電機(jī)及其切向式永磁轉(zhuǎn)子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電機(jī)及其切向式永磁轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁體切向磁化結(jié)構(gòu)的電機(jī)由于具有“聚磁”效果，較永磁體徑向磁化電機(jī)能夠產(chǎn)生更高的氣隙磁密，使得電機(jī)具有較大的轉(zhuǎn)矩/電流比和轉(zhuǎn)矩/體積比，越來(lái)越多地應(yīng)用于伺服系統(tǒng)、電力牽引、辦公自動(dòng)化及家用電器等場(chǎng)合。
[0003]切向永磁電機(jī)由于采用單個(gè)永磁體并聯(lián)的磁路結(jié)構(gòu)，永磁體的工作點(diǎn)比徑磁電機(jī)低。而永磁體多為矩形，其沿轉(zhuǎn)子的徑向的寬度基本相同。但是，由于永磁體不同部位承受的退磁磁場(chǎng)強(qiáng)度不相同，造成了同一塊永磁體在不同部位的工作點(diǎn)不相同，成的同一塊永磁體不同部位的工作點(diǎn)不相同，導(dǎo)致電機(jī)整體抗退磁能力的下降。尤其是永磁體越靠近轉(zhuǎn)子外側(cè)承受的退磁磁場(chǎng)越強(qiáng)，進(jìn)而引起電機(jī)效率下降。
[0004]因此，如何降低永磁體局部退磁效果，確保電機(jī)效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種切向式永磁轉(zhuǎn)子，以降低永磁體局部退磁效果，確保電機(jī)效率。本實(shí)用新型還提供了一種具有上述切向式永磁轉(zhuǎn)子的電機(jī)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種切向式永磁轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯及設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯上的永磁體，
[0007]所述永磁體靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外邊緣的一側(cè)的寬度為H2，所述永磁體靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心的一側(cè)的寬度為Hl，H2 > H1。
[0008]優(yōu)選地，上述切向式永磁轉(zhuǎn)子中，2.2彡H2/H1彡1.2。
[0009]優(yōu)選地，上述切向式永磁轉(zhuǎn)子中，相鄰兩個(gè)永磁體之間導(dǎo)磁通道的最大夾角為A2，所述永磁體的最小夾角為A1 ；A2彡A1 ；
[0010]A1為所述永磁體靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外邊緣的一側(cè)的面的兩端分別與所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心之間的連線的夾角；A2為相鄰兩個(gè)所述永磁體之間的導(dǎo)磁通道靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外邊緣的一側(cè)的面的兩端分別與所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心之間的連線的夾角。
[0011]優(yōu)選地，上述切向式永磁轉(zhuǎn)子中，A2 ( 1.6A1。
[0012]優(yōu)選地，上述切向式永磁轉(zhuǎn)子中，所述永磁體沿垂直于所述切向式永磁轉(zhuǎn)子的軸線的截面形狀為等腰梯形，其上底位于靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心的一側(cè)。
[0013]優(yōu)選地，上述切向式永磁轉(zhuǎn)子中，所述永磁體沿垂直于所述切向式永磁轉(zhuǎn)子的軸線的截面形狀為不等腰梯形，其上底位于靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心的一側(cè)，其腰包括位于所述切向式永磁轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)的第一腰及位于所述切向式永磁轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)的第二腰；所述第一腰的長(zhǎng)度大于所述第二腰的長(zhǎng)度。
[0014]優(yōu)選地，上述切向式永磁轉(zhuǎn)子中，所述轉(zhuǎn)子鐵芯具有位于所述永磁體靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外邊緣的一側(cè)的外側(cè)隔磁橋；
[0015]所述外側(cè)隔磁橋包括位于所述切向式永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)的第一外側(cè)隔磁橋及位于所述切向式永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)的第二外側(cè)隔磁橋；
[0016]第一外側(cè)隔磁橋的厚度B1大于第二外側(cè)隔磁橋的厚度B2，第一外側(cè)隔磁橋的長(zhǎng)度D1小于第二外側(cè)隔磁橋的長(zhǎng)度D2。
[0017]優(yōu)選地，上述切向式永磁轉(zhuǎn)子中，所述轉(zhuǎn)子鐵芯還具有位于相鄰兩個(gè)所述永磁體靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心的一側(cè)之間的內(nèi)側(cè)隔磁結(jié)構(gòu)；
[0018]所述內(nèi)側(cè)隔磁結(jié)構(gòu)沿垂直于所述切向式永磁轉(zhuǎn)子的軸線的截面形狀為三角形或梯形結(jié)構(gòu)，其小端朝向所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心。
[0019]優(yōu)選地，上述切向式永磁轉(zhuǎn)子中，所述內(nèi)側(cè)隔磁結(jié)構(gòu)與位于其所述切向式永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)的所述永磁體之間形成的第一內(nèi)側(cè)隔磁橋，所述內(nèi)側(cè)隔磁結(jié)構(gòu)與位于其所述切向式永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)的所述永磁體之間形成的第二內(nèi)側(cè)隔磁橋；
[0020]所述第一內(nèi)側(cè)隔磁橋的厚度C1大于所述第二內(nèi)側(cè)隔磁橋的厚度C2。
[0021]優(yōu)選地，上述切向式永磁轉(zhuǎn)子中，所述永磁體的中線位于其直徑線的所述切向式永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)；
[0022]所述直徑線為垂直于該永磁體靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心的一側(cè)的所述轉(zhuǎn)子鐵芯的直徑所在的直線。
