CN116388424A - 一种强弱磁组合的无刷电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种强弱磁组合的无刷电机。包括定子组件(1)以及配置于定子组件(1)内的转子组件(2)，所述转子组件(2)包括电机轴(3)、铁芯(4)以及多个均匀设置在铁芯(4)圆周上的弱磁磁瓦(5)，每个弱磁磁瓦(5)靠近铁芯(4)一侧设置有容置槽(6)，所述容置槽(6)内设置有强磁磁瓦(7)。这种无刷电机调节范围广、效率较高且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种强弱磁组合的无刷电机。
背景技术
无刷电机，主要由电机定子组件及转子组件组成，现有技术传统的无刷电机结构有两种：
一种是采用强磁稀土烧结磁瓦结构，分为片状(IPM)插入式结构和瓦状(SPM)表贴式结构。此结构只有一种强磁烧结磁瓦结构，这样成本会高，尤其是产品品类多时，如果通用这种结构，可能会造成性能上的浪费，而且电机启动时，定子铁芯与转子磁瓦产生的齿槽转矩大，振动大，启动电流大，损耗大，效率低，成本高，振动大等，并且转子表磁波形为梯形波，单一波形只适合方波控制方案，所以磁性能设计不灵活；
另一种是采用稀土粘接结环形磁瓦结构，此结构主要采用磁性能较弱粘接结环形磁瓦(RPM)，此结构可以多级充磁(但强磁环形结构不易多级充磁)，并通过定子绕组通电后的NS级交替，实现电机运转。此结构粘接磁瓦性能较弱，适应产品平台有限，很难提供高性能，同时因弱磁产生的突极性较弱，控制器启动电机时候，转子启动瞬间，通过定子绕组产生的反动电势较小，很难识别，启动后有抖动，尤其是采用无霍尔控制方案时，抖动非常明显，并且根据不同的充磁方式只能得到单一弦波波形和单一梯形磁密波形,控制方案不灵活。
发明内容
本发明所要解决的技术方案是：提供一种调节范围广、效率较高且成本较低的强弱磁组合的无刷电机。
本发明所采用的技术方案是：一种强弱磁组合的无刷电机，包括定子组件以及配置于定子组件内的转子组件，所述转子组件包括电机轴、铁芯以及多个均匀设置在铁芯圆周上的弱磁磁瓦，每个弱磁磁瓦靠近铁芯一侧设置有容置槽，所述容置槽内设置有强磁磁瓦。
作为优选，所述容置槽设置在弱磁磁瓦靠近铁芯一侧的中部。
作为优选，所述强磁磁瓦的形状大小与容置槽相同。
作为优选，所述强磁磁瓦与容置该强磁磁瓦的容置槽两侧之间设置有间隙。
作为优选，所述弱磁磁瓦采用粘接稀土磁瓦，所述强磁磁瓦采用烧结稀土磁瓦。
作为优选，所述强磁磁瓦的厚度为h，弱磁磁瓦的厚度为H，且h＜1/2*H。
作为优选，所述强磁磁瓦的极弧系数为i，所述弱磁磁瓦的极弧系数为I，且i＜1/2*I。
作为优选，所述转子组件为二极以及二极以上的转子结构。
采用以上结构与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过弱磁磁瓦与强磁磁瓦之间的合理搭配，得出最佳性能，而且此最佳性能可根据调整强弱磁瓦的大小比例来适应产品性能要求，通用性极强，效率高，性价比高；并可以通过强弱磁通得到多种表磁波形，得到最佳控制方案，进而可以降低控制器成本；并且磁路波形多而广，方便控制器更好的识别反电势波形，进而使得启动抖动较小。
附图说明
图1是本发明一种强弱磁组合的无刷电机的结构示意图。
图2是本发明一种强弱磁组合的无刷电机实施例一的转子组件的结构示意图。
图3是本发明一种强弱磁组合的无刷电机实施例一可以得到的其中一种表磁波形。
图4是本发明一种强弱磁组合的无刷电机实施例一可以得到的另一种表磁波形。
图5是本发明一种强弱磁组合的无刷电机中实施例二的转子组件的结构示意图。
图6是本发明一种强弱磁组合的无刷电机实施例二可以得到的表磁波形。
如图所示：1、定子组件；2、转子组件；3、电机轴；4、铁芯；5、弱磁磁瓦；6、容置槽；7、强磁磁瓦；8、间隙。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例一：
一种强弱磁组合的无刷电机，如图1所示，包括定子组件1以及配置于定子组件1内的转子组件2，其中：
定子组件1，主要包括定子芯以及绕组，并且因为定子组件1是比较常规的，本申请也没有进行修改，所以在此没有详细展开；
