一种用于永磁电机的永磁体及其制作方法技术

本发明专利技术实施例涉及一种用于永磁电机的永磁体及其制作方法，该永磁电机包括极数为2P的永磁电机；该永磁体为具有预定厚度的中空的环形永磁体，该环形永磁体包括2P个梯形磁极，2P个梯形磁极包括P个N极和P个S极，所述P个N极和P个S极在该环形永磁体上相互间隔均匀分布，并且沿该环形永磁体的轴向方向对称分布。本发明专利技术实施例的技术方案，提供了具有梯形磁极分布的环形永磁体结构，基于永磁电机中齿槽转矩周期与定子槽数与极数的关系，通过计算斜极角度，并采用相应充磁夹具进行充磁，可以实现轴向对称分布的环形磁体梯形磁极分布，消除齿槽转矩基波，从而实现了不产生轴向电磁力的同时削弱齿槽转矩的目的。齿槽转矩的目的。齿槽转矩的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种用于永磁电机的永磁体及其制作方法


[0001]本专利技术实施例涉及电机
，尤其涉及一种用于永磁电机的永磁体及其制作方法。

技术介绍

[0002]目前永磁电机由于效率高，功率密度大等优点广泛应用于各行各业。但是永磁电机中由于永磁体与定子齿槽相互作用会产生齿槽转矩，并进一步导致电机转矩脉动以及振动、噪声的增大。对于使用环形永磁体的表贴式电机，削弱齿槽转矩的措施有：1、定子斜槽，定子斜槽虽然可以有效降低齿槽转矩，但同时定子斜槽会使电机产生额外的轴向力，且无法使用自动嵌线设备进行大批量生产；2、转子斜极，转子斜极可有效减小齿槽转矩，但是会产生额外的轴向电磁力，影响电机轴承寿命。

