CN201286055Y - 凸极永磁同步电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种永磁同步电机结构，尤其是涉及一种适用于小机房、无机房的凸极永磁同步无齿轮电梯电机。凸极永磁同步电机，该电机包括机座、定子和转子，转子由转轴、转子铁芯和永磁体构成，转子铁芯由若干转子冲片叠压而成，转子冲片的周向上设有与电机极数相同的切向矩形口，两个切向矩形口之间设有隔磁口，转子冲片上的切向矩形口构成安装孔，转子冲片上的隔磁口构成隔磁桥；永磁体为平板式，插设在安装孔内，永磁体在转子铁芯内部圆周上N、S极交替分布，组成与电机极数相同的多边形形状。本实用新型的特点是永磁体结构简单，成本低，调速性能更好；效率和功率因数高，节能效果明显，更容易实现弱磁扩速功率，更适用于变速电梯使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种永磁同步电机结构，尤其是涉及一种适用于小机房、无机房的凸极永磁同步无齿轮电梯电机。
技术背景
随着永磁材料和电力电子技术的发展，永磁同步无齿轮电梯电机的应用已经很广泛。目前在用电机的结构以外转子为主，其永磁体为圆弧形，粘接或用压板固定在转子体内侧表面，定子采用斜槽铆接方式固定，如专利CN1141775C公布的曳引机结构。也有内转子结构曳引机，永磁体安装常用的两种方式，如专利CN101016137公布的面装式转子结构；和专利CN2518257Y公布的永磁体插入在转子铁芯内部结构。
外转子结构的电机是隐极电机，其调速性能很高，但其永磁体为外贴方式，永磁材料为圆弧形，加工成本偏高。而且永磁体工作时与空气接触，易氧化，需要进行表面处理，增加了成本。当电机需要进行弱磁扩速恒功率运行时，需要很大的弱磁电流，因此其扩速范围受到变频器容量和电机温升的限制。
内转子结构电机，当使用永磁体面装结构时也是隐极电机，其特性与外转子结构相同。当永磁体内插入转子内部，电机直轴磁路与交轴磁路不对称，电机为凸极电机特性。凸极永磁电机结构有凸极力矩存在，能达到额定力矩的20～40％，因此采用凸极结构设计可以提高电机功率密度，减小电机体积，节约成本。
凸极式永磁电机有很好的弱磁扩速功能，当电机需要在额定速度以上运行时，其用于扩速功能的弱磁电流同时增加了电机输出的凸极力矩，电机效率和功率因数会大大提高。目前电梯行业越来越重视电梯运行效率，为了提高运行效率，已经研发出一种变速电梯。当轿厢满载时电梯以额定速度运行，当电机空载或轻载时，电梯则提高运行速度，此时曳引机需要在恒功率特性运行。凸极电机更适用于这种变速电梯工作原理。
中国专利CN2662525Y公开了一种交流永磁同步伺服电机，属于电动机领域，主要包括前端盖、转轴、机壳、定子铁芯、转子铁芯、磁钢、盖板、后端盖、接线盒，转子铁芯由转子冲片叠压或整体铸件加工而成，转子冲片上有磁钢槽孔，槽孔之间留有漏磁磁路，轭部为主磁路，磁钢插入转子铁芯槽孔内；定子铁芯由定子冲片叠压而成，铁芯外圆焊牢固定，并保持定子铁芯斜槽在一定范围内。本电动机以简单的方法、很小的代价使电动机的反电势为正弦波形。同时采取定子斜槽、绕组短矩措施并调整气隙尺寸，能使电动机反电势波形畸变率小于1％。从而使与正弦波形的驱动器达到最佳的匹配效果。但是由于漏磁磁路设置在槽孔内，不适合大功率电机。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种凸极永磁同步电机，该电机具有永磁体结构简单，功率大，调速性能好，节能效果明显的特点。
为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：
凸极永磁同步电机，该电机包括机座、定子和转子，转子由转轴、转子铁芯和永磁体构成，转子铁芯由若干转子冲片叠压而成，转子冲片的周向上设有与电机极数相同的切向矩形口，两个切向矩形口之间设有隔磁口，若干转子冲片上的切向矩形口构成安装孔，若干转子冲片上的隔磁口构成隔磁桥；所述的永磁体为平板式，插设在安装孔内，永磁体在转子铁芯内部圆周上N、S极交替分布，组成与电机极数相同的多边形形状。
作为优选，上述的隔磁口为封闭的梯形口或敞开的槽形口。隔磁口用梯形口可以增加转子强度。
作为优选，上述的永磁体为一整块或者由多块拼接构成。
作为优选，上述的永磁体采用钕铁硼材料，永磁体上、下表面分别涂有厌氧胶。
作为优选，上述的转子铁芯的两端部分别设有端板，两个端板封闭转子铁芯，并通过固定螺栓紧固。
作为优选，上述的转子磁极轴线与电机轴平行时，定子铁芯采用斜槽处理，斜槽距离为0.5～1倍齿距。
作为优选，上述的转子磁极轴线斜极一个齿时距时，定子采用直槽结构。
作为优选，在同一极相邻两永磁体错开a11角度设置，a11的计算式如下：
其中：a11为两块永磁体错开的角度，Z为定子铁芯槽数，N为每极永磁体数量。
作为优选，上述的定子绕组采用双层短矩分布绕组；槽极配合采用整数槽绕组，36槽6极、48槽8极或60槽10极；或者槽极配合采用分数槽配合，27槽12极、36槽16极、45槽20极、54槽24极、72槽32极、81槽36极、36槽24极、45槽30极、48槽32极或60槽40极。
上述的该电机还包括后端盖、曳引轮、制动器、和编码器，曳引轮设置在转轴的前端，制动器设置在转轴的后端，制动器固定在后端盖上，编码器设置在转轴的尾端。
