一種采用異步電機定子的永磁電機制造技術

本實用新型專利技術提供了一種采用異步電機定子的永磁電機，包括定子、轉子和轉軸，定子沖片上設有定子槽及繞組，轉子的轉子沖片上設有永磁體。本實用新型專利技術在傳統異步電機基礎上，利用原有電機的定子和轉軸結構，僅僅將轉子鐵心部分替換就可以提高電機運行效率。針對變頻器供電的變速驅動工況，將原有異步電機轉子更換為僅帶永磁體的轉子；對于直接工頻電網供電的定速驅動工況，將原有異步電機轉子更換為帶鼠籠和永磁體的轉子，從而具備自啟動能力；如果待改造的異步電動機轉子軛部結構空間較大，也可以在原有電機轉子結構上加工出永磁體槽，并完成永磁體的嵌放，從而最大程度上保留原有電機結構，降低改造成本。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電機

技術介紹
近年來隨著國家對于節能環保事業投入的不斷加大，各行各業對于節能減排也愈加重視，由于我國電機行業的能耗占到總能耗的70%以上，因此提高電機的能效等級就成為降低能源消耗的重要手段。中國中小型電機行業政策從國家層面主要就是推廣節能高效電機。節能高效電機與普通電機相比，損耗平均下降20%、效率提高2%-7% ;超高效電機則比節能高效電機效率平均再提高2%。高效節能電機目前主要有如下幾種:采用低損耗和優化設計的高效異步電機、永磁同步電機、無刷直流電機、開關磁阻電機等等。高效異步電機在工作原理上，與傳統低效率異步電機完全相同，區別在于采用更低損耗的硅鋼片，并且在磁負荷和電流負荷等與損耗正相關的若干參數設計方面，取值更低，這種設計的核心思想是用更多更好的材料換取效率的提高。在價格方面，要比傳統低效率異步電機貴10-20%。永磁同步電機和無刷直流電機都屬于同步電機，其區別在于供電波形。永磁同步電機采用正弦波供電，而無刷直流電機采用方波供電，二者由于運行在同步轉速，因此轉子沒有轉差功率，相比異步電機至少提高效率2_3%，再加之定子損耗的優化設計，因此在效率指標方面，可以在不增加材料消耗的情況下，大幅提高電機效率，通過合理設計，普遍能夠達到國家2級以上能效等級。由于采用了永磁材料，整機價格會比異步電機貴20-30%。開關磁阻電機，與無刷直流電機類似，屬于自控式電機，需要控制器配套，沒有轉差功率，也能夠實現較高的效率，同時轉子沒有永磁材料，因此在價格和可靠性方面略優。缺點是需要配套控制器的支持，在定速驅動工況，相比能夠直接電網運行的異步電機和自啟動永磁電機，整體價格偏高。以上幾種電機雖然運行原理不同，但是其設計的核心思想都是通過優化磁路結構或者采用低損耗的鐵磁材料等手段，降低電機損耗，從而提高效率。在推廣方式上，主要采用的是購買新電機，替換傳統的低效率異步電機，從節能效果和操作便利性的角度來開，這種購置新電機的方式無疑是最佳選擇，但是考慮到眾多工業企業存在大量需要替換的低效率異步電機，如果都采用這種新購置高效率電機的方法，無疑在采購經費方面壓力很大。
技術實現思路
為了克服傳統異步電機存在的上述問題，本技術提供了一種采用異步電機定子的永磁電機。本技術為實現上述目的所采用的技術方案是:一種采用異步電機定子的永磁電機，包括定子、轉子和轉軸5，定子沖片I上設有定子槽及繞組2，所述轉子的轉子沖片3上設有永磁體。所述用于具有自啟動能力的定速驅動工況的轉子沖片3上內設有內置式永磁體6，轉子沖片3邊緣設有轉子槽及鼠籠條4。所述用于變頻器供電的變速驅動工況的轉子沖片3內部設有轉子支承筋板8，轉子沖片外邊緣設有表貼式永磁體7。 所述轉子沖片3上設有永磁體槽，永磁體槽內嵌放永磁體。本技術的采用異步電機定子的永磁電機，在傳統異步電機基礎上，利用原有電機的定子和轉軸結構，僅僅將轉子鐵心部分替換，就可以提高電機運行效率。針對變頻器供電的變速驅動工況，將原有異步電機轉子更換為僅帶永磁體的轉子；對于直接工頻電網供電的定速驅動工況，將原有異步電機轉子更換為帶鼠籠和永磁體的轉子，從而具備自啟動能力；如果待改造的異步電動機轉子軛部結構空間較大，也可以在原有電機轉子結構上加工出永磁體槽，并完成永磁體的嵌放，從而最大程度上保留原有電機結構，降低改造成本。【附圖說明】圖1是傳統異步電動機定子結構圖。圖2是傳統異步電動機轉子結構圖。