[发明专利]同步电机及同步电机启动的方法

说明书

本申请实施例提供一种同步电机及同步电机启动的方法，其中，该同步电机包括：电机壳，转轴、轴承、至少一个同步电机单元和至少一个异步电机单元；同步电机单元包括同步定子和安装有永磁体的同步转子，异步电机单元包括异步定子和安装有导条的异步转子；同步定子和异步定子设置在电机壳的内表面上，同步转子和异步转子同轴同心且相互间隔地设置在转轴上，通过轴承将转轴安装在电机壳的壳体内，以使转轴上的同步转子与同步定子对齐，异步转子与异步定子对齐。由于永磁体是安装在同步转子上，导条是安装在异步转子上，使得启动笼和永磁体不叠加设置在同一个转子上，因此，在同步电机启动运行过程中可减小启动电流和转矩。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种同步电机及同步电机启动的方法。

背景技术

目前，自启动永磁同步电机由于具有效率高、功率密度高等优点被广泛应用于驱动场景中。但是，在电机启动运行过程中，由于自启动永磁同步电机的转子上叠合布置有启动笼和永磁体，致使启动电流过大造成供电变压器容量增加、转矩过大容易损坏联轴器和轴伸键连接机构，并在驱动大惯量负载时，由于上述结构的电动机启动过程较长或者不能切入同步，长时间产生大电流导致过度发热以及转子永磁体失磁等故障情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种同步电机及同步电机启动的方法，可以缓解上述技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种同步电机，其中，同步电机包括：电机壳，转轴、轴承、至少一个同步电机单元和至少一个异步电机单元；其中，同步电机单元包括同步定子和安装有永磁体的同步转子，异步电机单元包括异步定子和安装有导条的异步转子；同步定子和异步定子设置在电机壳的内表面上，同步转子和异步转子同轴同心且相互间隔地设置在转轴上，通过轴承将转轴安装在电机壳的壳腔内，以使转轴上的同步转子与同步定子对齐，异步转子与异步定子对齐。

上述异步定子和同步定子采用相同的外径，且，异步定子的电枢绕组和同步定子的电枢绕组具有相同的极数和相序；同步转子采用三相星型连接，异步定子采用三相星型或三相三角形连接；同步转子采用永磁体表贴式结构或永磁体插入式结构。

上述同步电机单元在同步转速时的空载反电势有效值与电源电压有效值之差小于预设的电压值。

上述同步定子和同步转子之间的气隙大于异步定子和异步转子之间的气隙；同步电机单元的热负荷高于异步电机单元的热负荷；异步电机单元的叠长小于同步电机单元的叠长。

上述异步定子的绕组端部高于同步定子的绕组端部，且，异步定子和同步定子相近的绕组端部在轴向有重叠，在空间上无重叠。

上述同步电机还包括：冷却装置，上述冷却装置安装在同步电机的非轴伸端，同步电机单元靠近冷却装置，异步电机单元远离冷却装置；其中，冷却装置包括与转轴同轴固定连接的风扇和与电机壳固定连接的风罩的组合，或者，与电机壳固定连接的独立风机。

第二方面，本发明实施例还提供一种同步电机启动的方法，其中，该方法应用于与上述的同步电机连接的控制器，其中，同步电机包括：电机壳，转轴、轴承、至少一个同步电机单元和至少一个异步电机单元；该方法包括：在接收到启动信号时，断开同步电机单元的同步定子与电网之间的第一连接开关，闭合异步电机单元的异步定子与电网之间的第二连接开关，以使异步电机单元接入电网运行；当异步电机单元稳定运行时，闭合同步电机单元的同步定子与电网之间的第一连接开关，以使同步电机单元接入电网运行。

上述第一连接开关为连接开关；闭合同步电机单元的同步定子与电网之间的第一连接开关的步骤，包括：获取电网瞬时电压和同步定子的反电势的瞬时电压；基于电网瞬时电压和同步定子的反电势的瞬时电压计算电压差判断电压差是否小于预设电压值；如果是，将同步电机单元的同步定子与电网之间的连接开关闭合。