一种永磁转子磁瓦的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及电机技术，更具体地设及一种永磁转子磁瓦。
【背景技术】
[0002] 磁瓦主要应用在永磁直流电机中，W永磁材料产生恒定磁势源。
[0003]现有技术中的磁瓦由于其外轮廓线设计不合理等原因，使得所述磁瓦在随电机转 动的过程中，电机的气隙长度不能呈正弦规律变化，因而不能产生正弦波形的磁场，运使得 电机控制器必须通过软硬件进行电流波形的控制，增加了控制器软硬件的设计难度，且电 机的转矩脉动大，同时也具有较大的功率损耗和噪音。 【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种使气隙长度呈正弦变化的永磁转子磁 瓦。
[0005]本实用新型的另一目的在于提供一种能够产生较小转矩脉动的永磁转子磁瓦。
[0006]根据本实用新型提供一种永磁转子磁瓦，所述永磁转子磁瓦在周向上的外轮廓线 为多段线结构，所述多段线结构相对于位于多段线中间的曲率半径线呈轴对称结构，所述 外轮廓线的周向方向上位于中间部分的曲率半径大于其它部分的曲率半径。
[0007] 优选的，所述外轮廓线由多段圆弧或者多段直线或者圆弧和直线的组合依次连接 形成。
[000引优选的，所述外轮廓线由=段圆弧依次连接形成。
[0009] 优选的，所述外轮廓线包括第一弧段、第二弧段和中屯、弧段，所述第一弧段和第二 弧段沿着所述永磁转子磁瓦的周向对称的设置在所述中屯、弧段的两侧，其中所述第一弧段 和第二弧段朝向所述中屯、弧段的一端分别与所述中屯、弧段的两端连接，形成光滑过渡的多 弧段结构。
[0010] 优选的，所述第一弧段和第二弧段的曲率半径相等。
[0011] 优选的，所述第一弧段和第二弧段的曲率半径ri满足下列公式：
[0013] 其中，R为所述中屯、弧段的曲率半径;dii、di2分别为所述第一弧段和第二弧段相对 于位于所述多段线中间的曲率半径在Y方向和X方向的偏屯、距离，其中所述X方向为位于所 述中屯、弧段中间的曲率半径所在的方向，所述Y方向与所述X方向垂直;H为所述永磁转子磁 瓦的中屯、弧段的高度。
[0014]本实用新型提供的所述永磁转子磁瓦，由于其外轮廓线为多段线结构，使电机的 气隙长度呈正弦变化趋势，应用该永磁转子磁瓦的电机反电动势正弦度更高，谐波含量少， 转矩脉动小，降低了噪音，同时提高了电机及控制器的平稳性和可靠性。
【附图说明】
[0015] 通过W下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述W及其他目 的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0016] 图1为本实用新型中永磁转子的结构示意图；
[0017] 图2为本实用新型中永磁转子与定子的配合示意图；
[0018] 图3为本实用新型中由S个圆弧段形成外轮廓线的永磁转子磁瓦的结构示意图；
[0019] 图4为本实用新型中由五个圆弧段形成外轮廓线的永磁转子磁瓦的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020] W下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的 元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘 制。
[0021] 如图3和图4所示，本实用新型中将位于中屯、弧段5中间的曲率半径R所在的方向称 为X方向，与所述X方向垂直的方向称为Y方向。
[0022] 如图1-4所示，本实用新型中的永磁转子100,包括至少一个转子单元10和转轴6， 所述转子单元10依次固定在所述转轴6上，每个所述转子单元10包括多个永磁转子磁瓦1和 转子铁忍2,所述多个永磁转子磁瓦1按照N-S极性相间隔的方式交替设置的固定在所述转 子铁忍2的外周上，所述转子铁忍2固定在所述转轴6上，在所述转轴6的带动下，可W实现转 轴6相对定子20的转动。所述永磁转子磁瓦1由永磁材料形成。
[0023] 多段线结构是工程设计中常用的一种结构，可W是直线，也可W是弧线，或者是直 线或者弧线等不同形状的线依次连接形成的一个整体的线段，可W是闭合结构，也可W是 非闭合结构，本实用新型中为非闭合结构。
[0024] 本实用新型中的永磁转子磁瓦1在周向上的外轮廓线200为多段线结构，可由多段 圆弧或者多段线段或者圆弧和直线的组合依次连接形成，该多段线结构相对于位于多段线 中间的曲率半径线呈轴对称结构，所述外轮廓线200的周向方向上位于中间部分的曲率半 径大于其它部分曲率半径，运种结构设计使得电机的气隙长度呈正弦规律变化，从而形成 正弦波磁场。
[0025] 参考图3,在一个优选的实施例中，所述多段线结构由=个弧段依次连接形成，包 括第一弧段3、第二弧段4和中屯、弧段5,所述第一弧段3和第二弧段4的曲率半径相等，并沿 着所述永磁转子磁瓦1的周向对称的设置在所述中屯、弧段5的两侧，其中所述第一弧段3和 第二弧段4朝向所述中屯、弧段5的一端分别与所述中屯、弧段5的两端连接，形成光滑过渡的 多弧段结构，并且所述中屯、弧段5的曲率半径大于所述第一弧段3和第二弧段4的曲率半径。
[0026] 所述=个弧段式永磁转子磁瓦结构的设计方法如下：
[0027] S1)、根据电机使用情况确定永磁转子磁瓦1中屯、弧段5的曲率半径R，第一弧段3和 第二弧段4相对于位于所述多段线中间的曲率半径在Y方向和X方向的偏屯、距离分别为山1、 山2,永磁转子磁瓦1的中屯、弧段的高度H可近似取hi/(n-l)，其中hi为S段圆弧的总高度值， n二 3;
