一種盤(pán)式永磁電機(jī)及其磁鋼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種盤(pán)式永磁電機(jī)及其磁鋼。
【背景技術(shù)】
[0002]盤(pán)式永磁電機(jī)是一種軸向磁場(chǎng)永磁同步電機(jī)，其典型結(jié)構(gòu)為定子和轉(zhuǎn)子均為圓盤(pán)形，在電動(dòng)機(jī)中對(duì)等放置，產(chǎn)生軸向的氣隙磁場(chǎng)。定子鐵芯一般由雙面絕緣的冷乳硅鋼片帶料沖制卷繞而成，定子繞組有效導(dǎo)體在空間呈徑向分布。轉(zhuǎn)子為高磁能積的永磁體和強(qiáng)化纖維樹(shù)脂灌封而成的薄圓盤(pán)。氣隙為平面型的，削弱氣隙磁場(chǎng)諧波和降低振動(dòng)、噪聲是這種電機(jī)的制造關(guān)鍵。
[0003]目前采用的優(yōu)化磁鋼結(jié)構(gòu)，削弱磁場(chǎng)諧波，降低振動(dòng)噪聲的方法主要有:
[0004](I)采用斜極。采用斜極后，相當(dāng)于槽中同一根導(dǎo)體的各個(gè)小段分布在磁場(chǎng)中的不同位置，斜極是把一個(gè)槽分割成很多小段分布在磁場(chǎng)中的不同位置，起到相當(dāng)于分布繞組的作用，使繞組系數(shù)減小，從而減小感應(yīng)電勢(shì)或電流產(chǎn)生的磁勢(shì)。斜極能有效地削弱諧波磁場(chǎng)所產(chǎn)生的諧波電動(dòng)勢(shì)，從而削弱由這些諧波磁場(chǎng)引起的附加轉(zhuǎn)矩，降低電磁噪聲及引起的振動(dòng)。
[0005]但對(duì)于盤(pán)式電機(jī)來(lái)講，磁鋼結(jié)構(gòu)為扇形，上寬下窄，采用斜極后，磁鋼形狀變?yōu)椴灰?guī)則四邊形，對(duì)抑制噪聲有一定的作用，但效果不大。
[0006](2)采用箭頭形磁鋼。例如通力股份公司在公開(kāi)號(hào)為CN102859842A的發(fā)明專利文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種通過(guò)改良永磁體結(jié)構(gòu)為箭頭形，降低磁場(chǎng)諧波引起的振動(dòng)和噪聲的方法。但該類型磁鋼，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成型率只有30%左右，極大地浪費(fèi)磁鋼材料，成本居高不下，不宜推廣。
[0007]由此可見(jiàn)，對(duì)于參數(shù)確定的盤(pán)式永磁電機(jī)，需要找到一種制作容易，合理利用磁鋼材料，同時(shí)能夠大幅度降低由氣隙磁場(chǎng)諧波引起的噪聲、振動(dòng)的磁鋼。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型提供了一種用于盤(pán)式永磁電機(jī)的磁鋼，價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，成型率高，能夠降低盤(pán)式永磁電機(jī)中由磁場(chǎng)諧波引起的振動(dòng)和噪聲。
[0009]一種用于盤(pán)式永磁電機(jī)的磁鋼，為扇環(huán)形的片狀，所述扇環(huán)形沿周向包括中心區(qū)，以及位于中心區(qū)兩側(cè)且厚度逐漸變小的漸薄區(qū)；
[0010]所述中心區(qū)的厚度為h，扇環(huán)形兩直邊為對(duì)應(yīng)漸薄區(qū)的厚度最小處，且該處厚度為k，其中 0.2h〈k ( 0.8ho
[0011]本實(shí)用新型提供的磁鋼底面為光滑的平面，磁鋼頂面由三個(gè)平面拼接而成，磁鋼整體呈扇環(huán)形的片狀，三個(gè)平面沿磁鋼的周向依次布置，中間的平面為中心區(qū)，中心區(qū)兩側(cè)的平面相對(duì)底面傾斜形成漸薄區(qū)。
[0012]作為優(yōu)選，中心區(qū)關(guān)于扇環(huán)形的徑向中心線對(duì)稱，兩漸薄區(qū)對(duì)稱分布在中心區(qū)的兩側(cè)。
[0013]作為一種優(yōu)選的方式，磁鋼整體對(duì)應(yīng)的圓心角為α，所述中心區(qū)為圓心角是β的扇環(huán)形，中心區(qū)與磁鋼整體具有相同的圓心。