本实用新型由于采用了上述的技术方案，其产品的特点是永磁体结构简单，成本低，反电动势为正弦波，调速性能更好；其凸极率可以根据使用要求调整，因此效率和功率因数更高，节能效果更高明显，更容易实现弱磁扩速功率，更适用于变速电梯使用。同时，相对于CN2662525Y公开的结构，本实用新型的产品功率可以做的更大。
附图说明
图1是本实用新型整机结构示意图。
图2是定子、转子冲片开槽结构示意图。
图3是槽形口隔磁口冲片结构示意图。
图4是梯形口隔磁口冲片结构示意图。
图5是20极电机永磁体分布结构示意图。
图6是直极时，永磁体安装示意图。
图7是斜极时，永磁体安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。
实施例1：
参照附图1，本实施例所述的凸极永磁同步电机，其为内转子结构。主要由转轴1、曳引轮2、轴承盖3、轴承4、机座5、定子铁芯8、绕组11、转子铁芯10、永磁体9、后端盖12、制动器14、编码器15、接线盒13组成。曳引轮2装在转轴1前端，制动器14装在转轴1后端，制动器14固定在电机后端盖12上。编码器15安装在主轴1尾端，靠制动器14的壳体固定。电机定子铁芯8由定子冲片叠压而成，并采用扣片扣紧后压装在机座5内部。绕组线圈11嵌入定子槽内，采用三相双层短距分布绕组。如图1所示，转子由转轴1、转子铁芯10、永磁体9、转子端板6和固定螺栓19组成，转子铁芯10由若干转子冲片18叠压而成。转子冲片18的周向上设有与电机极数相同的切向矩形口16，两个切向矩形口16之间设有隔磁口17，隔磁口17可以为封闭的梯形口(如图3所示)，隔磁口17也为敞开的槽形口(如图4所示)。若干转子冲片18上的切向矩形口16构成安装孔，若干转子冲片18上的隔磁口17构成隔磁桥。
如图3、图4所示，永磁体9为平板式，插入到安装孔内。永磁体9在铁芯内部圆周上N、S极交替分布，组成一个与电机极数相同的多边形形状。同一磁极由4块永磁体9拼接而成，如图5所示。永磁体9插入转子里以后，用两个端板6和固定螺栓19将转子铁芯固紧。
此实施例中使用分数槽绕组，定子45槽，转子20个磁极，绕组跨距1～3。定子斜槽一个齿距，转子磁极轴线与电机机械轴平行(如图6所示)。永磁体9采用钕铁硼材料，插入永磁体9时在永磁体9上下表面涂厌氧胶。
实施例2
此实施例中使用整数槽绕组，定子36槽，转子6个磁极，绕组跨距1～6。如图7所示，在同一极相邻两永磁体错开a11角度设置，a11的值为2.5°。其他技术特征如实施例1所示。
Claims (10)
1.凸极永磁同步电机，该电机包括机座(5)、定子和转子，转子由转轴(1)、转子铁芯(10)和永磁体(9)构成，转子铁芯(10)由若干转子冲片(18)叠压而成，其特征在于：转子冲片(18)的周向上设有与电机极数相同的切向矩形口(16)，两个切向矩形口(16)之间设有隔磁口(17)，若干转子冲片(18)上的切向矩形口(16)构成安装孔，若干转子冲片(18)上的隔磁口(17)构成隔磁桥；所述的永磁体(9)为平板式，插设在安装孔内，永磁体(9)在转子铁芯(10)内部圆周上N、S极交替分布，组成与电机极数相同的多边形形状。
2.根据权利要求1所述的凸极永磁同步电机，其特征在于：隔磁口(17)为封闭的梯形口或敞开的槽形口。
3.根据权利要求1所述的凸极永磁同步电机，其特征在于：永磁体(9)为一整块或者由多块拼接构成。
4.根据权利要求3所述的凸极永磁同步电机，其特征在于：永磁体(9)采用钕铁硼材料，永磁体(9)上、下表面分别涂有厌氧胶。
5.根据权利要求1或3或4所述的凸极永磁同步电机，其特征在于：转子铁芯(10)的两端部分别设有端板(6)，两个端板(6)封闭转子铁芯(10)，并通过固定螺栓(19)紧固。
6.根据权利要求1所述的凸极永磁同步电机，其特征在于：转子磁极轴线与电机轴平行时，定子铁芯采用斜槽处理，斜槽距离为0.5～1倍齿距。
7.根据权利要求1所述的凸极永磁同步电机，其特征在于：转子磁极轴线斜极一个齿时距时，定子采用直槽结构。
8.根据权利要求7所述的凸极永磁同步电机，其特征在于：在同一极相邻两永磁体(9)错开a11角度设置，
其中：a11为两块永磁体(9)错开的角度，Z为定子铁芯槽数，N为每极永磁体(9)数量。
9.根据权利要求1所述的凸极永磁同步电机，其特征在于：定子绕组采用双层短矩分布绕组；槽极配合采用整数槽绕组，36槽6极、48槽8极或60槽10极；或者槽极配合采用分数槽配合，27槽12极、36槽16极、45槽20极、54槽24极、72槽32极、81槽36极、36槽24极、45槽30极、48槽32极或60槽40极。
10.根据权利要求1或2或3或4或6或7或8或9所述的凸极永磁同步电机，其特征在于：该电机还包括后端盖(12)、曳引轮(2)、制动器(14)和编码器(15)，曳引轮(2)设置在转轴(1)的前端，制动器(14)设置在转轴(1)的后端，制动器(14)固定在后端盖(12)上，编码器(15)设置在转轴(1)的尾端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090805 Termination date: 20121020 |