[发明专利]永磁体及其表面轮廓设计方法和电机

说明书

本发明公开了一种永磁体及其表面轮廓设计方法和电机。该永磁体具有：顶面、基底面、两个侧面以及两个过渡面。所述顶面和所述基底面相互平行，所述顶面在所述永磁体的横截面上的长度小于所述基底面在所述横截面上的长度，两个所述侧面相互平行且等长，两个所述过渡面分别连接所述顶面和两个所述侧面，所述永磁体的横截面形状相同，所述过渡面形成为：在平滑的曲面上切割出一过渡平面。该永磁体采用在过渡面上过渡平面的方式，大幅减小了使用其的永磁电机中的转矩波动，减少永磁体用量，提高了转矩平稳度，增加了磁通密度，提高电机效率，减少振动噪声。该电机具有上述相同效果。

技术领域

本发明涉及永磁电机领域，特别涉及一种永磁体及其表面轮廓设计方法和电机。

背景技术

永磁电机中永磁体作为一个主要的励磁部件，其结构形状将影响到电机的性能。

目前永磁电机中永磁体外形主要有瓦片性，矩形，面包形等形状。其中，面包形的永磁体的应用较为广泛，面包形的永磁体的横截面如图1所示。

而面包形的永磁体在某些应用场合，仍然存在转矩波动过大(即转矩脉动值过大)的情况，原因在于齿槽转矩和磁阻转矩脉动过大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中永磁体的转矩脉动值过大的缺陷，提供一种永磁体及其表面轮廓设计方法和电机。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种永磁体，其具有：顶面、基底面、第一侧面和第二侧面；所述顶面在所述永磁体的横截面上的长度小于所述基底面在所述横截面上的长度；

所述第一侧面经由第一过渡面连接于所述顶面，所述第一过渡面包括与所述顶面邻接的第一过渡曲面、与所述第一侧面邻接的第二过渡曲面以及位于所述第一过渡曲面和第二过渡曲面之间的至少一个过渡平面。

优选地，所述第一过渡面包括多个所述过渡平面，多个所述过渡平面彼此邻接。

优选地，所述第一过渡面仅包括一个所述过渡平面。

优选地，所述第二侧面经由第二过渡面连接于所述顶面，所述第二过渡面与所述第一过渡面相对于所述基底面在所述横截面上的线段的垂直平分线对称。

优选地，所述第二侧面经由第二过渡面连接于所述顶面，所述第二过渡面与所述第一过渡面相对于所述基底面在所述横截面上的线段的垂直平分线不对称。

优选地，所述第一过渡曲面和第二过渡曲面在所述横截面上形成的曲线选自正弦函数、贝塞尔函数、贝塞尔函数的变形函数中的一种。

优选地，所述过渡平面平行于虚拟平面；

所述虚拟平面为：所述顶面与所述第一过渡曲面的交线和所述第一侧面与所述第二过渡曲面的交线所限定的平面。

优选地，所述过渡平面不平行于虚拟平面；

所述虚拟平面为：所述顶面与所述第一过渡曲面的交线和所述第一侧面与所述第二过渡曲面的交线所限定的平面。

一种如上所述的永磁体的表面轮廓的设计方法，其中，所述设计方法包括如下操作：

以第一过渡平面的位置作为变量，利用仿真模拟软件得出：对应不同的顶面的宽度和第一侧面的高度的，转矩脉动值随设置位置变化的多条变化曲线，利用所述变化曲线选取转矩脉动值在预设范围内的顶面的宽度、侧面的高度以及第一过渡平面的位置。

优选地，所述设计方法包括如下操作：

在所述横截面上建立直角坐标系；

在所述横截面上，所述顶面的长度设为a，所述第一侧面的长度设为b，所述第一过渡曲面与所述过渡平面的交点与所述第一过渡曲面与所述顶面的交点的横坐标距离或纵坐标距离设为c；