[0014]采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，O ( β〈0.5 α，0.2h〈k ( 0.8h，能起到削弱氣隙磁場(chǎng)諧波，抑制電磁噪聲，減小振動(dòng)的效果。
[0015]在可選的范圍內(nèi)，當(dāng)β取最小值，k取最大值時(shí)，漸薄區(qū)的面積最大，抑制噪聲的效果最好，隨著β的取值增大，k的取值減小，減薄區(qū)的面積減小，抑制噪聲的效果越來(lái)越差。
[0016]本實(shí)用新型通過(guò)限定β與k值的取值范圍，采用在磁鋼頂面削斜面等方式，在電機(jī)參數(shù)確定的情況下，可方便地設(shè)計(jì)出磁鋼結(jié)構(gòu)，將磁鋼用于盤(pán)式永磁電機(jī)中時(shí)，能夠使盤(pán)式永磁電機(jī)的噪聲和振動(dòng)符合要求，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程，提高了工作效率。
[0017]作為另一種優(yōu)選的方式，漸薄區(qū)由外弧、內(nèi)弧、以及相互平行的第一直邊和第二直邊圍成，其中第一直邊為扇環(huán)形其中一直邊，第二直邊為該漸薄區(qū)與中心區(qū)的交界線。
[0018]磁鋼整體對(duì)應(yīng)的圓心角為α，內(nèi)弧半徑為R，第一直邊和第二直邊的距離為w，且滿足:R*sin ( a /2) /2〈w〈R*sin ( α /2)。
[0019]本實(shí)用新型提供的磁鋼，可以直接通過(guò)模具壓制成扇環(huán)形的毛坯料，然后用磨床做簡(jiǎn)單磨削加工即為成品，成材率可達(dá)70%以上，相比箭頭形磁鋼30%的成型率，能夠大大節(jié)約材料，降低材料的浪費(fèi)率。除此之外，對(duì)于燒結(jié)形的箭頭形磁鋼，只能用線切割的方式加工成型，故加工費(fèi)用高昂。
[0020]本實(shí)用新型還提供了一種盤(pán)式永磁電機(jī)，包括機(jī)座、機(jī)座內(nèi)設(shè)有利用軸向磁場(chǎng)相互配合的定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子磁軛以及布置在轉(zhuǎn)子磁軛上的磁鋼，所述磁鋼采用前面所述的磁鋼。
[0021]采用本實(shí)用新型提供的磁鋼，在很大程度上能夠降低盤(pán)式永磁電機(jī)的噪聲和振動(dòng)，改善電機(jī)的使用性能。
[0022]作為優(yōu)選，所述磁鋼朝向定子布置。所述機(jī)座的軸向一側(cè)設(shè)有支架，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸兩端通過(guò)軸承分別安裝在機(jī)座和支架上。
[0023]支架與機(jī)座共同起到支撐轉(zhuǎn)軸的作用，在曳引輪載荷較大的情況下，也能夠保證轉(zhuǎn)軸的平穩(wěn)運(yùn)行，相比懸臂結(jié)構(gòu)，能夠提高安全性能，同時(shí)在一定程度上，也能夠降低電機(jī)的振動(dòng)以及噪聲。
[0024]本實(shí)用新型提供的磁鋼，在降低噪聲效果同等的情況下，大幅度提高了材料成型率，減小了加工難度，降低了材料成本。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型用于盤(pán)式永磁電機(jī)的磁鋼的第一種實(shí)施方式的示意圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型用于盤(pán)式永磁電機(jī)的磁鋼的第一種實(shí)施方式的側(cè)視圖；
[0027]圖3為本實(shí)用新型用于盤(pán)式永磁電機(jī)的磁鋼的第二種實(shí)施方式的示意圖；
[0028]圖4為本實(shí)用新型用于盤(pán)式永磁電機(jī)的磁鋼的第二種實(shí)施方式的側(cè)視圖。
[0029]圖中:1、漸薄區(qū)；2、中心區(qū)；3、徑向中心線。
【具體實(shí)施方式】
[0030]現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖1所示，本實(shí)施例中，用于盤(pán)式永磁電機(jī)的磁鋼整體為扇環(huán)形的片狀，扇環(huán)形兩直邊的夾角為α，內(nèi)弧和外弧為同一圓心，但半徑不同的兩段弧長(zhǎng)，且內(nèi)弧和外弧所對(duì)的圓心角