CN104752015B - 一种微电机充磁方式及其充磁组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微电机充磁组件；通过控制充磁机的输出能量来实现电机的转旋时充磁，有效的分配充磁机输出电压和电流对于充磁头所产生的磁能曲线，从而实现电机充磁后的磁力曲线是符合每一个电机旋转时所需的磁力曲线。与现有技术相比，采用本发明来充磁，同一微电机的阶次共振得到了大幅下降，从而减小微电机运行时所产生的振动或共振以及噪音。

Description

一种微电机充磁方式及其充磁组件

技术领域

本发明涉及一种微电机领域，具体来说涉及一种微电机充磁组件。

背景技术

微电机，全称“微型电动机”，是指直径小于160mm或额定功率小于750W的电机。微电机常用于控制系统或传动机械负载中，用于实现机电信号或能量的检测、解析运算、放大、执行或转换等功能。

如汽车座椅电机、雨刮电机均是采用微电机，微电机在充磁时，为了使电机运转时振动或噪音更小，就需要电机的磁场是一个均匀的曲线，同时此曲线在南北极交集处应尽量的减少复波，这样电机运转时的齿槽力矩才会减少，从而电机的高速运转或负载运行时的由于齿槽效应所产生的共振才会减少，最终才能实现电机的运行时的低振动和噪音。

常规的方式有如下几种1.减磁钢先充磁后装入定子或转子，此方法最检单，但是充磁后的磁钢的磁力曲线是一个不规则的曲线，电机运转的振动和噪音也最大。2.先磁钢先不充磁，装入定子或转子后，电机的静止的型式下进行定子或转子的磁化，此充磁方式后的磁钢的磁力线较好，但是在南北极交集处的复波较大，电机负载时的共振较为明显，一般来说，要改变磁钢的磁力曲线，必须将充磁进的强力磁力进行有效的分配，但是一般电机内部的空间很小，同时如果装转子装入定了后，就完全没有任何空间放入制具去有效的分配磁力曲线，所以电机的阶能共振很明显。

以一汽车座椅调节微电机为例，其一般采用四极稀士环形磁钢，通常情况下是采用内充磁的方式，将磁钢磁化完成后装入电机，但是由于此种磁钢是稀士，其矫顽力特别高，只能采用内表面充磁，充磁完成后其南北极的往复波很大，从而使电机在动转时的阶次共振很大，电机在负载情况下共振及明显。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种微电机充磁方式及其充磁组件，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种微电机充磁组件，其特征在于，包括一可以导磁的环形导磁外框，所述环形导磁外框上圆周均布有与电机磁钢极数一一对应的若干组单个极性条形小磁头，若干组所述单个极性条形小磁头的一端与环形导磁外框连接；若干组单个极性条形小磁头的另一端连接在一起并界定出一容纳电机的电机安装腔体；所述单个极性条形小磁头分别外套有与其绝缘的充磁线圈；充磁时，磁力曲线通过单个极性条形小磁头传入电机内部。

在本发明中，所述单个极性条形小磁头的另一端设置有用以界定出电机安装腔体的圆弧面。

在本发明中，所述电机磁钢为四极磁钢，所述环形导磁外框为方环形；所述单个极性条形小磁头有四组。

在本发明中，所述电机磁钢为六极磁钢，所述环形导磁外框为圆环形；所述单个极性条形小磁头有六组。

在本发明中，所述电机磁钢为八极磁钢，所述环形导磁外框为圆环形；所述单个极性条形小磁头有八组。

在本发明中，所述环形导磁外框上设置有用以连接单个极性条形小磁头的固定槽。

在本发明中，所述充磁线圈为采用扁型纱包铜线进行模具弯曲成一个空心线圈，其内部和端面分别固定有绝缘材料。

在本发明中，所述充磁线圈的内部固定一个可以调节圆周角度的固定型芯，用于调节电机的磁极与充磁线圈磁极的对应关系。

充磁过程：将电机放入电机安装腔体并固定好后，启动充磁机，充磁机输出一个较小的电流，同时充磁头产生一个较小的磁场，其内的低磁能使电机的转子转动且电机的磁钢没有被磁化，经过设定好的时间后，充磁机输出设定好的最高电流，使电机磁钢完成磁化。由于在磁钢完全磁化的时候，电机的转子是在转动的，所以磁力线会按照转子的转动方向进行正弦规律排列。

本发明通过控制充磁机的输出能量来实现电机的转旋时充磁，有效的分配充磁机输出电压和电流对于充磁头所产生的磁能曲线，从而实现电机充磁后的磁力曲线是符合每一个电机旋转时所需的磁力曲线。

与现有技术相比，采用本发明来充磁，同一微电机的阶次共振得到了大幅下降，从而减小微电机运行时所产生的振动或共振以及噪音。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本发明的实施例中微电机充磁组件的示意图。

图2为本发明的实施例中环形导磁外框的示意图。

图3为本发明的实施例中单个极性条形小磁头的示意图。

图4为本发明的实施例中充磁线圈的示意图。

图5为本发明的实施例中单个极性条形小磁头插入充磁线圈内部的示意图。

图6为本发明的实施例中微电机装入微电机充磁组件的示意图。

图7为采用本发明充磁完成的典型的四极磁钢的磁力曲线。

图8为四极磁钢的磁化方向示意图。

图9为充磁机电流输出曲线示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。

参见图1和2，一种微电机充磁组件，包括一可以导磁的环形导磁外框10，在本实施例中电机磁钢为四极磁钢，环形导磁外框10为方环形；环形导磁外框10是作为各磁极的导磁导体，环形导磁外框上加工出用以连接单个极性条形小磁头的固定槽11。

