永磁转子低谐波充磁装置制造方法及图纸

永磁转子低谐波充磁装置，其特点是通过设置多个调制式充磁极，使得整个充磁极表面被分割成多个齿状充磁极，每个充磁极的所占圆心角与充磁磁势之间分配成低谐波比例关系，以实现一种调制的永磁转子充磁极；利用调制式充磁极、充磁线圈和充磁电流制备低谐波永磁转子充磁装置，使充磁极在永磁转子成型过程中对永磁磁粉施加调制式磁场作用，使得永磁转子内磁粉材料内部磁畴发生调控性排列；在永磁转子成型后装入电机时产生的气隙磁场波形更加接近正弦波，本实用新型专利技术克服现有永磁转子充磁方法中气隙磁场非正弦波分布的不足，可减少谐波磁场的作用，益于改善永磁电机的性能，降低永磁电机的振动和噪声，提高永磁电机运行稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种永磁体充磁装置，特别涉及一种实现永磁电机气隙磁场低谐波分布的永磁转子低谐波充磁装置，属于永磁电机转子

技术介绍
目前，永磁电机以其轻型化、高性能化、高效节能等诸多特点，应用日益广泛；同时，也越来越关注永磁电机在振动和噪声方面存在的问题，而永磁转子建立的气隙磁场特征是影响永磁电机振动和噪声的关键因素。传统的充磁装置都是采用单一充磁头配置单一充磁线圈的方式，使得永磁电机转子在电机内建立的气隙磁场多为非正弦波，其中存在的谐波含量较高，从而使得电动机的铜耗、铁耗、杂耗增加，效率下降、温升升高，导致永磁电机很多优势难以体现为市场优势。此外，非低谐波磁场还会产生脉振电磁转矩而引起转速振荡，影响运行稳定性、可靠性和使用寿命，直接影响永磁电机的使用和推广。因此，如何使得永磁转子产生气隙磁场波形的谐波更低，已经成为制约提升永磁电机性能的关键核心技术瓶颈。公布号为CN104319060A的专利技术专利申请“一种永磁转子正弦充磁方法和装置”(申请号：2014104726101)公布了一种永磁转子正弦充磁方法和装置，两个充磁极与永磁转子的接触表面被分割成2m个关于充磁极几何中心线即NS极交界线对称的弧线段，每个充磁极上的弧线段的宽度和间隔分别成正弦比例关系，该充磁极在永磁转子成型过程中对永磁磁粉施加磁场作用，使得永磁磁粉材料内部磁畴发生调控性排列，从而使在永磁转子成型后装入电机时产生的气隙磁场波形更加接近正弦波，即降低了气隙磁场的谐波含量，是一种改进型充 磁方法和装置。但是，这种装置中每个调制分段式充磁极借助的充磁安匝是相同的，受到磁场非线性因素的影响，仅靠调控各个充磁极弧线段宽度和间隔成正弦比例关系，可能会存在影响专利技术效果的不足。
技术实现思路
本技术的目的就在于针对现有技术存在的上述技术问题，提供一种永磁转子低谐波充磁装置，以克服现有永磁转子充磁方法中永磁转子产生的气隙磁场谐波含量高的不足，使得永磁转子成型后装入电机时产生的气隙磁的谐波含量，与传统的和改进型充磁和装置相比更低。本技术给出的技术方案是：一种永磁转子低谐波充磁装置，主要由铁芯和充磁线圈组成，铁芯上每个极性的充磁头由m个充磁极、每个充磁极上的充磁线圈以及包覆在充磁极外周的磁轭构成；所述的每个充磁线圈的匝数和引出线配接脉冲电源的电流是不一样的，从而产生不同的充磁磁势，为安放在充磁极头下的永磁转子充磁；其特点是，一个磁极性下m个充磁极中每个充磁极占有的圆心角度为β＝π/m电弧度，第k个充磁极所在的位置角为kπ/m电弧度，充磁线圈匝数为Wk、配接的充磁电流为Ik，产生的充磁磁势为Fk＝WkIk；第k个和第k+1个充磁极产生的充磁磁势之间满足低谐波调制关系为Fk+1/Fk＝Wk+1Ik+1/WkIk＝sin[(k+1)π/m]/sin(kπ/m)，其中，k＝1,2,3,...,m-1；另一个磁极性的W1＝W2＝...