本報告包括在工業(yè)、商業(yè)或服務(wù)中可用的知識、信息和/或機密數(shù)據(jù)，其持有人要求：聯(lián)邦憲法第5條第XXIX款所設(shè)立的保護；維持機密/秘密的法律狀態(tài)；維持機密/秘密的物理狀態(tài)至工業(yè)產(chǎn)權(quán)法第9.279/96號法所規(guī)定的時間為止；以及第9.279/96號法第195條所規(guī)定的權(quán)利。

本文所描述的工業(yè)設(shè)計包括受專利保護的發(fā)明。本發(fā)明涉及電氣工程領(lǐng)域和電機領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明描述了一種用于電機轉(zhuǎn)子磁化的裝置及方法。本發(fā)明的裝置及方法有助于增加轉(zhuǎn)子的磁飽和度，提高具有所述轉(zhuǎn)子的電機的效率。

背景技術(shù)：

各種類型的設(shè)備均使用電機。這些電機遵循包括所施加和所感應(yīng)的磁場的磁效應(yīng)，使其能夠進行機械旋轉(zhuǎn)運動。

電機主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子為固定部件，負(fù)責(zé)施加磁場；轉(zhuǎn)子為運動部件，通過外加磁場，保持運動。轉(zhuǎn)子包括用于產(chǎn)生磁場的部件，其可為相同的或為通過施加外部磁場而獲得磁性特性的永磁材料。

轉(zhuǎn)子磁化通常采用的方法是對自身的電機定子施加磁場。但是，由于轉(zhuǎn)子的磁塊或磁體不完全飽和，具有磁化率低的區(qū)域，這意味著電機的性能降低，因此這種方法是不利的。本發(fā)明提供一種解決這些問題的方案。

從文獻(xiàn)中明確可知，均未發(fā)現(xiàn)提示本發(fā)明的教導(dǎo)的預(yù)見或文件，因此，在發(fā)明人看來，本文所提出的解決方案相對于現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)具有新穎性和創(chuàng)造性的勞動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在利用電機轉(zhuǎn)子的磁化裝置解決本領(lǐng)域中所存在的問題，其增加了構(gòu)成轉(zhuǎn)子的塊的磁飽和。

對于所有要求保護的上下文，其共同的發(fā)明構(gòu)思在于轉(zhuǎn)子磁化裝置的使用，其中，借助于協(xié)同施加外部磁場和內(nèi)部磁場，轉(zhuǎn)子被磁化，增加了轉(zhuǎn)子塊的磁飽和度。

本發(fā)明的第一個目的在于提供一種用于電機轉(zhuǎn)子磁化的裝置，包括用于臨時容納無軸轉(zhuǎn)子的座，所述座包括：位于其內(nèi)部周邊區(qū)域的一個或多個線圈，即當(dāng)該線圈被容納在所述座中時，該線圈被布置在轉(zhuǎn)子的外部；以及位于其中央?yún)^(qū)域的一個或多個線圈，當(dāng)該線圈被容納在所述座中時，該線圈被布置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部。

在本發(fā)明的實施例中，外線圈組包括磁化線圈和保護線圈，從而為轉(zhuǎn)子提供徑向磁場的施加，磁化線圈和內(nèi)部線圈組協(xié)同作用，從而增加轉(zhuǎn)子磁塊的內(nèi)部磁飽和度。

在本發(fā)明的一個實施例中，外線圈組包括成對的磁化線圈和成對的保護線圈。

本發(fā)明的第二個目的在于提供用于磁化電機轉(zhuǎn)子的方法，該方法包括以下步驟：臨時將無軸轉(zhuǎn)子容納在座中，所述座包括：設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的外部的一個或多個線圈以及位于其中央?yún)^(qū)域、布置在所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部的一個或多個線圈；和增加外部線圈和內(nèi)部線圈，使得所述外線圈和內(nèi)部線圈協(xié)同提高轉(zhuǎn)子塊的飽和度。

在本發(fā)明的實施例中，本發(fā)明的方法包括以下步驟：臨時將無軸轉(zhuǎn)子容納在座中，所述座包括：設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子外部的磁化線圈組，設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的外部的保護線圈組，以及位于其中央?yún)^(qū)域、布置在所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部的一個或多個線圈；以及觸發(fā)所述線圈，使得：內(nèi)部磁化和外部磁化協(xié)同提高轉(zhuǎn)子塊的飽和度；并提供保護，以阻止施加與轉(zhuǎn)子磁化磁場相反、減弱磁化或使轉(zhuǎn)子退磁的磁場。

