CN115346755A - 一种永磁电机转子充磁装置及方法 - Google Patents

一种永磁电机转子充磁装置及方法 Download PDF

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CN115346755A CN202211013185.0A CN202211013185A CN115346755A CN 115346755 A CN115346755 A CN 115346755A CN 202211013185 A CN202211013185 A CN 202211013185A CN 115346755 A CN115346755 A CN 115346755A
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Abstract

本发明提供一种永磁电机转子充磁装置及方法,包括:充磁绕组;充磁绕组由多个子绕组沿圆周方向串联组成,每个子绕组通电后产生一个极对数磁场,充磁绕组的端部远离圆周方向的内部;充磁绕组通电后产生具有多个极对数的磁场,极对数总数与待充磁永磁电机转子的极对数总数相同;向充磁绕组内部通入脉冲电流,使得充磁绕组在永磁电机转子的各个磁极处产生超过磁极矫顽力的感应磁场,以对各个磁极进行充磁;其中,每个子绕组产生一对方向相反的磁场,且相邻两个子绕组对应的邻接磁场方向相反,以实现多个子绕组间电磁力自平衡,降低充磁绕组的机械应力,保证充磁装置的充磁能力。本发明降低充磁绕组的机械应力且避免了多工步充磁工序潜在的退磁风险。

Description

一种永磁电机转子充磁装置及方法
技术领域
本发明属于新能源电力技术领域,更具体地,涉及一种永磁电机转子充磁装置及方法。
背景技术
在生态环境持续恶化、能源危机不断加剧的背景下,发展风能、太阳能等形式的新能源新型电力系统,已成为国际共识,亦是推动我国可持续发展国家战略的关键力量。这其中,风电占据了我国新能源电力系统的半壁江山:陆上风电装机方面,现有容量2.3亿千瓦,2030年将达6.7亿千瓦;此外,海上风电方面具有20亿千瓦以上发展潜能。风电将为我国2060年前实现碳中和的目标贡献重要力量。大型永磁风力发电机作为风电的核心装备,其生产与制造是风电大规模应用的关键,然而,现有生产工艺在性能与效率方面都存在诸多不足,其中,大型永磁转子的生产与制造是其中的技术瓶颈。
大型电机永磁转子的生产,当前主要采用先充磁后组装的预充磁技术:首先,采用小型螺线管充磁线圈对于一系列不带磁性的永磁块施加脉冲强磁场,使其饱和充磁;其次,再将带磁性的永磁块一一装配至转子处,拼装成转子磁极。主要存在以下问题:1)预充磁后永磁块会发生自消磁,或因后续装配环节中的高温等发生不可逆退磁,最终导致转子性能偏离理论设计值。2)带磁性的永磁块相互之间及其周围环境中的铁磁金属器件间,存在巨大的吸引或排斥力,对装配安全性、精度、效率等造成巨大影响,即使采用特制工装夹具,也不容易进行准确的定位和组装,装配精度不高,且容易刮伤永磁块表面镀层,甚至对永磁块产生不可逆的破坏,电机最终达不到预期的性能要求。3)此外,大型电机转子磁极通常由几千个永磁块拼装而成,目前大多为人工组装,操作风险大,生产效率低,人力成本高。因此,传统的预充磁技术已难以满足高质量永磁电机的大批量生产需求。
与传统预充磁工艺相比,整体充磁技术可在永磁块不带磁性的状态下进行组装,再通过专门设计的充磁线圈对组装好的电机磁极施加脉冲磁场进行整体充磁。不带磁性装配避免强大磁力的影响,可显著提升装配效率和精度,同时避免了装配过程高温等因素带来的退磁风险,进而显著提升转子性能。因此,相比传统的预充磁技术,整体充磁技术是突破大型永磁电机高质量、自动化、高效率生产制造极具潜力的技术。然而,现有整体充磁工艺在充磁装备和工艺方面都还存在诸多问题:
(1)在装备方面,以铝铁硼稀土为代表的高矫顽力永磁磁极,其整体饱和充磁需要3T以上强磁场,且磁场需建立在米级尺度空间区域,电磁参数远高于常规电磁装备,面临巨大焦耳热温升、机械应力等问题,对以充磁线圈为代表的整体充磁系统寿命及性能提出极高挑战。装备参数水平的不足,直接影响了整体充磁技术的充磁效率与性能。
