半磁片式永磁同步電動機異步起動法
【專利摘要】本發(fā)明是一種半磁片式永磁同步電動機異步起動法，涉及一種能夠異步起動和變極變速的永磁同步電動機的方法。在異步起動環(huán)節(jié)中，永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個永磁體作為一個磁極，并利用轉(zhuǎn)子鐵芯凸極作為另外一個磁極，借助轉(zhuǎn)子鐵芯凸極中的鼠籠導(dǎo)條切割定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩。在變極變速環(huán)節(jié)中，利用轉(zhuǎn)子鐵芯凸極和轉(zhuǎn)子階梯槽導(dǎo)磁卻沒有固定磁極極性的特點，當(dāng)定子旋轉(zhuǎn)磁場改變磁極極數(shù)時，在定子附加磁場的作用下，轉(zhuǎn)子部件一對磁極中永磁體之外的磁極位置，能夠在轉(zhuǎn)子鐵芯凸極和轉(zhuǎn)子階梯槽之間進行轉(zhuǎn)換，使轉(zhuǎn)子部件能夠自動適應(yīng)變換電動機磁極極數(shù)，實現(xiàn)永磁同步電動機的變極變速。
【專利說明】半磁片式永磁同步電動機異步起動法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種半磁片式永磁同步電動機異步起動法,其涉及一種應(yīng)用于永磁同步電動機的方法，特別是涉及一種能夠異步起動和變極變速的永磁同步電動機的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]交流異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)勢。在交流異步電動機的總裝機容量中，小型交流異步電動機約占70%以上。這些電動機主要用于風(fēng)機、泵類、壓縮機設(shè)備的配套。交流異步電動機的效率較低，小型交流異步電動機的效率極低，在50%左右。與交流異步電動機相比，永磁同步電動機的功率因數(shù)高、節(jié)能效果顯著，所以永磁同步電動機正逐漸取代交流異步電動機成為主流電動機。普通永磁同步電動機無法自起動，需要配置變頻器，普通永磁同步電動機配置變頻器能夠無級變速，但是成本較高。異步起動永磁同步電動機不需要配置變頻器，能夠在節(jié)能的前提下降低設(shè)備成本。異步起動永磁同步電動機在不配置變頻器時不能變速。國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T25303紡織專用高效率永磁同步電動機技術(shù)條件》和《GB/T22711高效三相永磁同步電動機技術(shù)條件》分別規(guī)定了一種適用于紡織業(yè)和油田抽油機的自起動永磁同步電動機。兩個標(biāo)準(zhǔn)中的永磁同步電動機均采用內(nèi)置式轉(zhuǎn)子，內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適宜做小規(guī)格的電動機，所以兩個標(biāo)準(zhǔn)中沒有小于1.1kw的小功率電動機規(guī)格。
[0003]以電風(fēng)扇為代表的家用電器配套的小型交流異步電動機，通常需要在一定范圍內(nèi)有級變速，電風(fēng)扇電動機普遍采用定子繞組有中間抽頭的交流異步電動機，通過改變不同檔位的定子繞組接線方式降低電動機繞組端電壓進行變速。此種方法具有成本低的優(yōu)勢，但是不適合于永磁同步電動機的變速。家用電器等銷售市場迫切需求一種低成本的小型電動機節(jié)能技術(shù)。
[0004]以油田游梁式抽油機所采用的雙速電動機為代表的大中型交流異步電動機，普遍采用變極變速，交流異步電動機的鼠籠繞組能夠自動適應(yīng)變換電動機磁極極數(shù)。傳統(tǒng)永磁同步電動機的表面式轉(zhuǎn)子和內(nèi)置式轉(zhuǎn)子均無法自動適應(yīng)變換電動機磁極極數(shù)，因此，傳統(tǒng)永磁同步電動機技術(shù)無法采用變極變速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)小型永磁同步電動機無法自起動、不能變極變速的缺陷，提供一種能夠異步起動和變極變速的適用于小型永磁同步電動機的方法。本發(fā)明的實施方案如下:
本發(fā)明總的特征是半磁片式永磁同步電動機異步起動法包括異步起動環(huán)節(jié)和變極變速環(huán)節(jié)。在異步起動環(huán)節(jié)，永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個永磁體作為一個磁極，并利用轉(zhuǎn)子鐵芯凸極作為另外一個磁極，借助轉(zhuǎn)子鐵芯凸極中的鼠籠導(dǎo)條切割定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速。
[0006]在變極變速環(huán)節(jié),定子旋轉(zhuǎn)磁場中未與轉(zhuǎn)子永磁體磁極相互作用的定子磁極能產(chǎn)生定子附加磁場。永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個永磁體作為ー個磁極，并利用轉(zhuǎn)子鐵芯凸極作為另外一個磁極，在相鄰的轉(zhuǎn)子鐵芯凸極和永磁體下面的轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽之間是轉(zhuǎn)子階梯槽，利用轉(zhuǎn)子鐵芯凸極和轉(zhuǎn)子階梯槽導(dǎo)磁卻沒有固定磁極極性的特點，當(dāng)定子旋轉(zhuǎn)磁場改變磁極極數(shù)時，在定子附加磁場的作用下，轉(zhuǎn)子部件一對磁極中永磁體之外的磁極位置，能夠在轉(zhuǎn)子鐵芯凸極和轉(zhuǎn)子階梯槽之間進行轉(zhuǎn)換，使轉(zhuǎn)子部件能夠自動適應(yīng)變換電動機磁極極數(shù)，實現(xiàn)永磁同步電動機的變極變速。
[0007]不需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，其內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯外表面均布若干個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽的數(shù)量是電動機磁極極數(shù)的一半。內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽之間是內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸扱，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極下面均布若干個外圈鼠籠導(dǎo)條，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽下面均布若干個內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條，全部的外圈鼠籠導(dǎo)條和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條的兩端各有ー個內(nèi)轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起。在內(nèi)轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體作為ー個磁扱，并利用內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極作為另外ー個磁扱，在每個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽處粘貼內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體，同一個內(nèi)轉(zhuǎn)子部件中，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的磁極極性相同，即每個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的圓弧外表面都是N極，或者都是S極。在內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外圈鼠籠導(dǎo)條和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條切割外定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把內(nèi)轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速。內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極外表面至外定子內(nèi)表面的氣隙是凸極氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體外表面至外定子內(nèi)表面的氣隙是永磁體氣隙，凸極氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度。
[0008]不需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的磁力線路徑是:內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線由內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的N極出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入外定子鐵芯中，磁力線再從內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極對應(yīng)的外定子鐵芯內(nèi)表面處，分別穿過凸極氣隙進入內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯中，磁力線從外圈鼠籠導(dǎo)條和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條外側(cè)繞過，由內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽處回到內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的圓弧內(nèi)表面，形成閉合回路。內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機同步運行時的合成磁場磁力線路徑與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑相同。內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機同步運行吋，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的磁極與外定子旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸引，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0009]在異步起動環(huán)節(jié)中，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機異步起動的過程是，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動的某ー時刻，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的N極與外定子的S極空間角度對齊，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的S極與外定子的N極空間角度對齊,外定子旋轉(zhuǎn)磁場按照定子磁場旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn),外定子旋轉(zhuǎn)磁場與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件之間有轉(zhuǎn)速差，外圈鼠籠導(dǎo)條和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條切割外定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流,垂直向外的感應(yīng)電流和垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流在內(nèi)轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)中匯合在一起，構(gòu)成閉合回路。感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使內(nèi)轉(zhuǎn)子部件按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)外定子旋轉(zhuǎn)磁場與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件之間轉(zhuǎn)過45°角時,夕卜定子旋轉(zhuǎn)磁場的N極ー半以上的磁通穿過凸極氣隙，途經(jīng)磁阻較小的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極，再穿過凸極氣隙回到外定子旋轉(zhuǎn)磁場的S極，在外圈鼠籠導(dǎo)條上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩最大。隨著外定子旋轉(zhuǎn)磁場與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件之間的轉(zhuǎn)速差降低，在外圈鼠籠導(dǎo)條上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩變小，直至內(nèi)轉(zhuǎn)子部件與外定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件被牽入同步轉(zhuǎn)速，異步起動轉(zhuǎn)矩為零，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機進入同步運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0010]不需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，其外轉(zhuǎn)子部件的外轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)表面均布若干個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽，外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽的數(shù)量是電動機磁極極數(shù)的一半。外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽之間是外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極，在外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極下面均布若干個外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條。外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極位置對應(yīng)的外轉(zhuǎn)子鐵芯外側(cè)邊緣有鼠籠換向板，每個鼠籠換向板與鄰近一組外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條的兩端各有一個外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起。在外轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個外轉(zhuǎn)子永磁體作為一個磁極，并利用外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極作為另外一個磁極，在每個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽處粘貼外轉(zhuǎn)子永磁體，同一個外轉(zhuǎn)子部件中，外轉(zhuǎn)子永磁體的磁極極性相同，即每個外轉(zhuǎn)子永磁體的圓弧外表面都是N極，或者都是S極。在外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條切割內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把外轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速。外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極內(nèi)表面至內(nèi)定子外表面的氣隙是凸極氣隙，外轉(zhuǎn)子永磁體內(nèi)表面至內(nèi)定子外表面的氣隙是永磁體氣隙，凸極氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度。
