一種可弱磁的永磁同步電機轉子結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電機轉子，具體是一種可弱磁的永磁同步電機轉子結構，可根據轉速自動調整勵磁強度。
【背景技術】
[0002]永磁同步電動機是同步電動機的一種，其勵磁磁場由永磁體產生，消除了勵磁損耗，具有高功率密度、高效率和調速范圍寬等優點，廣泛應用于高性能伺服和運動控制領域。
[0003]與電勵磁同步電動機不同，永磁同步電動機由永磁體產生勵磁磁場，因而磁場強度一般恒定不變。根據永磁同步電動機基本電磁關系，電動機旋轉反電勢隨轉速增大而增大，當電動機高速運行時旋轉反電勢接近電源供電電壓，電流調節器飽和，電機轉矩輸出性能急劇惡化，限制了電動機轉速進一步提尚。
[0004]永磁同步電動機弱磁控制技術可以解決以上問題，即隨著電機轉速增大，控制電機氣隙磁場強度相應降低，從而降低旋轉反電勢增大的速度。因而在電源電壓不變的情況下提尚了電機最尚運彳丁速度。

【發明內容】

[0005]為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型提供一種可弱磁的永磁同步電機轉子結構，隨著轉子轉速增大，在離心力的作用下，轉子結構發生相應變化，引起電機勵磁磁路變化，從而造成勵磁磁場強度相應減弱。
[0006]本實用新型是以如下技術方案實現的:一種可弱磁的永磁同步電機轉子結構，包括轉子，在轉子的中心安裝一穿過轉子的電機軸；在轉子內相鄰永磁體的中間位置沿轉子的軸向方向均勾的開有槽，槽的個數與永磁體的個數相同，轉子兩側安裝有弱磁調節機構；所述的弱磁調節機構包括安裝在每個槽內沿轉子軸向運動的軟鐵塊，在轉子和軟鐵塊之間安裝有彈簧，對應每個軟鐵塊安裝一連桿配重機構，所述的連桿配重機構包括支架和連桿；支架安裝在電機軸上，連桿通過支架安裝在電機軸上并能以支架為中心擺動；在連桿的一端安裝一配重，另一端安裝一個滾輪，連桿通過滾輪抵靠在軟鐵塊上。
[0007]工作原理:隨著電機轉速增大，電機勵磁強度相應降低；電機轉速降低，勵磁強度相應增大。本結構通過提高電機最高運行速度，控制高速時電樞反電勢的過度增大。隨著電機轉速的增大，弱磁調節機構的配重在離心力的作用下向遠離電機軸的方向移動，通過連桿驅動軟鐵塊沿轉子軸向方向上向轉子內部移動，增大了漏磁通，從而降低了有效勵磁磁通。轉速降低時，彈簧驅動軟鐵塊向遠離轉子的位置移動，降低了漏磁通，相應增大了有效勵磁磁通。這種勵磁磁通隨轉速變化的規律滿足了電機調速的需要。
[0008]本實用新型的有益效果是:可以自動相應調整軟鐵塊插入轉子槽內的深度，從而改變磁通路徑，達到隨轉速增大自動降低永磁磁通的目的，從而在電源電壓不變的前提下提高了電機的最高運行速度；對于同一臺電機，在低速時，有效勵磁磁場強，保證了低速時的轉矩輸出能力；高速時，有效勵磁磁場減弱，提高了永磁同步電機的最高運行速度。
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細描述。
[0010]圖1是本發明永磁同步電機轉子結構簡圖。
[0011]圖2是轉子徑向剖面圖。
[0012]1、電機軸，2、配重，3、支架，4、連桿，5、滾輪，6、軟鐵塊，7、彈簧，8、永磁體，9、轉子，10、槽。
【具體實施方式】
[0013]以4極永磁同步電機為例，如圖1和2所示，本實用新型是對傳統永磁同步電機結構進行改造，與普通永磁同步電機轉子結構的不同之處集中在轉子所開的槽10和弱磁調節機構上。
[0014]本實用新型有一轉子9，及在轉子9兩側安裝的弱磁調節機構，在轉子9內部相鄰永磁體的中間位置沿軸向方向均勻的開有槽10，槽的個數與永磁體的個數相同，在每個槽10內裝有軟鐵塊6，軟鐵塊6在槽10沿轉子軸向運動，在轉子9和軟鐵塊6之間安裝有彈簧7，對應每個軟鐵塊6安裝有連桿配重機構，連桿配重機構包括與電機軸1 一體的支架3 ;連桿4與支架3通過軸承連接，并通過支架3安裝在電機軸1上，能以支架3為中心擺動；在連桿4的一端安裝一配重2，另一端安裝一個滾輪5，連桿4通過滾輪5抵靠在軟鐵塊6上，安裝滾輪5用于減小和軟鐵塊6之間的摩擦阻力。