环形导磁外框上圆周均布有与电机磁钢极数一一对应的四组单个极性条形小磁头30，四组单个极性条形小磁头的一端分别与环形导磁外框的固定槽11连接；

参见图3，单个极性条形小磁头30同样采用导磁材料制成，其一端与环形导磁外框的固定槽11固定连接，另一端用以界定出电机安装腔体的圆弧面32，并在充磁时与电机相贴合，使磁力曲线传入电机内部。四组单个极性条形小磁头30的另一端连接在一起并界定出一容纳电机的电机安装腔体20(如图1所示)；单个极性条形小磁头分别外套有与其绝缘的充磁线圈31；参见图4，由于电机装成整机后一般需要带上一个减速机构，所以其局限了充磁线圈的大小，如果充磁线圈太大，电机的被磁化点不会处于充磁磁头的中间。所以充磁线较必须做成薄型,本发明的充磁线圈为采用扁型纱包铜线进行模具弯曲成一个空心线圈，其弯曲模具中间有一个活动的关节，将曲线放入其中后扳动弯曲模具，可以将导线弯曲成固定的型式。弯曲完所成后的充磁线圈达到固定的圈数后，将充磁线圈内部和端面固定好绝缘材料，然后用耐温胶固定后一起。参见图5，待胶水固化好后，将各单个极性条形小磁头30插入充磁线圈31内部的固定位置，然后用用胶水固定好，也可以采用机械的方式进行固定。

将各完工后的单个极性条形小磁头30最后装入环形导磁外框10的固定槽内,并采用机械的方式进行固定。

整体固定完后，在充磁线圈的内部固定一个可以调节圆周角度的固定型芯，用于调节电机的磁极与充磁线圈磁极的对应关系。

参见图6，充磁过程：将电机40放入电机安装腔体并固定好后，启动充磁机(如果充磁机的电流过大需要将电源的输出电流进行限流)，充磁机输出一个较小的电流，同时充磁线圈产生一个较小的磁场，其内的低磁能使电机的转子转动且电机的磁钢没有被磁化，经过设定好的时间(0.1-2S)后，充磁机输出设定好的最高电流，使电机磁钢完成磁化。由于在磁钢完全磁化的时候，电机的转子是在转动的，所以磁力线会按照转子的转动方向进行正弦规律排列。图7、8分别为充磁完成的典型的四极磁钢的磁力曲线示意图和四极磁钢的磁化方向示意图。

图9为充磁机电流输出曲线示意图。此曲线说明在充磁时充磁机输出一个较小的电流，使电机的转子在其磁场内转动且电机的磁钢没有被磁化。待设定时间过后，输出很大的设定电流，使被充磁的电机完成磁化；充磁完成后下降到一个较小的电流，维持一个设定的时间后，断电完成充磁。

当然，如果电机磁钢为六极磁钢，则环形导磁外框可为圆环形；单个极性条形小磁头有六组。如果电机磁钢为八极磁钢，则环形导磁外框选用圆环形；单个极性条形小磁头有八组，以此类推。

与现有技术相比，采用本发明来充磁，同一微电机的阶次共振得到了大幅下降，从而减小微电机运行时所产生的振动或共振以及噪音。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种微电机充磁组件，其特征在于，包括一可以导磁的环形导磁外框，所述环形导磁外框上圆周均布有与电机磁钢极数一一对应的若干组单个极性条形小磁头，若干组所述单个极性条形小磁头的一端与环形导磁外框连接；若干组单个极性条形小磁头的另一端连接在一起并界定出一容纳电机的电机安装腔体；所述单个极性条形小磁头分别外套有与其绝缘的充磁线圈；充磁时，磁力曲线通过单个极性条形小磁头传入电机内部；所述充磁线圈为采用扁型纱包铜线进行模具弯曲成一个空心线圈，其内部和端面分别固定有绝缘材料，充磁线圈的内部固定一个可以调节圆周角度的固定型芯，用于调节电机的磁极与充磁线圈磁极的对应关系。

2.根据权利要求1所述的微电机充磁组件，其特征在于，所述单个极性条形小磁头的另一端设置有用以界定出电机安装腔体的圆弧面。

3.根据权利要求2所述的微电机充磁组件，其特征在于，所述电机磁钢为四极磁钢，所述环形导磁外框为方环形；所述单个极性条形小磁头有四组。

4.根据权利要求2所述的微电机充磁组件，其特征在于，所述电机磁钢为六极磁钢，所述环形导磁外框为圆环形；所述单个极性条形小磁头有六组。

5.根据权利要求2所述的微电机充磁组件，其特征在于，所述电机磁钢为八极磁钢，所述环形导磁外框为圆环形；所述单个极性条形小磁头有八组。

6.根据权利要求2所述的微电机充磁组件，其特征在于，所述环形导磁外框上设置有用以连接单个极性条形小磁头的固定槽。