永磁轉子正弦充磁裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種永磁體充磁裝置，特別涉及一種實現永磁電機氣隙磁場正弦 分布的永磁轉子充磁裝置，屬于永磁電機轉子技術領域。
【背景技術】
[0002] 目前，永磁電機憑借其輕型化、高性能化、高效節能等特點，占據了廣泛的市場空 間，但是在實際運行的過程中，永磁電機在振動和噪聲方面存在的問題越來越得到關注，而 體現永磁電機振動和噪聲方面性能的永磁轉子成為關鍵因素。
[0003] 首先，現有的永磁電機轉子尤其是整體結構永磁轉子建立的氣隙磁場多為非正弦 波，其中存在大量諧波，從而使得電動機的銅耗、鐵耗、雜耗增加，效率下降、溫升升高，導致 永磁電機節能優勢難W體現為市場優勢。此外，非正弦磁場還會產生脈振電磁轉矩而引起 轉速振蕩，影響運行穩定性和可靠性，直接限制了永磁電機的使用和推廣。
[0004] 因此，通過研發一種調制式充磁裝置，使得永磁轉子產生氣隙磁場波形更加接近 正弦波，已經成為一項亟待解決的課題。

【發明內容】

[0005] 針對上述現存的技術問題，本實用新型提供一種永磁轉子正弦充磁裝置，使充磁 后的永磁轉子在電機中產生的氣隙磁場波形更加接近正弦波，W提高永磁電機的穩定性和 可靠性。
[0006] 本永磁轉子正弦充磁裝置，主要由兩個對稱放置的充磁極、兩個分別安裝在充磁 極上的勵磁線圈、W及包覆在兩個充磁極外周的磁輛構成，所述的勵磁線圈的引出線配接 脈沖電源，為安放在兩個充磁極之間的永磁轉子充磁。
[0007] 實現上述目的的主要改進在于：所述的充磁極與永磁轉子的接觸表面 還開設按照一定關系調制的槽；即一個充磁極上的槽使得該充磁極的接觸表面 形成《個弧線段，第A個弧線段Ait的中也線距離充磁極幾何中也線即NS極交界 線的圓也角度為％ = (.21- - 1的/〇?)電弧度，第^個弧線段的寬度圓也弧角為 4 = c々s[(k-l)丹/?]-cos〇bT/崎電弧度；另一個充磁極的;^個弧線段與前述充磁極的巧 個弧線段關于充磁極幾何中也線對稱設置。
[0008] 此外，為了益于永磁磁粉材料內部磁疇的調控性排列，充磁時槽內應該沒有磁力 線通過，為此要求槽的深度大于其寬度。并且，充磁極和勵磁線圈為可更換式結構，W便適 應不同尺寸大小和不同材質永磁轉子的充磁需求。
[0009] 優選的，槽的深度大于其寬度的兩倍，W保證導磁率高。
[0010] 優選的，弧線段個數?取奇數5或者7。
[0011] 進一步，充磁極和勵磁線圈由導磁率高的軟磁材料制成，W優化充磁效果。
[0012] 與現有技術相比，本實用新型的改進重點在于與永磁轉子接觸的充磁極表面上開 有按照一定關系調制的槽，使得充磁極接觸表面被分割成關于充磁極幾何中也線對稱的弧 線段，弧線段寬度和間隔成正弦比例關系，每個弧線段的寬度不等，不同弧線段之間的間隔 寬度即槽的寬度也不相等，實現一種調制的永磁轉子充磁極。該充磁極在永磁轉子成型過 程中對永磁磁粉施加磁場作用，使得永磁磁粉材料內部磁疇發生調控性排列，在永磁轉子 成型后裝入電機時產生的氣隙磁場波形更加接近正弦波，克服了現有永磁轉子充磁方法中 氣隙磁場非正弦的不足，有益于改善永磁電機的性能，提高了運行穩定性和可靠性。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型的截面圖；
[0014] 圖2為本實用新型的結構尺寸關系圖；
[0015] 圖3為本實用新型的開槽尺寸關系圖；
[0016] 圖4為本實用新型充磁時磁力線分布圖；
[0017] 圖5為本實用新型充磁時氣隙磁場波形曲線；
[0018] 圖中：1、充磁極，2、勵磁線圈，3、磁輛，4、永磁轉子，5、槽。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和實施例對本實用新型做更詳細地說明。
[0020] 如圖1所示，主要由兩個對稱放置的充磁極1，兩個分別安裝在充磁極1上的勵磁 線圈2, W及包覆在兩個充磁極1外周的磁輛3構成。兩個充磁極1之間安放待充磁的永 磁轉子4,并通過勵磁線圈2引出線配接脈沖電源。為實現正弦充磁的目的，特別在充磁極 1與永磁轉子4的接觸表面開設按照一定關系調制的槽5,槽5使得充磁極1接觸表面形成 寬度和間隔成正弦比例關系的弧線段，該種正弦比例關系可W按照正弦波面積等效的原則 確定，也可W用H角波與正弦波調制方法設計。
