磁瓦、永磁转子和永磁电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及永磁电机技术领域，更具体地说，涉及一种磁瓦、永磁转子和永磁电 机。
【背景技术】
[0002] 永磁电机由其结构简单、运行可靠、体积小、效率高等优点逐渐被广泛应用。目前， 永磁电机主要包括；定子、永磁转子和转子轴；其中，永磁转子主要包括：转子铁芯和沿周 向设置在转子铁芯周向侧壁上的磁瓦。转子轴带动转子铁芯同步转动，永磁转子通过转子 轴向外部设备输出动力。
[0003] 但是，永磁电机在运行过程中，永磁电机的转矩脉动较大，导致整个永磁电机的振 动和噪音均较大，影响系统控制精度和定位精度。
[0004] 综上所述，如何减小永磁电机的转矩脉动，W减小永磁电机运行时的振动和噪音， 是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种磁瓦，能够减小永磁电机的转矩脉动，进而能够减小永 磁电机运行时的振动和噪音。本发明的另一目的是提供一种具有上述磁瓦的永磁转子和一 种具有上述永磁转子的永磁电机。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] -种磁瓦，包括：沿所述磁瓦轴向渐扩的渐扩段，沿磁瓦轴向渐缩的渐缩段；所述 渐扩段的宽端与所述渐缩段的宽端相连，且^《以1^2《以〇<目；其中，1^1为所述渐扩段 的轴向长度，L,为所述渐缩段的轴向长度，L为所述磁瓦轴向长度的1/2,a为所述磁瓦两 端端面的极弧系数，目为所述磁瓦沿其轴向的中间位置的极弧系数。
[000引优选的，上述磁瓦中，Li=L2。
[0009] 优选的，上述磁瓦中，Li=L2=L。
[0010] 优选的，上述磁瓦中，Li<LL2<L;所述渐扩段的宽端与所述渐缩段的宽端通过等宽 段连接，沿所述磁瓦轴向所述等宽段的宽度均相等。
[0011] 优选的，上述磁瓦中，Li=Ls，其中，Ls为所述等宽段的轴向长度。
[0012]优选的，上述磁瓦中，5 乂0°，其中，5为所述渐扩段的侧边与所述渐扩段的宽端 面的夹角。
[0013]优选的，上述磁瓦中，0 2-0 1<6°，其中，0 1为所述磁瓦的端面的极弧角度，0 2为 所述磁瓦沿其轴向的中间位置的极弧角度。
[0014] 本发明提供的磁瓦，具有沿其轴向分别渐扩和渐缩的渐扩段和渐缩段，且二者的 宽端相连，为形成不等极弧系数提供了前提；同时，磁瓦两端端面的极弧系数a小于磁瓦 沿其轴向的中间位置的极弧系数目，由于磁瓦轴向即为永磁转子轴向，则a<目改变了永 磁转子轴向方向上气隙磁场波形的分布，能够减小齿槽转矩，从而能够减小永磁电机的转 矩脉动，进而能够减小永磁电机运行时的振动和噪音。
[0015] 同时，本发明提供的磁瓦，具有渐扩段和渐缩段，则有效减小了制造磁瓦所需的材 料用量，进而降低了磁瓦的材料成本。
[0016] 基于上述提供的磁瓦，本发明还提供了一种永磁转子，该永磁转子包括；转子铁 芯，沿周向设置于所述转子铁芯周向侧壁上的磁瓦；其中，所述磁瓦为上述任意一项所述的 磁瓦。
[0017] 优选的，上述永磁转子中，所述磁瓦的数目为6-12个，且所述磁瓦粘接于所述转 子铁芯上。
[0018] 基于上述提供的永磁转子，本发明还提供了一种永磁电机，该永磁电机具有上述 任意一项所述的永磁转子。
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据该些附图获得其他的附图。
[0020] 图1为本发明实施例提供的磁瓦的一种结构示意图；
