所示的矩形永磁体3相同的矩形 槽，在铁心10外圆上沿径向均布开设矩形小槽用于安装小槽铜片4 ;
[0034] 如图5所示为工字型小槽铜片结构示意图，小槽铜片4由工字型黄铜构成，其中工 字型黄铜两端伸出端加工有U形槽；
[0035] 如图7所示为套环结构示意图，套环6由圆筒状钢管构成，其中内径较转轴1安装 铁芯处直径小，外径较挡板8内径小；
[0036] 如图8所示为挡板结构示意图，挡板8由圆盘状的黄铜构成，挡板中心处留有较转 轴1安装铁心10处稍大直径的圆形通孔，在挡板8外圆上沿径向均布开设与铁心10安装 小槽铜片4相同位置的矩形小槽用于安装小槽铜片4,该处小槽较铁芯处开设的小槽尺寸 较大，用于放置工字型小槽铜片的倒角，在开设的小槽两端开设螺纹孔用于将工字型小槽 铜片4采用螺钉7连接；
[0037] 如图6所示为端环结构示意图，端环5由圆环状的黄铜构成，沿周向开设有与挡板 相同位置、相同大小的螺纹孔；
[0038] 详细实施方案如图9所示，将键11安装于转轴1的与磁极铁心10配合处开设的 键槽中；将磁极铁心10根据所需长度选择合适的片数通过磁极铁芯10中心的圆形通孔与 在中心圆孔处开设的键槽通过键11和转轴1实现连接，通过键11实现扭矩的传递与磁极 铁芯10的周向固定，通过套环6的过盈配合与转轴1的定位台阶实现磁极铁芯10的单向 轴向固定，保证铁心10相对转轴1不发生轴向位移；如图11所示，将单边梯形永磁体2放 置于断续U形槽两边槽中，将矩形钕铁硼永磁体3与蝶形弹簧9采用粘合剂固定为一体，然 后安装于断续U形槽的底部槽中，在磁极铁芯10两端安装挡板8用于防止矩形钕铁硼永磁 体3与单边梯形永磁体2的轴向位移，将工字型小槽铜片4安插到磁极铁心10与挡板8外 圆处开设的矩形小槽内，在工字型小槽铜片4两端利用螺钉7将端环5、挡板8压装连接，从 而将工字型小槽铜片4、端环5与挡板8连接在一起形成鼠笼起动结构。
[0039] 自此，就完成了一种改善永磁电机起动性能的磁极铁芯转子结构。
[0040] 如图11所示为本实施例非运行时的转子部件右视图，此时，断续U形槽底部槽中 的矩形钕铁硼永磁体3靠近转轴1，与断续U形槽的两边槽中的单边梯形钕铁硼永磁体2形 成内部流通，磁极铁芯10与定子铁芯之间无磁力线，在电机起动过程中，随着转速的升高， 断续U形槽底部槽中的矩形钕铁硼永磁体3承受的离心力也相应增大，断续U形槽底部槽 中的矩形钕铁硼永磁体3开始向外移动，断续U形槽底部槽中的矩形钕铁硼永磁体3与两 边槽中的单边梯形钕铁硼永磁体2形成的内部流通减少，当转速升至额定转速时，如图10 所示，断续U形槽底部槽中的矩形钕铁硼永磁体3与两边槽中的单边梯形钕铁硼永磁体2 之间无内部流通，永磁体产生的磁力线全部通过定子铁芯形成回路，当电机停机时，转速开 始慢慢下降，断续U形槽底部槽中的矩形钕铁硼永磁体3承受的离心力也开始减小，在蝶形 弹簧的作用下断续U形槽底部槽中的矩形钕铁硼永磁体3开始向内移动，断续U形槽底部 槽中的矩形钕铁硼永磁体3与两边槽中的单边梯形钕铁硼永磁体2形成的内部流通增大， 当转速为零时，断续U形槽底部槽中的矩形钕铁硼永磁体3回归至原点，如图11所示，此 时，断续U形槽底部槽中的矩形钕铁硼永磁体3与两边槽中的单边梯形钕铁硼永磁体2之 间再次形成内部流通。
[0041] 案例分析
[0042] 下面以采用本发明所述转子结构的永磁同步电动机与采用传统转子结构的永磁 同步电动机（专利号：201510294045.9)在启动电流倍数和起动转矩倍数的差别为例给出 实验比较结果，如下表所示：
[0045] 从表中数据可以看出，采用本发明转子结构对于多种级数不同的永磁同步发电机 其启动电流倍数和起动转矩倍数均降低了 1倍有余（除了 TYCKK4504-8 (IOkv)发电机的启 动转矩）。
[0046] 为了说明本发明的内容及实施方法，本说明书给出了具体实施例，在实施例中引 入细节的目的不是限制权利要求书的范围，而是帮助理解本发明所述方法。本领域的技术 人员应理解：在不脱离本发明及其所附权利要求的精神和范围内，对最佳实施例步骤的各 种修改、变化或替换都是可能的。因此，本发明不应局限于最佳实施例及附图所公开的内 容。
【主权项】
