一种提高永磁电机启动笼条利用率的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是永磁电机领域，具体是一种提高永磁电机启动笼条利用率的装置和方法。
【背景技术】
[0002]永磁同步电动机的运行原理与电励磁同步电动机相同，但它以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，省去了励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度。因而它成为近几年研究较多并在各个领域应用越来越广泛的一种电动机。
[0003]永磁同步电动机的分类方法有很多:按工作主磁场方向的不同，可分为径向磁场式和轴向磁场式；按电枢绕组位置的不同，可分为内转子(常规式)和外转子式；按转子上有无起动绕组，可分为无起动绕组的电动机(用于变频器供电的场合)和有起动绕组的电动机，常称为异步起动永磁同步电动机。异步起动永磁同步电动机用于频率可调的传动系统时，形成一台具有阻尼绕组的调速永磁同步电动机。那么这个阻尼绕组亦可以称为起动绕组，可以分为两种形式，绕组形式和笼条形式。
[0004]但是该起动笼条只是在电机启动的时候起作用，在电机稳定运行时笼条并不发挥作用，降低了起动笼条的利用率。
【发明内容】
[0005]对于现有技术存在的缺陷，本发明专利提出了一种提高永磁电机启动笼条利用率的装置和方法，提高了永磁电机启动笼条的利用率，可以使用价格低廉的非稀土永磁材料替代价格昂贵的稀土永磁材料，有效降低了电机的制造成本。
[0006]具体技术方案为:一种提高永磁电机启动笼条利用率的装置，包括线路选择集成变换器和非稀土永磁材料制成的永磁体转子，线路选择集成变换器将启动笼条分为前后分开的两段，并与启动笼条的前后两段连接，线路选择集成变换器包括线路选择开关和用于调整电流方向的涡流调节器，选择开关与涡流调节器连接，选择开关与启动笼条前半段连接，涡流调节器与启动笼条后半段连接，且涡流调节器上设置有用于限定启动笼条内电流方向的晶闸管。
[0007]所述选择开关由弹簧、导电滑板和左滑轨组成，左滑轨与启动笼条前半段连接，所述涡流调节器包括右滑轨，右滑轨和左滑轨左右对称且平行设置，弹簧上端固定于左滑轨上端和右滑轨上端之间的中间位置，弹簧下端与导电滑板连接，导电滑板两端分别与左滑轨和右滑轨滑动连接，导电滑板与右滑轨和左滑轨垂直；右滑轨包括相互交替设置的绝缘块和导电块；所述右滑轨包括自下而上设置有第一导电块和第二导电块，第一导电块直接与启动笼条后半段连接，第二导电块通过第一晶闸管与启动笼条后半段连接，且第二导电块连接第一晶闸管的S极。
[0008]所述第一导电块与启动笼条后半段之间设置有电阻。
[0009]所述右滑轨还包括位于第二导电块上方的第三导电块，第二导电块和第三导电块之间设置有绝缘块，第三导电块通过引出线与启动笼条后半段连接。
[0010]所述右滑轨还包括位于第三导电块上方的第四导电块，第三导电块和第四导电块之间设置有绝缘块，第四导电块通过第二晶闸管与启动笼条后半段连接，且第四导电块连接第二晶闸管的N极。
[0011]所述弹簧、导电滑板、左滑轨和右滑轨的轴线在同一竖直平面内，弹簧下端与导电滑板的中间位置连接，弹簧的轴线与永磁电机转轴的轴线垂直且相交；所述绝缘块的厚度等于导电滑板的厚度。
[0012]一种使用提高永磁电机启动笼条利用率装置的方法，当电机启动后达到中速运转时，利用选择开关导通电路，使启动笼条前半段、左滑轨、导电滑板、第二导电块、第一晶闸管和启动笼条后半段组成串联电路，通过限定启动笼条内电流的方向，使启动笼条产生的涡流流向与永磁体磁极方向一致，增加永磁体的励磁性能。