[0011]不需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的磁力線路徑是，外轉(zhuǎn)子部件磁力線由外轉(zhuǎn)子永磁體外表面的N極出發(fā)，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽處進入外轉(zhuǎn)子鐵芯中，磁力線分別從外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條外側(cè)繞過，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極處穿過凸極氣隙進入內(nèi)定子中，磁力線再從外轉(zhuǎn)子永磁體對應(yīng)的內(nèi)定子鐵芯外表面處，分別穿過永磁體氣隙回到外轉(zhuǎn)子永磁體的S極，形成閉合回路。外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機同步運行時的合成磁場磁力線路徑與外轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑相同。外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機同步運行時，外轉(zhuǎn)子部件的磁極與內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸引，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0012]在異步起動環(huán)節(jié),外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機異步起動的過程是,外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動的某一時刻，外轉(zhuǎn)子部件的N極與內(nèi)定子的S極空間角度對齊，外轉(zhuǎn)子部件的S極與內(nèi)定子的N極空間角度對齊，內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場按照定子磁場旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間有轉(zhuǎn)速差，外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條切割內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，垂直向外的感應(yīng)電流在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條一端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起流入鼠籠換向板，從鼠籠換向板流出的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條另一端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán),垂直向外的感應(yīng)電流的感應(yīng)電流最終回到外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條構(gòu)成閉合回路。感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使外轉(zhuǎn)子部件按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
[0013]當(dāng)內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間轉(zhuǎn)過45°角時，內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場的N極一半以上的磁通穿過凸極氣隙，途經(jīng)磁阻較小的外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極，再穿過凸極氣隙回到內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場的S極，在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩最大。此時，外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極逆時針方向前側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條切割內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向變成垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流，外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極逆時針方向后側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條切割內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向仍然為垂直向外的感應(yīng)電流,兩組的感應(yīng)電流大小相等方向相反，分別穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條兩端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起，并構(gòu)成閉合回路。感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使外轉(zhuǎn)子部件繼續(xù)按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
[0014]當(dāng)內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間轉(zhuǎn)過65 °角時，外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極逆時針方向前側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條產(chǎn)生的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流，大于外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極逆時針方向后側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條產(chǎn)生的垂直向外的感應(yīng)電流，一部分垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流和全部的垂直向外的感應(yīng)電流，分別穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條兩端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起，并構(gòu)成閉合回路。剩余的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條一端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起流入鼠籠換向板，從鼠籠換向板流出的垂直向外的感應(yīng)電流穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條另一端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)，剩余的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流最終回到外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條構(gòu)成閉合回路。感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使外轉(zhuǎn)子部件繼續(xù)按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。隨著內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間的轉(zhuǎn)速差降低，在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩變小，直至外轉(zhuǎn)子部件與內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，外轉(zhuǎn)子部件被牽入同步轉(zhuǎn)速，異步起動轉(zhuǎn)矩為零，外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機進入同步運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0015]半磁片式永磁同步電動機異步起動法能夠使永磁同步電動機通過變極變速成為雙速電動機。雙速電動機的轉(zhuǎn)速比等于電動機磁極數(shù)反比。磁極數(shù)大的是低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)，磁極數(shù)小的是高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)。常用雙速電動機的磁極數(shù)比是2極/4極和4極/8扱。
[0016]需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的外定子磁極繞組按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行時，通電的外定子磁極繞組按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布的外定子磁極是外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極，相鄰的兩個外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極之間是外定子鐵芯變速磁扱。永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行時，外定子鐵芯變速磁極的磁極繞組不通電，外定子鐵芯變速磁極不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。永磁同步電動機在低轉(zhuǎn)速運行時，外定子鐵芯變速磁極的磁極繞組和外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極的磁極繞組通電，外定子鐵芯變速磁極和外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極共同產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。通過改變外定子磁極繞組的接線方式，使外定子的磁極分別產(chǎn)生高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場或低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場。
[0017]需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的磁極位置按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，每個內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁極占用的弧度按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)計算。內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯外表面均布若干個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽的數(shù)量是電動機高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)的一半。內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽之間是內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極，相鄰的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極之間是內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽。每個內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極占用ー個磁極的弧度。在內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極和內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽下面均布若干個外圈鼠籠導(dǎo)條，在內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽下面均布若干個內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條，全部的外圈鼠籠導(dǎo)條和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條的兩端各有一個內(nèi)轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起。在內(nèi)轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體作為一個磁極，并利用內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極作為另外一個磁極，在每個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽處粘貼內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體，同一個內(nèi)轉(zhuǎn)子部件中，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的磁極極性相同，即每個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的圓弧外表面都是N極，或者都是S極。在內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外圈鼠籠導(dǎo)條和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條切割外定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把內(nèi)轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速。內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極外表面至外定子內(nèi)表面的氣隙是凸極氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽外表面至外定子內(nèi)表面的氣隙是階梯槽氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體外表面至外定子內(nèi)表面的氣隙是永磁體氣隙。需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的凸極氣隙長度小于階梯槽氣隙長度，階梯槽氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度。
