[实用新型]一种永磁电机转子装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机传动及控制技术，尤其是涉及一种通过改变电机内部结构提高电机动态响应性能的永磁电机转子装置。 

背景技术

传统结构的永磁电机制成后从外部调节、控制其磁场极为困难。采用矢量控制技术调节永磁磁场，弱磁范围有限、调速范围不宽，同时增加定子绕组的损耗。 

永磁电机制成后不需外界能量即可维持其磁场，但也造成从外部调节、控制其磁场极为困难。传统的永磁同步牵引电机若想宽调速，大都采用矢量控制技术，通过控制直轴电流矢量i_d产生的起去磁作用的电枢反应磁动势来削弱永磁磁场，维持高速运行时电机端电压的平衡，达到弱磁调速的目的。这就希望直轴电感大一些，但由于直轴上存在磁阻较大的永磁体，直轴电感较低，弱磁范围有限，调速范围不宽。弱磁调速时，因定子总电流是受限的，那么由交轴电流i_q产生的可以利用的转矩就将下降；同时由于直轴电流i_d要一直存在，定子铜耗大。而对于变频器，若出现逆变失败，失去弱磁控制能力，高速旋转的永磁磁场会在电机绕组中感应出过高电压，有可能造成变频器功率器件损坏。 

专利申请号为200410093661.X、200410093696.3及200510013524.5的发明专利公开了内置混合式转子磁路结构可控磁通永磁同步电动机。如图1所示的公开日为2005年5月18日，公开号为CN1617422的中国授权专利，多级数内置混合式转子磁路结构可控磁通永磁同步电机，包括转轴7，定子铁芯9，铝镍钴永磁体5，钕铁硼永磁体3，转子铁芯6，第一非导磁材料10，其转子磁路结构由两种永磁材料组成：一种为沿轴切向放置的剩磁密度很高但矫顽力很低的铝镍钴材料，另一种为沿轴径向放置的剩磁密度和矫顽力都很高的钕铁硼材料。其中，永磁转子中的铝镍钴永磁体5和钕铁硼永磁体3按U形放置。通过三相定子绕组在电机转子直轴方向施加一个短时间、幅值可控的直轴电流矢量，改变铝镍钴永磁体的磁化方向，调整永磁主磁通的幅值，使电机在很宽的运行范围具有较高的性能指标。如图2所示的公开日为2005年5月18日，公开号为CN1617423的中国授权专利，内置混合式转子磁路结构可控磁通永磁同步电机永磁转子中的铝镍钴永磁体5和钕铁硼永磁体3按W形放置，即铝镍钴永磁体7沿轴切向放置，钕铁硼永磁体8沿轴径向放置。如图3所示的公开日为2005年12月14日，公开号为CN1707911的中国授权专利，内置混合式转子磁路结构可控磁通永磁同步电机永磁转子中的铝镍钴永磁体5和钕铁硼永磁体3按V形放置，除了加入第一非导磁材料10，还加入了第二非导磁材料11和第三非导磁材料12，能够起进一步到隔磁和减小漏磁的目的。

现有技术的缺点是：永磁体外表面与转子铁芯外圆之间没有极靴可以放置铸铝笼或铜条笼，在电机负载或外部供电发生变化的时候，由于没有铸铝笼或铜条笼的阻尼或起动作用，电机动、稳态性能较差，不适用于要求有异步起动能力或动态性能要求较高的场合。 

实用新型内容

本实用新型提供一种永磁电机转子装置，该实用新型可以很好地克服现有技术存在的电机动稳态性能较差的缺点，通过增强阻尼和启动的作用来提高永磁电机转子的动态响应能力。 

本实用新型提供一种永磁电机转子装置的具体实施方式，永磁电机转子装置包括钕铁硼永磁体、非导磁材料、铝镍钴永磁体、转子铁芯和转轴，转子永磁体由铝镍钴永磁体和钕铁硼永磁体组成，永磁电机转子为内置混合式磁路结构，转子铁芯中的永磁体由铝镍钴永磁体和钕铁硼永磁体按U形放置，铝镍钴永磁体按轴切向放置，钕铁硼永磁体按轴径向放置，铝镍钴永磁体与转子铁芯外圆之间有铁磁物质制成的极靴，极靴中放置有鼠笼条。 

作为本实用新型进一步的实施方式，转子铁芯由硅钢片叠压组成，铝镍钴永磁体嵌入转子铁芯硅钢片外侧的矩形槽中，钕铁硼永磁体嵌入转子铁芯硅钢片内侧的矩形槽中。 

作为本实用新型进一步的实施方式，钕铁硼永磁体呈矩形且位于转子铁芯与转轴之间，钕铁硼永磁体的磁化方向与转轴(7)的中心到钕铁硼永磁体(3)的垂直线平行。 

作为本实用新型进一步的实施方式，转子铁芯外包有定子绕组，定子绕组与一脉冲信号控制端相连。 

作为本实用新型进一步的实施方式，铝镍钴永磁体与钕铁硼永磁体交接处的保留空间是非导磁材料。 

作为本实用新型进一步的实施方式，极靴中放置的鼠笼条为铸铝笼。 

作为本实用新型的另一种实施方式，极靴中放置的鼠笼条为铜条笼。