專利名稱：正弦極寬調制的永磁同步電動機的制作方法
技術領域：
本發明屬電動機技術領域，尤其涉及一種正弦極寬調制的永磁同 步電動機。
背景技術：
一種永磁同步電動機具有輕型化、高性能化、高效節能等特點， 有廣泛的市場空間，但是實際運行的永磁同步電動機數量所占比例甚 少。現有永磁轉子尤其是貼面結構建立的氣隙磁場為非正弦波，其中 存在大量諧波，從而使得電動機的銅耗、鐵耗、雜耗增加，效率下降、
溫升升高，永磁同步電動機的節能優勢無法體現；此外，還會產生脈 振電磁轉矩而引起轉速振蕩，影響運行穩定性和可靠性，直接限制了 使用和推廣。
發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足之處而提供一種工作效率高，運
行穩定、可靠，節能優勢明顯的正弦極寬調制的永磁同步電動機。 為解決上述技術問題，本發明是這樣實現的
正弦極寬調制的永磁同步電動機，包括轉軸、與所述轉軸配接的 軸承、端蓋、定子鐵芯及與所述轉軸固定配接的轉子鐵芯；在所述轉 子鐵芯的周向固定配有W個分布式永磁極；所述分布式永磁極的寬度 不等，間隔寬度也不等；第z個分布式永磁極中心線距大磁極中心線 《=(2/-1>/(2")電角度；第，個分布磁極的寬度弧角為a,. = cos[(卜l);r/w]-cos(/;r/w)電角度。
作為一種優選方案，本發明在所述轉子鐵芯外可配有轉子鼠籠; 所述轉子鼠籠對分布式永磁極進行圓周分隔及周向定位。
本發明所述分布式永磁極的寬度可采用正弦波面積等效原則確 定，也可采用三角波或SPWM調制方式確定。
作為另一種優選方案，本發明在所述分布式永磁極之間可配有起 動導條；所述起動導條與端環固定配逢構成鼠籠轉子。
作為另第三種優選方案，在所述端蓋內可配有冷卻風扇。
本發明在轉子鐵芯表面上放置分布式永磁極,每個分布式永磁極 的寬度不等，分布式永磁極之間的間隔寬度也不相等，從而形成一種 正弦極寬調制的永磁轉子結構，使得由分布式永磁極構成的極寬調制 式轉子產生的磁場波形更加接近正弦波，克服了永磁轉子磁極結構的 不足，實現了高效率和高功率因數。分布永磁極之間的空間用來設置 起動導條，以實現自起動及阻尼功能，從而提髙了本發明運行的穩定 性及可靠性。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。本發明的 保護范圍將不僅局限于下列內容的表述。
圖1為本發明正弦極寬調制的永磁同步電動機轉子沖片結構示 意圖2為本發明正弦極寬調制的永磁同步電動機局部結構示意圖； 圖3為本發明正弦極寬調制的永磁同步電動機轉子沖片一個極 距尺寸關系圖。
具體實施例方式
正弦極寬調制的永磁同步電動機，包括轉軸1、與所述轉軸1
配接的軸承2、端蓋3、定子鐵芯5及與所述轉軸1配接的轉子鐵芯
6;其特征在于在所述轉子鐵芯6的周向固定配有W個分布式永磁 極7;所述分布式永磁極7的寬度不等，間隔寬度也不等；第/個分 布式永磁極中心線距大磁極中心線《=(2/-1);r/(2")電角度；第,個分布 磁極的寬度弧角為",=COS[(>-1)々"卜cos(/;r/w)電角度。在所述轉子鐵芯 6外配有轉子鼠籠8;所述轉子鼠籠8對分布式永磁極7進行圓周分 隔及周向定位。所述分布式永磁極7的寬度采用正弦波面積等效原則 確定。所述分布式永磁極7的寬度也可采用三角波或SPWM調制方式 確定。在所述分布式永磁極7之間配有起動導條12;所述起動導條 12與位于轉子鐵芯6兩端的端環通過同時鑄造或焊接方式構成轉子 鼠籠8。在所述端蓋3內可配有冷卻風扇9。
本發明所使用永磁材料的工作溫度滿足運行溫度的要求，以免熱 退磁。在電機設計時，永磁體的最大去磁工作點應該在所用永磁材料 最大工作溫度和最大去磁磁勢時退磁曲線拐點以上，并留有一定余 量。