[0018]需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在高轉(zhuǎn)速同步運行時磁力線路徑是:內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線由內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的N極出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入外定子I鐵芯中，磁力線再從內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體兩側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極對應(yīng)的外定子鐵芯內(nèi)表面處，分別穿過凸極氣隙進入內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯中，磁力線從外圈鼠籠導(dǎo)條和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條外側(cè)繞過，由內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽處回到內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的圓弧內(nèi)表面，形成閉合回路。需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速同步運行時的合成磁場磁力線路徑與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑相同。需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速同步運行時，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的磁極與外定子旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸引，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0019]需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在低轉(zhuǎn)速同步運行時內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑是:內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線由內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的N極出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入外定子鐵芯中，磁力線再從內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體兩側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽對應(yīng)的外定子鐵芯變速磁極內(nèi)表面處，分別穿過階梯槽氣隙進入內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯中，磁力線從外圈鼠籠導(dǎo)條和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條外側(cè)繞過，由內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽處回到內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的圓弧內(nèi)表面，形成閉合回路。內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的磁極以及其在內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽對應(yīng)的磁極，與外定子旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸引，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0020]需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在低轉(zhuǎn)速同步運行時外定子旋轉(zhuǎn)磁場中，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極對應(yīng)的外定子磁極，未與內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體的磁極相互作用產(chǎn)生定子附加磁場，定子附加磁場的磁力線路徑是:定子附加磁場磁力線由外定子鐵芯變速磁極的N極出發(fā)，穿過階梯槽氣隙進入內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯中，磁力線從外圈鼠籠導(dǎo)條外側(cè)繞過，由內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極處穿過凸極氣隙進入外定子鐵芯中，再從外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極的S極回到外定子鐵芯變速磁極，形成閉合回路。此時的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極本身不產(chǎn)生磁場，定子附加磁場的磁力線沿著磁阻最小的路徑閉合，定子附加磁場與內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極相互作用產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩。
[0021]需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的內(nèi)定子磁極繞組按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行時，通電的內(nèi)定子磁極繞組按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布的內(nèi)定子磁極是內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極，相鄰的兩個內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極之間是內(nèi)定子鐵芯變速磁極。永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行時，內(nèi)定子鐵芯變速磁極的磁極繞組不通電，內(nèi)定子鐵芯變速磁極不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。永磁同步電動機在低轉(zhuǎn)速運行時，內(nèi)定子鐵芯變速磁極的磁極繞組和內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極的磁極繞組通電，內(nèi)定子鐵芯變速磁極和內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極共同產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。通過改變內(nèi)定子磁極繞組的接線方式，使內(nèi)定子的磁極分別產(chǎn)生高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場或低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場。
[0022]需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的外轉(zhuǎn)子部件的磁極位置按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，每個外轉(zhuǎn)子部件磁極占用的弧度按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)計算。外轉(zhuǎn)子部件的外轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)表面均布若干個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽，外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽的數(shù)量是電動機高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)的一半。外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽之間是外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極，相鄰的外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽和外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極之間是外轉(zhuǎn)子階梯槽。每個外轉(zhuǎn)子階梯槽、外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽和外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極占用一個磁極的弧度。在外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極和外轉(zhuǎn)子階梯槽下面均布若干個外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條。外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極位置對應(yīng)的外轉(zhuǎn)子鐵芯外側(cè)邊緣有鼠籠換向板，每個鼠籠換向板與鄰近一組外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條的兩端各有一個外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起。在外轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個外轉(zhuǎn)子永磁體作為一個磁極，并利用外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極作為另外一個磁極，在每個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽處粘貼外轉(zhuǎn)子永磁體，同一個外轉(zhuǎn)子部件中，外轉(zhuǎn)子永磁體的磁極極性相同，即每個外轉(zhuǎn)子永磁體的圓弧外表面都是N極，或者都是S極。在外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條切割內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把外轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速。外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極內(nèi)表面至內(nèi)定子外表面的氣隙是凸極氣隙，外轉(zhuǎn)子階梯槽內(nèi)表面至內(nèi)定子外表面的氣隙是階梯槽氣隙，外轉(zhuǎn)子永磁體內(nèi)表面至內(nèi)定子外表面的氣隙是永磁體氣隙。需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的凸極氣隙長度小于階梯槽氣隙長度，階梯槽氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度。
[0023]需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在高轉(zhuǎn)速同步運行時磁力線路徑是:夕卜轉(zhuǎn)子部件磁力線由外轉(zhuǎn)子永磁體外表面的N極出發(fā)，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽處進入外轉(zhuǎn)子鐵芯中，磁力線分別從外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條外側(cè)繞過，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極處穿過凸極氣隙進入內(nèi)定子中，磁力線再從外轉(zhuǎn)子永磁體對應(yīng)的內(nèi)定子鐵芯外表面處，分別穿過永磁體氣隙回到外轉(zhuǎn)子永磁體的S極，形成閉合回路。需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速同步運行時的合成磁場磁力線路徑與外轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑相同。需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速同步運行時，外轉(zhuǎn)子部件的磁極與內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸弓丨，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0024]需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在低轉(zhuǎn)速同步運行時外轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑是:外轉(zhuǎn)子部件磁力線由外轉(zhuǎn)子永磁體的N極出發(fā)，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽處進入外轉(zhuǎn)子鐵芯中，磁力線分別從外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條外側(cè)繞過，由外轉(zhuǎn)子永磁體兩側(cè)的外轉(zhuǎn)子階梯槽處穿過階梯槽氣隙進入內(nèi)定子鐵芯變速磁極處，磁力線再從外轉(zhuǎn)子永磁體對應(yīng)的內(nèi)定子鐵芯外表面處穿過永磁體氣隙回到外轉(zhuǎn)子永磁體的S極，形成閉合回路。外轉(zhuǎn)子永磁體的磁極以及其在外轉(zhuǎn)子階梯槽對應(yīng)的磁極，與內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸引，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0025]需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在低轉(zhuǎn)速同步運行時內(nèi)定子旋轉(zhuǎn)磁場中，外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極對應(yīng)的內(nèi)定子磁極，未與外轉(zhuǎn)子永磁體的磁極相互作用產(chǎn)生定子附加磁場，定子附加磁場的磁力線路徑是:定子附加磁場磁力線由內(nèi)定子鐵芯變速磁極的S極出發(fā)，經(jīng)過內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極的N極，再穿過凸極氣隙進入外轉(zhuǎn)子鐵芯中，磁力線從外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條外側(cè)繞過，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極進入外轉(zhuǎn)子階梯槽處，磁力線穿過階梯槽氣隙回到內(nèi)定子鐵芯變速磁極的S極，形成閉合回路。此時的外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極本身不產(chǎn)生磁場，定子附加磁場的磁力線沿著磁阻最小的路徑閉合，定子附加磁場與外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極相互作用產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩。
