一种磁钢结构的制作方法

本发明涉及一种永磁电机的配件，尤其是涉及一种磁钢结构。

背景技术

随着新能源汽车向轻量化、高功率、高损耗、低震动和低噪音的方向发展，为新能源汽车提供动力的永磁电机，也必须向高功率密度、低温升、低体积和轻量化的方向发展。永磁电机的功率越高、体积越小，那么永磁电机的发热就越严重，因此这对永磁电机的发热和耐温提出了更苛刻的要求。

磁钢是制造永磁电机不可或缺的材料，磁钢为永磁电机提供磁场，同时，磁钢也受到永磁电机内通电线圈产生的交变磁场影响，该交变磁场会使磁钢内部产生较大的涡流损耗，该涡流损耗会使磁钢发热产生高温而退磁失效，且会降低永磁电机的效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种磁钢结构，其受永磁电机内通电线圈产生的交变磁场影响产生的涡流损耗小，有效地避免了磁钢发热产生高温而退磁失效，且有效地提高了永磁电机的效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种磁钢结构，包括充磁磁钢体，所述的充磁磁钢体由未充磁磁钢体充磁后形成，其特征在于：所述的未充磁磁钢体由多块未充磁磁钢拼块按所述的未充磁磁钢体的长度、宽度和厚度要求粘接而成。

所述的未充磁磁钢拼块为横向拼块，所述的横向拼块的长度大于或等于1毫米且小于或等于10毫米、宽度与所述的未充磁磁钢体的宽度一致、厚度与所述的未充磁磁钢体的厚度一致，多块所述的横向拼块沿长度方向无间隔排布并粘接成一体。在具体设计时，可将横向拼块的长度设计为3毫米。

所述的未充磁磁钢拼块为竖向拼块，所述的竖向拼块的长度与所述的未充磁磁钢体的长度一致、宽度大于或等于1毫米且小于或等于10毫米、厚度与所述的未充磁磁钢体的厚度一致，多块所述的竖向拼块沿宽度方向无间隔排布并粘接成一体。在具体设计时，可将竖向拼块的宽度设计为3毫米。

所述的未充磁磁钢拼块为格子拼块，所述的格子拼块的长度大于或等于1毫米且小于或等于10毫米、宽度大于或等于1毫米且小于或等于10毫米、厚度与所述的未充磁磁钢体的厚度一致，多块所述的格子拼块沿长度方向和宽度方向按矩形阵列方式无间隔排布并粘接成一体。在具体设计时，可将格子拼块的长度和宽度均设计为3毫米，也可将格子拼块的长度设计为4毫米且将宽度设计为3毫米，也可将格子拼块的长度和宽度设计成其他尺寸。

所述的格子拼块的长度与宽度一致或不一致。

所述的未充磁磁钢拼块的制作材料为稀土钕铁硼材料。在实际加工时也可采用其他高性能的永磁材料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)由于磁钢受永磁电机内通电线圈产生的交变磁场影响而在其内部产生的涡流损耗与感应电流和涡流路径长度直接相关，因此采用多块未充磁磁钢拼块粘接成未充磁磁钢体，这样就可减少感应电流，且降低涡流路径长度，进而能够大幅度减少磁钢的涡流损耗，从而能够有效地避免磁钢发热产生高温而退磁失效，且能够有效地提高永磁电机的效率。

2)该磁钢结构适用于各种高频、高谐波、高功率密度等高性能要求类型的永磁电机。

附图说明

图1a为实施例一的磁钢结构的主视图；

图1b为实施例一的磁钢结构的侧视图；

图2a为实施例二的磁钢结构的主视图；

图2b为实施例二的磁钢结构的侧视图；

图3a为实施例三的磁钢结构的主视图；

图3b为实施例三的磁钢结构的侧视图；

图4为磁钢受永磁电机内通电线圈产生的交变磁场影响而在其内部产生的涡流的分布示意图；

图5为采用不同结构、不同数目的未充磁磁钢拼块粘接成的未充磁磁钢体在充磁后形成的充磁磁钢体的涡流损耗的情况示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：

本实施例提出的一种磁钢结构，如图1a和图1b所示，其包括充磁磁钢体(图中未示出)，充磁磁钢体由未充磁磁钢体1充磁后形成，未充磁磁钢体1由多块未充磁磁钢拼块按未充磁磁钢体1的长度l、宽度w和厚度h要求利用粘接剂粘接而成。

在本实施例中，未充磁磁钢拼块为横向拼块11，横向拼块11的长度l1大于或等于1毫米且小于或等于10毫米、宽度w1与未充磁磁钢体1的宽度w一致、厚度h1与未充磁磁钢体1的厚度h一致，多块(图中为21块)横向拼块11沿长度方向无间隔排布并粘接成一体。在具体设计时，可将横向拼块11的长度设计为3毫米。

