[發明專利]一種復合磁環及其制備方法

有效

• 申請號: 202210866658.5
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN115036092B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 李玉平;孫永陽;張云逸;郭長征;蔣云濤
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: H01F3/10
• 分類號: H01F3/10;H01F41/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳小龍

本發明提供了一種復合磁環及其制備方法，所述復合磁環包括同軸的內圈磁環和外圈磁環；所述內圈磁環的外壁設置有軸向的梯形棱條；所述外圈磁環的內壁設置有與所述內圈磁環梯形棱條相適配的凹槽；相鄰所述凹槽之間設置有磁場，相鄰磁場為不同取向；所述內圈磁環的材質包括軟磁復合材料；所述外圈磁環的材質包括永磁復合材料；所述復合磁環充分利用兩種不同磁性材料的特點，將二者耦合，優化了磁環結構，并通過進一步設計磁路，極大地提升了復合磁環的表面磁場；所述復合磁環具有質量輕、表磁高、強度好的優點，并且具有優異的動平衡特性，適用于各類微特電機。

技術領域

本發明屬于永磁電機技術領域，具體涉及一種復合磁環及其制備方法。

背景技術

永磁電機通過永磁體生成電機的磁場，因此無需勵磁電流，與傳統感應電機相比，其結構更簡單，運行更可靠，具備體積小、質量輕、損耗小、效率高等顯著優點，廣泛應用于交通、航空、國防、工業和日常生活的各個領域。近年來，隨著世界各國對于“溫室效應”帶來的環境問題越來越重視，人們對各種電機能效要求越來越高，促使電機向小型化、輕型化及高效率化發展。在永磁電機中，磁性材料的性能對電機的結構設計及最終性能的影響非常關鍵，在同樣繞組參數和測試條件下，磁性材料的性能越高，電機的最大扭矩就越高，其最高效率點的效率也越高。同時，對于指定功率的永磁電機，采用性能更高的磁性材料，可以減少繞組的匝數，縮小電機的尺寸。

另一方面，永磁電機的氣隙磁場的大小與所采用永磁體的形狀、尺寸(表面積與厚度)、充磁方式及磁耦合結構等密切相關。即便是相同性能的磁性材料，采用不同的磁路設計，所得到的氣隙磁場大小也完全不同，因此如何采用合適的磁路結構，充分利用磁性材料的性能，也是電機領域研究的熱點。

CN107959361A公開了一種永磁力矩電機的定子，通過密封材料將各定子齒間的槽口密封，使定子齒部呈環形整體結構，定子軛部呈另一整體結構，二者彼此可分離，因此在定子裝配工藝中，將各電樞繞組裝配在相應的定子齒上后可通過卡槽插合或者扣合直接將二者連接在一起。另外，當定子鐵心選用納米晶軟磁合金材料或高牌號硅鋼材料時有利于降低電機損耗；當轉子永磁體為鐵心支撐，切向充磁永磁體和徑向充磁永磁體交替設置在鐵心的工作氣隙側表面時，有利于提高電機轉矩密度。

CN111164867A公開了一種永磁體載體(其可以為電機的轉子或定子)包括第一非磁性環和第二非磁性環。環之間是軟磁極元件。軟磁極元件各自連接到第一非磁性環和第二非磁性環，并且軟磁極元件被第一非磁性環和第二非磁性環彼此分離。永磁體被設置在軟磁極元件之間。

基于上述背景，如何提出一種磁環器件及材料，可以在較小尺寸的情況下，提供高的表面，促進電機的小型化及高效化發展，成為當前亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種復合磁環及其制備方法，所述復合磁環選用兩種不同磁性材料，并通過優化磁環的結構，有效提升了磁環的表面磁場，使其在應用與電機時，可提升電機的氣隙磁場，有利于電機的小型化及高效化；所述制備方法工藝流程簡單，適用于工業化生產。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種復合磁環，所述復合磁環包括同軸的內圈磁環和外圈磁環；

所述內圈磁環的外壁設置有軸向的梯形棱條；

所述外圈磁環的內壁設置有與所述內圈磁環梯形棱條相適配的凹槽；相鄰所述凹槽之間設置有磁場，相鄰磁場為不同取向；

所述內圈磁環的材質包括軟磁復合材料；所述外圈磁環的材質包括永磁復合材料。

本發明中，所述復合磁環充分利用軟磁復合材料以及永磁復合材料的磁性特點，設計了軟磁復合材料內環與永磁復合材料外環的新式結構，并通過進一步設計磁路，極大地提升了復合磁環的表面磁場；所述復合磁環具有質量輕、表磁高、強度好的優點，并且具有優異的動平衡特性，適用于各類微特電機。