感应起动的两极永磁同步电动机制造技术

本实用新型专利技术有关一种感应起动的两极永磁同步电动机，主要包含定子及转子磁极结构，其中，转子磁极结构具有两个磁极及转子铁心，各磁极由三块相同大小的平板型同极性（Ｎ极或Ｓ极）的磁铁所组成，彼此以气隙间隔适当的距离，在转子铁心上并开槽装置鼠笼式的导体。由于采用高性能的稀土类永磁材料－钕铁硼（ＮｄＦｅＢ）使得其转子损失及定子激磁电流均减小，而效率及功率因子则大为提高。因为感应起动的永磁同步电动机的运转转速为同步转速，比一般三相（或单相）感应电动机（转差率约为３～５％）高，因此若用于驱动像风扇或水泵等负载，其整体系统的效率会比一般用三相（或单相）感应电动机驱动有进一步的提高。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术与同步电动机有关，尤指一种感应起动的永磁同步电动机。
技术介绍
三相(或单相)感应起动永磁同步电动机定子冲片及绕组形式与三相(或单相)感应电动机基本相同，但转子结构则较为复杂。目前三相(或单相)感应起动永磁同步电动机的转子磁极结构，按照磁极磁路的不同，大致上可分成三大类型径向式(如图1A、图1B所示)、切向式(如图2A、图2B所示)及混合式(如图3A、图3B所示)等三种结构，其转子磁极多釆用高性能的稀土类永磁材料-钕铁硼(NdFeB)制成，且图1A至图3B例示四极的转子磁极结构。就径向式转子磁极结构而言，当电动机进行感应起动时，因由定子铁心进入转子部铁心后的回路(即转子背铁)面积不够大，有减少起动转矩的缺点；就切向式转子磁极结构而言，其漏磁较大，且对转轴而言须做隔磁环，考虑了径向式与切向式磁极结构的缺点，因此有混合式磁极结构的产生；混合式转子磁极结构的应用较前述径向式及切向式两类普遍，但结构过于复杂为其缺点。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的主要目的在于提供一种可提高起动转矩的三相(或单相)感应起动的两极永磁同步电动机。为达到上述目的，本技术提供一种三相(或单相)感应起动的两极永磁同步电动机，主要包含定子及转子磁极结构，其中，转子磁极结构具有两个磁极及转子铁心，各磁极由三块相同大小的平板形同极性(N极或S极)的磁铁所组成，彼此以气隙间隔适当的距离，在转子铁心上并开槽装置鼠笼式的导体。借由本技术的三相(或单相)感应起动的两极永磁同步电动机，其转子损失及定子激磁电流均减小，可达到提高效率及功率因子的效果。附图说明图1A与图1B为公知三相(或单相)感应起动永磁同步电动机的径向式转子磁极结构图2A与图2B为公知三相(或单相)感应起动永磁同步电动机的切向式转子磁极结构图3A与图3B为公知三相(或单相)感应起动永磁同步电动机的混合式转子磁极结构图4为本技术感应起动的两极永磁同步电动机的较佳实施例的转子磁极构造图5为本技术感应起动的两极永磁同步电动机的较佳实施例平均转矩随电动机平均转差率变化的曲线图。附图标记说明转轴 1 气隙 2 磁铁3转子槽孔4磁极 11转子铁心 12导体 13磁桥 1具体实施方式为进一步了解并认同本技术的目的、特征及其功效，列举较佳可行的具体实施例并配合附图说明于后。本技术感应起动的永磁同步电动机较佳实施例，主要包含定子及转子磁极结构，其中，构成定子的冲片及其绕组形式与三相(或单相)感应电动机相同，因此不详加赘述；请参阅图4所示，转子磁极结构具有两个磁极ll及转子铁心12,每一磁极11结构主要由两块或两块以上相同大小的平板形同极性 (N极或S极)磁铁所组成，彼此以气隙间隔适当的距离，可使磁极所产生的磁力线分布较近似为正弦波形；且相邻各磁极11并以N极、S极的次序轮流装 配于转子铁心12内部的径向上，因此使相邻各磁极11彼此间形成异极相邻状， 转子铁心12上并开槽装置鼠笼式的导体13,转子磁极11与鼠笼式导体13之 间，留有适当尺寸的铁心做为磁桥14;本技术其构造如同在鼠笼式转子的 铁心中挖沟槽，埋入永久磁铁而形成内藏磁极型(IPM)的永磁同步电动机。为简单起见，首先将转子铁心中的永磁磁极拆下，因转子磁极所在位置形 成空槽的关系，感应起动的永磁同步电动机变成一台转子磁路不对称的三相(或 单相)感应电动机。当定子绕组通上频率为f的三相(或单相)对称交流电源 时，在气隙中产生的磁场以同步转速A旋转，若假设此时的转差率为s时，即 转子以n,U-s)A的转速旋转，同时在转子上的鼠笼式导体感应出频率为fr=sf 的交流电流。