[0021] 图2为图1的A向示意图；
[0022] 图3为图1的B向示意图；
[0023] 图4为本发明实施例提供的磁瓦的另一种结构示意图；
[0024] 图5为图4的C向示意图；
[00巧]图6为图4的D向示意图；
[0026] 图7为本发明实施例提供的永磁转子的一种结构示意图；
[0027] 图8为本发明实施例提供的永磁转子的另一种结构示意图。
[0028] 上图 1-8 中：
[0029] 1为磁瓦、11为渐扩段、12为渐缩段、13为等宽段、2为转子铁芯。
【具体实施方式】
[0030] 本发明实施例提供了一种磁瓦，能够减小永磁电机的转矩脉动，进而能够减小永 磁电机运行时的振动和噪音。
[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032] 本发明实施例提供的磁瓦，其特征在于，包括：沿磁瓦轴向渐扩的渐扩段11，沿 磁瓦轴向渐缩的渐缩段12;渐扩段11的宽端与渐缩段12的宽端相连，且Li《LL2《L a<目；其中，Li为渐扩段11的轴向长度，L,为渐缩段12的轴向长度，L为磁瓦轴向长度的 1/2,a为磁瓦两端端面的极弧系数，目为磁瓦沿其轴向的中间位置的极弧系数。
[0033] 需要说明的是，磁瓦轴向，是指磁瓦安装于永磁转子后永磁转子的轴向；磁瓦的轴 向长度，是指沿磁瓦轴向磁瓦的长度；同理，渐缩段12的轴向长度，是指沿磁瓦轴向渐缩段 12的长度；渐扩段11的轴线长度，是指沿磁瓦轴向渐扩段11的长度。渐扩段11沿磁瓦轴 向渐扩，即沿磁瓦轴向渐扩段11的宽度逐渐增大；渐缩段12沿磁瓦轴向渐缩，即沿磁瓦轴 向渐缩段12的宽度逐渐减小；渐扩段11的渐扩方向与渐缩段12的渐缩方向相同。磁瓦 的两端端面，是指沿磁瓦轴向磁瓦两端的端面。磁瓦两端端面的极弧系数相等，且均为a。 磁瓦的极弧系数为永磁电机的极弧系数，即磁瓦的极弧系数为气隙平均磁密与最大磁密的 比值。磁瓦端面的极弧系数a= 0i*2P/36O°，磁瓦沿其长度方向的中间位置的极弧系数 目= 0 2*2P/36O°，其中，01为磁瓦端面的极弧角度，02为磁瓦沿其轴向的中间位置的极弧 角度，P为极对数。
[0034] 上述实施例提供的磁瓦关于其轴向中也线对称，磁瓦的轴向中也线平行于磁瓦轴 向。
[0035] 本发明实施例提供的磁瓦，具有沿磁瓦轴向分别渐扩和渐缩的渐扩段11和渐缩 段12,且二者的宽端相连，为形成不等极弧系数提供了前提；同时，磁瓦两端端面的极弧系 数a小于磁瓦沿其轴向的中间位置的极弧系数目，由于磁瓦轴向即为永磁转子轴向，贝U a<目改变了永磁转子轴向方向上气隙磁场波形的分布，能够减小齿槽转矩，从而能够减小 永磁电机的转矩脉动，进而能够减小永磁电机运行时的振动和噪音。
[0036] 同时，本发明实施例提供的磁瓦，具有渐扩段11和渐缩段12,则有效减小了制造 磁瓦所需的材料用量，进而降低了磁瓦的材料成本。
[0037] 本发明实施例提供的磁瓦，能够减小永磁电机的转矩脉动，可通过有限元仿真数 据证明，证明方法为本领域技术人员所熟知，本发明实施例对此不再说明。