(2)在工艺方面,较常规预充磁技术,整体充磁过程存在多次充磁工序之间的耦合作用,磁极将经受更加复杂的磁场加载条件及历史,已充磁磁极在后续磁极充磁产生的杂散磁场作用下,存在退磁风险,导致最终整机转子磁特性偏离设计的最优状态,严重限制装配后风机整机性能。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种永磁电机转子充磁装置及方法,旨在解决现有大型电机永磁转子整体充磁装置面临巨大焦耳热温升、机械应力的问题,导致充磁装置性能不足,以及充磁过程中多次充磁工序之间耦合作用,已充磁磁极在后续磁极充磁产生的杂散磁场作用下,存在退磁风险,无法保证充磁后转子性能的问题。
为实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种永磁电机转子充磁装置,包括:充磁绕组;
所述充磁绕组由多个子绕组沿圆周方向串联组成,每个子绕组通电后产生具有一个极对数的磁场,所述充磁绕组的端部远离所述圆周方向的内部;
所述充磁绕组通电后产生具有多个极对数的磁场,且所产生的磁场沿所述圆周方向对称分布,其极对数总数与待充磁永磁电机转子的极对数总数相同;
所述充磁装置对待充磁的永磁电机转子充磁时,所述充磁绕组被同轴置于永磁电机转子外围,且所述充磁绕组放置的位置以其通电后所产生的磁场与永磁电机转子磁场方向一致为参考;所述充磁绕组放置在永磁电机转子外围后,向充磁绕组内部通入脉冲电流,使得充磁绕组在永磁电机转子的各个磁极处产生超过磁极矫顽力的感应磁场,以对各个磁极进行充磁;其中,每个子绕组产生一对方向相反的磁场,且相邻两个子绕组对应的邻接磁场方向相反,以实现多个子绕组间电磁力自平衡,降低充磁绕组的机械应力,保证充磁装置的充磁能力。
在一个可选的示例中,各个子绕组包括:两个端部和三条有效边;一个端部分别连接第一条有效边顶端和第二条有效边顶端,另一个端部分别连接第二条有效边底端和第三条有效边底端;
所述端部远离永磁电机转子弧面,与永磁电机转子轴向垂直;所述有效边与永磁电机转子轴向平行;
相邻两个子绕组共用一条有效边;一条有效边的顶端或底端只能被一个端部连接。
在一个可选的示例中,所述充磁绕组的结构与永磁电机转子的结构相匹配,以实现充磁绕组与永磁电机转子之间的最佳磁耦合。
在一个可选的示例中,该装置还包括:位移控制平台;
所述位移控制平台,用于调整所述充磁绕组与永磁电机转子轴向的相对位置,以对永磁电机转子轴向的不同区域进行充磁。
在一个可选的示例中,该装置还包括:绕组工装;
所述绕组工装用于对充磁绕组进行固定,并与位移控制平台相连,以便位移控制平台通过绕组工装控制充磁绕组的轴向相对位置。
在一个可选的示例中,该装置还包括:水冷系统或液氮冷却系统;
所述充磁绕组为中空结构,所述水冷系统或液氮冷却系统通过向所述充磁绕组内部通入对应的冷却介质对充磁绕组进行冷却和散热。
在一个可选的示例中,所述充磁绕组端部内置有导磁材料,以约束端部的杂散磁场,降低杂散磁场对永磁电机转子已充磁磁极的影响。
第二方面,本发明提供了一种永磁电机转子充磁方法,包括如下步骤:
确定充磁绕组;所述充磁绕组由多个子绕组沿圆周方向串联组成,每个子绕组通电后产生具有一个极对数的磁场,所述充磁绕组的端部远离所述圆周方向的内部;所述充磁绕组通电后产生具有多个极对数的磁场,且所产生的磁场沿所述圆周方向对称分布,其极对数总数与待充磁永磁电机转子的极对数总数相同;
将所述充磁绕组同轴置于永磁电机转子外围,所述充磁绕组放置的位置以其通电后所产生的磁场与永磁电机转子磁场方向一致为参考;
向充磁绕组内部通入脉冲电流,使得充磁绕组在永磁电机转子的各个磁极处产生超过磁极矫顽力的感应磁场,以对各个磁极进行充磁;其中,每个子绕组产生一对方向相反的磁场,且相邻两个子绕组对应的邻接磁场方向相反,以实现多个子绕组间电磁力自平衡,降低充磁绕组的机械应力,保证充磁装置的充磁能力。
在一个可选的示例中,所述充磁绕组的各个子绕组包括:两个端部和三条有效边;一个端部分别连接第一条有效边顶端和第二条有效边顶端,另一个端部分别连接第二条有效边底端和第三条有效边底端;
所述端部远离永磁电机转子弧面,与永磁电机转子轴向垂直;所述有效边与永磁电机转子轴向平行;
相邻两个子绕组共用一条有效边;一条有效边的顶端或底端只能被一个端部连接。
在一个可选的示例中,所述充磁绕组的结构与永磁电机转子的结构相匹配,以实现充磁绕组与永磁电机转子之间的最佳磁耦合。
