專利名稱：一種變頻調速三相交流永磁同步電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種三相交流永磁同步電動機。
背景技術：
傳統的Y系列異步電動機包括:定子、定子繞組、轉子和機殼等。該種電機存在著如下缺點:首先是電機轉子的銅損和鐵損較大，一般所述的兩種損耗能占總損耗的17%左右，隨著電機內部溫升降低，其定子銅損和鐵損成正比例增大；其次是異步電機存在轉差率大的缺點，一般在10%以內，造成電機效率和輸出功率的降低，第三是起動的扭矩較小。
發明內容本發明的目的是提供一種變頻調速三相交流永磁同步電動機，以解決有效地提高電機效率和改善功率因數的技術問題。為了實現上述發明目的，本實用新型所采用的技術方案如下:一種變頻調速三相交流永磁同步電動機，包括殼體、前軸承、后軸承、前端蓋、后端蓋、定子、定子繞組、轉子、風葉、風葉罩和電機接線板；鼠籠式轉子由永磁鐵、轉子鐵芯、導電金屬條和導電金屬端環組成；所述永磁鐵沿轉子軸向按N-S極依次相反方向排列于轉子鐵芯表面的凹槽內，導電金屬條置于轉子鐵芯內，所述永磁鐵與轉子中心軸線平行，所述導電金屬條在轉子鐵芯表面與轉子中心軸線呈一定的傾角排列，導電金屬條兩端與轉子兩端的金屬端環相連接，構成鼠籠式的閉合回路；所述轉子鐵芯與電機轉子軸實現非隔磁直接連接；所述轉子的永磁體所占轉子的周長和轉子鐵芯所占轉子的周長相同；永磁體所產生的磁密度應是定子電磁鐵磁密度的三分之一；所述轉子的導電金屬條個數是按定子鐵芯槽數的0.81-0.92倍來確定；每根導電金屬條的截面積是按電機堵電流的7倍容量來設計；導電金屬端環截面積按電機堵電流的21倍容量來設計。所述導電金屬條在轉子鐵芯表面與轉子中心軸線呈30°的傾角排列。本實用新型所述一種變頻調速三相交流永磁同步電動機與傳統的同步電動機相比具有如下優點:1.轉子是以稀土永磁為主制做而成，轉子本身不受任何外部影響，因此具備了一個完整的旋轉磁場，轉子的消耗為零。2.由于轉子本身具備一個完整的旋轉磁場，減輕了定子對轉子的感應電流，導致定子溫升下降，受其影響，定子的銅耗和鐵耗都會大為減小。3.在調頻時，不管電壓、電流如何變化，它的速率是隨頻率變化，其轉差率為零。4.經天津電機研究所的電機檢測站第十八號站嚴格的檢測表明:功率1.5KW，極數4，頻率50赫茲，額定電壓380V，額定電流2.6A，效率89.8%，功率因數0.96，溫升25.3°C。普通Y系列三相異步電動機性能批示如下:Y901-4型，功率1.5KW，電壓380V，額定電流
3.7Α，頻率50ΗΖ，效率79，功率因數0.79，溫升80°C ；本實用新型所述電動機輸出功率=P1=IeAZJW,普通Y系列三相異步電動機輸入功率 ^!=1923.8W,相比節電:1923.8W-1642.8ff=281ff,節電率:281W+1923.8ff=0.146，即14.6%ο5.本實用新型所述電動機的機座中心高80mm-280mm，功率為0.55KW-90KW，極數為:2、4、6、8、10，基數為 50、100、150、200、250 赫茲。6.本實用新型既可工頻運轉，也可變頻調速；既節電、高效，又能保證功率和扭矩的輸出。
圖1是本實用新型所述一種變頻調速三相交流永磁同步電動機的基頻為150HZ的定子繞組與永磁轉子的示意圖。圖2是本實用新型所述一種變頻調速三相交流永磁同步電動機的基頻為200HZ的定子繞組與永磁轉子的示意圖。圖3是本實用新型所述一種變頻調速三相交流永磁同步電動機的基頻為250HZ的定子繞組與永磁轉子的示意圖。圖4是本實用新型所述一種變頻調速三相交流永磁同步電動機的永磁轉子結構示意圖。附圖編號:1-6是電動機的定子繞組的六個抽頭、7是電動機轉子軸、8是定子繞組、9是轉子、10是轉子永磁鐵、11是轉子鐵芯、12是導電金屬條、13是風扇葉、14是導電金屬端環。
具體實施方式