＝Wm个充磁极与上述磁极性充磁极关于磁极性几何中心线对称设置。进一步，每个充磁线圈匝数可以配置成相等关系，即W1＝W2＝...＝Wm，这样，充磁线圈的充磁电流配置成低谐波关系为Ik+1/Ik＝sin[(k+1)π/m]/sin(kπ/m)， k＝1,2,3,...,m-1。进一步，每个充磁线圈的充磁电流可以配置成相等关系，即I1＝I2＝...＝Im，这样充磁线圈匝数配置成低谐波关系为Wk+1/Wk＝sin[(k+1)π/m]/sin(kπ/m)，k＝1,2,3,...,m-1。进一步，为了益于永磁磁粉材料内部磁畴的调控性排列，铁芯的轴向长度与永磁转子的轴向长度相等，各个充磁极为放入充磁线圈设置的缺口应尽可能小。有益的，采用磁性材料填补此缺口。进一步，充磁装置的铁芯由导磁率高的软磁材料制成，以优化充磁效果。充磁线圈益采用绝缘漆包线绕制，嵌套在齿状充磁极后进行浸漆和烘干做绝缘处理。本技术采用的永磁转子低谐波充磁方法是，每个磁极性的充磁头由m个相等圆心角的齿状充磁极构成，每个充磁极占在的位置角配合充磁极上的充磁线圈和充磁电流产生的充磁磁势成低谐波调制比例关系，该充磁极在永磁转子成型过程中对永磁磁粉施加磁场作用，使得永磁磁粉材料内部磁畴发生调控性排列，从而使永磁转子成型后装入电机时产生气隙磁场的谐波含量更低。与现有技术相比，本技术的有益效果是：该充磁装置在永磁转子成型过程中对永磁磁粉施加调制式充磁磁场作用，使得永磁磁粉材料内部磁畴发生调控性取向和强度排列，与传统的和改进型充磁装置相比，永磁转子成型后装入电机时产生气隙磁场的谐波含量更低，克服现有永磁转子充磁方法中气隙磁场谐波含量高的不足之处，有益于改善永磁电机的性能，提高运行稳定性和可靠性。附图说明图1为本技术永磁转子低谐波充磁装置的截面图；图2为本技术永磁转子低谐波充磁装置的参量配置图；图3为本技术永磁转子低谐波充磁装置充磁时磁力线分布图；图4为本技术永磁转子在电机内的气隙磁场波形曲线；图中：1、为铁芯，2、为永磁转子，3、为充磁线圈，N1、N2、N3、…、Nm为一个磁极性下m个充磁极，Z1、Z2、Z3、…、Zm为一个磁极性的m个充磁线圈，S1、S2、S3、…、Sm为另一个磁极性的m个充磁极，Y1、Y2、Y3、…、Ym为另一个磁极性下m个充磁线圈。具体实施方式下面结合说明书附图和实施例对本技术做更详细地说明。本技术将每个磁极性的充磁头由m个相等圆心角的齿状充磁极构成，每个充磁极占有的圆心角与该充磁极上的充磁线圈产生的充磁磁势成低谐波比例关系，调制式充磁极在永磁转子成型过程中对永磁磁粉施加磁场作用，使得永磁磁粉材料内部磁畴发生调控性排列，从而使在永磁转子成型后装入电机时产生气隙磁场的谐波含量更低。与传统的和改进型充磁装置相比，利用上述方法制得的充磁装置能够使永磁转子产生气隙磁场波形的谐波含量更低。