專利名稱：一種永磁電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種永磁電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)，特別適用于高磁力強(qiáng)度的永磁電機(jī)。
現(xiàn)有技術(shù)的瓦狀結(jié)構(gòu)的磁極由于加工及裝配簡(jiǎn)單，受到廣泛的應(yīng)用，但由于電樞槽齒效應(yīng)，使得電機(jī)的空載力矩增大，附加損耗也增大，降低了性能。特別當(dāng)極數(shù)增大時(shí)，相鄰磁極間的空隙總量增大，更加重了齒槽效應(yīng)，影響了性能的提高。通常采用斜的結(jié)構(gòu)，如電樞斜槽或磁極設(shè)計(jì)成斜的瓦狀形，以平滑齒槽效應(yīng)，但斜槽使繞組加工難度增大，繞組導(dǎo)體變長(zhǎng)；而斜的磁極則加工麻煩，安裝難度增大。
本發(fā)明的目的在于提供一種既不改變電樞繞組，又保持安裝方便，且可大大降低齒槽效應(yīng)的一種永磁電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明永磁電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)，是每一個(gè)永磁磁極都是具有雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)的永磁磁體。
本發(fā)明還可以具有磁體和鐵心相間的雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)。
由上述磁極結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可為雙矩形呈上下對(duì)稱并相互錯(cuò)位。
本發(fā)明的雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)的兩個(gè)外邊的距離為齒距乘以槽數(shù)；該雙矩形結(jié)構(gòu)的一對(duì)內(nèi)邊之距離為齒距乘以槽數(shù)再減一個(gè)齒距。
本發(fā)明的雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)的兩個(gè)外邊的距離也可為一個(gè)極距；該雙矩形結(jié)構(gòu)的一對(duì)內(nèi)邊之距離為極距減一個(gè)齒距。
本發(fā)明將矩形的瓦狀磁極，沿氣隙圓周方向一分為二的中線，使中線的兩側(cè)的部分距離錯(cuò)位而固定在軛上，從而使電樞定子鐵心的齒頂與槽口的面積徑向投影在同一塊磁極表面上的部分之比值不變，大大減輕了齒槽效應(yīng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有不改變電樞繞組，又保持安裝方便，且可大大降低齒槽效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的


如下圖1是本發(fā)明磁極與齒槽的平面展開(kāi)圖。
圖2是本發(fā)明的另一種磁極的布局展開(kāi)圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)詳細(xì)說(shuō)明首先為了說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，先看看已有技術(shù)中的瓦狀永磁磁極結(jié)構(gòu)情況，即在類似圖1的投影圖中，已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)是每一塊磁極都是整塊矩形，即BC向AH取直，DE向FG取直。由于取直后的極寬HG要略小于QT，否則會(huì)出現(xiàn)磁極短路及安裝的困難。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在投影面中，磁極所覆蓋的齒頂與槽口面積之比要發(fā)生周期性的變化，由此引起明顯的齒槽效應(yīng)，產(chǎn)生附加的起動(dòng)力矩，使得起動(dòng)困難，空載力矩過(guò)大，電機(jī)性能下降。本發(fā)明采用如圖1所示結(jié)構(gòu)，把定子的齒槽表面及轉(zhuǎn)子的磁極表面按徑向投影至氣隙中心柱面，并把此面展成平面。圖中只示出一對(duì)極表示轉(zhuǎn)子移動(dòng)到某一位置的瞬間情況。定、轉(zhuǎn)子上的極距在此平面上皆為τ，S和N分別為磁體表面的南北極。圖中虛線是齒頂與槽口之分界線的投影。11是某一槽口之投影面，12是某一齒頂?shù)耐队懊妫琓為齒距。設(shè)電機(jī)為等齒距，每極Q個(gè)槽，于是τ＝QT，圖1的情況為Q＝3。L為磁極之長(zhǎng)度。實(shí)線輪廓為磁極的投影面ABCDEFGH，它由兩個(gè)矩形AFGH及BCDE組成，這里稱為雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)。磁極N上之斜陰影線部分為任一磁極覆蓋的槽口面積示意，磁極S上之斜陰影線部分為任一磁極覆蓋的齒頂面積示意。本發(fā)明的要點(diǎn)就在于指出這個(gè)雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)應(yīng)按照如下的最佳幾何關(guān)系設(shè)計(jì)。本發(fā)明中的兩個(gè)組成矩形的長(zhǎng)度相等即CB等于AH等于L之一半。兩個(gè)矩形的外邊之間即AH與DE之間的距離AE等于極距QT，即τ。
兩個(gè)矩形的內(nèi)邊之間即CB與FG之間的距離BF應(yīng)等于KT，其中K為正整數(shù)，且K小于Q。當(dāng)K＝Q-1時(shí)為最佳。
在本發(fā)明中，磁極采用雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)，當(dāng)它的幾何參數(shù)滿足前面的三個(gè)最佳條件時(shí)，容易證明，磁極所覆蓋的齒頂與槽口面積的比值不隨轉(zhuǎn)子的位置而變化。因而大大減小了齒槽效應(yīng)和起動(dòng)力矩，改善了性能。要注意，圖1中A和E點(diǎn)是相鄰兩塊磁極的直角交點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，常把直角取鈍，以避免尖角處磁極短路。此外還要指出，雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)ABCDEFGH可以由以整塊磁體加工而成，亦可由兩塊乃至多塊拼裝而成，應(yīng)視加工、安裝方法而定。
圖2是另一種雙矩形錯(cuò)位磁體的布局。就是在圖1中，相間地取出一塊雙矩形錯(cuò)位磁體，而代以相同形狀的鐵心或鐵心迭片。這種結(jié)構(gòu)稱為磁體與鐵心相間的雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)。圖中示出相鄰兩對(duì)極。圖2中N為北極面(也可以全是S極面)，21為鐵心結(jié)構(gòu)，22表示該鐵心結(jié)構(gòu)為沖片結(jié)構(gòu)時(shí)的迭層示意。它依然具有前述的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種永磁電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)，其特征是每一個(gè)永磁磁極都是具有雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)的永磁磁體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于具有磁體和鐵心相間的雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種永磁電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于雙矩形呈上下對(duì)稱并相互錯(cuò)位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)的兩個(gè)外邊的距離為齒距乘以槽數(shù)；該雙矩形結(jié)構(gòu)的一對(duì)內(nèi)邊之距離為齒距乘以槽數(shù)再減一個(gè)齒距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種永磁電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)的兩個(gè)外邊的距離為一個(gè)極距；該雙矩形結(jié)構(gòu)的一對(duì)內(nèi)邊之距離為極距減一個(gè)齒距。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種永磁電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu),特別適用于高磁力強(qiáng)度的永磁電機(jī)。本發(fā)明永磁電機(jī)的磁極結(jié)構(gòu),是每一個(gè)永磁磁極都是具有雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)的永磁磁體;本發(fā)明還可以具有磁體和鐵心相間的雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu),由上述磁極結(jié)構(gòu),本發(fā)明可為雙矩形呈上下對(duì)稱并相互錯(cuò)位,本發(fā)明的雙矩形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)的兩個(gè)外邊的距離為齒距乘以槽數(shù);該雙矩形結(jié)構(gòu)的一對(duì)內(nèi)邊之距離為齒距乘以槽數(shù)再減一個(gè)齒距。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有不改變電樞繞組,又保持安裝方便,且可大大降低齒槽效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K1/27GK1366373SQ0110326
公開(kāi)日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月18日
發(fā)明者丘雪明 申請(qǐng)人:丘雪明