[0026]在半磁片式永磁同步電動機異步起動法中，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件和外轉(zhuǎn)子部件結(jié)構(gòu)簡單，永磁體用量少，適宜做中小規(guī)格永磁同步電動機。異步起動和變極變速降低了電動機控制設(shè)備成本，同步運行提高了電動機運行效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]說明書附圖是半磁片式永磁同步電動機異步起動法的示意圖。其中圖1是不需要變極變速的半磁片式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，某一時刻鼠籠導(dǎo)條的感應(yīng)電流方向示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為4扱。圖2是不需要變極變速的半磁片式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機同步運行時的合成磁場磁力線路徑示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為4扱。圖3是不需要變極變速的半磁片式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，從某ー時刻轉(zhuǎn)過45 °角時鼠籠導(dǎo)條的感應(yīng)電流方向示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為4扱。圖4是不需要變極變速的半磁片式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為8扱。圖5是變極變速的半磁片式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機高轉(zhuǎn)速同步運行時的示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為4扱。圖6是變極變速的半磁片式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機高轉(zhuǎn)速同步運行時的合成磁場磁力線路徑示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為4扱。圖7是變極變速的半磁片式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機低轉(zhuǎn)速同步運行時的示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為8極。圖8是變極變速的半磁片式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機低轉(zhuǎn)速同步運行時的合成磁場磁力線路徑示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為8扱。
[0028]圖9是不需要變極變速的半磁片式外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，某ー時刻鼠籠導(dǎo)條的感應(yīng)電流方向示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為4極。圖10是不需要變極變速的半磁片式外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機同步運行時的合成磁場磁力線路徑示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為4極。圖11是不需要變極變速的半磁片式外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，從某一時刻轉(zhuǎn)過45°角時鼠籠導(dǎo)條的感應(yīng)電流方向示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為4極。圖12是不需要變極變速的半磁片式外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，從某一時刻轉(zhuǎn)過65°角時鼠籠導(dǎo)條的感應(yīng)電流方向示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為4極。圖13是不需要變極變速的半磁片式外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為8極。圖14是變極變速的半磁片式外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機高轉(zhuǎn)速同步運行時的示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為4極。圖15是變極變速的半磁片式外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機高轉(zhuǎn)速同步運行時的合成磁場磁力線路徑示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為4極。圖16是變極變速的半磁片式外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機低轉(zhuǎn)速同步運行時的示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為8極。圖17是變極變速的半磁片式外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機低轉(zhuǎn)速同步運行時的合成磁場磁力線路徑示意圖，轉(zhuǎn)子及定子磁極為8極。圖1至圖17中N和S代表磁極極性。
[0029]圖中標(biāo)注有外定子1、外圈鼠籠導(dǎo)條2、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5、內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條6、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向7、定子磁場旋轉(zhuǎn)方向8、轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向
9、磁力線路徑10、內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽11、外定子鐵芯變速磁極12、鼠籠換向板13、外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14、外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15、外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16、外轉(zhuǎn)子永磁體17、內(nèi)定子18、外轉(zhuǎn)子階梯槽19、內(nèi)定子鐵芯變速磁極20、垂直向外的感應(yīng)電流21、垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流22、定子附加磁場方向23、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯24、外轉(zhuǎn)子鐵芯25。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步敘述。
[0031]參照圖1，不需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，其內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯24外表面均布若干個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4的數(shù)量是電動機磁極極數(shù)的一半。內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4之間是內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3下面均布若干個外圈鼠籠導(dǎo)條2，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4下面均布若干個內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條6，全部的外圈鼠籠導(dǎo)條2和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條6的兩端各有一個內(nèi)轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起。在內(nèi)轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5作為一個磁極，并利用內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3作為另外一個磁極，在每個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4處粘貼內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5，同一個內(nèi)轉(zhuǎn)子部件中，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的磁極極性相同，即每個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的圓弧外表面都是N極，或者都是S極。在內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外圈鼠籠導(dǎo)條2和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條6切割外定子I旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把內(nèi)轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速。內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3外表面至外定子I內(nèi)表面的氣隙是凸極氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5外表面至外定子I內(nèi)表面的氣隙是永磁體氣隙，凸極氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度。
[0032]參照圖2，不需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的磁力線路徑是:內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線由內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的N極出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入外定子I鐵芯中,磁力線再從內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3對應(yīng)的外定子I鐵芯內(nèi)表面處，分別穿過凸極氣隙進入內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯24中，磁力線從外圈鼠籠導(dǎo)條2和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條6外側(cè)繞過，由內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4處回到內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的圓弧內(nèi)表面，形成閉合回路。內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機同步運行時的合成磁場磁力線路徑與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑相同。內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機同步運行吋，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的磁極與外定子I旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸引，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0033]參照圖1、圖2和圖3,在異步起動環(huán)節(jié)中，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機異步起動的過程是，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動的某ー時刻，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的N極與外定子I的S極空間角度對齊，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的S極與外定子I的N極空間角度對齊，外定子I旋轉(zhuǎn)磁場按照定子磁場旋轉(zhuǎn)方向8旋轉(zhuǎn)，外定子I旋轉(zhuǎn)磁場與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件之間有轉(zhuǎn)速差，外圈鼠籠導(dǎo)條2和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條6切割外定子I旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，垂直向外的感應(yīng)電流21和垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流22在內(nèi)轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)中匯合在一起，構(gòu)成閉合回路。感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使內(nèi)轉(zhuǎn)子部件按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向7旋轉(zhuǎn)。當(dāng)外定子I旋轉(zhuǎn)磁場與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件之間轉(zhuǎn)過45°角時，外定子I旋轉(zhuǎn)磁場的N極一半以上的磁通穿過凸極氣隙，途經(jīng)磁阻較小的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3，再穿過凸極氣隙回到外定子I旋轉(zhuǎn)磁場的S極，在外圈鼠籠導(dǎo)條2上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩最大。隨著外定子I旋轉(zhuǎn)磁場與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件之間的轉(zhuǎn)速差降低，在外圈鼠籠導(dǎo)條2上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩變小，直至內(nèi)轉(zhuǎn)子部件與外定子I旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件被牽入同步轉(zhuǎn)速，異步起動轉(zhuǎn)矩為零，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機進入同步運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0034]參照圖1和圖4，在半磁片式永磁同步電動機異步起動法中，ニ極、四極、六極、八極或更多極數(shù)的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的內(nèi)轉(zhuǎn)子部件結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于磁極數(shù)量的差別。
[0035]參照圖9，不需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，其外轉(zhuǎn)子部件的外轉(zhuǎn)子鐵芯25內(nèi)表面均布若干個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15，外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15的數(shù)量是電動機磁極極數(shù)的一半。外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15之間是外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16，在外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16下面均布若干個外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14。外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16位置對應(yīng)的外轉(zhuǎn)子鐵芯25外側(cè)邊緣有鼠籠換向板13,姆個鼠籠換向板13與鄰近ー組外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14的兩端各有一個外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起。在外轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個外轉(zhuǎn)子永磁體17作為ー個磁極，并利用外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16作為另外一個磁極,在姆個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15處粘貼外轉(zhuǎn)子永磁體17，同一個外轉(zhuǎn)子部件中，外轉(zhuǎn)子永磁體17的磁極極性相同，即每個外轉(zhuǎn)子永磁體17的圓弧外表面都是N扱，或者都是S扱。在外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14切割內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩,把外轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速。外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16內(nèi)表面至內(nèi)定子18外表面的氣隙是凸極氣隙，外轉(zhuǎn)子永磁體17內(nèi)表面至內(nèi)定子18外表面的氣隙是永磁體氣隙，凸極氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度。