[0023]本實(shí)用新型還提供了一種電機(jī)，包括切向式永磁轉(zhuǎn)子，所述切向式永磁轉(zhuǎn)子為如上述任一項(xiàng)所述的切向式永磁轉(zhuǎn)子。
[0024]本實(shí)用新型提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子，使得靠近轉(zhuǎn)子鐵芯的外邊緣的永磁體部分的寬度H2較大，而靠近轉(zhuǎn)子鐵芯的中心的永磁體部分的寬度H1較小，使得永磁體在兩側(cè)(靠近轉(zhuǎn)子鐵芯的中心的一側(cè)及靠近轉(zhuǎn)子鐵芯的外邊緣的一側(cè))的工作點(diǎn)與現(xiàn)有技術(shù)中等寬度的永磁體的工作點(diǎn)一致性較高，進(jìn)而降低了永磁體局部退磁的效果，確保了電機(jī)效率。
[0025]本實(shí)用新型還提供了一種具有上述切向式永磁轉(zhuǎn)子的電機(jī)。由于上述切向式永磁轉(zhuǎn)子具有上述技術(shù)效果，具有上述切向式永磁轉(zhuǎn)子的電機(jī)也應(yīng)具有同樣的技術(shù)效果，在此不再詳細(xì)介紹。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型所提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本實(shí)用新型所提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子的永磁體寬度比值與磁鏈的關(guān)系示意圖；
[0028]圖3為本實(shí)用新型所提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子的夾角比值與退磁電流及輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系不意圖；
[0029]圖4為本實(shí)用新型所提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本實(shí)用新型所提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子的第三種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為本實(shí)用新型所提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子的第四種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7為本實(shí)用新型所提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子的第五種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本實(shí)用新型的核心是提供一種切向式永磁轉(zhuǎn)子，以降低永磁體局部退磁效果，確保電機(jī)效率。本實(shí)用新型還提供了一種具有上述切向式永磁轉(zhuǎn)子的電機(jī)。
[0034]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0035]請(qǐng)參考圖1和圖2，圖1為本實(shí)用新型所提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子的永磁體寬度比值與磁鏈關(guān)系示意圖。
[0036]在這一【具體實(shí)施方式】中，切向式永磁轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯2及設(shè)置于轉(zhuǎn)子鐵芯2上的永磁體1，其中，永磁體1的數(shù)量為偶數(shù)個(gè)且均勻設(shè)置于轉(zhuǎn)子鐵芯2上，相鄰兩個(gè)永磁體1的同極相對(duì)。
[0037]在本實(shí)施例中，永磁體1靠近轉(zhuǎn)子鐵芯2的外邊緣的一側(cè)的寬度為H2，永磁體1靠近轉(zhuǎn)子鐵芯2的中心的一側(cè)的寬度為Hl，H2 > H1。
[0038]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子，使得靠近轉(zhuǎn)子鐵芯2的外邊緣的永磁體部分的寬度H2較大，而靠近轉(zhuǎn)子鐵芯2的中心的永磁體部分的寬度H1較小，使得永磁體1在兩側(cè)(靠近轉(zhuǎn)子鐵芯2的中心的一側(cè)及靠近轉(zhuǎn)子鐵芯2的外邊緣的一側(cè))的工作點(diǎn)與現(xiàn)有技術(shù)中等寬度的永磁體的工作點(diǎn)一致性較高，進(jìn)而降低了永磁體局部退磁的效果，確保了電機(jī)效率。
[0039]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的切向式永磁轉(zhuǎn)子中，永磁體1兩側(cè)的寬度取值范圍是:2.2彡H2/H1彡1.2。
[0040]下面，結(jié)合圖2進(jìn)行說(shuō)明:
[0041]研究發(fā)現(xiàn)，在電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，永磁體1靠近轉(zhuǎn)子外側(cè)的工作點(diǎn)要低于靠近內(nèi)側(cè)的部分，而永磁體產(chǎn)生定子磁通的部分主要集中在轉(zhuǎn)子外側(cè)，通過(guò)將永磁體靠近外側(cè)的寬度H2設(shè)置成大于靠近轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的寬度H1，可有效提高永磁體1靠近轉(zhuǎn)子外側(cè)部分的工作點(diǎn)，進(jìn)一步的由于外側(cè)厚度的增加，使得定子外加在轉(zhuǎn)子上的反向磁場(chǎng)更多的施加在永磁體靠近轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的位置，使得永磁體1在工作點(diǎn)較高的位置承受退磁磁場(chǎng)大，工作點(diǎn)較低的位置承受退磁磁場(chǎng)小，使得整塊永磁體的磁場(chǎng)更加均勻，電機(jī)永磁產(chǎn)生的氣隙磁密諧波含量更低。但是，H2/H1的值也不是越高越好，當(dāng)H2/H1 > 2.2時(shí)，定子磁鏈基本不再增加，進(jìn)而使得定子磁通不再增加。因此，為了確保永磁體1的利用率，降低成本，永磁體1中，
2.2 彡 H2/H1。
[0042]進(jìn)一步的為了達(dá)到更佳的效果，通過(guò)將H2/H1彡1.2時(shí)，定子磁鏈增加更加明顯，使電機(jī)具有更尚的效率。
[0043]此外，通過(guò)有限元仿真發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子磁通都的通過(guò)兩個(gè)相鄰永磁體中間的硅鋼片導(dǎo)磁通道進(jìn)入定子，而在電機(jī)重負(fù)載時(shí)，此處最容易發(fā)生磁路飽和導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩下降，通過(guò)將相鄰兩個(gè)永磁體1之間導(dǎo)磁通道的最大夾角為A2，與永磁體1的最小夾角為A1設(shè)置成A2多A1。如圖2