由于转子磁路的不对称，故转子电流所产生的磁场可以分解成正、 反两个旋转磁场，相对于转子的转速分别为n2产sns及n2产-sns，其中转子正方向 的旋转磁场相对于定子的转速n2—nr=ns,而转子反方向的旋转磁场相对于定子 的转速为n2r+nr= ( l-2s) ns。如图5所示，如同一般的三相(或单相)感应电动机，相对于定子时，转 子的正转旋转磁场与定子旋转磁场的转速都是ns,彼此相互产生感应转矩Ta; 而转子的反转旋转磁场在定子绕组中感应出频率为(l-2s) f的电流Ib, Ib所产 生的定子旋转磁场转速也是(l-2s)iv与转子反转磁场也是彼此相对静止，两 者相互作用产生另一同步转矩，称为磁阻负序分量转矩Tb。当nr=ns/2，即s=0.5 时，由于(l-2s)fi，因此其在定子绕组中无感应电流，即T^0;当n,ns/2， 即s<0.5时，(l-2s) f>0,转子受到一个与ns方向相反的制动转矩，即Tb〈0; 当nr<ns/2,即s〉0.5时，(l-2s)f<0,转子则受到一个与"方向相同的加速 转矩，即Tb〉0。当在转子铁心中的空槽塞入永磁磁极之后，转子永磁磁极所产生的磁场以 nm= (l-s) ns的转速旋转，并在定子绕组中感应出频率为(1-s)f的电流Ig,形成一台与三相(或单相)电源直接并联的发电机，对转子产生发电制动转矩Tg。因此，永磁同步电动机起动过程中的总平均转矩Tav由Ta、 Tb及Tg三个转矩分量所构成，即Tav=Ta+Tb+Tg。本技术采用高性能的稀土类永磁材料-钕铁硼(NdFeB)，使得其转子 损失及定子激磁电流均减小，而效率及功率因子则大为提高，且本技术融 合了感应电动机与永磁电动机的特性，不需控制器与位置传感器，在转子的任 何位置上，均可直接接上三相(或单相)电源，利用鼠笼式的导体感应电流而 产生转矩，形成感应起动，待转子达到同步速度后即变成永磁同步电动机，进 行同步运转；由于本技术的运转转速为同步转速，比一般三相(或单相) 感应电动机(转差率约为3~5%)高，因此若用于驱动像风扇或水泵等负载， 其整体系统的效率会比利用一般三相(或单相)感应电动机驱动有进一步的提 高。综上所述，本技术借由创新的构成，确实能满足所预期的目的，且本 技术试作原型机经过实验、测试，验证其功效良好，因而具有优越的产业 利用性及新颖性。以上所述，仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术 的保护范围。权利要求1. 一种感应起动的两极永磁同步电动机，主要包含定子及转子磁极结构，其特征在于，该转子磁极结构具有两个磁极及转子铁心，该每一磁极再由两块或两块以上相同N极或相同S极的磁铁所组成，彼此间隔气隙距离，另外在该转子铁心上并开槽装置鼠笼式的导体。2. 如权利要求1所述的感应起动的两极永磁同步电动机，其特征在于，各 所述磁极由三块相同大小的平板形相同N极或相同S极的磁铁所组成，且相邻 各所述磁极间形成异极相邻状，设于转子铁心内部的径向上。3. 如权利要求1所述的感应起动的两极永磁同步电动机，其特征在于，所 述转子磁极与所述鼠笼式导体之间留有铁心作为磁桥。专利摘要本技术有关一种感应起动的两极永磁同步电动机，主要包含定子及转子磁极结构，其中，转子磁极结构具有两个磁极及转子铁心，各磁极由三块相同大小的平板型同极性(N极或S极)的磁铁所组成，彼此以气隙间隔适当的距离，在转子铁心上并开槽装置鼠笼式的导体。由于采用高性能的稀土类永磁材料-钕铁硼(NdFeB)使得其转子损失及定子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应起动的两极永磁同步电动机，主要包含定子及转子磁极结构，其特征在于，该转子磁极结构具有两个磁极及转子铁心，该每一磁极再由两块或两块以上相同Ｎ极或相同Ｓ极的磁铁所组成，彼此间隔气隙距离，另外在该转子铁心上并开槽装置鼠笼式的导体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国华，
申请(专利权)人：永辉兴电机工业股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]