本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種確定永磁體削角的方法及裝置。

背景技術(shù)：

電機(jī)(俗稱馬達(dá))是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。永磁體是電機(jī)中的一種重要部件，用于產(chǎn)生磁場(chǎng)。

在電機(jī)設(shè)計(jì)中由于齒槽轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致電機(jī)振動(dòng)與噪聲，使得電機(jī)的性能有所降低。為了克服這一缺點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用改變磁極參數(shù)的方法，例如改變磁極的不等極弧系數(shù)、不等厚永磁體、磁極分段等來(lái)降低齒槽轉(zhuǎn)矩。另外，對(duì)永磁體進(jìn)行削角之后，也會(huì)影響齒槽轉(zhuǎn)矩，但是對(duì)永磁體采用何種削角方式能夠較大的降低齒槽轉(zhuǎn)矩，從而更好的克服電機(jī)的振動(dòng)與噪聲是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種確定永磁體削角的方法及裝置，用于降低齒槽轉(zhuǎn)矩，從而更好的克服電機(jī)的振動(dòng)與噪聲。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種確定永磁體削角的方法，包括：

在三維坐標(biāo)空間下將電機(jī)所用的永磁體映射到二維坐標(biāo)系下以得到在x軸方向和y軸方向上的取值范圍以確定所述永磁體的削角范圍；

按照所述削角范圍在所述永磁鐵的相鄰兩個(gè)邊界上分別取第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)，其中，所述第一采樣點(diǎn)的數(shù)量至少為一個(gè)，所述第二采樣點(diǎn)的數(shù)量至少為一個(gè)，且所述第一采樣點(diǎn)的數(shù)量和所述第二采樣點(diǎn)的數(shù)量不同時(shí)為一個(gè)；

利用二維電磁場(chǎng)有限元分析方法計(jì)算所述第一采樣點(diǎn)和所述第二采樣點(diǎn)的全部組合所對(duì)應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩；

在所述齒槽轉(zhuǎn)矩中，篩選出最小的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值作為目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩，將所述目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)所在的直線確定為削角軌跡。

優(yōu)選地，各所述第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同，各所述第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同。

優(yōu)選地，各所述第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔與各所述第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同。

優(yōu)選地，所述第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔與所述第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔均為1mm。

優(yōu)選地，實(shí)現(xiàn)所述二維電磁場(chǎng)有限元分析方法具體通過(guò)maxwell2d。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種確定永磁體削角的裝置，包括：

映射單元，用于在三維坐標(biāo)空間下將電機(jī)所用的永磁體映射到二維坐標(biāo)系下以得到在x軸方向和y軸方向上的取值范圍以確定所述永磁體的削角范圍；

采樣單元，用于按照所述削角范圍在所述永磁鐵的相鄰兩個(gè)邊界上分別取第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)，其中，所述第一采樣點(diǎn)的數(shù)量至少為一個(gè)，所述第二采樣點(diǎn)的數(shù)量至少為一個(gè)，且所述第一采樣點(diǎn)的數(shù)量和所述第二采樣點(diǎn)的數(shù)量不同時(shí)為一個(gè)；

計(jì)算單元，用于利用二維電磁場(chǎng)有限元分析方法計(jì)算所述第一采樣點(diǎn)和所述第二采樣點(diǎn)的全部組合所對(duì)應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩；

確定單元，用于在所述齒槽轉(zhuǎn)矩中，篩選出最小的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值作為目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩，將所述目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)所在的直線確定為削角軌跡。

優(yōu)選地，所述采樣單元的各所述第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同，各所述第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同。

優(yōu)選地，所述采樣單元的各所述第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔與各所述第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同。

優(yōu)選地，所述采樣單元的所述第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔與所述第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔均為1mm。

優(yōu)選地，所述計(jì)算單元實(shí)現(xiàn)所述二維電磁場(chǎng)有限元分析方法具體通過(guò)maxwell2d。

本發(fā)明所提供的確定永磁體削角的方法及裝置，通過(guò)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換將永磁體映射到二維坐標(biāo)系下，然后在二維坐標(biāo)系下確定第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)的數(shù)量和采樣間隔，最后利用二維電磁場(chǎng)有限元分析方法計(jì)算第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)的全部組合所對(duì)應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩。在齒槽轉(zhuǎn)矩中，篩選出最小的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值作為目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩，將目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)所在的直線確定為削角軌跡。由此可見，本發(fā)明能夠定量的分析不同的削角軌跡對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩和諧波畸變率的影響，從而能夠找到較佳的削角軌跡以指導(dǎo)實(shí)際切割，完成對(duì)永磁體的削角。另外，通過(guò)對(duì)永磁體進(jìn)行削角不僅能夠帶來(lái)上述優(yōu)點(diǎn)，而且能夠節(jié)省永磁體材料，降低成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖做簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定永磁體削角的方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面包形狀的永磁體的二維坐標(biāo)系下左側(cè)削角的示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面包形狀的永磁體的二維坐標(biāo)系下右側(cè)削角的示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面包形狀的永磁體的二維坐標(biāo)系下雙邊削角的示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定永磁體削角的裝置的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下，所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。