[003引优选的，上述实施例提供的磁瓦中，Li=L2。该样，有利于进一步减小永磁电机的转 矩脉动；同时也便于磁瓦的生产和安装。进一步的，Li=L2=L。即渐扩段11和渐缩段12均为 磁瓦的二分之一，如图1-3所示。磁瓦沿其轴向的中间位置的极弧系数即为渐扩段11的宽 端的极弧系数(渐缩段12的宽端的极弧系数)。当然，渐扩段11和渐缩段12也可均小于磁 瓦的二分之一，具体的，Lia，L2<L;渐扩段11的宽端与渐缩段12的宽端通过等宽段13连 接，沿磁瓦轴向等宽段13的宽度均相等，如图4-6所示。该样，磁瓦沿其轴向的中间位置的 极弧系数即为等宽段13的极弧系数，磁瓦沿其长度方向的中间位置的极弧角度0 2即为等 宽段13的极弧角度。优选的，Li=Ls，其中，Ls为等宽段13的轴向长度。该样，渐扩段11、渐 缩段12和等宽段13的轴向长度均相等。当然，也可选择Li<L3,本发明实施例对此不做具 体地限定。
[0039]在实际应用过程中，需要根据实际情况设定5，5为渐扩段11的侧边与渐扩段11的宽端面的夹角，如图2和图5所示。其中，渐扩段11的侧边是指渐扩段11的侧面的侧 边。可进行试验确定8,试验数据如下表所示：
[0040]
【主权项】
1. 一种磁瓦，其特征在于，包括：沿所述磁瓦轴向渐扩的渐扩段（11)，沿所述磁瓦轴向 渐缩的渐缩段（12);所述渐扩段（11)的宽端与所述渐缩段（12)的宽端相连，且L1 < L， L2 < L，α <β ;其中，L1为所述渐扩段（11)的轴向长度，L2为所述渐缩段（12)的轴向长度， L为所述磁瓦轴向长度的1/2, α为所述磁瓦两端端面的极弧系数，β为所述磁瓦沿其轴向 的中间位置的极弧系数。
2. 如权利要求1所述的磁瓦，其特征在于，L1=Ly
3. 如权利要求2所述的磁瓦，其特征在于，L1=L2=I^
4. 如权利要求2所述的磁瓦，其特征在于，ua，L2〈L ;所述渐扩段（11)的宽端与所述 渐缩段（12)的宽端通过等宽段（13)连接，沿所述磁瓦轴向所述等宽段（13)的宽度均相等。
5. 如权利要求4所述的磁瓦，其特征在于，L1=L3，其中，L3为所述等宽段（13)的轴向长 度。
6. 如权利要求2所述的磁瓦，其特征在于，δ >50°，其中，δ为所述渐扩段（11)的侧 边与所述渐扩段（11)的宽端面的夹角。
7. 如权利要求2所述的磁瓦，其特征在于，，其中，Q1为所述磁瓦的端面的 极弧角度，Θ 2为所述磁瓦沿其轴向的中间位置的极弧角度。
8. -种永磁转子，包括：转子铁芯（2)，沿周向设置于所述转子铁芯（2)周向侧壁上的 磁瓦（1);其特征在于，所述磁瓦（1)为如权利要求1-7中任意一项所述的磁瓦。
9. 如权利要求8所述的永磁转子，其特征在于，所述磁瓦（1)的数目为6-12个，且所述 磁瓦（1)粘接于所述转子铁芯（2 )上。
10. 一种永磁电机，其特征在于，具有如权利要求8-9中任意一项所述的永磁转子。
【专利摘要】本发明提供了一种磁瓦、永磁转子和永磁电机，其中，磁瓦包括：沿磁瓦轴向渐扩的渐扩段，沿磁瓦轴向渐缩的渐缩段；渐扩段的宽端与渐缩段的宽端相连，且L1≤L，L2≤L，α<β；其中，L1为渐扩段轴向长度，L2为渐缩段轴向长度，L为磁瓦轴向长度的1/2，α为磁瓦两端端面的极弧系数，β为磁瓦沿其轴向的中间位置的极弧系数。上述磁瓦改变了永磁转子轴向方向上气隙磁场波形的分布，能够减小齿槽转矩，则能够减小永磁电机的转矩脉动，进而能够减小永磁电机运行时的振动和噪音；也有效减小了制造磁瓦所需的材料用量，进而降低了磁瓦的材料成本。本发明提供的永磁转子具有上述磁瓦，本发明提供的永磁电机具有上述永磁转子。
【IPC分类】H02K1-27, H02K1-22
【公开号】CN104836353
【申请号】CN201410047223
【发明人】殷鹏冬, 夏宝, 任丽君, 王周叶
【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】2015年8月12日
【申请日】2014年2月11日