[发明专利]可变励磁永磁同步电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机，具体是一种可根据转速自动调整励磁强度的永磁同步电动机。

背景技术

永磁同步电动机是同步电动机的一种，其励磁磁场由永磁体产生，消除了励磁损耗，具有高功率密度、高效率和调速范围宽等优点，广泛应用于高性能伺服和运动控制领域。

与电励磁同步电动机不同，永磁同步电动机由永磁体产生励磁磁场，因而磁场强度一般恒定不变。根据永磁同步电动机基本电磁关系，电动机旋转反电势随转速增大而增大，当电动机高速运行时旋转反电势接近电源供电电压，电流调节器饱和，电机转矩输出性能急剧恶化，限制了电动机转速进一步提高。

永磁同步电动机弱磁控制技术可以解决以上问题，即随着电机转速增大，控制电机气隙磁场强度相应降低，从而降低旋转反电势增大的速度。因而在电源电压不变的情况下提高了电机最高运行速度。

发明内容

本发明的目的是对传统永磁同步电机结构进行改造，提供一种可变励磁永磁同步电机。随着转子转速增大，在离心力的作用下，转子结构发生相应变化，引起电机励磁磁路变化，从而造成励磁磁场强度相应减弱。

本发明是以如下技术方案实现的：一种可变励磁永磁同步电动机，包括定子和安装在电机轴上的转子，在转子两侧各安装一套弱磁调节机构；所述的弱磁调节机构包括安装在转子两侧与转子同轴的软铁盘；在转子和软铁盘之间安装有弹簧，对应每个软铁盘安装有连杆配重机构，所述的连杆配重机构是在电机轴上有与电机轴一体的支架；还包括连杆，连杆通过支架安装在电机轴上并能以支架为中心摆动；在连杆的一端安装一配重，另一端安装一个滚轮，连杆通过滚轮抵靠在软铁盘上。

原理是：随着电机转速增大，电机励磁强度相应降低；电机转速降低，励磁强度相应增大。有利于控制高速时电枢反电势的过度增大从而提高电机最高运行速度。随着电机转速的增大，电机轴上的机械机构驱动软铁盘向靠近转子的一侧移动，改变了磁通路径，从而降低了励磁磁通。转速降低时，弹簧驱动软铁盘向远离转子的一侧移动，相应增大了励磁磁通。这种励磁磁通随转速变化的规律满足了电机调速的需要。

本发明的有益效果是：对于同一台电机，在低速时，励磁磁场强，保证了低速时的转矩输出能力；高速时，励磁磁场减弱，扩展了永磁同步电机的最高运行速度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细描述。

图1是本发明永磁同步电机结构简图。

图2是支架与电机轴连接部分在A向上的剖面放大图。

1、电机轴，2、配重，3、支架，4、连杆，5、滚轮，6、软铁盘，7、弹簧，8、永磁体，9、转子，10、定子。

具体实施方式

如图1所示，可变励磁永磁同步电机基本结构和普通永磁同步电机相似，不同之处集中在转子上。包括定子10和安装在电机轴1上的转子9，安装在转子9两侧与转子9同轴的软铁盘6；在转子9和软铁盘6之间安装有弹簧7；对应每个软铁盘6安装有连杆配重机构，连杆配重机构包括在电机轴1上的与电机轴1一体的支架3；连杆4通过轴承与安装在电机轴1上的支架3连接。并能以支架3为中心摆动；在连杆4的一端安装一配重2.另一端安装一个滚轮5，连杆4通过滚轮5抵靠在软铁盘6上，安装滚轮5用以减小和软铁盘6之间的摩擦阻力。

为了受力均匀，每个软铁盘6安装上下两组连杆配重机构。

工作过程如下：电机静止时，在弹簧7弹力的作用下软铁盘6向远离转子的一侧移动，挤压连杆4带动配重贴紧电机轴1；随着电机转速增大，配重2在离心力的作用下向远离电机轴的方向移动，带动连杆4摆动，连杆4通过滚轮5挤压软铁盘6，压缩弹簧使软铁盘向靠近转子9的方向运动，直到弹簧弹力和连杆推力相平衡。由于随着电机转速增大，软铁盘6和转子9间距离变小，电机气隙磁场强度相应降低，从而降低旋转反电势增大的速度。因此在电源电压不变的情况下提高了电机最高运行速度。

由于空气的磁阻比软铁材料磁阻大很多，因此软铁盘和转子距离的远近就造成了永磁体励磁磁路的变化，相应改变了励磁强度。具体规律如下：电机转速越快，软铁盘距转子距离越近，励磁磁场强度越小。由于随着电机转速增大，电机气隙磁场强度相应降低，从而降低旋转反电势增大的速度。因此在电源电压不变的情况下提高了电机最高运行速度。从而从电机自身结构的角度解决了弱磁控制问题。