[0036]參照圖10，不需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的磁力線路徑是，外轉(zhuǎn)子部件磁力線由外轉(zhuǎn)子永磁體17外表面的N極出發(fā)，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15處進入外轉(zhuǎn)子鐵芯25中，磁力線分別從外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14外側(cè)繞過，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16處穿過凸極氣隙進入內(nèi)定子18中，磁力線再從外轉(zhuǎn)子永磁體17對應(yīng)的內(nèi)定子18鐵芯外表面處，分別穿過永磁體氣隙回到外轉(zhuǎn)子永磁體17的S扱，形成閉合回路。外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機同步運行時的合成磁場磁力線路徑與外轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑相同。外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機同步運行時，外轉(zhuǎn)子部件的磁極與內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸引，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0037]參照圖9、圖10、圖11和圖12,在異步起動環(huán)節(jié),夕卜轉(zhuǎn)子永磁同步電動機異步起動的過程是，外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動的某ー時刻，外轉(zhuǎn)子部件的N極與內(nèi)定子18的S極空間角度對齊，外轉(zhuǎn)子部件的S極與內(nèi)定子18的N極空間角度對齊，內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場按照定子磁場旋轉(zhuǎn)方向8旋轉(zhuǎn)，內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間有轉(zhuǎn)速差，外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14切割內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，垂直向外的感應(yīng)電流21在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14 一端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起流入鼠籠換向板13,從鼠籠換向板13流出的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流22穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14另ー端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)，垂直向外的感應(yīng)電流21的感應(yīng)電流最終回到外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14構(gòu)成閉合回路。感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使外轉(zhuǎn)子部件按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向7旋轉(zhuǎn)。
[0038]當(dāng)內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間轉(zhuǎn)過45°角時，內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場的N極一半以上的磁通穿過凸極氣隙，途經(jīng)磁阻較小的外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16，再穿過凸極氣隙回到內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場的S極，在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩最大。此時，夕卜轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16逆時針方向前側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14切割內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向變成垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流22，外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16逆時針方向后側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14切割內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向仍然為垂直向外的感應(yīng)電流21，兩組的感應(yīng)電流大小相等方向相反，分別穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14兩端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起，并構(gòu)成閉合回路。感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使外轉(zhuǎn)子部件繼續(xù)按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向7旋轉(zhuǎn)。
[0039]當(dāng)內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間轉(zhuǎn)過65°角時，外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16逆時針方向前側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14產(chǎn)生的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流22,大于外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16逆時針方向后側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14產(chǎn)生的垂直向外的感應(yīng)電流21, —部分垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流22和全部的垂直向外的感應(yīng)電流21，分別穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14兩端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起，并構(gòu)成閉合回路。剰余的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流22在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14 一端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起流入鼠籠換向板13，從鼠籠換向板13流出的垂直向外的感應(yīng)電流21穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14另ー端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)，剰余的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流22最終回到外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14構(gòu)成閉合回路。感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使外轉(zhuǎn)子部件繼續(xù)按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向7旋轉(zhuǎn)。隨著內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間的轉(zhuǎn)速差降低，在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩變小，直至外轉(zhuǎn)子部件與內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，外轉(zhuǎn)子部件被牽入同步轉(zhuǎn)速，異步起動轉(zhuǎn)矩為零，外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機進入同步運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0040]參照圖13，在半磁片式永磁同步電動機異步起動法中，ニ極、四極、六極、八極或更多極數(shù)的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的外轉(zhuǎn)子部件結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于磁極數(shù)量的差別。
[0041 ] 參照圖5和圖7，需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的外定子I磁極繞組按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行時，通電的外定子I磁極繞組按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布的外定子I磁極是外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極，相鄰的兩個外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極之間是外定子鐵芯變速磁極12。永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行吋，外定子鐵芯變速磁極12的磁極繞組不通電，外定子鐵芯變速磁極12不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。永磁同步電動機在低轉(zhuǎn)速運行時，外定子鐵芯變速磁極12的磁極繞組和外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極的磁極繞組通電，外定子鐵芯變速磁極12和外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極共同產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。通過改變外定子I磁極繞組的接線方式，使外定子I的磁極分別產(chǎn)生高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場或低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場。
[0042]需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的磁極位置按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，每個內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁極占用的弧度按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)計算。內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯24外表面均布若干個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4的數(shù)量是電動機高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)的一半。內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4之間是內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3，相鄰的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3之間是內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽11。每個內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽11、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3占用一個磁極的弧度。在內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3和內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽11下面均布若干個外圈鼠籠導(dǎo)條2，在內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4下面均布若干個內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條6，全部的外圈鼠籠導(dǎo)條2和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條6的兩端各有一個內(nèi)轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起。在內(nèi)轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5作為一個磁極，并利用內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3作為另外一個磁極，在每個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4處粘貼內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5，同一個內(nèi)轉(zhuǎn)子部件中，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的磁極極性相同，即每個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的圓弧外表面都是N極，或者都是S極。在內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外圈鼠籠導(dǎo)條2和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條6切割外定子I旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把內(nèi)轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速。內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3外表面至外定子I內(nèi)表面的氣隙是凸極氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽11外表面至外定子I內(nèi)表面的氣隙是階梯槽氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5外表面至外定子I內(nèi)表面的氣隙是永磁體氣隙。需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的凸極氣隙長度小于階梯槽氣隙長度，階梯槽氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度。