本發(fā)明的核心是提供一種確定永磁體削角的方法及裝置，用于降低齒槽轉(zhuǎn)矩，從而更好的克服電機(jī)的振動(dòng)與噪聲。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定永磁體削角的方法的流程圖。如圖1所示，包括：

s10：在三維坐標(biāo)空間下將電機(jī)所用的永磁體映射到二維坐標(biāo)系下以得到在x軸方向和y軸方向上的取值范圍以確定永磁體的削角范圍。

s11：按照削角范圍在永磁鐵的相鄰兩個(gè)邊界上分別取第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)，其中，第一采樣點(diǎn)的數(shù)量至少為一個(gè)，第二采樣點(diǎn)的數(shù)量至少為一個(gè)，且第一采樣點(diǎn)的數(shù)量和第二采樣點(diǎn)的數(shù)量不同時(shí)為一個(gè)。

s12：利用二維電磁場(chǎng)有限元分析方法計(jì)算第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)的全部組合所對(duì)應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩。

s13：在齒槽轉(zhuǎn)矩中，篩選出最小的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值作為目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩，將目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)所在的直線確定為削角軌跡。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面包形狀的永磁體的二維坐標(biāo)系下左側(cè)削角的示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面包形狀的永磁體的二維坐標(biāo)系下右側(cè)削角的示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面包形狀的永磁體的二維坐標(biāo)系下雙邊削角的示意圖。其中，圖2-圖3中底邊所在的直線為x軸，至于y軸只要與x軸垂直即可，原點(diǎn)不作具體限定。在具體實(shí)施中，對(duì)于永磁體的削角方式具有單邊削角和雙邊削角兩種方式，可以理解的是，無(wú)論單邊削角還是雙邊削角，削角軌跡都是不超過(guò)水平方向上兩個(gè)端點(diǎn)和垂直軸方向的端點(diǎn)的連線。以圖2為例說(shuō)明，圖2是在左側(cè)削角，端點(diǎn)1和端點(diǎn)2為水平方向的兩個(gè)端點(diǎn)，端點(diǎn)3為垂直方向上的端點(diǎn)。

第一采樣點(diǎn)可以為在垂直方向上的邊界上的點(diǎn)，例如第一采樣點(diǎn)距x軸上的端點(diǎn)1的距離為a，第二采樣點(diǎn)可以為水平方向上的點(diǎn)，例如第二采樣點(diǎn)距端點(diǎn)3的距離為b?？梢岳斫獾氖牵瑹o(wú)論第一采樣點(diǎn)取幾個(gè)，其范圍不能超過(guò)l1和l2兩個(gè)直線間的距離，且為邊界上的點(diǎn)；無(wú)論第二采樣點(diǎn)取幾個(gè)，其范圍不能超過(guò)l3和l4的距離，且為邊界上的點(diǎn)。

任意一個(gè)第一采樣點(diǎn)和任意一個(gè)第二采樣點(diǎn)都可以構(gòu)成一個(gè)削角軌跡，圖2中，第一采樣點(diǎn)為a，第二采樣點(diǎn)為b，則直線ab就是一個(gè)削角軌跡。只要滿足第一采樣點(diǎn)的數(shù)量和第二采樣點(diǎn)的數(shù)量不同時(shí)為一個(gè)，則就可以得到至少2條削角軌跡，這樣通過(guò)二維電磁場(chǎng)有限元分析方法比較多條削角軌跡對(duì)應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩，從而得到一個(gè)最小的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值即目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩，而目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)所在的直線就是最終的削角軌跡。

很顯然，當(dāng)?shù)谝徊蓸狱c(diǎn)和第二采樣點(diǎn)取的個(gè)數(shù)較多時(shí)，則能夠?qū)?yīng)出多條削角軌跡和得到多個(gè)齒槽轉(zhuǎn)矩幅值。選取的個(gè)數(shù)越多，則越能夠得到最低的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值。

另外，第一采樣點(diǎn)的采樣間隔可以是相同，即按照同樣的采樣間隔在范圍內(nèi)選取，也可以是不同的采樣間隔，相對(duì)應(yīng)的，第二采樣點(diǎn)的間隔也是如此。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，各第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同，各第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，各第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔與各第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔與第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔均為1mm。

圖2中的永磁體的寬度為6mm，以第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔與第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔均為1mm進(jìn)行二維電磁場(chǎng)有限元分析，得到了多個(gè)齒槽轉(zhuǎn)矩幅值，參見表1。

