[实用新型]一种异步启动永磁同步电机

说明书

本实用新型的目的在于提供一种异步启动永磁同步电机，实现对现有异步电机进行升级改装，在节约成本的同时，通过缩减异步电机的使用，提高了驱动系统功率因数，减小了对电网的影响；为达到上述目的，本实用新型的解决方法是提供一种异步启动永磁同步电机，其特征在于，包括：定子铁心和设于其内部的笼型转子，所述定子铁心与笼型转子同心，所述笼型转子的表面沿圆周方向嵌入永磁体，相邻的所述永磁体之间磁极相反，相邻的所述永磁体之间的距离相等。

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种异步启动永磁同步电机。

背景技术

旋转交流电机主要分为感应电机和同步电机两大类。感应电机在工农业生产和日常生活中应用广泛，其转速和电源频率之间没有严格的固定关系，而是随负载的变化而变化，但转速范围变化不大。感应电机的定子和转子之间没有电的联系，能量的传递是靠电磁感应实现的。感应电机主要作为电动机运行，具有以下优点：结构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠、成本低、坚固耐用。但需要从电网吸收滞后的无功功率，使电网功率因数变坏，且调速性能差。

同步电机方面，按结构形式的不同可以分为凸极同步电机和隐极同步电机两种。同步电机主要用作发电机，也可用作电动机和补偿机运行。同步电机的转速和电网频率之间存在固定不变的关系，正常工作时其转速恒定不变且与负载的大小无关。供给同步电机励磁的装置，称为励磁系统。励磁系统是同步电机的重要组成部分，对电机的运行性能有重要影响。磁场是电机实现机电能量转换的基础。根据获得磁场方式的不同，励磁方式可分为电励磁和永磁励磁。与电励磁电机相比，永磁电机具有以下优点：(1)取消了励磁系统损耗，提高了效率。(2)取消了励磁绕组和励磁电源，结构简单，运行可靠。(3)稀土永磁电机结构紧凑、体积小、重量轻。(4)电机的尺寸和形状灵活多样。因此永磁同步电机具有以下特点：(1)本身的功率效率高以及功率因数高。(2)发热小，因此电机冷却系统结构简单、体积小、噪声小。(3)系统采用全封闭结构，无传动齿轮磨损、无传动齿轮噪声，免润滑油、免维护。(4)允许的过载电流大，可靠性显著提高永磁同步电动机。永磁同步电机运行于工频电源时，一般在转子上安装笼型起动绕组，采用异步启动法起动，称为异步起动永磁同步电动机。

同步电动机相对异步电动机而言，优点是高功率因素、高效率、转子参数可测、定转子间气隙大、控制性能好、体积小、重量轻、结构简单、高转矩/惯量比等，在石油、化工、轻纺、矿山、车辆、数控机床、机器人、及航空航天等领域得到了日益广泛的应用，正面向大功率化(高转速、高转矩)、高功能化和微型化方面发展。永磁同步电动机由定子和转子组成，定子与异步电动机相同，由三相绕组和定子铁心组成。转子上安装有预先磁化(充磁)过的永磁体，不需要外加能量就能在其周围空间建立磁场，这既可简化电机结构，又可节约能量。

和异步电机相比，永磁同步电动机具有突出优点：

(1)由于转子采用永磁体制成，因此磁通密度高，不需要励磁电流，消除了励磁损耗。与异步电机相比，减少了定子边绕组的励磁电流和转子边的铜、铁损耗，大幅度减少了无功电流，由于定、转子磁势同步，转子铁心无基波铁耗，因此效率(关系有功电能)和功率因素(关系无功电能)都比异步电动机高。永磁同步电动机一般设计得即使在轻载运行时功率因素和效率也较高。从电机的负载变化看，稀土永磁同步电动机可以在25％～120％额定功率的范围内保持高功率因数和高效率状态下运行，而一般三相异步电动机通常只能在60％～100％额定功率保持一种较高性能工作。

(2)永磁同步电动机转速与频率维持严格不变的的固定关系，与异步电动机负载运行时有较大的转差率不同，永磁同步电动机具有较硬的机械特性，对于因负载变化引起的电机转矩扰动具有较强的承受能力。永磁同步电动机转子铁心可做成镂空结构以减少转子惯量，而且永磁同步电动机的起、制动时间都比异步电动机快很多，高转矩/惯量比使得永磁同步电动机比异步电动机更适合在快速响应的条件下运行。