一種盤式永磁電機(jī)及其磁鋼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種盤式永磁電機(jī)及其磁鋼。
【背景技術(shù)】
[0002]盤式永磁電機(jī)是一種軸向磁場永磁同步電機(jī)，其典型結(jié)構(gòu)為定子和轉(zhuǎn)子均為圓盤形，在電動機(jī)中對等放置，產(chǎn)生軸向的氣隙磁場。定子鐵芯一般由雙面絕緣的冷乳硅鋼片帶料沖制卷繞而成，定子繞組有效導(dǎo)體在空間呈徑向分布。轉(zhuǎn)子為高磁能積的永磁體和強(qiáng)化纖維樹脂灌封而成的薄圓盤。氣隙為平面型的，削弱氣隙磁場諧波和降低振動、噪聲是這種電機(jī)的制造關(guān)鍵。
[0003]目前采用的優(yōu)化磁鋼結(jié)構(gòu)，削弱磁場諧波，降低振動噪聲的方法主要有:
[0004](I)采用斜極。采用斜極后，相當(dāng)于槽中同一根導(dǎo)體的各個小段分布在磁場中的不同位置，斜極是把一個槽分割成很多小段分布在磁場中的不同位置，起到相當(dāng)于分布繞組的作用，使繞組系數(shù)減小，從而減小感應(yīng)電勢或電流產(chǎn)生的磁勢。斜極能有效地削弱諧波磁場所產(chǎn)生的諧波電動勢，從而削弱由這些諧波磁場引起的附加轉(zhuǎn)矩，降低電磁噪聲及引起的振動。
[0005]但對于盤式電機(jī)來講，磁鋼結(jié)構(gòu)為扇形，上寬下窄，采用斜極后，磁鋼形狀變?yōu)椴灰?guī)則四邊形，對抑制噪聲有一定的作用，但效果不大。
[0006](2)采用箭頭形磁鋼。例如通力股份公司在公開號為CN102859842A的發(fā)明專利文獻(xiàn)中公開了一種通過改良永磁體結(jié)構(gòu)為箭頭形，降低磁場諧波引起的振動和噪聲的方法。但該類型磁鋼，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成型率只有30%左右，極大地浪費(fèi)磁鋼材料，成本居高不下，不宜推廣。
[0007]由此可見，對于參數(shù)確定的盤式永磁電機(jī)，需要找到一種制作容易，合理利用磁鋼材料，同時能夠大幅度降低由氣隙磁場諧波引起的噪聲、振動的磁鋼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種用于盤式永磁電機(jī)的磁鋼，價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，成型率高，能夠降低盤式永磁電機(jī)中由磁場諧波引起的振動和噪聲。
[0009]一種用于盤式永磁電機(jī)的磁鋼，為扇環(huán)形的片狀，所述扇環(huán)形沿周向包括中心區(qū)，以及位于中心區(qū)兩側(cè)且厚度逐漸變小的漸薄區(qū)；
[0010]所述中心區(qū)的厚度為h，扇環(huán)形兩直邊為對應(yīng)漸薄區(qū)的厚度最小處，且該處厚度為k，其中 0.2h〈k ( 0.8ho
[0011]本發(fā)明提供的磁鋼底面為光滑的平面，磁鋼頂面由三個平面拼接而成，磁鋼整體呈扇環(huán)形的片狀，三個平面沿磁鋼的周向依次布置，中間的平面為中心區(qū)，中心區(qū)兩側(cè)的平面相對底面傾斜形成漸薄區(qū)。
[0012]作為優(yōu)選，中心區(qū)關(guān)于扇環(huán)形的徑向中心線對稱，兩漸薄區(qū)對稱分布在中心區(qū)的兩側(cè)。
[0013]作為一種優(yōu)選的方式，磁鋼整體對應(yīng)的圓心角為α，所述中心區(qū)為圓心角是β的扇環(huán)形，中心區(qū)與磁鋼整體具有相同的圓心。
[0014]采用這種結(jié)構(gòu)時，O ( β〈0.5 α，0.2h〈k ( 0.8h，能起到削弱氣隙磁場諧波，抑制電磁噪聲，減小振動的效果。