[0021] 如圖2所示，其中一個充磁極1上的槽5使得該充磁極1的接觸表面形 成《個弧線段，第A個弧線段的中也線距離充磁極1幾何中也線即NS極交界 線的圓也角度為％ = (2.fc-1>/(2?)電弧度，第,^個弧線段*,^^的寬度圓也弧角為 A二CO化k-1) ?!?/滯]-cos腳T/吻電弧度；另一個充磁極1的奶個弧線段與前述充磁極1 的《個弧線段關于充磁極幾何中也線q軸對稱設置。
[0022] 上述實施例中，為了益于永磁磁粉材料內部磁疇的調控性排列，充磁時槽5內應 該沒有磁力線通過，為此槽4的寬度a和深度b取為b〉a，一般優選b〉2a，如圖3所示。并 且，充磁極1和勵磁線圈2均可W設計成可W更換式的結構，W便適應不同尺寸大小和不同 材質永磁轉子4的充磁需求。上述各實施例中，弧線段個數?取奇數5或者7。上述各實施 例中，充磁極1和磁輛3由導磁率高的軟磁材料制成。
[0023] 使用時，由于充磁極1表面被槽5分割成關于q軸對稱的弧線段，每個弧線段的寬 度不等，不同弧線段之間的間隔寬度也不相等，如此實現了一種調制式永磁轉子4的充磁 極1。該調制式充磁極1在永磁轉子4成型過程中對永磁磁粉施加磁場作用，使得永磁磁粉 材料內部磁疇發生調控性排列，如圖4所示為本實用新型正弦充磁時磁力線分布情況。在 永磁轉子4成型后裝入電機時產生的氣隙磁場波形更加接近正弦波，如圖5所示，其中T為 永磁轉子4極距，可見使用本實用新型為永磁轉子充磁，能夠實現永磁電機氣隙磁場正弦 分布。
【主權項】
1. 一種永磁轉子正弦充磁裝置，主要由兩個對稱放置的充磁極（1)、兩個分別安裝在 充磁極（1)上的勵磁線圈（2)、以及包覆在兩個充磁極（1)外周的磁軛（3)構成，所述的勵磁 線圈（2)的引出線配接脈沖電源，為安放在兩個充磁極（1)之間的永磁轉子（4)充磁；其特 征在于： 所述的充磁極（1)與永磁轉子（4)的接觸表面還開設按照一定關系調制的槽（5)，即一 個充磁極（1)上的槽（5)使得該充磁極（1)的接觸表面形成《個弧線段,第i個弧線段~ 的中心線距離充磁極（1)幾何中心線即NS極交界線的圓心角度為％ = (21-電弧 度，第是個弧線段·的寬度圓心弧角為4 = c〇s[(k-l) ?r/挑]-cos(fcr/w)電弧度,另一個充 磁極（1)的《個弧線段與前述充磁極（1)的《個弧線段關于充磁極幾何中心線對稱設置； 所述的槽（5)的深度大于其寬度； 所述的充磁極（1)和勵磁線圈（2)為可更換式結構。
2. 根據權利要求1所述的一種永磁轉子正弦充磁裝置，其特征在于，所述的槽（5)的 深度大于其寬度的兩倍。
3. 根據權利要求1或2所述的一種永磁轉子正弦充磁裝置，其特征在于，所述的弧線 段個數》取奇數5或者7。
4. 根據權利要求1或2所述的一種永磁轉子正弦充磁裝置，其特征在于，所述的充磁 極（1)和磁軛（3 )由軟磁材料制成。
【專利摘要】本實用新型涉及一種永磁轉子正弦充磁裝置，用于永磁電機轉子的充磁，主要由充磁極、勵磁線圈和磁軛構成，充磁極表面上開有寬度和間隔成正弦比例關系的槽，使得充磁極表面被分割成關于充磁極幾何中軸線對稱的弧線段，每個弧線段的寬度不等，不同弧線段之間的間隔寬度也不相等，以實現一種調制的永磁轉子充磁極；該充磁極在永磁轉子成型過程中對永磁磁粉施加磁場作用，使得永磁磁粉材料內部磁疇發生調控性排列；使得永磁轉子成型后裝入電機時產生的氣隙磁場波形更加接近正弦波，克服現有永磁轉子充磁方法中氣隙磁場非正弦分布的不足，可減少諧波磁場的作用，益于改善永磁電機的性能，降低永磁電機的振動和噪聲，提高電機運行穩定性和可靠性。
【IPC分類】H02K15-03, H01F13-00
【公開號】CN204361868
【申請號】CN201420532675
【發明人】安躍軍, 陳崇飛, 許曉輝
【申請人】徐州通用高新磁電有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年9月17日