[0015]為了受力均勻，端子的每個端面上設有四個槽，槽和弱磁調節機構在轉子外側與內部的永磁體均勻配對安裝。
[0016]為了能清楚看清本實用新型的結構，圖1中畫了 2套弱磁調節機構，分別布置在端子的兩個端面上，省略了其他6套弱磁調節機構。
[0017]除了四極電機，六極、八極、十極、十二極等其他極數的電機都是一樣，只要保證所開槽數和永磁體數一樣，均勾分布即可。
[0018]工作過程:電機靜止時，在彈簧7彈力的作用下軟鐵塊6在轉子軸向方向上，向遠離轉子的外側移動，擠壓連桿4帶動配重貼緊軟鐵塊6 ;在電機高速運行時，配重2在離心力的作用下向遠離電機軸1的方向移動，帶動連桿4擺動，連桿4通過滾輪5擠壓軟鐵塊6，壓縮彈簧使軟鐵塊6在槽10內向靠近轉子9內部的方向運動，直到彈簧彈力和連桿推力相平衡。由于隨著電機轉速越大，軟鐵塊6在相鄰兩永磁體中間位置的部分越多，降低了有效磁場的強度，從而降低旋轉反電勢增大的速度，因此在電源電壓不變的情況下提高了電機最高運行速度。
[0019]軟鐵塊6在轉子9中兩相鄰永磁體中間位置所占比重的大小，會造成永磁體勵磁磁路的變化，相應改變了勵磁強度。具體規律如下:電機低速運轉時，由于彈簧7的作用大于配重2離心力的作用，軟鐵塊6在轉子9中兩相鄰永磁體中間位置所占比重較小，有效勵磁磁場強度較大，從而保證了電機低速時的轉矩輸出能力。電機轉速越快，軟鐵塊6在轉子9中兩相鄰永磁體中間位置所占比重較大，漏磁越大，有效勵磁磁場強度越小，從而降低旋轉反電勢增大的速度。因此在電源電壓不變的情況下提高了電機最高運行速度，從而從電機自身結構的角度解決了弱磁控制問題。
【主權項】
1.一種可弱磁的永磁同步電機轉子結構，包括轉子(9)，在轉子(9)的中心安裝一穿過轉子的電機軸(1);其特征在于:在轉子(9)內相鄰永磁體(8)的中間位置沿轉子(9)的軸向方向均勻的開有槽(10)，槽的個數與永磁體的個數相同，轉子(9)兩側安裝有弱磁調節機構；所述的弱磁調節機構包括安裝在每個槽(10)內沿轉子軸向運動的軟鐵塊(6)，在轉子(9 )和軟鐵塊(6 )之間安裝有彈簧(7 )，對應每個軟鐵塊(6 )安裝一連桿配重機構，所述的連桿配重機構包括支架(3)和連桿(4);支架(3)安裝在電機軸(1)上，連桿(4)通過支架(3 )安裝在電機軸(1)上并能以支架(3 )為中心擺動；在連桿(4 )的一端安裝一配重(2 )，另一端安裝一個滾輪(5 )，連桿(4 )通過滾輪(5 )抵靠在軟鐵塊(6 )上。2.根據權利要求1所述的可弱磁的永磁同步電機轉子結構，其特征在于:所述的連桿(4 )通過軸承與支架(3 )連接，并通過支架(3 )安裝在電機軸(1)上。3.根據權利要求1或2所述的可弱磁的永磁同步電機轉子結構，其特征在于:弱磁調節機構在轉子外側與內部的永磁體均勻配對安裝。
【專利摘要】本實用新型公開了一種可弱磁的永磁同步電機轉子結構，涉及一種電機轉子。本實用新型有一轉子，在轉子內相鄰永磁體的中間位置沿轉子的軸向方向均勻的開有槽，轉子兩側安裝有弱磁調節機構；弱磁調節機構包括安裝在槽內沿轉子軸向運動的軟鐵塊，在轉子和軟鐵塊之間安裝有彈簧，對應每個軟鐵塊安裝一連桿配重機構，連桿配重機構包括支架和連桿；支架安裝在電機軸上，連桿通過支架安裝在電機軸上并能以支架為中心擺動；在連桿的一端安裝一配重，另一端安裝一個滾輪，連桿通過滾輪抵靠在軟鐵塊上。優點：在低速時，有效勵磁磁場強，保證了低速時的轉矩輸出能力；高速時，有效勵磁磁場減弱，提高了永磁同步電機的最高運行速度。
【IPC分類】H02K21/02
【公開號】CN205105069
【申請號】CN201520833411
【發明人】吉智, 朱濤, 孫勇
【申請人】徐州工業職業技術學院
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年10月26日