[0043]參照圖5和圖6，需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在高轉(zhuǎn)速同步運行時磁力線路徑是:內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線由內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的N極出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入外定子I鐵芯中，磁力線再從內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5兩側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3對應(yīng)的外定子I鐵芯內(nèi)表面處，分別穿過凸極氣隙進入內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯24中，磁力線從外圈鼠籠導(dǎo)條2和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條6外側(cè)繞過，由內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4處回到內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的圓弧內(nèi)表面，形成閉合回路。需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速同步運行時的合成磁場磁力線路徑與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑相同。需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速同步運行時，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的磁極與外定子I旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸引，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0044]參照圖7和圖8，需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在低轉(zhuǎn)速同步運行時內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑是:內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁力線由內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的N極出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入外定子I鐵芯中，磁力線再從內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5兩側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽11對應(yīng)的外定子鐵芯變速磁極12內(nèi)表面處，分別穿過階梯槽氣隙進入內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯24中，磁力線從外圈鼠籠導(dǎo)條2和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條6外側(cè)繞過，由內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽4處回到內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的圓弧內(nèi)表面，形成閉合回路。內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的磁極以及其在內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽11對應(yīng)的磁極，與外定子I旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸引，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0045]需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在低轉(zhuǎn)速同步運行時外定子I旋轉(zhuǎn)磁場中，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3對應(yīng)的外定子I磁極，未與內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體5的磁極相互作用產(chǎn)生定子附加磁場，定子附加磁場的磁力線路徑是:定子附加磁場磁力線由外定子鐵芯變速磁極12的N極出發(fā)，穿過階梯槽氣隙進入內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯24中，磁力線從外圈鼠籠導(dǎo)條2外側(cè)繞過，由內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3處穿過凸極氣隙進入外定子I鐵芯中，再從外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極的S極回到外定子鐵芯變速磁極12，形成閉合回路。此時的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3本身不產(chǎn)生磁場，定子附加磁場的磁力線沿著磁阻最小的路徑閉合，定子附加磁場與內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極3相互作用產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩。[0046]在半磁片式永磁同步電動機異步起動法中，需要變極變速的ニ極、四極、八極或更多極數(shù)的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的內(nèi)轉(zhuǎn)子部件結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于磁極數(shù)量的差別。
[0047]參照圖14和圖16，需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的內(nèi)定子18磁極繞組按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行時，通電的內(nèi)定子18磁極繞組按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布的內(nèi)定子18磁極是內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極,相鄰的兩個內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極之間是內(nèi)定子鐵芯變速磁極20。永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行吋，內(nèi)定子鐵芯變速磁極20的磁極繞組不通電，內(nèi)定子鐵芯變速磁極20不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。永磁同步電動機在低轉(zhuǎn)速運行吋，內(nèi)定子鐵芯變速磁極20的磁極繞組和內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極的磁極繞組通電，內(nèi)定子鐵芯變速磁極20和內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極共同產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。通過改變內(nèi)定子18磁極繞組的接線方式，使內(nèi)定子18的磁極分別產(chǎn)生高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場或低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場。
[0048]需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的外轉(zhuǎn)子部件的磁極位置按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，每個外轉(zhuǎn)子部件磁極占用的弧度按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)計算。外轉(zhuǎn)子部件的外轉(zhuǎn)子鐵芯25內(nèi)表面均布若干個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15，外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15的數(shù)量是電動機高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)的一半。外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15之間是外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16，相鄰的外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15和外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16之間是外轉(zhuǎn)子階梯槽19。每個外轉(zhuǎn)子階梯槽19、外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15和外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16占用一個磁極的弧度。在外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16和外轉(zhuǎn)子階梯槽19下面均布若干個外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14。外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16位置對應(yīng)的外轉(zhuǎn)子鐵芯25外側(cè)邊緣有鼠籠換向板13,姆個鼠籠換向板13與鄰近ー組外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14的兩端各有一個外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起。在外轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個外轉(zhuǎn)子永磁體17作為ー個磁極，并利用外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16作為另外ー個磁扱，在每個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15處粘貼外轉(zhuǎn)子永磁體17，同一個外轉(zhuǎn)子部件中，外轉(zhuǎn)子永磁體17的磁極極性相同，即每個外轉(zhuǎn)子永磁體17的圓弧外表面都是N極，或者都是S扱。在外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14切割內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把外轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速。外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16內(nèi)表面至內(nèi)定子18外表面的氣隙是凸極氣隙，外轉(zhuǎn)子階梯槽19內(nèi)表面至內(nèi)定子18外表面的氣隙是階梯槽氣隙，外轉(zhuǎn)子永磁體17內(nèi)表面至內(nèi)定子18外表面的氣隙是永磁體氣隙。需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的凸極氣隙長度小于階梯槽氣隙長度，階梯槽氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度。
[0049]在半磁片式永磁同步電動機異步起動法中，需要變極變速的ニ極、四極、八極或更多極數(shù)的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的外轉(zhuǎn)子部件結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于磁極數(shù)量的差別。
[0050]參照圖14和圖15，需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在高轉(zhuǎn)速同步運行時磁力線路徑是:外轉(zhuǎn)子部件磁力線由外轉(zhuǎn)子永磁體17外表面的N極出發(fā)，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15處進入外轉(zhuǎn)子鐵芯25中，磁力線分別從外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14外側(cè)繞過，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16處穿過凸極氣隙進入內(nèi)定子18中，磁力線再從外轉(zhuǎn)子永磁體17對應(yīng)的內(nèi)定子18鐵芯外表面處，分別穿過永磁體氣隙回到外轉(zhuǎn)子永磁體17的S極，形成閉合回路。需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速同步運行時的合成磁場磁力線路徑與外轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑相同。需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速同步運行時，外轉(zhuǎn)子部件的磁極與內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸引，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0051]參照圖16和圖17，需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在低轉(zhuǎn)速同步運行時外轉(zhuǎn)子部件磁力線路徑是:外轉(zhuǎn)子部件磁力線由外轉(zhuǎn)子永磁體17的N極出發(fā)，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽15處進入外轉(zhuǎn)子鐵芯25中，磁力線分別從外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14外側(cè)繞過，由外轉(zhuǎn)子永磁體17兩側(cè)的外轉(zhuǎn)子階梯槽19處穿過階梯槽氣隙進入內(nèi)定子鐵芯變速磁極20處，磁力線再從外轉(zhuǎn)子永磁體17對應(yīng)的內(nèi)定子18鐵芯外表面處穿過永磁體氣隙回到外轉(zhuǎn)子永磁體17的S極，形成閉合回路。外轉(zhuǎn)子永磁體17的磁極以及其在外轉(zhuǎn)子階梯槽19對應(yīng)的磁極，與內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場的異性磁極相互吸引，產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。