[002引S2)、根据公式
[0030] 计算得出所述永磁转子磁瓦1的第一弧段3和第二弧段4的曲率半径n的值；
[0031] 将所述经过上述设计方法得到的多个永磁转子磁瓦1按照N-S极性相间隔的方式 交替设置并固定在所述转子铁忍2的外周上，形成转子单元10;然后将所述转子单元10依次 固定在所述转轴6上，形成本实用新型中的永磁转子。
[0032] 参考图4,在另一个优选的实施例中，在所述=个弧段线结构的永磁转子磁瓦1的 沿着周向的两端还对称的设置有第=弧段6和第四弧段7,其中所述第=弧段6与所述第一 弧段3相连接，所述第四弧段7与所述第二弧段4相连接，第=弧段6和第四弧段7的曲率半径 和弧高相同。
[0033] 所述五弧段式永磁转子磁瓦结构的设计方法如下：
[0034]S1)、在上述=弧段式永磁转子磁瓦结构的基础上，根据电机使用情况确定永磁转 子磁瓦1的中屯、弧段5的曲率半径R，第=弧段6和第四弧段7相对于位于所述多段线中间的 曲率半径在Y方向和X方向的偏屯、距离分别为Cbl、d22，圆弧圆屯、坐标选取需满足设计，永磁 转子磁瓦1的中屯、弧段的高度H可近似取h2/(n-l)，其中h2为五段圆弧总高度的值，n= 5;
[0035]S2)、根据公式
[0037] 计算所述永磁转子磁瓦1的第=弧段6和第四弧段7的曲率半径K的值；
[0038] 将经过上述设计方法得到的多个永磁转子磁瓦1按照N-S极性相间隔的方式交替 设置并固定在所述转子铁忍2的外周上，形成转子单元10;然后将所述转子单元10依次固定 在所述转轴6上，形成本实用新型中的永磁转子。
[0039] 依次类推，具有个圆弧段形成的所述永磁转子100的外轮廓线的设计方法与所述 =弧段式永磁转子磁瓦结构和五弧段式永磁转子磁瓦结构的设计方法原理相同，运里不再 寶述。
[0040] 本申请中，由于所述永磁转子磁瓦1的外轮廓线为多段线结构，使气隙长度呈正弦 变化趋势，应用该永磁转子磁瓦的电机反电动势正弦度更高，谐波含量少，转矩脉动小，降 低了噪音，同时提高了电机及控制器的平稳性和可靠性。
[0041] 应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示运些实体或操作之间存 在任何运种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为运种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0042]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例， 而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 W做出其它不同形式的变化或变动。运里无需也无法对所有的实施方式予W穷举。而由此 所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
【主权项】
1. 一种永磁转子磁瓦，其特征在于，所述永磁转子磁瓦（1)在周向上的外轮廓线（200) 为多段线结构，所述多段线结构相对于位于多段线中间的曲率半径线呈轴对称结构，所述 外轮廓线(200)的周向方向上位于中间部分的曲率半径大于其它部分的曲率半径。2. 根据权利要求1所述永磁转子磁瓦，其特征在于，所述外轮廓线（200)由多段圆弧或 者多段直线或者圆弧和直线的组合依次连接形成。3. 根据权利要求2所述永磁转子磁瓦，其特征在于，所述外轮廓线（200)由Ξ段圆弧依 次连接形成。4. 根据权利要求3所述永磁转子磁瓦，其特征在于，所述外轮廓线（200)包括第一弧段 (3)、第二弧段(4)和中屯、弧段巧），所述第一弧段(3)和第二弧段(4)沿着所述永磁转子磁瓦 (1)的周向对称的设置在所述中屯、弧段(5)的两侧，其中所述第一弧段(3)和第二弧段(4)朝 向所述中屯、弧段(5)的一端分别与所述中屯、弧段(5)的两端连接，形成光滑过渡的多弧段结 构。5. 根据权利要求4所述永磁转子磁瓦，其特征在于，所述第一弧段(3)和第二弧段(4)的 曲率半径相等。6. 根据权利要求5所述永磁转子磁瓦，其特征在于，所述第一弧段(3)和第二弧段(4)的 曲率半径ri满足下列公式：其中，R为所述中屯、弧段巧）的曲率半径;山1、山2分别为所述第一弧段(3)和第二弧段(4) 相对于位于所述多段线中间的曲率半径在Y方向和X方向的偏屯、距离，其中所述X方向为位 于所述中屯、弧段(5)中间的曲率半径所在的方向，所述Y方向与所述X方向垂直;Η为所述永 磁转子磁瓦（1)的中屯、弧段(5)的高度。
【专利摘要】本实用新型涉及一种永磁转子磁瓦。所述永磁转子磁瓦在周向上的外轮廓线为多段线结构，所述多段线结构相对于位于多段线中间的曲率半径线呈轴对称结构，所述外轮廓线的周向方向上位于中间部分的曲率半径大于其它部分的曲率半径。本申请中，由于所述永磁转子磁瓦的外轮廓线为多段线结构，使电机的气隙长度呈正弦变化趋势，应用该永磁转子磁瓦的电机反电动势正弦度更高，谐波含量少，转矩脉动小，降低了噪音，同时提高了电机及控制器的平稳性和可靠性。
【IPC分类】H02K1/27
【公开号】CN205092679
【申请号】CN201520911204
【发明人】王庆凯, 张之元, 李庆, 许金鑫, 焦雷, 邱东霖, 孙超, 王周叶, 钟成堡
【申请人】珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月13日