[0015]在可選的范圍內(nèi)，當(dāng)β取最小值，k取最大值時，漸薄區(qū)的面積最大，抑制噪聲的效果最好，隨著β的取值增大，k的取值減小，減薄區(qū)的面積減小，抑制噪聲的效果越來越差。
[0016]本發(fā)明通過限定β與k值的取值范圍，采用在磁鋼頂面削斜面等方式，在電機(jī)參數(shù)確定的情況下，可方便地設(shè)計(jì)出磁鋼結(jié)構(gòu)，將磁鋼用于盤式永磁電機(jī)中時，能夠使盤式永磁電機(jī)的噪聲和振動符合要求，簡化了設(shè)計(jì)過程，提高了工作效率。
[0017]作為另一種優(yōu)選的方式，漸薄區(qū)由外弧、內(nèi)弧、以及相互平行的第一直邊和第二直邊圍成，其中第一直邊為扇環(huán)形其中一直邊，第二直邊為該漸薄區(qū)與中心區(qū)的交界線。
[0018]磁鋼整體對應(yīng)的圓心角為α，內(nèi)弧半徑為R，第一直邊和第二直邊的距離為w，且滿足:R*sin ( α /2) /2〈w〈R*sin ( α /2)。
[0019]本發(fā)明提供的磁鋼，可以直接通過模具壓制成扇環(huán)形的毛坯料，然后用磨床做簡單磨削加工即為成品，成材率可達(dá)70%以上，相比箭頭形磁鋼30%的成型率，能夠大大節(jié)約材料，降低材料的浪費(fèi)率。除此之外，對于燒結(jié)形的箭頭形磁鋼，只能用線切割的方式加工成型，故加工費(fèi)用高昂。
[0020]本發(fā)明還提供了一種盤式永磁電機(jī)，包括機(jī)座、機(jī)座內(nèi)設(shè)有利用軸向磁場相互配合的定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子磁軛以及布置在轉(zhuǎn)子磁軛上的磁鋼，所述磁鋼采用前面所述的磁鋼。
[0021]采用本發(fā)明提供的磁鋼，在很大程度上能夠降低盤式永磁電機(jī)的噪聲和振動，改善電機(jī)的使用性能。
[0022]作為優(yōu)選，所述磁鋼朝向定子布置。所述機(jī)座的軸向一側(cè)設(shè)有支架，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸兩端通過軸承分別安裝在機(jī)座和支架上。
[0023]支架與機(jī)座共同起到支撐轉(zhuǎn)軸的作用，在曳引輪載荷較大的情況下，也能夠保證轉(zhuǎn)軸的平穩(wěn)運(yùn)行，相比懸臂結(jié)構(gòu)，能夠提高安全性能，同時在一定程度上，也能夠降低電機(jī)的振動以及噪聲。
[0024]本發(fā)明提供的磁鋼，在降低噪聲效果同等的情況下，大幅度提高了材料成型率，減小了加工難度，降低了材料成本。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明用于盤式永磁電機(jī)的磁鋼的第一種實(shí)施方式的示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明用于盤式永磁電機(jī)的磁鋼的第一種實(shí)施方式的側(cè)視圖；
[0027]圖3為本發(fā)明用于盤式永磁電機(jī)的磁鋼的第二種實(shí)施方式的示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明用于盤式永磁電機(jī)的磁鋼的第二種實(shí)施方式的側(cè)視圖。
[0029]圖中:1、漸薄區(qū)；2、中心區(qū)；3、徑向中心線。
【具體實(shí)施方式】
[0030]現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖1所示，本實(shí)施例中，用于盤式永磁電機(jī)的磁鋼整體為扇環(huán)形的片狀，扇環(huán)形兩直邊的夾角為α，內(nèi)弧和外弧為同一圓心，但半徑不同的兩段弧長，且內(nèi)弧和外弧所對的圓心角相等。