实施例二：

本实施例提出的一种磁钢结构，其与实施例一的磁钢结构的不同之处在于未充磁磁钢拼块的结构，如图2a和图2b所示，本实施例中未充磁磁钢拼块为竖向拼块12，竖向拼块12的长度l2与未充磁磁钢体1的长度l一致、宽度w2大于或等于1毫米且小于或等于10毫米、厚度h2与未充磁磁钢体1的厚度h一致，多块(图中为5块)竖向拼块12沿宽度方向无间隔排布并粘接成一体。在具体设计时，可将竖向拼块12的宽度设计为3毫米。

实施例三：

本实施例提出的一种磁钢结构，其与实施例一或实施例二的磁钢结构的不同之处在于未充磁磁钢拼块的结构，如图3a和图3b所示，本实施例中未充磁磁钢拼块为格子拼块13，格子拼块13的长度l3大于或等于1毫米且小于或等于10毫米、宽度w3大于或等于1毫米且小于或等于10毫米、厚度h3与未充磁磁钢体1的厚度h一致，多块(图中为105块)格子拼块13沿长度方向和宽度方向按矩形阵列方式无间隔排布并粘接成一体。在具体设计时，可将格子拼块13的长度和宽度设计为一致如均设计为3毫米，也可将格子拼块13的长度设计为4毫米且将宽度设计为3毫米，也可将格子拼块13的长度和宽度设计成其他尺寸。

上述各个实施例中，未充磁磁钢拼块的制作材料为稀土钕铁硼材料，在实际加工时也可采用其他高性能的永磁材料；充磁磁钢体的形状可以为长方形、瓦片型或削边等形状，上述三个实施例中均为长方形。

图4给出了磁钢受永磁电机内通电线圈产生的交变磁场影响而在其内部产生的涡流的分布示意图，图5给出了采用不同结构、不同数目的未充磁磁钢拼块粘接成的未充磁磁钢体1在充磁后形成的充磁磁钢体的涡流损耗的情况示意图。在图5中，横坐标表示横向拼块11的数目，纵坐标表示涡流损耗的值，圆圈标记表示竖向拼块12的数目为1，方形标记表示竖向拼块12的数目为2，三角标记表示竖向拼块12的数目为3。分析图5，从图5中可以看出，当横向拼块11的数目为1且竖向拼块12的数目也为1时，即未充磁磁钢体1没有分块的情况，涡流损耗在215w左右；当横向拼块11的数目为5且竖向拼块12的数目为1时，即为实施例一的结构，涡流损耗在110w左右；当横向拼块11的数目为10且竖向拼块12的数目为1时，即为实施例一的结构，涡流损耗低于50w；当横向拼块11的数目为15且竖向拼块12的数目为1时，即为实施例一的结构，涡流损耗30w左右；当横向拼块11的数目为20且竖向拼块12的数目为1时，即为实施例一的结构，涡流损耗15w左右；当横向拼块11的数目为1且竖向拼块12的数目为2时，即实施例二的结构，涡流损耗在75w左右；当横向分成5块且竖向分成2块时，即格子拼块13的数目为10，为实施例三的结构，涡流损耗在55w左右；当横向分成10块且竖向分成2块时，即格子拼块13的数目为20，为实施例三的结构，涡流损耗40w左右；当横向分成15块且竖向分成2块时，即格子拼块13的数目为30，为实施例三的结构，涡流损耗20w左右；当横向分成20块且竖向分成2块时，即格子拼块13的数目为40，为实施例三的结构，涡流损耗15w左右；当横向拼块11的数目为1且竖向拼块12的数目为3时，即实施例二的结构，涡流损耗在40w左右；当横向分成5块且竖向分成3块时，即格子拼块13的数目为15，为实施例三的结构，涡流损耗在30w左右；当横向分成10块且竖向分成3块时，即格子拼块13的数目为30，为实施例三的结构，涡流损耗25w左右；当横向分成15块且竖向分成3块时，即格子拼块13的数目为45，为实施例三的结构，涡流损耗17w左右；当横向分成20块且竖向分成3块时，即格子拼块13的数目为60，为实施例三的结构，涡流损耗15w左右。对于实施例一的结构，随着横向拼块11的数目的增加，涡流损耗明显降低；对于实施例二的结构，随着竖向拼块12的数目的增加，涡流损耗明显降低；对于实施例三的结构，在竖向分块相同的情况下，随着横向分块的增加，涡流损耗有所降低。这充分说明了本发明的磁钢结构能够减少涡流损耗，有效地避免了磁钢发热产生高温而退磁失效，且有效地提高了永磁电机的效率，是可行且有效地。