永磁同步电动机的起动笼的面积的30％-60％，所述阻尼笼的面积为阻尼杆的面积与阻尼环面积之和。

优选的，所述阻尼笼的面积为具有同功率、同转速的异步启动永磁同步电动机的起动笼的面积的40％-50％，所述阻尼笼的面积为阻尼杆的面积与阻尼环面积之和。

优选的，所述阻尼环的面积为所述阻尼杆面积的15％-20％。

优选的，所述阻尼杆为圆形、矩形或梯形。

优选的，所述转子的冲片上开设有多个阻尼杆孔，每个所述阻尼杆孔中放置有所述阻尼杆，所述转子压装后铸铝。

优选的，所述阻尼笼亦可为铜导体。

优选的，所述电动机为表贴式转子或内嵌式转子结构。

优选的，所述变频驱动永磁同步电动机的功率P≤250KW，在转折频率为50HZ条件下，其额定最高转速可达6000、3000、1500、1000 或者750rpm。

有益效果：本实用新型采用的带有阻尼笼的变频驱动永磁同步电动机，当变频驱动永磁电动机低速运行时，变频驱动永磁电动机转子上设置的阻尼笼，可抵御因脉动转矩、波纹转矩和齿槽转矩产生的速度波动，能明显改善变频驱动永磁同步电动机的低速稳定性。而且这种设计能够迅速产业化，满足市场的迫切需要。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中永磁同步电动机的转子结构图；

图2为现有技术中起动笼示意图；

图3是本发明中永磁同步电动机的转子冲片上的阻尼笼示意图。

附图标记：I:起动杆槽孔

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为现有的变频驱动永磁同步电动机转子示意图。其中a、b是表贴式转子结构，c、d、e及f是内嵌式转子结构。

从上图1可以看到，由于变频驱动永磁同步电动机的起动是由变频调速器完成的，转子上不设置启动杆孔，这样也就不存在启动杆孔与磁钢槽在有限的转子冲片上争空间的问题。永磁体靠近永磁电动机的气隙，亦可少用磁钢，节约成本。

但如之前所述，由于变频驱动永磁同步电动机在低速运行时，存在脉动转矩，同时还存在永磁同步电动机电动势或电流非正弦引起的波纹转矩和齿槽转矩，导致变频驱动永磁同步电动机在低速运行时平稳性很差，使变频驱动永磁同步电动机不能符合经常在低速段运行的负载的工艺要求。

为此，本实用新型对图1所示变频驱动永磁同步电动机转子冲片上设计具有适当面积(即转子电阻R2)的阻尼杆孔，并且在转子压装后依然铸铝。原来是异步启动、同步运转三相永磁同步电动机的起动笼，改变为变频驱动永磁同步电动机转子的阻尼笼。当变频驱动永磁电动机低速运行时，变频驱动永磁电动机转子上设置的阻尼笼，可抵御因脉动转矩、波纹转矩和齿槽转矩产生的速度波动，其功能由启动永磁电动机改变为改善变频驱动永磁同步电动机的低速平稳性。

上面所述的适度面积是指具有同功率、同转速的异步启动永磁同步电动机的起动笼的面积的30％-60％，更为优选的，为同功率、同转速的异步启动永磁同步电动机的起动笼的面积的40％-50％.在变频驱动永磁同步电动机采用适度面积的“阻尼笼”，是改善变频驱动永磁同步电动机低速平稳性的关键性的技术措施。

图2示出了22KW-2极异步启动、同步运转的永磁电动机的转子冲片结构，从图中可以看出，在定子槽数和转子槽数之比经过优化后，其冲片上设置有28个起动杆槽孔I，起动笼面积为(9+5.5)/2* (19.6-2.6)*28＝3451(mm)2；采用磁钢12.83kg。

图3示出了22KW-2p变频驱动永磁同步电动机转子带阻尼笼的冲片结构图，从图3可知，同样是22KW-2极，变频驱动永磁同步电动机阻尼笼的总面积为阻尼杆面积6.2*10.2*28＝1771(mm)2与阻尼环面积130(mm)2之和即1901(mm)2该面积为同电磁规格异步起动永磁电动机转子起动笼面积的55.09％；每台使用磁钢为8.8kg，是异步起动永磁电动机所用磁钢12.83kg的68.59％。

本实用新型中，优选的额，阻尼环的面积为阻尼杆面积的15％-20％。

本新型中，阻尼杆可以为圆形、矩形或梯形。其面积的计算按照各种形状的计算公式计算即可。由于转子外径和转子磁钢槽尺寸的限制，阻尼环的面积可以通过调节阻尼环厚度来满足阻尼环面积的要求。

本新型中，优选的，所述阻尼笼亦可为铜导体。

本新型方案可应用在XYVF系列变频驱动永磁同步电动机，包括 250KW在转折频率为50HZ条件下，其额定转速为3000rpm、1500rpm、 1000rpm和750rpm的变频驱动永磁同步电动机系列。

虽然通过实施例描绘了本实用新型，本领域普通技术人员知道，本实用新型有许多变形和变化而不脱离本实用新型的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本实用新型的精神。