[發(fā)明專利]永磁體及包含其的電機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910463200.3
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN110112845B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳立建;周翔;方攸同
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電氣風(fēng)電集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H02K1/17
• 分類號(hào): H02K1/17;H02K1/27
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 薛琦;葉靜瑩

本發(fā)明公開了一種永磁體及包含其的電機(jī)。該永磁體具有：上平面、下平面、兩個(gè)側(cè)面以及兩個(gè)過渡面；所述上平面和所述下平面相互平行，所述上平面在永磁體的橫截面上的長度小于所述下平面在橫截面上的長度，兩個(gè)所述側(cè)面相互平行且等長，兩個(gè)所述過渡面分別連接所述上平面和兩個(gè)所述側(cè)面；利用新的函數(shù)模型確定更優(yōu)異的過渡面。該永磁體的過渡面的曲線經(jīng)過改良后，可以減小永磁體的體積，大幅度減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)度，增加磁通密度，提高電機(jī)效率，減少振動(dòng)噪聲，減小加工難度。包含該永磁體的電機(jī)可以大幅度減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高效率，減少振動(dòng)噪聲，降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種永磁體及包含其的電機(jī)。

背景技術(shù)

永磁電機(jī)中永磁體作為一個(gè)主要的勵(lì)磁部件，其結(jié)構(gòu)形狀將影響到電機(jī)的性能。當(dāng)電機(jī)處于空載狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，永磁體作用在氣隙會(huì)產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩；當(dāng)電機(jī)處于負(fù)載狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，永磁體和線圈同時(shí)作用于氣隙產(chǎn)生紋波轉(zhuǎn)矩。這些轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)將導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生振動(dòng)及低頻噪聲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響電機(jī)使用壽命及干擾到周邊環(huán)境。

現(xiàn)有很多技術(shù)來減小此類轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，如開一些輔助槽的方式，永磁體分段方式，改變磁極極弧系數(shù)方式，優(yōu)選極槽配合方式，不等厚永磁體方式，不等槽寬方式及以上組合方式等。

雖然上述技術(shù)可以較為廣泛運(yùn)用于不同的場合，但隨意套用并不一定能達(dá)到理想的效果。就風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言，如表貼式電機(jī)并不適用于開輔助槽的方式；整數(shù)槽電機(jī)限制了極槽配合選取方案；有的電機(jī)采用簡單的倒角方式并沒有明顯的削弱轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的作用；有的追求于產(chǎn)生正弦曲線的半周期弧形的永磁體形狀給工藝增加了難度且制造成本過于昂貴。

西門子有提出采用Bezier函數(shù)的方式得到永磁體形狀尺寸的專利，但研究中發(fā)現(xiàn)，并非直接使用Bezier函數(shù)曲線得到的解為最優(yōu)結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)工藝難度大、成本高的缺陷，提供一種永磁體及包含其的電機(jī)。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

一種永磁體，其具有：上平面、下平面、兩個(gè)側(cè)面以及兩個(gè)過渡面；

所述上平面和所述下平面相互平行，所述上平面在永磁體的橫截面上的長度小于所述下平面在橫截面上的長度，兩個(gè)所述側(cè)面相互平行且等長，兩個(gè)所述過渡面分別連接所述上平面和兩個(gè)所述側(cè)面；

以所述下平面在橫截面上的線段的中點(diǎn)為原點(diǎn)建立三維坐標(biāo)系，其中X軸設(shè)于所述下平面在所述橫截面上的線段上，Z軸垂直于所述橫截面，所述過渡面在橫截面上的曲線滿足函數(shù)F(x，y，z)，x，y，z為與t有關(guān)的函數(shù)：

x(t)＝(1-t)²·x₀+2t(1-t)·x₂+t²·x₂；

y(t)＝[(1-t)²·y₀+2t(1-t)·y₀+(t²-1)·y₂]·[t(b-1)+1]+y₂；

z(t)＝0；

t∈[0，1]，b∈[0，1)；

x₀和y₀分別為上平面在橫截面上的端點(diǎn)A的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，x₂和y₂分別為在橫截面上更靠近端點(diǎn)A的側(cè)面的頂點(diǎn)C的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。

優(yōu)選地，b∈[0，0.75]。

優(yōu)選地，所述永磁體還包括相互平行的前表面和后表面。