一種低速大轉矩永磁電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及永磁電機領域，具體為一種低速大轉矩永磁電機。
【背景技術】
[0002]目前，世界經濟發展步伐的加快，增加了人們對能源的需求，能源問題已經成為影響各國經濟發展速度的戰略性問題。本著我國“開發與節約并舉、節約優先”的節能方針，我們要充分認識到加強節能工作的重要性和緊迫性。電能是最主要的二次能源，也是最重要的節能對象。據統計，“2003年我國各類電動機總裝機容量約為4.2億千瓦，其中自起動電動機的裝機容量超過全國電動機總裝機容量的85%，年耗電億萬千瓦時以上，約占全國用電量的60%，運行效率比國外先進水平低10-20個百分點，相當于每年浪費電能約1500億千瓦時。2003年我國電動機年產量約為4500萬千瓦，平均效率比發達國家低2-3個百分點。電動機拖動系統效率比發達國家低10-30個百分點，相當于國際20世紀七、八十年代的水平。”從上述數據可以看出:一方面，我國目前電能浪費問題仍然嚴重，很大程度上歸因于占主體地位的工業用自電動機的綜合運行性能較差，電機效率不高；另一方面，也表明我國的電機發展仍有很大的潛力空間。因此，節能既是電機行業面臨的嚴峻課題，也是電機行業發展的新機遇。
[0003]一般來說，電動機節能技術的研宄主要涉及兩方面的內容:一方面是電動機運行的控制優化，主要是通過變頻調速等方法對電機的運轉進行更合理的控制，使得電機在帶不同負載運行時都具有較高的性能；另一方面是電動機本體的設計優化，即通過合理設計電機的定、轉子結構以及電樞繞組的繞線方式，從整體上提高電動機的性能。二者相比較，可謂一個治標，一個治本，節能重任在即，我們需要“標本兼治”，既要不斷設計開發性能優越的新型電動機，又要加強電動機的智能化研宄，進一步提高機電一體化程度。
[0004]電梯驅動系統屬于典型的低速大轉矩傳動系統。除電梯驅動系統外，還包括重型機床、礦山機械、石油機械以及建筑機械等。在這些要求低速傳動的系統中，目前主要采用傳統的異步機一減速機的驅動模式。一方面，由于減速機齒輪等機械原因降低了系統的整體傳動效率；另一方面，由于減速機的存在使傳動系統的整體體積較大，或者說系統的傳輸功率密度較低。顯然，傳統的驅動模式己無法適應現代驅動的要求，存在著諸多理論和技術問題有待解決。
【發明內容】
[0005]本發明所解決的技術問題在于提供一種低速大轉矩永磁電機，以解決上述【背景技術】中的缺點。
[0006]本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現:
一種低速大轉矩永磁電機，包括定子槽、永磁體、王軸、隔磁套和轉子槽，所述永磁體包括所述隔磁套，所述隔磁套設置在所述永磁體的外側，所述隔磁套前后兩端設置有與之緊固連接的前端蓋和后端蓋；所述隔磁套的內壁上沿著電機軸方向開設有至少8組所述轉子槽，并且每組轉子槽內設置有一組永磁體單元；所述隔磁套通過所述王軸與電機軸連接；所述定子槽包括定子沖片，所述轉子槽至少為4組并且與所述永磁體相互對應設置，所述轉子槽的端部設置有轉子繞組。
[0007]本發明中，所述永磁體為釹鐵硼永磁體。
[0008]本發明中，所述定子槽的數量為24。
[0009]本發明中，所述永磁體采用內置切向式。
[0010]本發明中，所述定子槽采用平行齒的槽型。
[0011]本發明中，所述轉子槽的齒槽間角度為75°。
[0012]本發明的有益效果:
(1)電機電磁轉矩波動小、轉速平穩、動態響應快、過載能力強。當永磁同步電動機的負載轉矩發生變化時，僅需電機的功角適當變化，而轉速維持在原來的同步轉速不變，轉動部分的轉動慣量不會影響電機轉矩的快速響應；
(2)高功率因數、高效率。能夠得到比自電動機高很多的功率因數，進而得到相對更小的定子電流和定子銅耗，并且永磁同步電動機在穩態運行時沒有轉子銅耗，進而可以因總損耗降低而減小風扇容量甚至去掉風扇，從而減小相應的風磨損耗，使它的效率比同規格的自電動機提高了 2-8個百分點；
(3)體積小、重量輕。與同容量的自電動機相比，體積和重量都有較大的減少，使其適合應用在許多特殊場合。
[0013]
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明剖面圖。
[0015]圖中:1-定子槽，2-永磁體，3-王軸，4-隔磁套，5-轉子槽。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0017]如圖1所示，一種低速大轉矩永磁電機，包括定子槽1、永磁體2、王軸3、隔磁套4和轉子槽5，所述永磁體2包括所述隔磁套4，所述隔磁套4設置在所述永磁體2的外側，所述隔磁套4前后兩端設置有與之緊固連接的前端蓋和后端蓋；所述隔磁套4的內壁上沿著電機軸方向開設有至少8組所述轉子槽5，并且每組轉子槽5內設置有一組永磁體單元；所述隔磁套4通過所述王軸3與電機軸連接；所述定子槽I包括定子沖片，所述轉子槽5至少為4組并且與所述永磁體2相互對應設置，所述轉子槽5的端部設置有轉子繞組。
