专利名称：高性能永磁同步电机整体式磁钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁钢的改进，具体地说是一种高性能永磁同步电机整体式磁钢。
背景技术：
磁钢是作为转子的磁极贴装在转子铁芯上的部件。目前所使用的磁钢，根据不同的需要，主要有圆筒形、菱形、瓦形、方形。所用材料主要是铷铁綳稀土材料、铁氧体材料。随 着电机控制技术的不断发展，高性能的永磁同步电机使用越来越普及，但目前高性能永磁同步电机所使用的磁钢均采用稀土材料作为激励，其结构形状主要由三块平板磁钢按“V”形布设。这种永磁同步电机所使用的“V”形布设磁钢所存在的不足在于一是由于采用的是稀土材料，而稀土资源有限，近年来成本直线上涨，导致了高性能永磁同步电机磁钢的成本提高；二是由于“V”形布设的相邻平板磁钢之间存在较大的空隙，特别是采用磁能积较低的铁氧体磁钢时，由于磁钢磁化方向较厚，各平板型磁钢布置成“V”形后空隙更大，空间利用率极低，聚磁效果较差，且磁钢边缘处易被去磁，影响了电机的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过采用整体式磁钢免除相邻平板磁钢之间的空隙，从而使转子具备良好的聚磁效果，可有效提高电机的功率，而且生产成本低、容易制作的高性能永磁同步电机整体式磁钢。为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是该高性能永磁同步电机整体式磁钢，包括平板型磁钢1，其特征在于所述的平板型磁钢I的左边沿设有与平板型磁钢I成夹角0 i、并连接为一体的左平板型磁钢2 ;所述的平板型磁钢I的右边沿设有与平板型磁钢I成夹角0 2、并连接为一体的右平板型磁钢3 ;平板型磁钢I的中线与左平板型磁钢2的中线和右平板型磁钢3的中线相交于一条直线上；平板型磁钢I、左平板型磁钢2和右平板型磁钢3采用铁氧体材料压制烧结为一整体。本发明还通过如下措施实施所述的平板型磁钢I与左平板型磁钢2和右平板型磁钢3的宽度之比为I :1.2——I. 5;夹角Q1和夹角02相等，均为123——125度，其充磁方向分别垂直于左平板型磁钢2、平板型磁钢I和右平板型磁钢3，使左平板型磁钢2和右平板型磁钢3充磁方向集中在平板型磁钢I的中线上，且与平板型磁钢I的充磁方向积聚成强区。所述的平板型磁钢I与左平板型磁钢2和右平板型磁钢3的厚度均为6——8mm,长度与转子铁芯的长度相同。所述的铁氧体材料是一种具有高磁导率、铁磁性的粉状金属氧化物，是一种公知材料。使用本发明时，将该磁钢直接安装到转子铁芯4中即可。
本发明主要用于4KW、6KW和8KW的高性能永磁同步电机。本发明的的有益效果在于与目前高性能永磁同步电机所使用的磁钢相比，由于采用了铁氧体材料替代了稀土材料，所以大幅度的降低了磁钢的生产成本；由于平板型磁钢、左平板型磁钢和右平板型磁钢为一整体，且左平板型磁钢和右平板型磁钢相对平板型磁钢具有同向的、大于90度的夹角，使左平板型磁钢和右平板型磁钢充磁方向集中在平板型磁钢的中线上，且与平板型磁钢的充磁方向积聚成强区，所以大幅度的提高了聚磁效果，免除了相邻平板型磁钢之间的空隙，有效的提高了永磁同步电机转子的激磁效果和电机的功率密度，达到了取代稀土材料的目的。
图I为本发明的结构俯视示意 图2为发明的结构前视示意图； 图3为发明应用于4KW的闻性能永磁同步电机的转子不意 图4为目前用于4KW的高性能永磁同步电机的稀土材料“V”形转子示意 图中1、平板型磁钢；2、左平板型磁钢；3、右平板型磁钢；4、转子铁芯。
具体实施例方式实施例I
图I、图2给出了一个实施例；图3给出了一个用于4KW的高性能永磁同步电机的转子示意图；图4给出了一个目前用于4KW的高性能永磁同步电机的稀土材料“V”形转子示意图。该高性能永磁同步电机整体式磁钢，包括平板型磁钢1，其特征在于所述的平板型磁钢I的左边沿设有与平板型磁钢I成夹角0 i、并连接为一体的左平板型磁钢2 ;所述的平板型磁钢I的右边沿设有与平板型磁钢I成夹角0 2、并连接为一体的右平板型磁钢3 ;平板型磁钢I的中线与左平板型磁钢2的中线和右平板型磁钢3的中线相交于一条直线上；平板型磁钢I、左平板型磁钢2和右平板型磁钢3采用铁氧体材料压制烧结为一整体。所述的平板型磁钢I的内边宽度为13. 