1. 一种改善永磁电机起动性能的磁极铁芯转子，其特征在于：包括转轴（I)、单边梯形 永磁体（2)、矩形永磁体（3)、小槽铜片（4)、端环（5)、套环（6)、螺钉（7)、挡板（8)、蝶形弹 簧（9)、磁极铁芯（10)与键（11);转轴（1)为无磁料的阶梯轴，在安装铁心（10)处开设键 槽；磁极铁心（10)中心处留有与转轴（1)安装铁心处相同直径的圆形通孔，在中心圆孔处 开设与转轴（1)安装铁心（10)处相同规格的键槽，在中心圆形通孔外侧根据电机极数不同 开有个数与电机极数相等的断续U形槽，但断续U形槽最高点低于铁心（10)外圆，其中断 续U形槽的两边槽开设成与单边梯形永磁体（2)相同的单边梯形槽，断续U形槽的底边槽 开设成与矩形永磁体（3)相同的矩形槽，在铁心（10)外圆上沿径向均布开设矩形小槽用于 安装小槽铜片（4);小槽铜片（4)为工字形结构，其两端伸出端加工有U形槽；套环（6)为圆 筒状，其中内径较转轴（1)安装铁芯处直径小，外径较挡板（8)内径小；挡板（8)为与磁极 铁芯（10)直径相同的圆盘状，其中心处留有较转轴（1)安装铁心（10)处稍大直径的圆形 通孔，在挡板（8)外圆上沿径向均布开设与铁心（10)安装小槽铜片（4)相同位置的矩形小 槽用于安装小槽铜片（4)，该处小槽较铁芯处开设的小槽尺寸较大，用于放置小槽铜片（4) 的倒角，在开设的小槽两端开设螺纹孔用于将小槽铜片（4)采用螺钉（7)连接；端环（5)为 圆环状，沿周向开设有与挡板相同位置、相同大小的螺纹孔； 连接关系： 首先将键（11)安装于转轴（1)的与磁极铁心（10)配合处开设的键槽中；将磁极铁心 (10)根据所需长度选择合适的片数通过磁极铁芯（10)中心的圆形通孔与在中心圆孔处开 设的键槽通过键（11)和转轴（1)实现连接，通过键（11)实现扭矩的传递与磁极铁芯（10) 的周向固定，通过套环（6)的过盈配合与转轴（1)的定位台阶实现磁极铁芯（10)的轴向固 定，保证铁心（10)相对转轴（1)不发生轴向位移；将单边梯形永磁体（2)放置于断续U形 槽两边槽中，将矩形永磁体（3)与蝶形弹簧（9)采用粘合剂固定为一体，然后安装于断续U 形槽的底部槽中，在磁极铁芯（10)两端安装挡板（8)用于防止矩形永磁体（3)与单边梯形 永磁体（2)的轴向位移，将小槽铜片（4)安插到磁极铁心（10)与挡板（8)外圆处开设的矩 形小槽内，在小槽铜片（4)两端利用螺钉（7)将端环（5)、挡板（8)压装连接，从而将小槽铜 片（4)、端环（5)与挡板（8)连接在一起形成鼠笼起动结构。2. 根据权利要求1所述的一种改善永磁电机起动性能的磁极铁芯转子，其特征在于： 所述磁极铁芯（10)为圆盘状，厚度在40mm-50mm之间，由10#、15#、20#低碳钢或电工纯铁 制成。3. 根据权利要求1所述的一种改善永磁电机起动性能的磁极铁芯转子，其特征在于： 所述小槽铜片（4)、挡板（8)和端环（5)由导电性能良好的金属材料制成。4. 根据权利要求1-3任一所述的一种改善永磁电机起动性能的磁极铁芯转子，其特征 在于：所述套环由高硬度材质制成。
【专利摘要】本发明涉及一种改善永磁电机起动性能的磁极铁芯转子，属于永磁同步电动机技术领域；包括转轴、单边梯形永磁体、矩形永磁体、小槽铜片、端环、套环、螺钉、挡板、蝶形弹簧、磁极铁芯与键；转轴和磁极铁芯通过键连接，单边梯形永磁体置于磁极铁芯的断续U形槽的两边槽中，矩形永磁体与蝶形弹簧采用粘合剂固定为一体后置于其底部槽中，通过套环实现磁极铁芯的单向轴向固位，在磁极铁芯两端安装挡板，将小槽铜片安插到磁极铁心与挡板外圆处开设的矩形小槽内，在小槽铜片两端利用螺钉将端环压装在小槽铜片两端将小槽铜片、端环与挡板连接。对比已有技术，本发明具有在保证加工性、成本、整体尺寸及满足电磁性能的基础上降低起动电流、扭矩的效果。
【IPC分类】H02K1/27, H02K21/46
【公开号】CN105226906
【申请号】CN201510611137
【发明人】武文虎, 冯雪山, 李有生, 薛维毅, 董俊文, 王飞, 邢美栋, 赵瑜, 贾钰, 刘志宏
【申请人】山西北方机械制造有限责任公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月23日