[0018]實施例:
一、由于多極自起動永磁同步電動機起動過程中負載轉矩大，進入同步后又常常處于輕載運行狀態，因此設計中應重點考慮起動過程中的堵轉轉矩、最小轉矩，同時要兼顧牽入轉矩。可考慮采取以下設計措施:
(1)適當減少定子繞組匝數；
(2)適當減小氣隙磁通，但應保證一定的空載發電電動勢E0，考慮到功率因數和效率指標的要求，應使EO/U小于I并接近于I ;
(3)轉子磁路設計應考慮增大直軸電抗幾，并盡量減小交直軸電抗差值；
(4)轉子槽形和端環設計時應考慮適當增大轉子電阻，以提高堵轉轉矩。但轉子電阻的增大應以保證電動機具有足夠的牽入轉矩為前提，在永磁體安放空間允許情況下，選擇深槽。
[0019]二、隔磁措施
隔磁措施是為了讓永磁同步電動機不至于因永磁體的漏磁系數過大而導致永磁材料利用率過低。通過設置隔磁磁橋，使得磁橋部位磁通達到飽和來其限制漏磁的作用。它的寬度越小，該部位的磁阻就越大，限制漏磁通的能力就越好；但是，寬度如果過小它的機械強度就變差，縮短使用壽命。它的另一個關鍵尺寸就是它的長度，長度不能保證一定的尺寸就會使隔磁的效果下降。但是當達到一定的長度的時候即使再增加磁橋的長度，隔磁的效果也不會再有明顯的變化，另外還會是轉子機械強度下降，制造的成本增加。
[0020]三、轉子磁路結構設計
由于表面凸出式轉子結構具有結構簡單，制造成本低。轉動慣量小等優點，而且漏磁系數小，永磁體利用率高，在永磁同步電動機中得到了廣泛的應用&此外，表面凸出式轉子結構永磁磁極易于實現做成多極，氣隙磁密波形趨近于正弦波的磁極形狀，而且極弧系數能達到0.9以上，大大減小轉矩脈動，可顯著提高電動機及控制系統的性能。
[0021]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征及本發明的優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內，本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種低速大轉矩永磁電機，包括定子槽(I)、永磁體(2)、王軸(3)、隔磁套(4)和轉子槽(5)，其特征是:所述永磁體(2)包括所述隔磁套(4)，所述隔磁套(4)設置在所述永磁體(2)的外側，所述隔磁套(4)前后兩端設置有與之緊固連接的前端蓋和后端蓋；所述隔磁套(4)的內壁上沿著電機軸方向開設有至少8組所述轉子槽(5)，并且每組轉子槽(5)內設置有一組永磁體單元；所述隔磁套(4)通過所述王軸(3)與電機軸連接；所述定子槽(I)包括定子沖片，所述轉子槽(5 )至少為4組并且與所述永磁體(2 )相互對應設置，所述轉子槽(5 )的端部設置有轉子繞組。
2.根據權利要求1所述的一種低速大轉矩永磁電機，其特征是:所述永磁體(2)為釹鐵硼永磁體。
3.根據權利要求1所述的一種低速大轉矩永磁電機，其特征是:所述定子槽(I)的數量為24。
4.根據權利要求1所述的一種低速大轉矩永磁電機，其特征是:所述永磁體(2)采用內置切向式。
5.根據權利要求1所述的一種低速大轉矩永磁電機，其特征是:所述定子槽(I)采用平行齒的槽型。
6.根據權利要求1所述的一種低速大轉矩永磁電機，其特征是:所述轉子槽(5)的齒槽間角度為75°。
【專利摘要】本發明公開一種低速大轉矩永磁電機，包括定子槽、永磁體、王軸、隔磁套和轉子槽，所述永磁體包括所述隔磁套，所述隔磁套設置在所述永磁體的外側，所述隔磁套前后兩端設置有與之緊固連接的前端蓋和后端蓋；所述隔磁套的內壁上沿著電機軸方向開設有至少8組所述轉子槽，并且每組轉子槽內設置有一組永磁體單元；所述隔磁套通過所述王軸與電機軸連接；所述定子槽包括定子沖片，所述轉子槽至少為4組并且與所述永磁體相互對應設置，所述轉子槽的端部設置有轉子繞組。本發明的電機電磁轉矩波動小、轉速平穩、動態響應快、過載能力強。當永磁同步電動機的負載轉矩發生變化時，僅需電機的功角適當變化。
【IPC分類】H02K21-02, H02K1-27, H02K1-24
【公開號】CN104821699
【申請號】CN201510256897
【發明人】張 成, 劉華濤, 鄧新成, 賀付杰, 呂文杰, 李文洋
【申請人】山東力久特種電機股份有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月20日