[发明专利]塞满钢块的开槽永磁调速器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁调速器领域，具体涉及一种塞满钢块的开槽永磁调速器及其制备方法。

背景技术

永磁调速器做为一种新兴节能调速装置，目前已经被广泛的应用到泵类和风机等行业中。其具有结构简单、设计紧凑以及经济效益等优势。与变频调速装置相比，永磁调速器采用了纯机械非接触性式结构，有效地消除了电力谐波污染、电磁干扰、避免电机与负载间振动的传递，真正实现了绿色节能。但其传动效率比变频调速装置略低。为了进一步提高永磁调速器的传动效率，必须对常规导体盘的结构进行改进，优化磁路、增加磁路中的磁通密度、减少结构漏磁。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了塞满钢块的开槽永磁调速器及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

塞满钢块的开槽永磁调速器，包括电机端、由钢盘和导体盘组成的导体转子、铝盘和钕铁硼永磁体组成的永磁转子、负载端和上下两端对称设计的挡板，所述导体盘开有梯形槽，背后的钢盘设有若干凸出钢块，凸出钢块正好插入到导体盘的梯形槽中，构成导体转子，所述电机端连接由钢盘和导体盘组成的导体转子，所述负载端连接由铝盘和钕铁硼永磁体组成的永磁转子，所述导体转子和永磁转子之间隔开一定的空气间隙，所述负载端与气隙调节装置连接。

上述的塞满钢块的开槽永磁调速器通过以下方法制备：

S1、应用ANSYS有限元分析软件建立无槽结构永磁调速器的二维动态仿真模型，得到磁场分布情况；

S2、建立塞满钢块的开槽结构的二维动态仿真模型，通过与无槽结构进行数值对比，验证了塞满钢块的开槽结构的高效率；

S3、根据步骤S2所得的二维动态仿真模型在导体盘开设梯形槽，然后在钢盘开设槽形状突出块，将突出块插入到导体盘的梯形槽中，完成导体转子的制备；

S4、将步骤S3所得的导体转子与铝盘和钕铁硼永磁体组成的永磁转子、电机端、负载端、挡板按照永磁调速器的连接方式相连，得塞满钢块的开槽永磁调速器。

本发明具有以下有益效果：

对永磁调速器中的导体盘进行了改进，提出了一种开槽导体盘的设计方法，介绍了与开槽导体盘结构相匹配的永磁体选取与排列方式，描述了含有开槽导体盘的磁路结构；为了更进一步提升永磁调速器的效率，提出了一种塞满钢块的开槽导体盘设计方案，即将开槽导体盘背后的钢盘设计成带有槽形状突出物的钢盘，突出的钢块正好插入到导体盘的梯形槽中，描述了塞满钢块的开槽磁路结构由于结构的复杂性，利用ANSYS软件对的开槽磁路结构进行二维动态仿真分析，研究了电磁场的分布规律，比较了无槽磁路结构、开槽磁路结构以及该结构的转矩特性曲线，经过总结：塞满钢块的开槽磁路结构能够有效地提高传动转矩约28％以上。

附图说明

图1为本发明实施例一种塞满钢块的开槽永磁调速器的整体结构示意图。

图2为本发明实施例一种塞满钢块的开槽永磁调速器的局部解剖图。

图3为本发明实施例中导体转子结构的二维有限元仿真模型。

图4为本发明实施例中多层导体转子结构的磁力线分布图。

图5为本发明实施例中多层导体转子结构的磁通密度等值图。

图6为本发明实施例中多层导体转子结构的磁通密度矢量图。

图7为本发明实施例中塞满钢块的开槽磁路结构仿真模型。

图8为本发明实施例中塞满钢块的开槽磁路结构的磁力线分布图。

图9为本发明实施例中塞满钢块的开槽磁路结构的磁通密度等值图。

图10为本发明实施例中塞满钢块的开槽磁路结构的磁通密度矢量图。

图11为本发明实施例中永磁调速器实验平台的结构图。

图12为本发明实施例中开槽磁路结构的气隙长度-转矩特性曲线。

图13为本发明实施例中槽数对转矩的影响曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。