阅读说明：本技术 一种新型的异步起动永磁同步电机转子冲片结构 (Novel rotor punching sheet structure of asynchronous starting permanent magnet synchronous motor ) 是由 钱伟 陈虎威 赵勇 于 2019-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型的异步起动永磁同步电机转子冲片结构,包括转子铁芯冲片、设置在转子铁芯冲片上的鼠笼条和转子磁钢,鼠笼条为双层鼠笼条,由两个相互连通的安装孔组成,并在转子铁芯冲片外边缘处开设插口,插口与安装孔相连通,转子铁芯冲片环面上设置倒V形的磁钢槽型组,磁钢槽型上设置容置转子磁钢的腔体,转子铁芯冲片环面上开设螺杆孔,转子铁芯冲片内边缘开设多个内层凹槽,调整电机的气隙磁密波形,降低电机噪声和振动。该电机转子冲片结构在实现电机具备良好的起动性能和输出性能情况下,还能够降低电机噪声和振动。(The invention discloses a novel rotor punching structure of an asynchronous starting permanent magnet synchronous motor, which comprises a rotor iron core punching sheet, a squirrel cage bar and rotor magnetic steel, wherein the squirrel cage bar and the rotor magnetic steel are arranged on the rotor iron core punching sheet, the squirrel cage bar is a double-layer squirrel cage bar and consists of two mutually communicated mounting holes, a socket is arranged at the outer edge of the rotor iron core punching sheet and is communicated with the mounting holes, an inverted V-shaped magnetic steel groove type group is arranged on the ring surface of the rotor iron core punching sheet, a cavity for containing the rotor magnetic steel is arranged on the magnetic steel groove type, a screw hole is arranged on the ring surface of the rotor iron core punching sheet, a plurality of inner-layer grooves are arranged at the inner edge of. The motor rotor punching structure can reduce the noise and vibration of the motor under the condition that the motor has good starting performance and output performance.)

一种新型的异步起动永磁同步电机转子冲片结构

技术领域

本发明涉及异步起动永磁同步电机技术领域，尤其是一种新型的异步起动永磁同步电机转子冲片结构。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，全社会的电力需求量呈现***式增长，例如，相比于2016年，2017年全国用电量为63077亿千瓦时，同比增长6.6％；而2018年，全国用电总量为68449亿千瓦时。相比于居民侧用电占全社会用电量的36.6％，我国工业用电量占比高达65％以上，但研究表明该领域的用电效率较低，严重浪费，例如，其中以热量形式的能耗所占用电量比重约3％-8％。由此，有限的能量供应，导致区域性的能源供应矛盾日益凸出。

当前电机生产制造技术的不断完善，很大程度上提高了电机驱动系统的输出性能，节省了部分能源供应，缓解工业领域中的能量需求负荷。稀土永磁同步电机的出现，由于其自身高效率、高功率密度的特点，得到电机研究开发者的广泛关注和研究。到目前为止，由于技术的不断更新和发展，以及对电机性能的要求日益提高，出现了异步起动永磁同步电机。异步起动永磁同步电机，是一种新型节能高效电机，有别于普通电机，一方面，转子上面带有永磁体，结构简单，同种条件下具备较高的电机性能；另一方面，有别于调速永磁同步电机，转子上面带有鼠笼条，在一定条件下具备自行起动能力，它具备较强的运行稳定性、较高的效率、较低的成本等优点，能够满足不断增长的市场需求。然而，由于气隙磁密跟电机的运行性能有很大关系，并且普通的异步永磁同步电机正常运行情况下，产生的谐波较大严重影响电机的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述现有技术的问题和缺陷，设计一种新型的异步起动永磁同步电机转子冲片结构，在实现该电机具备良好的起动性能和输出性能情况下，并能够降低电机噪声和振动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型的异步起动永磁同步电机转子冲片结构，包括转子铁芯冲片、设置在转子铁芯冲片上的鼠笼条和转子磁钢，所述的鼠笼条设置在转子铁芯冲片的外环面上，鼠笼条为双层鼠笼条，实现较大的起动转速输出，由两个相互连通的安装孔组成，并在转子铁芯冲片外边缘处开设插口，插口与安装孔相连通，转子铁芯冲片环面上设置磁钢槽型组，用以安装转子磁钢，所述的磁钢槽型组由两条呈倒V形布置的磁钢槽型组成，磁钢槽型的长度方向上设置外凸部以形成容置转子磁钢的腔体，转子铁芯冲片环面上开设至少两个螺杆孔，与电机转子端板相结合东而固紧电机的铁芯结构和磁钢位置，所述的转子铁芯冲片内边缘开设多个内层凹槽，调整电机的气隙磁密波形，降低电机噪声和振动。