如图1所示，本装置是两极永磁转子2低谐波充磁实施例，主要由铁芯1和充磁线圈3组成，充磁线圈3配接充磁电流构成充磁磁势为永磁转子2进行充磁。铁芯1的轴向长度与永磁转子2的轴向长度相等。如图2所示，为本技术永磁转子低谐波充磁装置的参量配置示图，铁芯1上设置2m个齿状充磁极，每个充磁极占有的圆心角度为β＝π/m电弧度，充磁线圈3由绕在2m个齿状充磁极的Z1、Z2、Z3、…、Zm以及Y1、Y2、Y3、…、 Ym构成，铁芯1中包覆在充磁极外周的磁轭为充磁磁场提供必要的磁场回路，并联合齿状充磁极兼作充磁装置的支持部件。一个磁极性的充磁头由m个充磁极N1、N2、N3、…、Nm构成、充磁极上分别绕充磁线圈为Z1、Z2、Z3、…、Zm、充磁线圈配接的充磁电流为I1、I2、I3、…、Im；另一个磁极性的充磁头由m个充磁极S1、S2、S3、…、Sm构成、充磁极上分别绕充磁线圈为Y1、Y2、Y3、…、Ym、充磁线圈配接的充磁电流为I1、I2、I3、…、Im。本技术永磁转子低谐波充磁方法和装置中，所述的每个充磁线圈的匝数和引出线配接脉冲电源的充磁电流都是不一样的，以产生调制式的充磁磁势，为永磁转子2进行低谐波方式的充磁；一个磁极性下m个充磁极中，第k个充磁极所在的位置角为kπ/m电弧度，充磁线圈匝数为Wk、配接的充磁电流为Ik，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁转子低谐波充磁装置，主要由铁芯和充磁线圈组成，铁芯上每个极性的充磁头由m个充磁极、每个充磁极上的充磁线圈以及包覆在充磁极外周的磁轭构成；所述的每个充磁线圈的匝数和引出线配接脉冲电源的电流是不一样的，从而产生不同的充磁磁势，为安放在充磁极头下的永磁转子充磁；其特征在于，一个磁极性下m个充磁极中每个充磁极占有的圆心角度为β＝π/m电弧度，第k个充磁极的位置角为kπ/m电弧度，充磁线圈匝数为Wk、配接的充磁电流为Ik，产生的充磁磁势为Fk＝WkIk；第k个和第k+1个充磁极产生的充磁磁势之间满足低谐波调制关系为Fk+1/Fk＝Wk+1Ik+1/WkIk＝sin[(k+1)π/m]/sin(kπ/m)，其中，k＝1,2,3,...,m‑1；另一个磁极性的m个充磁极与上述磁极性充磁极关于磁极性几何中心线对称设置。

【技术特征摘要】
1.一种永磁转子低谐波充磁装置，主要由铁芯和充磁线圈组成，铁芯上每个极性的充磁头由m个充磁极、每个充磁极上的充磁线圈以及包覆在充磁极外周的磁轭构成；所述的每个充磁线圈的匝数和引出线配接脉冲电源的电流是不一样的，从而产生不同的充磁磁势，为安放在充磁极头下的永磁转子充磁；其特征在于，一个磁极性下m个充磁极中每个充磁极占有的圆心角度为β＝π/m电弧度，第k个充磁极的位置角为kπ/m电弧度，充磁线圈匝数为Wk、配接的充磁电流为Ik，产生的充磁磁势为Fk＝WkIk；第k个和第k+1个充磁极产生的充磁磁势之间满足低谐波调制关系为Fk+1/Fk＝Wk+1Ik+1/WkIk＝sin[(k+1)π/m]/sin(kπ/m)，其中，k＝1,2,3,...,m-1；另一个磁极性的m个充磁极与上述磁极性充磁极关于磁极性...

【专利技术属性】
技术研发人员：安跃军，薛力铭，安辉，孙丹，薛丽萍，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21