本實用新型所述變頻調速三相交流永磁同步電動機的結構參見圖1、2、3。主要由殼體、前軸承、后軸承、前端蓋、后端蓋、定子、定子繞組8和轉子9組成。轉子9由永磁鐵10、轉子鐵芯11、導電金屬條12和導電金屬端環14組成；所述永磁鐵10沿轉子軸向按N-S極依次相反方向排列于轉子9鐵芯表面的凹槽內，導電金屬條12置于轉子鐵芯內構成鼠籠轉子，所述永磁鐵與轉子中心軸線平行，所述導電金屬條在轉子鐵芯表面與轉子中心軸線呈一定的傾角(如30° )排列，導電金屬條兩端與轉子兩端的金屬端環相連接，構成鼠籠式的閉合回路；所述轉子鐵芯11與電機轉子軸7實現非隔磁直接連接；所述定子繞組8采用星形接線；以基礎頻率為50赫茲的標準定子繞組導體數和導體載面積為參照，設計100赫茲、150赫茲、200赫茲、250赫茲基頻時，電機定子每相繞組的導體數分別為50赫茲導體數的
0.7,0.58,0.5,0.45倍，而所述繞組的導體截面積應是50赫茲的導體截面積1.414、1.73、2,2.24倍；所述轉子永磁體10所占轉子的圓周長度和轉子鐵芯11所占圓周長度相同，即各占轉子周長的一半。該永磁體10厚度按所產生的密度要求確定，永磁體所產生的磁密度應是定子電磁鐵磁密度的三分之一；所述轉子鼠籠的導電金屬條12個數是按定子鐵芯槽數的0.81-0.92倍來確定；每根導電金屬條的截面積是按電機堵電流的7倍容量來設計；導電金屬端環截面積按電機堵電流的21倍容量來設計。在轉子鐵芯兩端還有風扇葉13、風扇葉罩。在轉子9表面鑲嵌了按N-S極成對稱形式布置的永磁鐵9，其極對數按電機的極數。永磁鐵9的寬、厚度及磁場強度依電動機的極數、鐵芯型號及功率大小而定。 每塊永磁體9之間被轉子鐵芯的導磁金屬隔開。每相鄰的N-S兩塊永磁鐵之間通過導磁金屬材料形成磁場回路。當定子繞組8中通過三相交流電時，定子繞組8中的電流交變旋轉磁場作用于N極永磁體和S極永磁鐵上,帶動N-S極永磁鐵隨旋轉磁場同步旋轉，N-S極永磁鐵隨旋轉磁場同步旋轉的同時，兩個磁極之間也形成了兩個閉合的磁場，使連個磁極之間的導磁金屬中產生了交變磁場和交變電流。這些交變電流通過轉子鐵芯中的金屬條與轉子兩端的金屬環形成的閉合回路流動，減少了磁泄現象，使定子繞組中的各種損耗減少到最低，從而也大大減少了定子繞組各種損耗，使電動機不但能夠實現完全與電網同步，而且使功率因數和效率大幅度提高，并達到與電網同步轉速。
權利要求1.一種變頻調速三相交流永磁同步電動機，其特征在于，包括殼體、前軸承、后軸承、前端蓋、后端蓋、定子、定子繞組、轉子、風葉、風葉罩和電機接線板；鼠籠式轉子由永磁鐵、轉子鐵芯、導電金屬條和導電金屬端環組成；所述永磁鐵沿轉子軸向按N-S極依次相反方向排列于轉子鐵芯表面的凹槽內，導電金屬條置于轉子鐵芯內，所述永磁鐵與轉子中心軸線平行，所述導電金屬條在轉子鐵芯表面與轉子中心軸線呈一定的傾角排列，導電金屬條兩端與轉子兩端的金屬端環相連接，構成鼠籠式的閉合回路；所述轉子鐵芯與電機轉子軸實現非隔磁直接連接；所述轉子的永磁體所占轉子的周長和轉子鐵芯所占轉子的周長相同；永磁體所產生的磁密度應是定子電磁鐵磁密度的三分之一；所述轉子的導電金屬條個數是按定子鐵芯槽數的0.81-0.92倍來確定；每根導電金屬條的截面積是按電機堵電流的7倍容量來設計；導電金屬端環截面積按電機堵電流的21倍容量來設計。
2.根據權利要求1所述的一種變頻調速三相交流永磁同步電動機，其特征在于，所述導電金屬條在轉子鐵芯表面與轉子中心軸線呈30°的傾角排列。
專利摘要本實用新型公開了一種變頻調速三相交流永磁同步電動機，包括殼體、前軸承、后軸承、前端蓋、后端蓋、定子、定子繞組、轉子、風葉、風葉罩和電機接線板；鼠籠式轉子由永磁鐵、轉子鐵芯、導電金屬條和導電金屬端環組成；所述轉子鐵芯與電機轉子軸實現非隔磁直接連接；所述轉子的永磁體所占轉子的周長和轉子鐵芯所占轉子的周長相同；永磁體所產生的磁密度應是定子電磁鐵磁密度的三分之一；所述轉子的導電金屬條個數是按定子鐵芯槽數的0.81-0.92倍來確定；每根導電金屬條的截面積是按電機堵電流的7倍容量來設計；導電金屬端環截面積按電機堵電流的21倍容量來設計。本實用新型可以解決有效地提高電機效率和改善功率因數的技術問題。
文檔編號H02K1/27GK203014625SQ20122072120
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者劉光明 申請人:劉光明