[发明专利]组合磁化方式的表贴式永磁电机

说明书

本发明公开了一种组合磁化方式的表贴式永磁电机，包括定子与转子结构，所述转子结构包括转子磁极和转子铁心，转子磁极分布在转子铁心的外表面构成表贴式；所述转子磁极的每极包括一段磁性较强的中间永磁和两段磁性较弱的侧边永磁，两段侧边永磁对称分布在中间永磁的两侧，所述中间永磁与侧边永磁采用不同永磁材料、相同/不同的磁化方式。本发明的永磁电机可以提高径向气隙磁密的基波幅值，减少气隙磁场中的谐波含量，提高电机在不同驱动控制场合下的效率，降低了电机的制造成本。

技术领域

本发明涉及一种组合磁化方式的表贴式永磁电机，属于永磁电机领域。

背景技术

随着高精度计算机控制芯片、现代电机驱动技术及智能控制算法的发展，永磁电机在应用于高性能伺服控制的场合频率越来越高，可以实现一般电机无法实现的位置控制精度，广泛用于各类工业自动化生产中。在智能机器人、航天飞行器、医疗器械、模具精密加工行业等，都对电机的控制参数要求很高。永磁电机按照电磁转矩产生的原理以及驱动电源的种类可分为：永磁同步电动机与无刷直流电动机。永磁同步电动机与无刷直流电动机外观结构基本一致，都是由永磁体和电枢绕组所组成，永磁块均匀分布在转子结构上，为提高这两类永磁电机的电磁性能，永磁体的磁化方式不同，在空载场下，一个产生矩形波磁场，另一个产生正弦波磁场。无刷直流电机理想的空载反电动势为梯形波，永磁同步电机理想的空载反电动势为正弦波。为了有效发挥不同驱动控制方式的永磁电机特性，提高永磁的利用率，削弱电机磁场中的谐波成份，降低永磁电机的制造成本。研究永磁电机的组合磁化方式，对提高电机的相关性能具有重要意义。本发明设计了组合磁化方式的表贴式永磁电机，涉及平行与径向的组合，该组合磁化方式不仅简单实用，而且可有效提升电机的带载能力。

中国专利CN105449968公开了一种组合磁极表贴式永磁同步电机，所述永磁同步电机采用组合磁极方式，转子磁极包括稀土永磁磁极和两个铁氧体永磁磁极的组合，所述稀土永磁磁极和两个铁氧体永磁磁极的充磁方向均为径向充磁，且充磁方向相同。但并未对无刷直流电机的磁场特性作进一步分析，以及并未对其它永磁充磁方式作进步深入解释。

中国专利CN105429409公开了一种组合磁极式轴向磁通永磁同步电机，所述永磁同步电机采用组合磁极方式，转子磁极包括稀土永磁磁极和两个铁氧体永磁磁极的组合。两个铁氧体永磁磁极处在稀土永磁磁极的左右两个端面上。所述稀土永磁磁极和两个铁氧体永磁磁极的充磁方向均为轴向充磁，且充磁方向相同。但该种组合磁极主要针对永磁同步电机，且组合磁极的永磁充磁方式单一，并未对与其它充磁方式作对比分析。

发明内容

本发明主要目的为解决无刷直流电机和永磁同步电机在不同驱动控制方式下所需的磁场波形，提高电机的相关性能，削弱电机磁场的谐波。提出了一种组合磁化方式的表贴式永磁电机，对转子磁极结构采用组合磁化的方式，不仅可以提升电机的带载能力。而且可以节省永磁电机的制造成本，充分发挥无刷直流电机和永磁同步电机各自的磁场特性，极具有现实意义。

本发明是通过以下技术方案实现的：

组合磁化方式的表贴式永磁电机，包括定子与转子结构，其特征在于：所述转子结构包括转子磁极和转子铁心，转子磁极分布在转子铁心的外表面构成表贴式；所述转子磁极的每极包括一段磁性较强的中间永磁和两段磁性较弱的侧边永磁，两段侧边永磁对称分布在中间永磁的两侧，所述中间永磁与侧边永磁采用不同永磁材料、相同/不同的磁化方式。

所述的组合磁化方式的表贴式永磁电机，其特征在于：所述转子磁极的每极的磁化方式组合为平行+径向+平行、径向+平行+径向或平行+平行+平行。

所述的组合磁化方式的表贴式永磁电机，其特征在于：所述平行+径向+平行的组合磁化方式，中间永磁采用径向磁化方式，侧边永磁采用平行磁化方式，且平行磁化的中心与两侧各自磁极的中心相一致。该种组合磁化方式可使电机空载磁场更接近梯形波分布。