[0052] 需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，在低轉(zhuǎn)速同步運行時內(nèi)定子18旋轉(zhuǎn)磁場中，夕卜轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16對應(yīng)的內(nèi)定子18磁極,未與外轉(zhuǎn)子永磁體17的磁極相互作用產(chǎn)生定子附加磁場，定子附加磁場的磁力線路徑是:定子附加磁場磁力線由內(nèi)定子鐵芯變速磁極20的S極出發(fā)，經(jīng)過內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極的N極，再穿過凸極氣隙進入外轉(zhuǎn)子鐵芯25中，磁力線從外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條14外側(cè)繞過，由外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16進入外轉(zhuǎn)子階梯槽19處，磁力線穿過階梯槽氣隙回到內(nèi)定子鐵芯變速磁極20的S極，形成閉合回路。此時的外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16本身不產(chǎn)生磁場，定子附加磁場的磁力線沿著磁阻最小的路徑閉合，定子附加磁場與外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16相互作用產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩。
【權(quán)利要求】
1. 一種半磁片式永磁同步電動機異步起動法，其特征在于半磁片式永磁同步電動機異步起動法包括異步起動環(huán)節(jié)和變極變速環(huán)節(jié)；在異步起動環(huán)節(jié)，永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個永磁體作為一個磁極，并利用轉(zhuǎn)子鐵芯凸極作為另外一個磁極，借助轉(zhuǎn)子鐵芯凸極中的鼠籠導(dǎo)條切割定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速； 不需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，其內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯(24)外表面均布若干個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4),內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4)的數(shù)量是電動機磁極極數(shù)的一半；內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4)之間是內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(3)，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(3)下面均布若干個外圈鼠籠導(dǎo)條(2)，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4)下面均布若干個內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條(6)，全部的外圈鼠籠導(dǎo)條(2)和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條(6)的兩端各有一個內(nèi)轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起；在內(nèi)轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體(5)作為一個磁極，并利用內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(3)作為另外一個磁極，在每個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4)處粘貼內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體(5)，同一個內(nèi)轉(zhuǎn)子部件中，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體(5)的磁極極性相同，即每個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體(5)的圓弧外表面都是N極，或者都是S極；在內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外圈鼠籠導(dǎo)條(2)和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條(6)切割外定子(O旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把內(nèi)轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速；內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(3)外表面至外定子(1)內(nèi)表面的氣隙是凸極氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體(5)外表面至外定子(I)內(nèi)表面的氣隙是永磁體氣隙，凸極氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度； 在異步起動環(huán)節(jié)中，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機異步起動的過程是，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動的某一時刻，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的N極與外定子(1)的S極空間角度對齊，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的S極與外定子(1)的N極空間角度對齊,外定子(1)旋轉(zhuǎn)磁場按照定子磁場旋轉(zhuǎn)方向(8)旋轉(zhuǎn)，外定子(1)旋轉(zhuǎn)磁場與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件之間有轉(zhuǎn)速差，外圈鼠籠導(dǎo)條(2)和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條(6)切割外定子(1)旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，垂直向外的感應(yīng)電流(21)和垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流(22)在內(nèi)轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)中匯合在一起,構(gòu)成閉合回路；感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使內(nèi)轉(zhuǎn)子部件按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向(7)旋轉(zhuǎn)；當(dāng)外定子(I)旋轉(zhuǎn)磁場與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件之間轉(zhuǎn)過45°角時，外定子(I)旋轉(zhuǎn)磁場的N極一半以上的磁通穿過凸極氣隙，途經(jīng)磁阻較小的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(3)，再穿過凸極氣隙回到外定子(I)旋轉(zhuǎn)磁場的S極，在外圈鼠籠導(dǎo)條(2)上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩最大；隨著外定子(I)旋轉(zhuǎn)磁場與內(nèi)轉(zhuǎn)子部件之間的轉(zhuǎn)速差降低，在外圈鼠籠導(dǎo)條(2)上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩變小，直至內(nèi)轉(zhuǎn)子部件與外定子(I)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，內(nèi)轉(zhuǎn)子部件被牽入同步轉(zhuǎn)速，異步起動轉(zhuǎn)矩為零，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機進入同步運轉(zhuǎn)狀態(tài)； 不需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機，其外轉(zhuǎn)子部件的外轉(zhuǎn)子鐵芯(25)內(nèi)表面均布若干個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(15)，外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(15)的數(shù)量是電動機磁極極數(shù)的一半；外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(15)之間是外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)，在外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)下面均布若干個外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14);外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)位置對應(yīng)的外轉(zhuǎn)子鐵芯(25)外側(cè)邊緣有鼠籠換向板(13),每個鼠籠換向板(13)與鄰近一組外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)的兩端各有一個外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起；在外轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個外轉(zhuǎn)子永磁體(17)作為一個磁極，并利用外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)作為另外一個磁極，在每個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(15)處粘貼外轉(zhuǎn)子永磁體(17)，同一個外轉(zhuǎn)子部件中，外轉(zhuǎn)子永磁體(17)的磁極極性相同，即每個外轉(zhuǎn)子永磁體(17)的圓弧外表面都是N極,或者都是S極；在外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)切割內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把外轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速；外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)內(nèi)表面至內(nèi)定子(18)外表面的氣隙是凸極氣隙，外轉(zhuǎn)子永磁體(17)內(nèi)表面至內(nèi)定子(18)外表面的氣隙是永磁體氣隙，凸極氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度； 在異步起動環(huán)節(jié)，外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機異步起動的過程是，外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動的某ー時刻，外轉(zhuǎn)子部件的N極與內(nèi)定子(18)的S極空間角度對齊，外轉(zhuǎn)子部件的S極與內(nèi)定子(18)的N極空間角度對齊，內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場按照定子磁場旋轉(zhuǎn)方向(8)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間有轉(zhuǎn)速差，外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)切割內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，垂直向外的感應(yīng)電流(21)在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14) 一端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起流入鼠籠換向板(13)，從鼠籠換向板(13)流出的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流(22)穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)另ー端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)，垂直向外的感應(yīng)電流(21)的感應(yīng)電流最終回到外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)構(gòu)成閉合回路；感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使外轉(zhuǎn)子部件按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向(7)旋轉(zhuǎn)； 當(dāng)內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間轉(zhuǎn)過45°角時，內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場的N極一半以上的磁通穿過凸極氣隙，途經(jīng)磁阻較小的外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)，再穿過凸極氣隙回到內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場 的S扱，在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩最大；此時，外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)逆時針方向前側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)切割內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向變成垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流(22)，外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)逆時針方向后側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)切割內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向仍然為垂直向外的感應(yīng)電流(21)，兩組的感應(yīng)電流大小相等方向相反，分別穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)兩端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起，并構(gòu)成閉合回路；感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使外轉(zhuǎn)子部件繼續(xù)按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向(7)旋轉(zhuǎn)； 當(dāng)內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間轉(zhuǎn)過65°角時，外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)逆時針方向前側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)產(chǎn)生的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流(22),大于外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)逆時針方向后側(cè)的外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)產(chǎn)生的垂直向外的感應(yīng)電流(21), —部分垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流(22)和全部的垂直向外的感應(yīng)電流(21 )，分別穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)兩端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起，并構(gòu)成閉合回路；剰余的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流(22)在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14) 一端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)匯合在一起流入鼠籠換向板(13),從鼠籠換向板(13)流出的垂直向外的感應(yīng)電流(21)穿過外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)另ー端的外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)，剰余的垂直向內(nèi)的感應(yīng)電流(22)最終回到外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)構(gòu)成閉合回路；感應(yīng)電流產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩使外轉(zhuǎn)子部件繼續(xù)按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向(7)旋轉(zhuǎn)；隨著內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場與外轉(zhuǎn)子部件之間的轉(zhuǎn)速差降低，在外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)上產(chǎn)生的異步起動轉(zhuǎn)矩變小，直至外轉(zhuǎn)子部件與內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，外轉(zhuǎn)子部件被牽入同步轉(zhuǎn)速，異步起動轉(zhuǎn)矩為零，外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機進入同步運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半磁片式永磁同步電動機異步起動法，其特征在于在變極變速環(huán)節(jié)，定子旋轉(zhuǎn)磁場中未與轉(zhuǎn)子永磁體磁極相互作用的定子磁極能產(chǎn)生定子附加磁場；永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個永磁體作為ー個磁極，并利用轉(zhuǎn)子鐵芯凸極作為另外一個磁極，在相鄰的轉(zhuǎn)子鐵芯凸極和永磁體下面的轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽之間是轉(zhuǎn)子階梯槽，利用轉(zhuǎn)子鐵芯凸極和轉(zhuǎn)子階梯槽導(dǎo)磁卻沒有固定磁極極性的特點，當(dāng)定子旋轉(zhuǎn)磁場改變磁極極數(shù)時，在定子附加磁場的作用下，轉(zhuǎn)子部件一對磁極中永磁體之外的磁極位置，能夠在轉(zhuǎn)子鐵芯凸極和轉(zhuǎn)子階梯槽之間進行轉(zhuǎn)換，使轉(zhuǎn)子部件能夠自動適應(yīng)變換電動機磁極極數(shù)，實現(xiàn)永磁同步電動機的變極變速； 需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的外定子(I)磁極繞組按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行時，通電的外定子(I)磁極繞組按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布的外定子(I)磁極是外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極，相鄰的兩個外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極之間是外定子鐵芯變速磁極(12);永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行時，外定子鐵芯變速磁極(12)的磁極繞組不通電，外定子鐵芯變速磁極(12)不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；永磁同步電動機在低轉(zhuǎn)速運行時，外定子鐵芯變速磁極(12)的磁極繞組和外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極的磁極繞組通電，外定子鐵芯變速磁極(12)和外定子鐵芯基準(zhǔn)磁極共同產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；通過改變外定子(I)磁極繞組的接線方式，使外定子(I)的磁極分別產(chǎn)生高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場或低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場； 需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的磁極位置按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，每個內(nèi)轉(zhuǎn)子部件磁極占用的弧度按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)計算；內(nèi)轉(zhuǎn)子部件的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯(24)外表面均布若干個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4)，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4)的數(shù)量是電動機高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)的一半；內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4)之間是內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(3)，相鄰的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4)和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(3)之間是內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽(11);每個內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽(11)、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4)和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(3)占用一個磁極的弧度；在內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(3)和內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽(11)下面均布若干個外圈鼠籠導(dǎo)條(2)，在內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4)下面均布若干個內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條(6)，全部的外圈鼠籠導(dǎo)條(2)和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條(6)的兩端各有一個內(nèi)轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起；在內(nèi)轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體(5)作為一個磁極，并利用內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(3)作為另外一個磁極，在每個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(4)處粘貼內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體(5)，同一個內(nèi)轉(zhuǎn)子部件中，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體(5)的磁極極性相同，即每個內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體(5 )的圓弧外表面都是N極，或者都是S極；在內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外圈鼠籠導(dǎo)條(2)和內(nèi)圈鼠籠導(dǎo)條(6)切割外定子(I)旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把內(nèi)轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速；內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(3)外表面至外定子(I)內(nèi)表面的氣隙是凸極氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子階梯槽(11)外表面至外定子(I)內(nèi)表面的氣隙是階梯槽氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體(5)外表面至外定子(I)內(nèi)表面的氣隙是永磁體氣隙；需要變極變速的內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的凸極氣隙長度小于階梯槽氣隙長度，階梯槽氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度； 需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的內(nèi)定子(18)磁極繞組按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行時，通電的內(nèi)定子(18)磁極繞組按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布的內(nèi)定子(18)磁極是內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極，相鄰的兩個內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極之間是內(nèi)定子鐵芯變速磁極(20);永磁同步電動機在高轉(zhuǎn)速運行時，內(nèi)定子鐵芯變速磁極(20)的磁極繞組不通電，內(nèi)定子鐵芯變速磁極(20)不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；永磁同步電動機在低轉(zhuǎn)速運行時，內(nèi)定子鐵芯變速磁極(20)的磁極繞組和內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極的磁極繞組通電，內(nèi)定子鐵芯變速磁極(20)和內(nèi)定子鐵芯基準(zhǔn)磁極共同產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；通過改變內(nèi)定子(18)磁極繞組的接線方式，使內(nèi)定子(18)的磁極分別產(chǎn)生高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場或低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場； 需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的外轉(zhuǎn)子部件的磁極位置按照高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)均布，每個外轉(zhuǎn)子部件磁極占用的弧度按照低轉(zhuǎn)速磁極數(shù)計算；外轉(zhuǎn)子部件的外轉(zhuǎn)子鐵芯(25)內(nèi)表面均布若干個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(15)，外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(15)的數(shù)量是電動機高轉(zhuǎn)速磁極數(shù)的一半；外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(15)之間是外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)，相鄰的外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(15)和外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)之間是外轉(zhuǎn)子階梯槽(19);每個外轉(zhuǎn)子階梯槽(19)、外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(15)和外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)占用一個磁極的弧度；在外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)和外轉(zhuǎn)子階梯槽(19)下面均布若干個外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14);外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)位置對應(yīng)的外轉(zhuǎn)子鐵芯(25)外側(cè)邊緣有鼠籠換向板(13),姆個鼠籠換向板(13)與鄰近一組外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)的兩端各有一個外轉(zhuǎn)子鼠籠端環(huán)連接在一起；在外轉(zhuǎn)子部件一對磁極中，只使用一個外轉(zhuǎn)子永磁體(17)作為ー個磁極，并利用外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)作為另外ー個磁扱，在每個外轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽(15)處粘貼外轉(zhuǎn)子永磁體(17)，同一個外轉(zhuǎn)子部件中，外轉(zhuǎn)子永磁體(17)的磁極極性相同，即每個外轉(zhuǎn)子永磁體(17)的圓弧外表面都是N扱，或者都是S極；在外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機起動時，外轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條(14)切割內(nèi)定子(18)旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，把外轉(zhuǎn)子部件牽入同步轉(zhuǎn)速；外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)內(nèi)表面至內(nèi)定子(18)外表面的氣隙是凸極氣隙，外轉(zhuǎn)子階梯槽(19)內(nèi)表面至內(nèi)定子(18)外表面的氣隙是階梯槽氣隙，外轉(zhuǎn)子永磁體(17)內(nèi)表面至內(nèi)定子(18)外表面的氣隙是永磁體氣隙；需要變極變速的外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的凸極氣隙長度小于階梯槽氣隙長度，階梯槽氣隙長度小于或等于永磁體氣隙長度?！?br> 【文檔編號】H02P6/20GK103580429SQ201310587363
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】楊志偉, 孟祥利, 趙曉東 申請人:大連東利偉業(yè)環(huán)保節(jié)能科技有限公司