本發(fā)明涉及一種單相自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，尤其涉及其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，在國(guó)際專利分類(lèi)表中，分類(lèi)可屬于H02P25/00。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)單相自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)存在瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)并導(dǎo)致振動(dòng)噪聲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提出一種單相自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，可以有較低振動(dòng)噪聲，成本較低。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是一種單相自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，包括：同樣極數(shù)的定子和永磁轉(zhuǎn)子；所述定子與轉(zhuǎn)子間氣隙的寬度于每一極下沿設(shè)定的圓周方向收窄，因而在自由狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子各極軸線以最靠近的定子一極的軸線為參照，沿設(shè)定的圓周方向偏轉(zhuǎn)一銳角角度；其特征在于：所述永磁轉(zhuǎn)子的圓柱面緊固于軟磁合金制成的圓筒內(nèi)。

該轉(zhuǎn)子除由于圓筒的質(zhì)量增加對(duì)轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)形成慣性阻尼外，更重要的是，按照楞次定律，該圓筒既由軟磁合金制成，其良好導(dǎo)電性即可對(duì)永磁轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)產(chǎn)生電磁阻尼，因而削弱轉(zhuǎn)速脈動(dòng)導(dǎo)致的振動(dòng)噪聲；其良好導(dǎo)磁性使其占據(jù)的位置讓工作磁通低損失通過(guò)，因而使電動(dòng)機(jī)的效率得以保持，無(wú)需增加電磁材料成本。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)之一是：所述軟磁合金為電工純鐵。電工純鐵具有優(yōu)秀的磁導(dǎo)率和便于機(jī)械切削或壓力加工的性能，其適中的電導(dǎo)率，在產(chǎn)生足夠的電磁阻尼的基礎(chǔ)上，可提高轉(zhuǎn)子電路功率因數(shù)而產(chǎn)生較大的異步轉(zhuǎn)矩，改善啟動(dòng)性能。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)之二是：所述軟磁合金為鐵素體不銹鋼。其電磁性能比不上電工純鐵，但無(wú)需防腐蝕。

本發(fā)明的技術(shù)方案和效果將在具體實(shí)施方式中結(jié)合附圖作進(jìn)一步的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例電動(dòng)機(jī)電磁基本結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)有技術(shù)如CNCN201510649087.X說(shuō)明書(shū)所述單相自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)電磁基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包括：

——轉(zhuǎn)子200，是其截面以二條相互垂直的對(duì)稱軸400分隔為4個(gè)對(duì)稱的90°的扇形并各徑向充磁為N、S、N、S的4極永磁轉(zhuǎn)子；

——定子100由具有4個(gè)凸極的圓形鐵芯101和繞組12組成；繞組12是在4個(gè)凸極各繞一具有絕緣框架的線圈元件，然后按繞向串聯(lián)連接為4極，并因而在通電時(shí)產(chǎn)生4極的穿越定轉(zhuǎn)子之間氣隙的主磁通；

——定子鐵芯101各凸極與轉(zhuǎn)子200間氣隙的寬度沿逆時(shí)針?lè)较驖u變收窄；因此在自由狀態(tài)即不通電和無(wú)外部氣流以及旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)良好的情況下，轉(zhuǎn)子200受定子鐵芯吸引，各極的幾何軸線即穿越定轉(zhuǎn)子之間氣隙的永磁磁通軸線700、800分別以相鄰定子凸極的幾何軸線即穿越定轉(zhuǎn)子之間氣隙的主磁通軸線500、600為參照，沿逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)一較小的銳角Ω。本實(shí)施例設(shè)計(jì)該機(jī)械角為5°(電角度10°)。該角度可隨漸變收窄的比例而改變，并影響啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和效率。該設(shè)計(jì)可避免在自由狀態(tài)下轉(zhuǎn)子停留于其軸線與定子凸極的軸線重合而使通電時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零的所謂“死點(diǎn)”位置，所形成的磁阻轉(zhuǎn)矩還有利于防止運(yùn)轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子于交流電流過(guò)零時(shí)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而停轉(zhuǎn)；但正是該電磁結(jié)構(gòu)使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩振動(dòng)。

本發(fā)明實(shí)施例電動(dòng)機(jī)沿用上述電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，其相比CN201510649087.X說(shuō)明書(shū)所述電動(dòng)機(jī)的改進(jìn)主要是：

——增加了電工純鐵制成的圓筒201，其緊套于原永磁轉(zhuǎn)子外圓柱面，見(jiàn)圖1和圖2(可分別對(duì)照CN201510649087.X的說(shuō)明書(shū)附圖1)。

由于要求不高和為降低成本，電工純鐵選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的牌號(hào)DT3即可。用該電工純鐵材料拉拔成內(nèi)徑相應(yīng)于原永磁轉(zhuǎn)子外徑的圓筒形，并取與原永磁轉(zhuǎn)子相同的軸向長(zhǎng)度，再將原永磁轉(zhuǎn)子穿入圓筒內(nèi)，在對(duì)永磁轉(zhuǎn)子端部和軸套注塑加工的同時(shí)達(dá)到固定，或以緊配合公差直接緊固。

圓筒的壁厚取0.15～0.8mm。通常越厚，電磁阻尼效果越好而啟動(dòng)性能稍差，并對(duì)有效空間利用稍有減少?？砂凑諏?shí)驗(yàn)，綜合效果適當(dāng)調(diào)整。

由于電工純鐵容易生銹，需要視使用條件按現(xiàn)有技術(shù)采取適當(dāng)?shù)姆冷P措施，包括對(duì)圓筒內(nèi)、外圓柱面鍍覆或復(fù)合純銅或純鋁薄層。該薄層除可防銹外，還可增強(qiáng)電磁阻尼效果。其中，對(duì)圓筒內(nèi)圓柱面鍍覆或復(fù)合純銅或純鋁薄層，基于啟動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流頻率較高，有利于兼顧啟動(dòng)性能和電磁阻尼。

當(dāng)然，也可改為使用400系列鐵素體不銹鋼。

該水泵的控制電路和方法可仍按照CN201510649087.X說(shuō)明書(shū)所述實(shí)施例。當(dāng)電動(dòng)機(jī)不需要定向旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組也可以不經(jīng)電子開(kāi)關(guān)電路直接輸入交流電源工作。

上述電動(dòng)機(jī)為4極電動(dòng)機(jī)，也可以是2極電動(dòng)機(jī)，如U形鐵芯單相永磁同步電動(dòng)機(jī)，可見(jiàn)機(jī)械工業(yè)出版社2009年版《小功率永磁電機(jī)原理、設(shè)計(jì)及應(yīng)用》。