圖3是本技術實施例一電機永磁轉子結構圖(帶有自啟動能力)。圖4是本技術實施例二電機永磁轉子結構圖(帶有自啟動能力)。圖中:1、定子沖片，2、定子槽及繞組，3、轉子沖片，4、轉子槽及鼠籠條，5、轉軸，6、內置式永磁體，7、表貼式永磁體，8、轉子支撐筋板。【具體實施方式】傳統異步電動機定子結構如圖1所示，其中，定子沖片I上設有定子槽及繞組2 ;傳統異步電動機轉子結構如圖2所示，轉子沖片3外緣設有轉子槽和鼠籠條4，中心設有轉軸5。本技術實施例一永磁電機轉子結構如圖3所示，在利用圖1所示原有定子和繞組的情況下，將圖2所示的異步電動機轉子替換為圖3所示轉子結構，轉子沖片3上內設有內置式永磁體6，轉子沖片3邊緣設有轉子槽及鼠籠條4，該轉子結構適用于具有自啟動能力的定速驅動工況，也就是原有異步電動機直接工頻電網，不需要調速的場合。本技術實施例二永磁電機轉子結構如圖4所示，在利用圖1所示原有定子和繞組的情況下，將圖2所示的異步電動機轉子替換為圖4所示轉子結構，轉子沖片3內部設有轉子支承筋板8，轉子沖片外邊緣設有表貼式永磁體7。該轉子結構適用于不需要自啟動能力的變速驅動工況，此時需要變頻器供電。其主要原理如下:異步電機能夠正常運行，核心在于定轉子繞組排布，如果繞組下線合理，定子繞組流過三相對稱交流電，就會在定子側產生圓形旋轉磁場，從而在轉子繞組或鼠籠內產生感應電流和旋轉磁場，雙邊磁場相互作用即可穩定旋轉。異步電動機定子磁場轉速始終超前于轉子感應磁場，只有產生轉差，轉子才能產生感應電流進而旋轉出力。將傳統異步電動機轉子更換為圖3所示帶有永磁體的轉子以后，電機首先利用轉子鼠籠條產生的異步轉矩啟動，在接近同步轉速后利用永磁同步轉矩牽入同步運行，通過對永磁體用量和尺寸合理設計，使得在原有異步電動機定子繞組中感應電壓與端口供電電壓匹配，就可以實現電機空載電流和額定電流的合理化，進而保證電機的穩定帶載運行。將傳統異步電動機轉子更換為圖4所示轉子后，在變頻器激勵磁場的作用下，電機逐漸加速到給定轉速，可以實現相同的驅動效果。本技術在傳統異步電機基礎上，僅僅更換帶有永磁體的轉子，就可以提高電機運行效率。現在工業企業使用最多的老舊異步電機主要是我國上個世紀70-90年代設計生產的Y系列、Y2系列、J02系列等異步電機，這些電機由于采用了統一設計，因此在對效率影響最大的核心電磁方案方面，即使不同廠家生產的電機，只要型號相同，則定轉子沖片和繞組線規等核心參數方面也完全相同，區別僅僅體現在機械安裝尺寸方面。正是基于以上特點，本技術在充分研宄這些系列電機電磁方案的基礎上，針對不同規格電機，設計制造了與其配套的帶有永磁體的轉子。這樣就可以利用原有電機的定子和轉軸結構，僅僅將轉子鐵心部分替換，就可以實現電機的高效運行。針對變頻器供電的變速驅動工況，將原有異步電機轉子更換為僅帶永磁體的轉子；而對于直接工頻電網供電的定速驅動工況，將原有異步電機轉子更換為帶鼠籠和永磁體的轉子，從而具備自啟動能力；如果異步電動機轉子軛部結構空間較大，也可以在原有電機轉子結構上加工出永磁體槽，并完成永磁體的嵌放，從而最大程度上保留原有電機結構，降低改造成本。【主權項】1.一種采用異步電機定子的永磁電機，包括定子、轉子和轉軸(5)，定子沖片(I)上設有定子槽及繞組(2)，其特征在于:所述轉子的轉子沖片(3)上設有永磁體。2.根據權利要求1所述的一種采用異步電機定子的永磁電機，其特征在于:所述用于具有自啟動能力的定速驅動工況的轉子沖片(3 )上內設有內置式永磁體(6 )，轉子沖片(3 )邊緣設有轉子槽及鼠籠條(4 )。3.根據權利要求1所述的一種采用異步電機定子的永磁電機，其特征在于:所述用于變頻器供電的變速驅動工本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用異步電機定子的永磁電機，包括定子、轉子和轉軸（5），定子沖片（1）上設有定子槽及繞組（2），其特征在于：所述轉子的轉子沖片（3）上設有永磁體。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李慶旭，馮濤，
申請(專利權)人：大連冠力電機科技有限公司，李慶旭，馮濤，
類型：新型
國別省市：遼寧;21