[实用新型]高效节能永磁同步电动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种同步电机。

背景技术

永磁同步电动机可以节能，因为它能很大程度提高交流感应电动机的功率因数。它不需要励磁，转子旋转与磁场同步，故无二次回路的损耗。由于上述两种原因，永磁同步电动机比相同功率的异步电动机节能10-15％以上。

随着人们对节能环保意识的提高，将永磁同步电动机作为高效节能的通用动力源，从而较大范围取代异步电动机，已成为电机界业内人士普遍共识。虽然如此，但是永磁同步电动机的量产普及较缓慢，这是因为永磁同步电动机结构工艺复杂，稀土永磁材料用量较大、成本偏高、产品品质稳定及耐久性尚待提高。

我们知道，当前内转子永磁同步电动机，其转子上有类似异步电动机的短路条作为起动绕组。永磁体分布在转子上用于提供同步电机磁极的磁源。按电机结构类型永磁体可以有多种布置方式，但必须按电机极数形成正确合理的磁路，并与定子绕组磁路相匹配。多数永磁同步电动机产品，转子采用低碳钢或电工纯铁作为导磁材料，不锈钢或铝作为隔磁材料，纯铜或铝材作为短路条。基于转子与定子磁场同步旋转，往往将转子导磁回路与隔磁块为整体结构设计。从单纯同步电动机运转原理看是可行的，但是却疏漏了永磁电动机在实际工作中的特殊性。因为，作为设备动力源的永磁电动机，其在工作过程中不可避免的要被频繁的起动与关闭，同时，电机配套或周边设备及电网回路中的各种随机扰动电压影响，都会形成对永磁体的各种干扰冲击磁势，一旦干扰冲击磁势超越永磁体的退磁曲线，会使永磁体局部缓慢退磁，从而进一步导致电机的损毁，这也是现有永磁同步电动机的工作不可靠的关键因素。上述干扰冲击磁势的产生是一个暂态过程，下面将对该暂态过程干扰磁势对永磁体的影响进行详细的分析：

图1所示的为无永磁体的铁心线圈，铁心环经气隙2δ构成闭合磁路，线圈N施加交流电压，开关K闭合是随机的，这时线圈的电感量为：

L=μ0μsSN2l+2μs∂---(1)]]>

式中，S-铁心截面积；N-线圈匝数；l-铁心磁路的平均长度；u₀-空气导磁率，u_s-铁心相对导磁率。

开关K随机闭合瞬间，线圈中的电流为：

i=1L∫edt---(2)]]>

由上述(1)、(2)式可见，铁心线圈电流与电感量成反比，而电感量与铁心截面积成正比。因此，对设计参数比较饱和的现代电机，绕组有较大电感量，它限制了线圈上的电流。异步电机开关接通投入运行，就相当于上述情况。