[发明专利]永久磁铁同步电动机

说明书

技术领域

本发明通常涉及一种永久磁铁同步电动机，尤其涉及通常用在制冷系统或空调系统或任何其他工业用电装置的电动压缩机中的同步电动机。

背景技术

自动启动永久磁铁同步电动机可以作为一个感应电动机运行也可以作为一个同步电动机运行，作为感应电动机时启动归因于一个起动鼠笼式导体，作为同步电动机时，永久磁铁产生的转动磁极被定子线圈形成的转动磁场带动，并且以转子所能到达的近似同步速度转动。该同步电动机具有优良的恒定速度运行性能和优良的高效率。迄今尤其是已经对同步电动机的转子结构做过各种改进。

例如，日本专利公开号59-23179和63-20105公开了自启动永久磁铁同步电动机的现有转子结构。

图6示出日本专利公开号59-23179公开的现有技术。参考图6，参考数字1表示转子，参考数字2表示在外圆周附近设置有若干个长孔3的转子铁心。传导杆4放在长孔3内，使其两端被各自的短路环短路，由此形成一个启动鼠笼式导体。短路环(未示)由一个环形导电材料制成，布置在转子铁心轴向两端，并由传导杆4连接。在传导杆4的内侧上设有若干个磁铁保持孔5，其中插有相应永久磁铁6。参考数字7表示磁通量短路预防孔，与磁铁保持孔5间隔很短的距离P，这样可以在磁铁保持孔5和长孔7之间产生磁饱和，由此防止永久磁铁发出的磁通量在不同磁极之间发生短路。

图58是日本专利公开号63-20105中公开的现有技术中的自启动同步电动机中使用的转子的纵向横截面图，图59是沿图58中的A-A线的横截面图。参考图58和59，参考数字11表示转子，参考数字12是由电磁钢板叠层制成的转子铁心。参考数字13表示传导杆，传导杆有与各个短路环14连接的两端从而构成一个启动鼠笼式导体。参考数字15表示插进转子铁心内的永久磁铁，构成四个转子磁极。参考数字16表示磁通量短路预防长孔，每个长孔用来防止相邻不同极性的永久磁铁之间的磁通量短路。参考数字17表示一个端板，用螺钉固定在转子铁心2的轴向两端上，以避免永久磁铁5与转子铁心2出现任何可能的分离。

当采用带有鼠笼式导体的那种现有技术的永久磁铁时，由于传导杆和永久磁铁是用做转动的驱动元件，因此如果传导杆和永久磁铁彼此相对位置不正确，那么导杆产生的力和永久磁铁产生的力彼此相反，从而不能实现有效的转动驱动。另外，配有这种鼠笼式导体的永久磁铁需要的制造步骤既复杂又多，因为永久磁铁和传导杆是设在转子内的。

考虑到前面所述的内容，本发明旨在解决现有永久磁铁同步电动机中存在的固有问题，并且提高效率和简化采用该永久磁铁的同步电动机的制造步骤。

发明内容

为此，根据本发明的第一个方面，提供一种同步电动机，它包括一个定子，一个转子和永久磁铁，定子包括一个定子铁心，定子铁心上有线圈绕组，所述定子铁心有一个内圆周面，转子包括一个转子铁心，并且当面对定子铁心内圆周面时是可转动地容纳在其中，所述转子包括若干个传导杆，传导杆容纳在相应的限定在转子铁心一个外圆周部分上的长孔内，所述传导杆有两个分别被各自短路环短路的相对端以形成一个启动鼠笼式导体，所述转子中限定有若干个磁铁保持孔，磁铁保持孔位于传导杆的内侧位置上，永久磁铁插进转子的磁铁保持孔内并且确定转子的磁极。在这种同步电动机中，相邻的长孔相隔一个称为长孔间隔的距离，在靠近转子磁极一端的位置处的长孔间隔小于靠近转子磁极中点位置处的长孔间隔。

根据本发明的第一个方面，永久磁铁发射的磁通量几乎不会泄露到靠近转子磁极两端位置处的转子外周上，而是泄露到靠近转子磁极中点位置处的转子外周上。为此，定子和转子间的空气间隙中的磁通量分布特性呈现为梯形或正弦波形，从而与矩形波形相比，单位时间内磁通量的变化量增加，所以穿过定子线圈的感应电压增加，从而增强了转子磁极的强度。因此，在本发明的实施中，既不需要增加永久磁铁的尺寸，又不需要永久磁铁具有像现有技术要求的那样高的残留磁通量密度，就可以保证产生需要的感应电压，因此可以提供性能高并且造价低的自动启动同步电动机，该电动机具有需要的不同步扭矩和高效率。