如圖1所示，本發明的永磁同步電動機轉子鐵芯上裝有按正弦波 進行極寬調制的分布式永磁極7，分布永磁極7由轉子鼠籠8進行圓 周分隔和周向定位，其余結構與鼠籠式異步電動機相同。如圖2所示， 本發明包括轉軸l、軸承2、端蓋3、機座4、定子鐵芯5、轉子鐵芯 6、永磁極7、轉子鼠籠8和/或冷卻風扇9、風罩11以及鍵10。定 子鐵芯5內嵌有定子繞組與動力電源相連，產生旋轉磁場；在轉子鐵 芯6表面上的分布磁極之間設有起動導條12，起動導條12由鑄鋁和/或銅構成，與端環相連形成回路構成轉子鼠籠8，以產生起動轉矩 和阻尼轉矩，實現自起動和高穩定性。
轉子鐵芯表面上放置分布式永磁極，分布式永磁極的寬度不等， 間隔寬度也不相等。分布式永磁極的寬度可以按照正弦波面積等效的 原則確定，也可以用三角波或者其他SPWM調制方法設計。轉子鐵芯 6表面上設置正弦極寬調制的分布式永磁極7，圖3所示實施例為兩 極電動機；其轉子磁極由"個分布的小永磁極7構成，第"/ = 1,2，八，") 個分布磁極中心線距大磁極中心線《"2卜l);r/(2")電角度，第'個分布 磁極的寬度弧角為",，co必-l)"/"-cos(/;r/")電角度。分布式永磁極構
成的極寬調制式轉子磁極產生的磁場波形更加接近正弦波，實現高效 率和高功率因數。
在轉子鐵芯6表面分布式永磁極7之間，設置起動導條12并與 端環構成鼠籠轉子8，同時對分布式永磁極7進行圓周分隔和周向定 位，分布磁極的磁鋼利用膠和/或機械方式固定在轉子鐵芯外側，后 進行動平衡檢驗和校正。
本發明所公開的按正弦波進行極寬調制的分布式永磁極，同樣可 以用于永磁同步發電機。
權利要求
1、正弦極寬調制的永磁同步電動機，包括轉軸(1)、與所述轉軸(1)配接的軸承(2)、端蓋(3)、定子鐵芯(5)及與所述轉軸(1)固定配接的轉子鐵芯(6)；其特征在于在所述轉子鐵芯(6)的周向固定配有n個分布式永磁極(7)；所述分布式永磁極(7)的寬度不等，間隔寬度也不等；第i個分布式永磁極中心線距大磁極中心線θ＝(2i-1)π/(2n)電角度；第i個分布磁極的寬度弧角為αi＝cos[(i-1)π/n]-cos(iπ/n)電角度。
2、 根據權利要求l所述的正弦極寬調制的永磁同步電動機，其 特征在于在所述轉子鐵芯(6)外配有對分布式永磁極(7)進行圓 周分隔及周向定位的轉子鼠籠(8)。
3、 根據權利要求1或2所述的正弦極寬調制的永磁同步電動機， 其特征在于在所述分布式永磁極(7)之間配有起動導條(12);所 述起動導條(12)與位于轉子鐵芯(6)兩端的端環固定配接構成轉 子鼠籠(8)。
4、 根據權利要求3所述的正弦極寬調制的永磁同步電動機，其 特征在于在所述端萆(3)內配有冷卻風扇(9)。
全文摘要
本發明屬電動機技術領域，尤其涉及一種正弦極寬調制的永磁同步電動機，包括轉軸(1)、與所述轉軸(1)配接的軸承(2)、端蓋(3)、定子鐵芯(5)及與所述轉軸(1)配接的轉子鐵芯(6)；其特征在于在所述轉子鐵芯(6)的周向固定配有n個分布式永磁極(7)；所述分布式永磁極(7)的寬度不等，間隔寬度也不等；第i(i＝1，2，3，Λ，n)個分布式永磁極中心線距大磁極中心線θ<sub>i</sub>＝(2i-1)π/(2n)電角度；第i個分布磁極的寬度弧角為α<sub>i</sub>＝cos[(i-1)π/n]-cos(iπ/n)電角度；在所述轉子鐵芯(6)外配有轉子鼠籠(8)；所述轉子鼠籠(8)對分布式永磁極(7)進行圓周分隔及周向定位。本發明工作效率高，運行穩定、可靠，節能優勢明顯。
文檔編號H02K21/12GK101420160SQ20071015759
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月22日 優先權日2007年10月22日
發明者孫昌志, 安躍軍 申請人:沈陽工業大學