本發(fā)明的這些及其它目的能夠得到本領(lǐng)域技術(shù)人員以及對該領(lǐng)域感興趣的公司的充分理解，并將被充分詳細(xì)地描述，從而在以下說明中被重現(xiàn)。

附圖說明

為了更好地定義并闡明本專利申請的內(nèi)容，給出以下附圖：

圖1示出了本發(fā)明裝置的一個實施例的頂視圖，示出了：座11；外部線圈所在的八個極12；內(nèi)部線圈13。

圖2示出了本發(fā)明裝置的實施例，其中，A示出了6/8V形永久磁體類型的轉(zhuǎn)子；在B中，具有所述轉(zhuǎn)子的本發(fā)明的裝置被容納在座中。還示出了：外部線圈的位置22；內(nèi)部線圈的位置23；以及轉(zhuǎn)子塊24。

圖3示出了本發(fā)明裝置的另一實施例的示意圖的俯視圖，其中，容納有6/8永磁交流同步(BLAC)型電動機，在試驗中使用，用于對結(jié)果進行比較。

圖4示出容納轉(zhuǎn)子的本發(fā)明裝置的另一實施例。示出了：外部磁化線圈42a；外部保護線圈42b；內(nèi)部線圈43；以及轉(zhuǎn)子塊44。

圖5示出了在沒有內(nèi)部線圈的裝置中，由外部磁化線圈52a和保護線圈(52b)施加的磁場作用的試驗結(jié)果。需要注意的是，轉(zhuǎn)子單元54的內(nèi)部部分的磁飽和水平低。

圖6示出了在施加了來自外部磁化線圈(沒有內(nèi)部線圈)的磁場的情況下沿轉(zhuǎn)子塊的磁感應(yīng)結(jié)果的圖形。水平軸示出了位置(mm)，豎直軸示出了感應(yīng)(T)。

圖7示出了在本發(fā)明的裝置中，具有內(nèi)部線圈73時，由外部磁化線圈72a和保護線圈72b施加的磁場作用的試驗結(jié)果。需要注意的是，轉(zhuǎn)子塊74的內(nèi)部部分磁飽和水平高。

圖8示出了在轉(zhuǎn)子塊44中從內(nèi)部線圈所發(fā)出的磁場作用而得到的結(jié)果的圖形。水平軸示出了位置(mm)，豎直軸示出了感應(yīng)(T)。

圖9示出了在轉(zhuǎn)子決44中從內(nèi)部線圈所發(fā)出的磁場作用而得到的結(jié)果的圖形。水平軸示出了位置(mm)，垂直軸示出了感應(yīng)(T)。

圖10示出了用于驅(qū)動本發(fā)明實施例的磁化裝置的電路。

圖11示出了磁化期間電路中所使用的電容的充電曲線。

圖12示出了用于執(zhí)行退磁試驗的裝置的接線圖。

圖13示出了退磁試驗的結(jié)果，詳細(xì)示出了在時域上到2000rpm時，電動勢的有效值。

圖14示出了退磁試驗的結(jié)果，其擴大了視圖，以詳細(xì)示出在試驗中所采用的電流等級。

圖15示出了退磁試驗的結(jié)果的圖形，詳細(xì)示出了由于所施加的電流而產(chǎn)生的退磁百分比。

圖16示出了本發(fā)明的裝置的實施例的第一視圖，所述裝置包括四個外部線圈、兩個磁化線圈和兩個保護線圈，其中，所述座中沒有轉(zhuǎn)子。

圖17示出了本發(fā)明的裝置的實施例的第二視圖，所述裝置包括四個外部線圈、兩個磁化線圈和兩個保護線圈，其中，所述座中容納有8極轉(zhuǎn)子。

具體實施方式

以下通過示例的方式呈現(xiàn)本發(fā)明，并且其不應(yīng)被解釋為對有助于更清楚地了解本專利申請的目的的本發(fā)明范圍的限制。

本發(fā)明公開了一種用于磁化電機轉(zhuǎn)子的裝置，該裝置包括用于臨時容納無軸轉(zhuǎn)子的座11，所述座包括：位于其內(nèi)部周邊區(qū)域的一個或多個線圈12，即當(dāng)該線圈被容納在所述座中時，該線圈被布置在轉(zhuǎn)子的外部；以及位于其中央?yún)^(qū)域的一個或多個線圈13，當(dāng)該線圈被容納在所述座中時，該線圈布置在所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部。

在本發(fā)明的實施例中，外線圈組42包括磁化線圈42a和保護線圈42b，從而為轉(zhuǎn)子提供徑向磁場的施加，磁化線圈42a和內(nèi)部線圈組43協(xié)同作用從而增加轉(zhuǎn)子磁央44的內(nèi)部磁飽和度。

