一种非均匀气隙方形电机的制作方法

本发明涉及电机，特别是一种非均匀气隙方形电机。

背景技术：

1、方形电机是目前永磁电机研究制造的一大热门方向，目前的方形电机普遍在外壳内壁安装若干个沿内壁周向分布的永磁体，由若干个永磁体的内侧和电机的外壳内壁配合形成供转子容纳的圆柱形空间，形成均匀的气隙，在加装永磁体时，弧形片状的永磁体与电机的外壳内壁采用单面粘合的方式进行连接，这种连接方式在长时间使用情况下永磁体容易脱落，而且永磁体在安装时不易定位，容易因安装不均匀导致漏磁，进而影响电机转矩和功率密度；另外，由于若干个永磁体的极性不尽相同，但在安装时需要严格地按照设定好的磁极排列顺序粘接，安装前需要先对各永磁体进行磁极的检测，即使如此，电机在制造完成后还是会出现小概率的磁极安装错误现象，影响电机制造的合格率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种非均匀气隙方形电机。本发明的永磁体为一体式结构，具有便于定位、安装便捷、安装精度高、不会出现磁极安装错误的优点。

2、本发明的技术方案：一种非均匀气隙方形电机，包括定子和位于所述定子内部的转子，所述定子包括径向截面外廓为方形的外壳，沿所述外壳的内壁布设有永磁体，所述永磁体呈环状一体式结构，永磁体上设有若干个沿外壳内壁周向分布的磁极，若干个磁极以n、s极循环更替的方式排列，所述永磁体的内侧围成一个连续的柱面，所述柱面上的轴向方向设有若干个沿圆周分布的内凹圆弧面。

3、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明的永磁体为环状一体式结构，安装于方形电机外壳的内壁，相比于多个永磁体分别安装于方形电机外壳内壁的结构，本发明的永磁体便于定位安装且安装更为便捷，理论上来说，永磁体与外壳内壁之间的配合方式是唯一的，可以最大限度的保证安装精度；另外，本发明的一体式永磁体磁极排列方式取决于永磁体前期的充磁情况，只要永磁体按设定要求进行，那么当永磁体安装完毕后，磁极排列的正确率就可以达到100％，也即不会出现磁极安装错误的现象，有助于提升电机制造的合格率。

4、本发明永磁体的内侧围成一个连续柱面后，柱面上的轴向方向设有若干个沿圆周分布的内凹圆弧面，内凹圆弧面的设计使得本发明定子与转子之间形成了非均匀的气隙，非均匀气隙的设计有助于改善气隙磁密波形，降低铁芯总损耗，从而提高电机效率，还能减少永磁体用量，节约成本。

5、前述的一种非均匀气隙方形电机中，所述永磁体的磁极个数为四个，每个磁极所对应的部分柱面上均设有两个内凹圆弧面。

6、前述的一种非均匀气隙方形电机中，同一磁极上的两个内凹圆弧面之间相对于转子的轴心线呈60°夹角。

7、前述的一种非均匀气隙方形电机中，所述永磁体的外侧各处均紧贴于外壳的内壁，使永磁体的外侧围成一个与外壳内壁相适配的贴合面。

8、前述的一种非均匀气隙方形电机中，所述贴合面包括与外壳内壁四个面相对应的边圆弧面，以及与外壳内壁四个角相对应的角圆弧面。

9、前述的一种非均匀气隙方形电机中，相邻的边圆弧面和角圆弧面在相交处形成有一条相交线，相邻的边圆弧面和角圆弧面存在同一相切平面，且所述相交线位于相切平面内。

10、前述的一种非均匀气隙方形电机中，所述边圆弧面的圆弧所对应的半径大小为k*109.4mm，所述角圆弧面的圆弧所对应的半径大小为k*2.4mm，其中k为比例系数。

11、前述的一种非均匀气隙方形电机中，所述内凹圆弧面的圆弧所对应的半径大小为k*1.5mm。

12、前述的一种非均匀气隙方形电机中，所述外壳的壁厚处处相等，在方形电机的径向截面中，所述转子的轴心至外壳内壁的最小距离为k*9.4mm、最大距离为k*12mm。

13、前述的一种非均匀气隙方形电机中，所述外壳的壁厚为k*0.6mm。

技术特征：

1.一种非均匀气隙方形电机，包括定子和位于所述定子内部的转子(1)，所述定子包括径向截面外廓为方形的外壳(2)，沿所述外壳(2)的内壁布设有永磁体(3)，其特征在于：所述永磁体(3)呈环状一体式结构，永磁体(3)上设有若干个沿外壳内壁周向分布的磁极，若干个磁极以n、s极循环更替的方式排列，所述永磁体(3)的内侧围成一个连续的柱面(31)，所述柱面(31)上的轴向方向设有若干个沿圆周分布的内凹圆弧面(311)。

2.根据权利要求1所述的一种非均匀气隙方形电机，其特征在于：所述永磁体(3)的磁极个数为四个，每个磁极所对应的部分柱面(31)上均设有两个内凹圆弧面(311)。

3.根据权利要求2所述的一种非均匀气隙方形电机，其特征在于：同一磁极上的两个内凹圆弧面(311)之间相对于转子(1)的轴心线呈60°夹角。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种非均匀气隙方形电机，其特征在于：所述永磁体(3)的外侧各处均紧贴于外壳(2)的内壁，使永磁体(3)的外侧围成一个与外壳(2)内壁相适配的贴合面(32)。

5.根据权利要求4所述的一种非均匀气隙方形电机，其特征在于：所述贴合面(32)包括与外壳(2)内壁四个面相对应的边圆弧面(321)，以及与外壳(2)内壁四个角相对应的角圆弧面(322)。

6.根据权利要求5所述的一种非均匀气隙方形电机，其特征在于：相邻的边圆弧面(321)和角圆弧面(322)在相交处形成有一条相交线(323)，相邻的边圆弧面(321)和角圆弧面(322)存在同一相切平面，且所述相交线(323)位于相切平面内。

7.根据权利要求6所述的一种非均匀气隙方形电机，其特征在于：所述边圆弧面(321)的圆弧所对应的半径大小为k*109.4mm，所述角圆弧面(322)的圆弧所对应的半径大小为k*2.4mm，其中k为比例系数。

8.根据权利要求7所述的一种非均匀气隙方形电机，其特征在于：所述内凹圆弧面(311)的圆弧所对应的半径大小为k*1.5mm。

9.根据权利要求7所述的一种非均匀气隙方形电机，其特征在于：所述外壳(2)的壁厚处处相等，在方形电机的径向截面中，所述转子(1)的轴心至外壳(2)内壁的最小距离为k*9.4mm、最大距离为k*12mm。

10.根据权利要求9所述的一种非均匀气隙方形电机，其特征在于：所述外壳(2)的壁厚为k*0.6mm。

技术总结
本发明公开了一种非均匀气隙方形电机，包括定子和位于所述定子内部的转子，所述定子包括径向截面外廓为方形的外壳，沿所述外壳的内壁布设有永磁体，所述永磁体呈环状一体式结构，永磁体上设有若干个沿外壳内壁周向分布的磁极，若干个磁极以N、S极循环更替的方式排列，所述永磁体的内侧围成一个连续的柱面，所述柱面上的轴向方向设有若干个沿圆周分布的内凹圆弧面。本发明的永磁体为一体式结构，具有便于定位、安装便捷、安装精度高、不会出现磁极安装错误的优点。

技术研发人员：康明章,任成波,徐盼,童腾超,李凯
受保护的技术使用者：宁波精成车业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14