8mm，左平板型磁钢2和右平板型磁钢3的内边宽度均为17. 3mm ;夹角S1和夹角0 2相等，均为123. 2度，左平板型磁钢2和右平板型磁钢3之间的口宽为32. 4 mm，平板型磁钢I的中线与左平板型磁钢2和右平板型磁钢3的中线相交于一条直线上，其充磁方向分别垂直于左平板型磁钢2、平板型磁钢I和右平板型磁钢3，使左平板型磁钢2和右平板型磁钢3充磁方向集中在平板型磁钢I的中线上，且与平板型磁钢I的充磁方向积聚成强区。所述的平板型磁钢I与左平板型磁钢2和右平板型磁钢3的厚度均为6_，长度与转子铁芯的长度相同。所述的铁氧体材料是一种具有高磁导率、铁磁性的粉状金属氧化物，是一种公知材料。本实施例用于4KW的高性能永磁同步电机转子，按3对极转子形式直接安装到转子铁芯4中，如图4所示。经过与采用稀土材料、按“V”形布设的平板磁钢、按3对极设置的转子形式，如图5所示，进行比较。比较的方法是计算有效面积增大倍数，充磁方向均为垂直磁钢表面充磁，其计算有效面积增大倍数的方法为在相同极对数、相同转子外径、相同计算极弧系数前提下，每一极的实际磁通作用面与每一极在转子表面所占圆弧的弦进行对t匕。经过计算，在本实施例中，其有效提供磁通面积增大为(17. 3*2+13. 8) /32. 4=1. 4938倍;
目前用于4KW的高性能永磁同步电机的稀土材料“V”形磁钢转子的有效提供磁通面积增大为:19*2/32. 4=1. 172 倍。通过对比可知，采用本实施例有效提供磁通面积增大高于V形分布磁钢；材料成本可下降5 7倍；
在电机的运转对比中，额定电流降低了 7% ;效率提高了 6. 8%。实施例2
将本发明用于6KW的高性能永磁同步电机的转子。其结构和使用方法同实施例I。所 改变之处，根据6KW的高性能永磁同步电机的要求，所述的平板型磁钢I与左平板型磁钢2和右平板型磁钢3的厚度均为7mm ;夹角e工和夹角0 2相等，均为124. 5度。在电机的运转对比中，额定电流降低了 6. 1% ;效率提高了 7. 98%。实施例3
将本发明用于8KW的高性能永磁同步电机的转子。其结构和使用方法同实施例I。所改变之处，根据8KW的高性能永磁同步电机的要求，所述的平板型磁钢I与左平板型磁钢2和右平板型磁钢3的厚度均为8mm ;夹角e工和夹角0 2相等，均为125. 5度。在电机的运转对比中，额定电流降低了 7. 3% ;效率提高了 8%。
权利要求
1.高性能永磁同步电机整体式磁钢，包括平板型磁钢(1)，其特征在于所述的平板型磁钢(I)的左边沿设有与平板型磁钢(I)成夹角0 i、并连接为一体的左平板型磁钢(2);所述的平板型磁钢(I)的右边沿设有与平板型磁钢(I)成夹角e 2、并连接为一体的右平板型磁钢(3);平板型磁钢(I)的中线与左平板型磁钢(2)的中线和右平板型磁钢(3)的中线相交于一条直线上；平板型磁钢(I)、左平板型磁钢(2)和右平板型磁钢(3)采用铁氧体材料压制烧结为一整体。
2.根据权利要求I所述的高性能永磁同步电机整体式磁钢，其特征在于所述的平板型磁钢(I)与左平板型磁钢(2)和右平板型磁钢(3)的宽度之比为I :1.2—1.5 ;夹角S1和夹角Q2相等，均为123-125度。
3.根据权利要求I或2所述的高性能永磁同步电机整体式磁钢，其特征在于所述的平板型磁钢(I)与左平板型磁钢(2)和右平板型磁钢(3)的厚度均为6——8mm。
全文摘要
本发明公开了一种高性能永磁同步电机整体式磁钢，包括平板型磁钢，其特征在于所述的平板型磁钢的左边沿设有与平板型磁钢成夹角θ1、并连接为一体的左平板型磁钢；所述的平板型磁钢的右边沿设有与平板型磁钢成夹角θ2、并连接为一体的右平板型磁钢；平板型磁钢的中线与左平板型磁钢的中线和右平板型磁钢的中线相交于一条直线上；平板型磁钢、左平板型磁钢和右平板型磁钢采用铁氧体材料压制烧结为一整体。该高性能永磁同步电机整体式磁钢，降低了磁钢的生产成本，提高了聚磁效果，免除了相邻平板型磁钢之间的空隙，有效的提高了永磁同步电机转子的激磁效果和电机的功率密度，达到了取代稀土材料的目的。
文档编号H02K21/02GK102761217SQ20121027275
公开日2012年10月31日 申请日期2012年8月2日 优先权日2012年8月2日
发明者吕玉科, 李刚 申请人:山东呈瑞新能源科技有限公司