技术实现思路

[0003]基于现有技术的上述情况，本专利技术实施例的目的在于提供一种用于永磁电机的永磁体及其制作方法，能够在有效降低齿槽转矩的同时，不产生额外的轴向电磁力。
[0004]为达到上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于永磁电机的永磁体，所述永磁电机包括极数为2P的永磁电机；
[0005]所述永磁体包括具有预定厚度的中空的环形永磁体本体，对所述环形永磁体本体充磁后形成的永磁体包括2P个梯形磁极，2P个梯形磁极包括P个N极和P个S极，所述P个P极和P个S极在该环形永磁体上相互间隔均匀分布，并且沿该环形永磁体的轴向方向对称分布；
[0006]其中，P为大于等于1的自然数。
[0007]进一步的，所述2P个梯形磁极中的每个梯形具有相同的斜极角θ
sk
。
>[0008]进一步的，所述永磁体为一体成型结构，通过采用相应的充磁夹具对该一体成型结构进行充磁，构成2P个梯形磁极，其中每个梯形具有相同的斜极角θ
sk
。
[0009]进一步的，所述斜极角θ
sk
根据所用于的永磁电机的极数和槽数确定。
[0010]进一步的，根据以下公式确定斜极角θ
sk
：
[0011]θ
sk
＝360
°
/LCM
[0012]其中，LCM为永磁电机槽数Z与极数2P的最小公倍数。
[0013]根据本专利技术的第二个方面，提供了一种永磁电机，其特征在于，包括定子、线圈、永磁体和转子铁芯；所述永磁电机包括内转子永磁电机、外转子永磁电机、或有刷电机；
[0014]所述永磁体包括如本专利技术第一个方面所述的永磁体。
[0015]进一步的，所述内转子永磁电机的铁芯为柱状结构，与所述永磁体同轴设置于该永磁体的中空部分；
[0016]所述定子包括线槽，绕组线圈安置在定子线槽中，定子与所述内转子永磁电机的铁芯、永磁体同轴设置于永磁体外围。
[0017]进一步的，所述外转子永磁电机的机壳与所述永磁体同轴设置于该永磁体的外围；
[0018]所述定子包括含有线槽的柱状结构，绕组线圈安置在定子线槽中，所述定子与所述永磁体同轴设置于该永磁体的中空部分。
[0019]进一步的，所述有刷电机的永磁体同轴设置于有刷电机的机壳中，有刷电机的转子为包括线槽的柱状结构，绕组线圈安置于该转子线槽中；该有刷电机转子同轴设置于永磁体的中空部分。
[0020]根据本专利技术的第三个方面，提供了一种用于加工如本专利技术第一个方面所述的永磁体的充磁夹具，包括充磁极头和轭铁；其中，
[0021]所述充磁极头为柱状结构，所述轭铁为中间带有圆孔的柱状结构，所述充磁极头同轴设置于轭铁的中心圆孔中；
[0022]所述充磁极头和轭铁中的至少一个上面设置有多个线槽，所述多个线槽均为斜槽设置，并两两组成梯形形状，该线槽的斜槽角与永磁体的斜极角一致。
[0023]根据本专利技术的第四方面，提供了一种如本专利技术第一个方面所述的永磁体的制作方法，包括：
[0024]获取与该永磁体对应应用的永磁电机的槽数Z和极数2P；
[0025]计算槽数Z和极数2P的最小公倍数LCM；
[0026]根据最小公倍数LCM，利用以下公式计算斜极角θ
sk
：
[0027]θ
sk
＝360
°
/LCM
[0028]根据所计算的斜极角θ
sk
，利用充磁夹具为永磁体本体充磁，以使得充磁后的该永磁体具有2P个梯形磁极，每个梯形具有斜极角θ
sk
；
[0029]其中，所述充磁夹具包括如权利要求10所述的充磁夹具。
[0030]进一步的，在对永磁体充磁后安装至永磁电机；或者，将永磁体安装至永磁电机后进行充磁。
[0031]综上所述，本专利技术实施例提供了一种用于永磁电机的永磁体及其制作方法，该永磁电机包括极数为2P的永磁电机；该永磁体为具有预定厚度的中空的环形永磁体，该环形永磁体包括2P个梯形磁极，2P个梯形磁极包括P个N极和P个S极，所述P个N极和P个S极在该环形永磁体上相互间隔均匀分布，并且沿该环形永磁体的轴向方向对称分布。本专利技术实施例的技术方案，提供了具有梯形磁极分布的环形永磁体结构，基于永磁电机中齿槽转矩周期与定子槽数与极数的关系，通过计算斜极角度，并采用相应充磁夹具进行充磁，可以实现轴向对称分布的环形磁体梯形磁极分布，消除齿槽转矩基波，从而实现了不产生轴向电磁力的同时削弱齿槽转矩的目的。本专利技术实施例的技术方案可有效减小齿槽转矩(降低90％以上)，与此同时输出转矩下降较小，且不会产生额外的轴向电磁力。结合环形永磁体充磁灵活的特点只需要采用相应充磁夹具进行充磁，即可实现环形磁体的梯形磁极分布，并适用于大批量生产。
附图说明
[0032]图1是本专利技术实施例提供的永磁体的结构示意图1；
[0033]图2是本专利技术实施例提供的永磁体的结构示意图2；
[0034]图3是本专利技术实施例提供的充磁夹具的结构示意图；
[0035]图4是本专利技术实施例提供的永磁体作为内转子应用于6槽4极永磁电机时的二维拓扑示意图；
[0036]图5是本专利技术实施例提供的永磁体作为内转子应用于6槽4极永磁电机时的三维结构示意图；
[0037]图6是采用常规结构的永磁体与本专利技术实施例提供的永磁体时，永磁电机齿槽转矩对比的示意图；
[0038]图7是本专利技术实施例提供的梯形磁极分布齿槽转矩与斜极角的角度关系示意图。
[0039]附图标记说明：1
‑
定子；2
‑
线圈；3
‑
环形磁体；4
‑
转子铁芯。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0041]需要说明的是，除非另外定义，本专利技术一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于永磁电机的永磁体，其特征在于，所述永磁电机包括极数为2P的永磁电机；所述永磁体包括具有预定厚度的中空的环形永磁体本体，对所述环形永磁体本体充磁后形成的永磁体包括2P个梯形磁极，2P个梯形磁极包括P个N极和P个S极，所述P个P极和P个S极在该环形永磁体上相互间隔均匀分布，并且沿该环形永磁体的轴向方向对称分布；其中，P为大于等于1的自然数。2.根据权利要求1所述的永磁体，其特征在于，所述2P个梯形磁极中的每个梯形具有相同的斜极角θ
sk
。3.根据权利要求2所述的永磁体，其特征在于，所述永磁体为一体成型结构，通过采用相应的充磁夹具对该一体成型结构进行充磁，构成2P个梯形磁极，其中每个梯形具有相同的斜极角θ
sk
。4.根据权利要求3所述的永磁体，其特征在于，所述斜极角θ
sk
根据所用于的永磁电机的极数和槽数确定。5.根据权利要求4所述的永磁体，其特征在于，根据以下公式确定斜极角θ
sk
：θ
sk
＝360
°
/LCM其中，LCM为永磁电机槽数Z与极数2P的最小公倍数。6.一种永磁电机，其特征在于，包括定子、线圈、永磁体和转子铁芯；所述永磁电机包括内转子永磁电机、外转子永磁电机、或有刷电机；所述永磁体包括如权利要求1
‑
5中任意一项所述的永磁体。7.根据权利要求6所述的永磁电机，其特征在于，所述内转子永磁电机的铁芯为柱状结构，与所述永磁体同轴设置于该永磁体的中空部分；所述定子包括线槽，绕组线圈安置在定子线槽中，定子与所述内转子永磁电机的铁芯、永磁体同轴设置于永磁体外围。8.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗阳，张泽，王子龙，于敦波，杨远飞，权宁涛，武凯文，李天昊，胡腾飞，
申请(专利权)人：有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：