[0013]所述第一导电块与启动笼条后半段之间设置有电阻，当电机在准备启动或低速转动时，利用选择开关导通电路，使启动笼条前半段、左滑轨、导电滑板、第一导电块、电阻和启动笼条后半段组成串联电路，通过减小启动笼条内的电流使其小于电机正常启动时笼条内的电流，增加电机的启动转矩；当电机启动后达到中速运转时，利用选择开关导通电路，使启动笼条前半段、左滑轨、导电滑板、第二导电块、第一晶闸管和启动笼条后半段组成串联电路，通过限定启动笼条内电流的方向，使启动笼条产生的涡流流向与永磁体磁极方向一致，增加永磁体的励磁性能。
[0014]所述右滑轨还包括位于第二导电块上方的第三导电块，第二导电块和第三导电块之间设置有绝缘块，第三导电块通过引出线与启动笼条后半段连接；当电机达到高速运转时，利用选择开关导通电路，使启动笼条前半段、左滑轨、导电滑板、第三导电块、引出线和启动笼条后半段组成串联电路，永磁体转子的材料采用的是非稀土永磁材料，其励磁性能差，使电机实现弱磁增速的效果。
[0015]所述右滑轨还包括位于第三导电块上方的第四导电块，第三导电块和第四导电块之间设置有绝缘块，第四导电块通过第二晶闸管与启动笼条后半段连接，当电机达到超高速运转时，利用选择开关导通电路，使启动笼条前半段、左滑轨、导电滑板、第四导电块、第二晶闸管和启动笼条后半段组成串联电路，通过限定启动笼条内电流的方向，使启动笼条产生的润流流向与永磁体磁极方向相反，进一步提高电机弱磁增速的能力。
[0016]本发明有效解决了启动笼条利用率低的缺点，在电机准备启动或低速转动时增大了电机的启动转矩，缩短启动时间，在电机中高速运转过程中增加了电机的励磁磁场；在电机高速、超高速运行时，有效提高了电机弱磁增速的能力，同时本发明所叙述的装置结构简单，使用方便，制造成本低，具有极强的推广价值。
【附图说明】
[0017]图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明左视图；
图3为本发明实施例1结构示意图；
图4为本发明实施例2结构示意图； 图5为本发明实施例3结构示意图；
图6为本发明实施例4结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图1、图2和图3所不，一种提闻永磁电机启动笼条利用率的装直，包括线路选择集成变换器18和非稀土永磁材料制成的永磁体转子1，永磁体转子I为铁氧体磁性材料，线路选择集成变换器18将启动笼条分为前后分开的两段，并与启动笼条的前后两段连接，线路选择集成变换器18包括线路选择开关和用于调整电流方向的涡流调节器，选择开关与涡流调节器连接，选择开关与启动笼条前半段2连接，涡流调节器与启动笼条后半段3连接，且涡流调节器上设置有用于限定启动笼条内电流方向的晶闸管。
[0019]所述选择开关由弹簧4、导电滑板5和左滑轨6组成，所述涡流调节器包括右滑轨7，且右滑轨7和左滑轨6左右对称设置，弹簧4上端固定于左滑轨6上端和右滑轨7上端之间的中间位置，弹簧4下端与导电滑板5连接，导电滑板5两端分别与左滑轨6和右滑轨7配合连接；右滑轨7由相互交叉设置的绝缘块8和导电块组成；左滑轨6与启动笼条前半段2串联。
[0020]所述弹簧4、导电滑板5、左滑轨6和右滑轨7的轴线在同一竖直平面内，弹簧4下端与导电滑板5的中间位置连接，弹簧4的轴线与永磁电机转轴10的轴线垂直且相交。绝缘块8的厚度与导电滑板5的厚度相同。
[0021]实施例1
如图3所示，右滑轨7自下而上设置有第一导电块11和第二导电块12，第一导电块11与启动笼条后半段3连接，第二导电块12通过第一晶闸管13与启动笼条后半段3连接，第二导电块12连接第一晶闸管13的S极，当电机启动后达到中速时，导电滑板5受到的离心力大于弹簧4的弹力，导电滑板5两端分别在左滑轨6和右滑轨7内向上运动，导电滑板5与第二导电块12连接，第一晶闸管13通过限定启动笼条内电流的方向，从而使启动笼条产生的涡流方向与铁氧体永磁体转子I的磁极一致，增加铁氧体永磁体转子I的励磁