转子组件2，如图2所示，包括电机轴3、铁芯4、强磁磁瓦7以及弱磁磁瓦5，其中：
铁芯4，围绕在转子轴外部；
弱磁磁瓦5，为主磁通，为稀土粘接磁瓦，采用弱磁材料制成，如铁氧体材料，本实施例中设置有四片，为瓦片状，四片弱磁磁瓦5组合形成一个围绕铁芯4的圆环，并且是四片弱磁磁瓦5是NS间隔设置。而且每一片弱磁磁瓦5朝向铁芯4一面的中部设置有一个磁瓦形状的容置槽6，弱磁磁瓦5可以采用平行充磁方式进行充磁，弱磁磁瓦5的厚度为H，弱磁磁瓦5的极弧系数为I；
强磁磁瓦7，为副磁通，为稀土烧结磁瓦，采用强磁材料制成，如钕铁硼材料和铝镍钴材料，在本实施例中也有四片，分别容置在弱磁磁瓦5上的容置槽6内，并且强磁磁瓦7的高度与弱磁磁瓦5的高度是相同的，并且强磁磁瓦7的形状是与容置槽6形状相同的，这样可以完全的嵌入在容置槽6内，即强磁磁瓦7是与铁芯4的圆周接触的，强磁磁瓦7可以采用辐射充磁方式进行充磁，强磁磁瓦7的厚度为h，强磁磁瓦7的极弧系数为i；
强弱磁的厚度比h/H＜0.5，本实施例采用h/H＝0.4；强弱磁的极弧系数比i/I＜0.5，本实施例采用i/I＝0.4；
本实施例的工作原理是：可根据不同的需求来调整强弱磁瓦的大小比例，即当弱磁磁瓦整体大小形状确定后，可以调整弱磁磁瓦内的容置槽的大小，相当于调整了强磁磁瓦的大小以及与弱磁磁瓦的比例，这样可以适应产品性能要求，效率高，性价比高，并充磁后可以得到多种表磁波形，如图3和图4为本实施例充磁之后可以得到的区别于现有结构的表磁波形。
实施例二：
如图5所示，与实施例一的区别在于，实施例二中强磁磁瓦7形状大小并不与容置槽6完全相同，强磁磁瓦7的厚度是与容置槽6相同的，但是强磁磁瓦7两侧的长度比容置槽6短，这样将强磁磁瓦7装入容置槽6后，强磁磁瓦7两侧与容置槽6之间设置有间隙8。
可以根据不同的需求来调整强弱磁瓦的大小比例，即当弱磁磁瓦6整体大小形状确定之后，不光可以调整容置槽8的大小形状，相当于调整了强磁磁瓦7的大小以及与弱磁磁瓦6的比例，还可以调整强磁磁瓦7的大小形状，使得强磁磁瓦7与容置槽8两侧之间的间隙可大可小，这样可以适应产品性能要求，效率高，性价比高，并充磁后可以得到多种表磁波形，如图6所示为本实施例充磁后能得到的区别于现有结构的表磁波形。
实施例三：
与实施例一的区别在于，实施例三中弱磁磁瓦5以及强磁磁瓦7均为两片，即转子为两极转子结构，这样也可以实现本申请所要达到的技术效果。
实施例四：
与实施例一的区别在于，实施例四中强弱磁瓦的厚度比h/H＝0.45，强弱磁瓦的极弧系数比i/I＝0.45。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (8)
1.一种强弱磁组合的无刷电机，包括定子组件(1)以及配置于定子组件(1)内的转子组件(2)，所述转子组件(2)包括电机轴(3)、铁芯(4)以及多个均匀设置在铁芯(4)圆周上的弱磁磁瓦(5)，其特征在于：每个弱磁磁瓦(5)靠近铁芯(4)一侧设置有容置槽(6)，所述容置槽(6)内设置有强磁磁瓦(7)。
2.根据权利要求1所述的强弱磁组合的无刷电机，其特征在于：所述容置槽(6)设置在弱磁磁瓦(5)靠近铁芯(4)一侧的中部。
3.根据权利要求2所述的强弱磁组合的无刷电机，其特征在于：所述强磁磁瓦(7)的形状大小与容置槽(6)相同。
4.根据权利要求2所述的强弱磁组合的无刷电机，其特征在于：所述强磁磁瓦(7)与容置该强磁磁瓦(7)的容置槽(6)两侧之间设置有间隙(8)。
5.根据权利要求1所述的强弱磁组合的无刷电机，其特征在于：所述弱磁磁瓦(5)采用粘接稀土磁瓦，所述强磁磁瓦(7)采用烧结稀土磁瓦。
6.根据权利要求1所述的强弱磁组合的无刷电机，其特征在于：所述强磁磁瓦(7)的厚度为h，弱磁磁瓦(5)的厚度为H，且h＜1/2*H。
7.根据权利要求1所述的强弱磁组合的无刷电机，其特征在于：所述强磁磁瓦(7)的极弧系数为i，所述弱磁磁瓦(5)的极弧系数为I，且i＜1/2*I。
8.根据权利要求1所述的强弱磁组合的无刷电机，其特征在于：所述转子组件(2)为二极以及二极以上的转子结构。
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