在一个可选的示例中,该方法还包括如下步骤:
调整所述充磁绕组与永磁电机转子轴向的相对位置,以对永磁电机转子轴向的不同区域进行充磁。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:
本发明提供一种永磁电机转子充磁装置及方法,通过构造具有对称结构的多对极充磁绕组实现了绕组对极间电磁力的自平衡,极大降低了充磁绕组机械应力,显著提升了充磁装备所能达到的充磁磁场参数水平,进而显著提升装备充磁能力;同时,通过绕组端部结构设计显著降低端部杂散磁场,避免了多工步充磁工序潜在的退磁风险;此外,本发明充磁方法所提出的轴向多步充磁工序,在简化了现有整体充磁工序、提升充磁效率的同时,还提供了通过轴向充磁工序优化提升能量效率、提升充磁性能的技术思路。相较已有技术方案与方法,本发明可大幅提升大型永磁装备充磁的效率与性能,因而,有望大幅提升我国风力放电机等大型永磁装备的性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的整体充磁装置结构示意图;
图2是本发明实施例提供的充磁绕组和转子的俯视图;
图3是本发明实施例提供的充磁绕组和转子的前视图;
图4是本发明实施例提供的充磁绕组和转子的局部放大图;
图5是本发明实施例提供的脉冲电源产生的脉冲电流波形示意图;
图6是本发明实施例提供的充磁绕组在转子所在区域产生的脉冲磁场示意图;
图7是本发明实施例提供的充磁工序示意图;
在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:1为充磁绕组、2为绕组工装、3为待充磁转子、4为充磁电源、5为位移控制平台。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术不足,本发明将提供一种永磁电机转子充磁装置,通过充磁绕组结构及拓扑设计实现绕组电磁力的自平衡,进而显著降低了线圈内应力,使得更高参数充磁磁场的加载成为可能;同时,本发明还给出一种实现高效率、高性能的饱和充磁方法,通过对充磁路径的改进,显著提升充磁效率,同时避免了多工步充磁过程中已充磁转子的退磁风险,提升充磁转子充磁均匀性。相关技术与方法有望突破我国永磁风机永磁转子高性能制造技术瓶颈,提高整机输出功率、降低制造周期和成本,助力我国风电新能源领域的发展。
本发明公开了一种大型永磁电机转子整体充磁装置及方法。该装置包括多对极充磁绕组、充磁电源、位移控制平台、充磁绕组工装。多对极充磁绕组与待充磁永磁转子保持一致的极对数,充磁绕组的多对极沿圆周环向方向对称分布,且绕组端部形状经优化设计以减小杂散磁场对充磁影响;充磁绕组工装为充磁绕组提供机械结构支撑,相互固定,一并与位移控制平台相连;充磁绕组经电缆与充磁电源相连。实际充磁工艺中,充磁电源将对充磁绕组放电,进而在充磁绕组投影下的永磁转子磁极局部区域建立脉冲强磁场,超过材料矫顽力,进而实现磁极局部局域磁化;进一步地,通过位移控制平台改变充磁线圈与永磁转子轴向相对位置,实现对不同区域充磁,以轴向多工步充磁的工艺方式,实现对永磁转子整机充磁。
与传统充磁工艺相比,本发明可带来三方面的技术提升:(1)多对极充磁绕组的环向对称式分布结构,可实现绕组间相互电磁作用力的自平衡,进而显著降低绕组应力,增强充磁参数;(2)绕组端部设计,可有效降低端部杂散磁场,进而显著降低了多步充磁工艺中已充磁区域的退磁风险,提高充磁性能;(3)所提出的轴向多步充磁方法,为大型永磁转子提供了简易、高效充磁方案,工装简单,且可根据实际充磁效果,进行充磁工序的最优化控制,达到充磁效率与性能的综合最优效果。
针对当前技术缺陷及改进需求,本发明提供了一种永磁电机转子充磁装置,通过充磁绕组结构及拓扑设计实现绕组相互间电磁作用力的自平衡,进而显著降低了绕组应力,提升充磁磁场参数水平;同时,本发明还给出一种实现高效率充磁方法,通过对充磁路径的改进,显著提升充磁效率,同时降低多工步充磁过程中已充磁转子的退磁风险,提升充磁转子充磁性能。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种永磁电机转子充磁装,包括:充磁绕组、充磁电源、位移控制平台、绕组工装;所述充磁绕组极具有多对数结构,其极对数与所述待充磁永磁转子极数一致,且所有绕组对极沿圆周方向对称分布,并通过所述绕组工装实现所述充磁绕组的安装与固定;所述充磁绕组及所述绕组工装相互固定,并与所述位移控制平台相连;所述充磁绕组在轴向端部区域,其绕组结构将远离所述永磁转子圆弧面;所述充磁电源与所述充磁绕组相互连接,为其建立充磁磁场提供必要能量。