如圖5所示，磁塊54承受由磁化線圈52a施加的磁場。磁塊54a是被磁化的塊，而磁塊54b是由于保護線圈52b而未被立刻退磁的塊。圖5還示出了在操作區(qū)域中施加到本發(fā)明的裝置上的磁力線。

從圖5中可以看出，磁塊54a被磁化，它們不完全飽和，具有飽和度低于0.9T(特斯拉)的通道，0.9T的飽和度是使磁塊54a飽和所需的最小感應(yīng)磁場，是其余磁感應(yīng)塊的兩倍。圖6示出了更詳細(xì)的圖形，示出了在磁塊54a的區(qū)域承受大于0.9T的感應(yīng)，而其它區(qū)域承受小于所需的0.9T的感應(yīng)的效果。

圖7示了內(nèi)部線圈組73向轉(zhuǎn)子施加磁場、從而被添加到由外部磁化線圈組72a所施加的場時的結(jié)果。從而，協(xié)同執(zhí)行轉(zhuǎn)子磁化，增加所述轉(zhuǎn)子磁塊的內(nèi)部磁飽和度。

通過施加直流電流，內(nèi)部線圈組73產(chǎn)生場。因此，內(nèi)部線圈73是磁化型線圈。

在一個實施例中，保護線圈72b被布置成阻止與轉(zhuǎn)子磁化磁場相反的、減少甚至是使轉(zhuǎn)子退磁的磁場被施加。在本實施例中，保護線圈72b阻止在與轉(zhuǎn)子磁化相反的方向上的磁化和/或阻止其退磁。

在所述實施例中，外部線圈組72中的磁化線圈72a的數(shù)量等于保護線圈72b的數(shù)量。圖4示出了本發(fā)明轉(zhuǎn)子的實施例，具有八個極和四個外部線圈42，即兩個磁化型線圈42a和兩個保護型線圈42b。

圖8示出了對磁塊74a磁化所得到曲線圖，很明顯，整個磁塊74a的感應(yīng)水平高于0.9T。圖9示出了表明磁塊74b中的感應(yīng)水平的圖形，其示出了大多數(shù)磁塊被保護以阻止退磁。

在一個實施例中，磁塊74為磁體。

在本發(fā)明的實施例中，本發(fā)明的方法包括以下步驟：臨時將無軸轉(zhuǎn)子容納在座11中，所述座包括：設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的外部的磁化線圈組42a，設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子外部的保護線圈組42b，以及位于其中央?yún)^(qū)域、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部的一個或多個線圈43；和觸發(fā)所述線圈，使得內(nèi)部磁化和外部磁化協(xié)同提高轉(zhuǎn)子塊的飽和度；以及提供保護，以阻止與轉(zhuǎn)子磁化磁場相反的、減少磁化或使轉(zhuǎn)子退磁的磁場被施加。

在一個實施例中，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子磁化方法由圖10所示的電路來控制。所述電路包括：電容C＝11.3mF；電感L＝108μH；電阻R＝25mΩ；并被施加300V的電壓。圖11示出了電容的電流、電壓和功率曲線，其中VM1為電壓曲線，AM1為電流曲線，PM1為功率曲線。

為了評估電動機退磁的影響，在其運行時，利用所示的裝置對轉(zhuǎn)子進行退磁試驗。退磁試驗裝載在圖12所示的電路/圖上，并執(zhí)行以下步驟：

1)對磁塊44進行磁化至其磁勢的100％，以達(dá)到最大可能的剩余感應(yīng)級別；

2)將磁塊44插入到轉(zhuǎn)子中，并將轉(zhuǎn)子+定子組裝到測功機上；

3)檢查感應(yīng)電壓基準(zhǔn)，保存波形以進行比較；

4)給電動機繞組通入直流電流；

5)數(shù)次旋轉(zhuǎn)電機，以在磁塊44中感生負(fù)磁場；

6)重新檢查感應(yīng)電壓，保存波形；

7)增大直流電流，并返回至步驟5)，直到電動勢的有效值低于基準(zhǔn)水平的20％。

在退磁試驗中，電流從1A變化到12A，致使電動勢的有效值衰減了基準(zhǔn)的80％。圖13和14示出了施加不同水平的電流時的退磁曲線，由電壓隨時間的變化表示。在圖15中，相應(yīng)注意的是，有效電動勢隨所施加的電流的變化曲線。通過對三個圖形分析，可以發(fā)現(xiàn)，阻止退磁等級大于5％的最大峰值電流為6A。從而，阻止退磁大于5％的最大有效電流值是4A。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將會評估本文所呈現(xiàn)的知識，并且可再現(xiàn)落入所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的所述實施例及其它實施例中所示出的發(fā)明。