[发明专利]一种过渡异步起动永磁同步电动机的变极变速法

说明书

技术领域

本发明是一种过渡异步起动永磁同步电动机的变极变速法，其涉及一种应用于永磁同步电动机的方法，特别是涉及一种采用过渡起动方式进行异步起动和变极变速的永磁同步电动机的方法。

背景技术

交流异步电动机的效率较低，永磁同步电动机的效率高、功率因数高、节能效果显著，所以永磁同步电动机正逐渐取代交流异步电动机成为主流电动机。普通永磁同步电动机无法自起动，需要配置变频器，但是变频器成本较高。异步起动永磁同步电动机不需要配置变频器，能够在节能的前提下降低设备成本。国家标准《GB/T25303 纺织专用高效率永磁同步电动机技术条件》和《GB/T22711高效三相永磁同步电动机技术条件》分别规定了一种适用于纺织、石油行业的自起动永磁同步电动机。两个标准中的永磁同步电动机均采用内置式转子，内置式转子结构复杂，不适宜做小规格的电动机，所以两个标准中没有小于1.1kw的小功率电动机规格。

以油田游梁式抽油机所采用的双速电动机为代表的大中型交流异步电动机，普遍采用变极变速节能技术，交流异步电动机的鼠笼绕组能够自动适应变换电动机磁极数。传统永磁同步电动机的表面式转子和内置式转子均无法自动适应变换电动机磁极数，因此，传统永磁同步电动机技术无法采用变极变速的方法。

CN104184292A公布了“混合式异步起动永磁同步电动机及变极变速法”，该技术方案不适用于转子磁极为二极/六极的异步起动永磁同步电动机。为了提高离心泵的效率，泵类电动机普遍设计为同步转速为3000转/分钟的二极电动机。离心水泵在轻载运行时，可以通过降低电动机转速实现节能目的。机械等行业迫切需求磁极数为二极的，能够异步起动的变极变速永磁同步电动机，作为泵类设备的一种低成本的小型电动机节能技术。

发明内容

本发明的目的是克服传统小型永磁同步电动机无法自起动、不能变极变速的缺陷，提供一种采用过渡起动方式进行异步起动和变极变速的永磁同步电动机的方法。本发明的实施方案如下：

本发明总的特征是过渡异步起动永磁同步电动机由定子部件、转子部件组成。转子部件安装在定子部件内，过渡异步起动永磁同步电动机采用过渡起动方式或者直接起动方式。

定子部件由定子铁芯、定子绕组和电动机机座组成，定子绕组安装在定子铁芯上，定子铁芯和定子绕组安装在电动机机座内，电动机机座内腔的轴向两侧各装配有一个轴承，分别是轴承一和轴承二。

转子部件由转轴、缓冲垫一、缓冲垫二、开口挡圈、隔磁衬套、永磁体、同步转子铁芯、异步转子铁芯、鼠笼组成。转子部件至少包含有一个同步转子铁芯和一个异步转子铁芯。同步转子铁芯与异步转子铁芯沿轴向排列并且安装在转轴上。

转轴呈圆柱形，材料是导磁材料或非导磁材料。导磁材料的转轴与隔磁衬套配合使用。隔磁衬套呈圆筒形，材料是非导磁材料。转轴的两端各有一个环形凹槽，每一个凹槽中安装有一个开口挡圈，两个开口挡圈的轴向外侧分别安装有环形的缓冲垫一和缓冲垫二。

异步转子铁芯由若干个异步转子铁芯冲片叠压而成，异步转子铁芯呈环形，异步转子铁芯中间是通孔，异步转子铁芯通过其中间的通孔安装在转轴上。异步转子铁芯径向外侧边缘均布若干个鼠笼导条槽。异步转子铁芯上安装有一个鼠笼，鼠笼由若干个鼠笼导条和两个鼠笼端环组成。鼠笼采用转子斜槽结构，即每一个鼠笼导条的轴线与转子部件的转轴的轴线倾斜一定角度。若干个鼠笼导条安装在异步转子铁芯的鼠笼导条槽中。

同步转子铁芯由若干个同步转子铁芯冲片叠压而成，同步转子铁芯呈环形，同步转子铁芯中间是轴孔，隔磁衬套安装在同步转子铁芯的轴孔中，同步转子铁芯通过圆筒形的隔磁衬套安装在转轴上。同步转子铁芯径向外侧边缘均布两个铁芯磁极槽和两个铁芯凸极，每一个铁芯凸极有两个曲率半径较小的曲面，分别组成两个转子辅助磁极。永磁体呈瓦片形。永磁体粘贴在铁芯磁极槽中，每一个永磁体构成一个转子主磁极。转子部件上的每一个永磁体磁化相邻的铁芯凸极一侧，形成一个与该永磁体互为异性磁极的转子辅助磁极。

适用于转子磁极为二极/六极的过渡异步起动永磁同步电动机的同步转子铁芯上，每一个铁芯磁极槽中粘贴有一个永磁体，相邻铁芯磁极槽中粘贴的永磁体圆弧外表面互为异性磁极。同步转子铁芯上的一个铁芯磁极槽中圆弧外表面为N极的永磁体形成一个N极转子主磁极，另一个铁芯磁极槽中圆弧外表面为S极的永磁体形成一个S极转子主磁极。N极转子主磁极的永磁体分别磁化相邻的铁芯凸极一侧，各形成一个S′极转子辅助磁极。S极转子主磁极的永磁体分别磁化相邻的铁芯凸极一侧，各形成一个N′极转子辅助磁极。