优选地,所述充磁绕组几何结构,可根据所述待充磁转子磁极结构进行优化设计,实现所述充磁线圈与所述待充磁转子之间最佳磁耦合。
优选地,所述充磁绕组匝数等电气参数,可根据所述充磁电源及所述待充磁转子电磁特性(电导率、磁导率、形状等)进行优化设计,实现最佳能量利用效率,提升装置充磁能力,同时降低装备电磁应力以提升装置寿命。
优选地,所述充磁绕组与所述充磁电源均可由多组绕组、多组电源构成,并通过充磁电源与绕组分组协同,实现系统电、磁、热、力综合性能指标的最优化。
优选地,所述充磁绕组还可配备额外加固装置,以约束绕组结构非完美对称性引发的电磁力,避免其引发的机械破坏,进而提升装备寿命及定性。
优选地,所述充磁绕组还可配备水冷系统,绕组导线中空结构,并通过水泵在其内部通入循环冷却水,以实现充磁线圈快速冷却、散热,以提高充磁磁场参数和放电频率,进而提升充磁性能及效率。
优选地,所述充磁绕组还可配备液氮冷却系统,绕组导线中空结构,其内部通入循环液氮,一方面实现充磁线圈快速冷却、散热,提高充磁磁场参数和放电频率;另一方面,通过低温下导体的低电阻效应,降低焦耳损耗,进而显著提升装置能量利用率及充磁能力。
优选地,所述充磁绕组端部还可增加额外导磁材料,以约束端部杂散磁场,进一步降低多工步充磁过程中,后续充磁工序杂散充磁磁场对已充磁磁极的影响,降低已充磁磁极的退磁风险。
优选地,所述充磁电源主要是以脉冲电容器为主的脉冲电源,可通过对放电电路的结构设计实现包括正弦衰减振荡(多脉冲)和单脉冲充磁波形等多模式充磁波形,且还可以对磁场极性进行灵活切换,以满足不同充退磁需求。
优选地,所述位移控制平台主要用于所述充磁绕组与所述转子之间轴向相对位置的控制,同时,还具备同轴度和周向等位置指标的校准、调节功能,以确保充磁磁场极性与待充磁磁极极性的对齐。
按照本发明的另一方面,提供了一种大型永磁转子的高性能整体充磁方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤(1):将所述充磁绕组与所述绕组工装安装、固定,并与位移控制平台安装在一起;
步骤(2):将所述充磁绕组与所述充磁转子同轴放置,并将所述充磁绕组对极与所述充磁转子上的磁极相对,并通过所述位移控制平台调节二者轴向相对位置关系,以控制在磁极上的轴向充磁区域;
步骤(3):将所述充磁绕组与所述的电源通过同轴电缆连接;
步骤(4):所述充磁电源对所述充磁绕组放电,在所述充磁绕组内部产生巨大脉冲电流,所述充磁绕组进而在所述充磁转子磁极处感应脉冲强磁场,并超过所述待充磁转子磁极材料的矫顽力,进而实现其饱和充磁;
步骤(5):通过所述位移控制平台,调整所述充磁绕组与所述待充磁转子磁极的轴向相对位置,重复(2)-(5)步骤,实现对所述转子磁极轴向不同区域的局部饱和充磁,进而实现对所述待充磁转子的整机充磁;
优选地,在步骤(4)所述充磁电源对所述充磁绕组放电时,可接通充磁绕组内部循环水冷系统,通过强制水循环加快所述充磁绕组散热;
优选地,上述充磁方法中,可通过优化轴向充磁路径,减少所需充磁的次数,进而提升充磁效率;
优选地,还可在充磁过程中集成剩磁监测手段,并将剩磁监测结果作为控制量反馈至充磁工序的控制,进而实现大型转子高性能、饱和充磁的全流程质量控制,实现其自动化、智能化、高性能制造。
如图1所示,本发明实施例的整体充磁装置包括:充磁绕组1、绕组工装2、充磁电源4以及位移控制平台5;3是待充磁转子,充磁绕组1被置于待充磁转子3外围,其形状与待充磁转子3的结构相匹配。所述充磁绕组1通过所述绕组工装2实现其安装与固定,并与所述位移控制平台5相连;所述充磁电源4与所述充磁绕组1相互连接,为其建立充磁磁场提供必要能量。
图2、图3及图4分别是本发明实施例提供的充磁绕组和转子的俯视图、前视图以及局部放大图;如图2、图3及图4所示,所述充磁绕组1极具有多对数结构,其极对数与所述待充磁转子3极数一致(本例子中以极对数为12进行举例说明),且所有绕组对极沿圆周方向对称分布。此外,所述充磁绕组1在轴向端部导线区域,将远离充磁磁极弧面,以降低端部区域反向杂散磁场,进而避免退磁风险。