进一步地，所述的鼠笼条环形阵列布置在转子铁芯冲片的外环面上，节距角为8°，共45个。

进一步地，所述的鼠笼条的安装孔为圆形孔，直径为10mm，第一圆形孔中心距转子铁芯冲片的中心距离为220mm,第二圆形孔中心距转子铁芯冲片的中心距离为236mm。

进一步地，两条所述的磁钢槽型展开角度为135°，两条磁钢槽型之间设置隔磁桥，隔磁桥的宽度为2mm，保证电机良好输出转矩性能以及较低的漏磁现象。

进一步地，所述的磁钢槽型组环形阵列布置在转子铁芯冲片的内环面上，数量为8组，每条磁钢槽型上设置1个腔体，每个腔体内嵌置1片转子磁钢。

进一步地，在所述的腔体与转子磁钢之间铺垫填充物，以提高转子磁钢的稳定性。

进一步地，所述的填充物为耐高温绝缘纤维。

进一步地，所述的螺杆孔设为转子铁芯冲片环面上均布的4个。

进一步地，所述的内层凹槽设为弧形，环形阵列布置在转子铁芯冲片的内边缘，数量为8个，弧形半径为20mm，弧形角度为100°。

本发明的有益效果是，本发明的一种新型的异步起动永磁同步电机转子冲片结构，第一，转子双鼠笼结构，实现较大的起动转速输出，提高起动性能；第二，“V”型转子磁钢槽型结构，提高电机额定工况下性能，并结合电机定子绕组实现同步转速；槽型之间的隔磁桥，保证电机良好的输出转矩性能以及较低的漏磁现象；第三，转子内层凹槽结构改善了气隙中谐波，使得工况下气隙波形近似于正弦波型，降低了电机噪声和振动；另外，在磁钢片槽口中附带耐高温绝缘纤维作为填充物，提高磁钢片的稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中的局部放大图；

图3是磁钢槽型组的结构示意图；

图中1.转子铁芯冲片、2.鼠笼条、21.第一圆形孔、22.第二圆形孔、23.插口、3.磁钢槽型、31.隔磁桥、32.腔体、4.转子磁钢、5.内层凹槽、6.螺杆孔。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本新型的异步起动永磁同步电机转子冲片结构，首先，利用生物进化算法——进化遗传算法，以电机的性能等为约束条件，初步优化电机体积，输出电流等参数；其次，利用电磁有限元软件再次优化电机性能，以准确达到性能要求，设计过程中，充分考虑到制作电机的成本和性能系数，通过AnsoftMaxwell等电磁仿真软件和实际加工，验证了该方案的可行性和有效性。结构如图1所示，包括转子铁芯冲片1、设置在转子铁芯冲片1上的鼠笼条2和转子磁钢4，转子铁芯冲片1采用牌号为50W470硅钢材料，鼠笼条2环形阵列布置在转子铁芯冲片1的外环面上，节距角α为8°，共45个，采用紫铜材料，鼠笼条2为双层鼠笼条，实现较大的起动转速输出，如图2所示，由两个相互连通的第一圆形孔21和第二圆形孔22组成，圆形孔直径为10mm，第一圆形孔21中心距转子铁芯冲片1的中心距离为220mm,第二圆形孔22中心距转子铁芯冲片1的中心距离为236mm，并在转子铁芯冲片1外边缘处开设插口23，插口23与第二圆形孔22相连通，转子铁芯冲片1内环面上阵列布置8组磁钢槽型组，用以安装转子磁钢4，如图3所示，磁钢槽型组由两条呈倒V形布置的磁钢槽型3组成，V形展开角度β为135°，两条磁钢槽型3之间设置隔磁桥31，隔磁桥31的宽度为2mm，保证电机良好输出转矩性能以及较低的漏磁现象，磁钢槽型3的长度方向上设置一外凸部以形成容置转子磁钢4的腔体32，腔体32内嵌置1片转子磁钢4，转子磁钢4采用牌号为N38EH磁钢，具有较高的耐高温性能，在腔体32与转子磁钢4之间铺垫耐高温绝缘纤维作为填充物，以提高转子磁钢4的稳定性，转子铁芯冲片1环面上均布4个螺杆孔6，与电机转子端板相结合从而固紧电机的铁芯结构和磁钢位置，转子铁芯冲片1内边缘环形均布8个弧形的内层凹槽5，以调整电机的气隙磁密波形，降低电机噪声和振动，弧形半径为20mm，弧形角度θ为100°。

本发明主要用于风力发电的三相异步起动永磁同步电机中，实现可再生能源的风能转换为电能，并提高能源利用率和降低人们对火力发电的依赖。它在交通运输、航空航天等众多领域有广阔的应用前景，也是近年来高效电机制造中研究的方向之一。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。