表1

從表1可知，當(dāng)a＝5，b＝3時(shí)，對(duì)應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值最低，即a＝5，b＝3為最終的削角軌跡。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，實(shí)現(xiàn)二維電磁場(chǎng)有限元分析方法具體通過(guò)maxwell2d。

為了對(duì)比單邊削角和雙邊削角，本發(fā)明還給出雙邊削角的相關(guān)驗(yàn)證。圖3所示的雙邊削角方式，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到，在圖3中，當(dāng)a＝b＝5，c＝d＝2，得到的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值最小。表2為不削角、單邊削角和雙邊削角所對(duì)應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩最小幅值和其諧波畸變效率的結(jié)果。

表2

本發(fā)明提供的確定永磁體削角的方法，通過(guò)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換將永磁體映射到二維坐標(biāo)系下，然后在二維坐標(biāo)系下確定第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)的數(shù)量和采樣間隔，最后利用二維電磁場(chǎng)有限元分析方法計(jì)算第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)的全部組合所對(duì)應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩。在齒槽轉(zhuǎn)矩中，篩選出最小的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值作為目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩，將目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)所在的直線確定為削角軌跡。由此可見，本發(fā)明能夠定量的分析不同的削角軌跡對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩和諧波畸變率的影響，從而能夠找到較佳的削角軌跡以指導(dǎo)實(shí)際切割，完成對(duì)永磁體的削角。另外，通過(guò)對(duì)永磁體進(jìn)行削角不僅能夠帶來(lái)上述優(yōu)點(diǎn)，而且能夠節(jié)省永磁體材料，降低成本。

在上文中，詳細(xì)說(shuō)明了確定永磁體削角的方法對(duì)應(yīng)的實(shí)施例，本發(fā)明還提供一種與該方法對(duì)應(yīng)的確定永磁體削角的裝置。由于裝置部分的實(shí)施例與方法部分的實(shí)施例相互對(duì)應(yīng)，因此裝置部分的實(shí)施例請(qǐng)參見方法部分的實(shí)施例的描述，這里暫不贅述。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定永磁體削角的裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，該裝置包括：

映射單元10，用于在三維坐標(biāo)空間下將電機(jī)所用的永磁體映射到二維坐標(biāo)系下以得到在x軸方向和y軸方向上的取值范圍以確定永磁體的削角范圍；

采樣單元11，用于按照削角范圍在永磁鐵的相鄰兩個(gè)邊界上分別取第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)，其中，第一采樣點(diǎn)的數(shù)量至少為一個(gè)，第二采樣點(diǎn)的數(shù)量至少為一個(gè)，且第一采樣點(diǎn)的數(shù)量和第二采樣點(diǎn)的數(shù)量不同時(shí)為一個(gè)；

計(jì)算單元12，用于利用二維電磁場(chǎng)有限元分析方法計(jì)算第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)的全部組合所對(duì)應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩；

確定單元13，用于在齒槽轉(zhuǎn)矩中，篩選出最小的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值作為目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩，將目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)所在的直線確定為削角軌跡。

作為優(yōu)選地實(shí)施方式，采樣單元11的各第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同，各第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同。

作為優(yōu)選地實(shí)施方式，采樣單元11的各第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔與各第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔相同。

作為優(yōu)選地實(shí)施方式，采樣單元11的第一采樣點(diǎn)間的采樣間隔與第二采樣點(diǎn)間的采樣間隔均為1mm。

作為優(yōu)選地實(shí)施方式，計(jì)算單元12的實(shí)現(xiàn)所述二維電磁場(chǎng)有限元分析方法具體通過(guò)maxwell2d。

本發(fā)明提供的確定永磁體削角的裝置，通過(guò)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換將永磁體映射到二維坐標(biāo)系下，然后在二維坐標(biāo)系下確定第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)的數(shù)量和采樣間隔，最后利用二維電磁場(chǎng)有限元分析方法計(jì)算第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)的全部組合所對(duì)應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩。在齒槽轉(zhuǎn)矩中，篩選出最小的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值作為目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩，將目標(biāo)齒槽轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)所在的直線確定為削角軌跡。由此可見，本發(fā)明能夠定量的分析不同的削角軌跡對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩和諧波畸變率的影響，從而能夠找到較佳的削角軌跡以指導(dǎo)實(shí)際切割，完成對(duì)永磁體的削角。另外，通過(guò)對(duì)永磁體進(jìn)行削角不僅能夠帶來(lái)上述優(yōu)點(diǎn)，而且能夠節(jié)省永磁體材料，降低成本。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的確定永磁體削角的方法及裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法部分說(shuō)明即可。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

還需要說(shuō)明的是，在本說(shuō)明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。