如图5所示,装置工作时,所述脉冲电源4将对所述充磁绕组1进行放电,产生图5所示的脉冲电流,进而在所述待充磁转子3磁极处建立高于磁极矫顽力的脉冲强磁场,进而实现其饱和充磁;其中脉冲磁场如图6所示。
本发明实施例的大型永磁磁极转子的高性能整体充磁方法,包括如下步骤:
步骤(1):将所述充磁绕组1与所述绕组工装2安装、固定,并与位移控制平台5安装在一起;
步骤(2):将所述充磁绕组1与所述待充磁转子3同轴放置,并将所述充磁绕组1的对极与所述充磁转子3上的磁极相对,并通过所述位移控制平台5调节二者轴向相对位置关系,以控制在磁极上的轴向充磁区域;
步骤(3):将所述充磁绕组1与所述的电源4通过同轴电缆连接;
步骤(4):所述充磁电源4对所述充磁绕组1放电,在所述充磁绕组1内部产生巨大脉冲电流,所述充磁绕组1进而在所述充磁转子3磁极处感应脉冲强磁场,并超过所述待充磁转子3磁极材料的矫顽力,进而实现其饱和充磁;
步骤(5):通过所述位移控制平台5,调整所述充磁绕组1与所述待充磁转子4磁极的轴向相对位置,重复(2)-(5)步骤,实现对所述待充磁转子3磁极轴向不同区域的局部饱和充磁,进而实现对所述待充磁转子3的整机充磁。如图7所示,本实施例中,可沿轴向自上而下多次工序(本例子中以5次工序进行举例说明),完成整机充磁。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁电机转子充磁装置,其特征在于,包括:充磁绕组;
所述充磁绕组由多个子绕组沿圆周方向串联组成,每个子绕组通电后产生具有一个极对数的磁场,所述充磁绕组的端部远离所述圆周方向的内部;
所述充磁绕组通电后产生具有多个极对数的磁场,且所产生的磁场沿所述圆周方向对称分布,其极对数总数与待充磁永磁电机转子的极对数总数相同;
所述充磁装置对待充磁的永磁电机转子充磁时,所述充磁绕组被同轴置于永磁电机转子外围,且所述充磁绕组放置的位置以其通电后所产生的磁场与永磁电机转子磁场方向一致为参考;所述充磁绕组放置在永磁电机转子外围后,向充磁绕组内部通入脉冲电流,使得充磁绕组在永磁电机转子的各个磁极处产生超过磁极矫顽力的感应磁场,以对各个磁极进行充磁;其中,每个子绕组产生一对方向相反的磁场,且相邻两个子绕组对应的邻接磁场方向相反,以实现多个子绕组间电磁力自平衡,降低充磁绕组的机械应力,保证充磁装置的充磁能力。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,各个子绕组包括:两个端部和三条有效边;一个端部分别连接第一条有效边顶端和第二条有效边顶端,另一个端部分别连接第二条有效边底端和第三条有效边底端;
所述端部远离永磁电机转子弧面,与永磁电机转子轴向垂直;所述有效边与永磁电机转子轴向平行;
相邻两个子绕组共用一条有效边;一条有效边的顶端或底端只能被一个端部连接。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述充磁绕组的结构与永磁电机转子的结构相匹配,以实现充磁绕组与永磁电机转子之间的最佳磁耦合。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:位移控制平台;
所述位移控制平台,用于调整所述充磁绕组与永磁电机转子轴向的相对位置,以对永磁电机转子轴向的不同区域进行充磁。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:绕组工装;
所述绕组工装用于对充磁绕组进行固定,并与位移控制平台相连,以便位移控制平台通过绕组工装控制充磁绕组的轴向相对位置。
6.根据权利要求1至5任一项所述的装置,其特征在于,还包括:水冷系统或液氮冷却系统;
所述充磁绕组为中空结构,所述水冷系统或液氮冷却系统通过向所述充磁绕组内部通入对应的冷却介质对充磁绕组进行冷却和散热。
7.根据权利要求1至5任一项所述的装置,其特征在于,所述充磁绕组端部内置有导磁材料,以约束端部的杂散磁场,降低杂散磁场对永磁电机转子已充磁磁极的影响。
8.一种永磁电机转子充磁方法,其特征在于,包括如下步骤:
确定充磁绕组;所述充磁绕组由多个子绕组沿圆周方向串联组成,每个子绕组通电后产生具有一个极对数的磁场,所述充磁绕组的端部远离所述圆周方向的内部;所述充磁绕组通电后产生具有多个极对数的磁场,且所产生的磁场沿所述圆周方向对称分布,其极对数总数与待充磁永磁电机转子的极对数总数相同;
将所述充磁绕组同轴置于永磁电机转子外围,所述充磁绕组放置的位置以其通电后所产生的磁场与永磁电机转子磁场方向一致为参考;
向充磁绕组内部通入脉冲电流,使得充磁绕组在永磁电机转子的各个磁极处产生超过磁极矫顽力的感应磁场,以对各个磁极进行充磁;其中,每个子绕组产生一对方向相反的磁场,且相邻两个子绕组对应的邻接磁场方向相反,以实现多个子绕组间电磁力自平衡,降低充磁绕组的机械应力,保证充磁装置的充磁能力。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述充磁绕组的各个子绕组包括:两个端部和三条有效边;一个端部分别连接第一条有效边顶端和第二条有效边顶端,另一个端部分别连接第二条有效边底端和第三条有效边底端;
所述端部远离永磁电机转子弧面,与永磁电机转子轴向垂直;所述有效边与永磁电机转子轴向平行;
相邻两个子绕组共用一条有效边;一条有效边的顶端或底端只能被一个端部连接。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括如下步骤:
调整所述充磁绕组与永磁电机转子轴向的相对位置,以对永磁电机转子轴向的不同区域进行充磁。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001351816A (ja) * 2000-06-08 2001-12-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 着磁ヨーク装置とそれを使用して着磁されたマグネットを使用したモータ
CN101188369A (zh) * 2006-11-24 2008-05-28 株式会社日立制作所 永磁铁式旋转电机、风力发电系统、永磁铁的磁化方法
US20130169392A1 (en) * 2010-06-30 2013-07-04 Vestas Wind Systems A/S Apparatus and methods for magnetizing and demagnetizing magnetic poles in an electrical machine
CN112786275A (zh) * 2020-12-31 2021-05-11 华中科技大学 一种磁性软体机器人的可控和可重构磁化系统及方法
CN214672072U (zh) * 2021-05-24 2021-11-09 包头市英思特稀磁新材料股份有限公司 充磁装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001351816A (ja) * 2000-06-08 2001-12-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 着磁ヨーク装置とそれを使用して着磁されたマグネットを使用したモータ
CN101188369A (zh) * 2006-11-24 2008-05-28 株式会社日立制作所 永磁铁式旋转电机、风力发电系统、永磁铁的磁化方法
US20130169392A1 (en) * 2010-06-30 2013-07-04 Vestas Wind Systems A/S Apparatus and methods for magnetizing and demagnetizing magnetic poles in an electrical machine
CN112786275A (zh) * 2020-12-31 2021-05-11 华中科技大学 一种磁性软体机器人的可控和可重构磁化系统及方法
CN214672072U (zh) * 2021-05-24 2021-11-09 包头市英思特稀磁新材料股份有限公司 充磁装置

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