[发明专利]永磁体排列结构及具有该结构的永磁调速器、永磁电机

说明书

本申请公开了一种永磁体排列结构，包括设置于转子或定子上的永磁体，其特征在于，所述永磁体所形成的磁极分为n组，每组内有m个整数单元，m＝2p/n，p为极对数，m个单元之间的极距按偏移量t_num进行变极距排列，n组之间周期性重复，其中，num＝1，2，3…,m‑1；N_c为槽数Z与极数2p的最小公倍数。本发明能够有效的削弱永磁调速器的齿槽转矩，能够满足永磁调速器在实际工程中的应用。

技术领域

本发明涉及永磁调速器的技术领域，尤其涉及一种永磁体排列结构及具有该结构的永磁调速器、永磁电机。

背景技术

在调速器领域中，永磁调速器所占的比重越来越大。齿槽转矩直接影响永磁调速器的起动和低速运行性能。在永磁调速器的运行中，齿槽转矩会引起输出转矩的波纹脉动和噪声，特别对永磁调速器低速运行影响较大，同时也是影响系统控制精度的重要因素。当前削弱齿槽转矩的主要方法有槽极配合法、斜槽、斜极、铁芯开辅助槽、优化极弧系数法、优化永磁体形状等。由于永磁调速器结构的特殊性，这些方法运用在永磁调速器中，在工艺或者效果方面都未能达到令人满意的程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种能够有效的削弱永磁调速器的齿槽转矩的永磁体排列结构及具有该结构的永磁调速器、永磁电机。

解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种永磁体排列结构，包括设置于转子或定子上的永磁体，所述永磁体所形成的磁极分为n组，每组内有m个整数单元，m＝2p/n，p为极对数，m个单元之间的极距按偏移量t_num进行变极距排列，n组之间周期性重复，其中，num＝1，2，3…,m-1；N_c为槽数Z与极数2p的最小公倍数。

优选地：当磁极偏移产生齿槽转矩，齿槽转矩T_cog可以表示为：

总的齿槽转矩为每个永磁体产生的齿槽转矩的叠加，可表示为：

其中：a为磁极与定子齿相对位置角；为傅里叶系数，为单个永磁体对应的傅里叶系数；当j＝1时永磁体与定子齿相对位置角为a；第j个永磁体与定子齿的相对位置角为

优选地：所述永磁体在转子的外圆为表贴式固定；或永磁体在定子的内圆嵌入式固定。

优选地：永磁体在转子的外圆或在定子的内圆内的固定方式为胶粘固定、螺丝固定或压装固定。

本发明还提出一种永磁调速器，包括上述的永磁体排列结构。

本发明还提出一种永磁电机，包括上述的永磁体排列结构。

本发明的有益效果为：该永磁体排列结构采用变极距磁钢排列组合的方法，将永磁体设置在转子或定子上，且沿着转子或定子的圆周方向分为n组，每组内有m个整数单元，m＝2p/n，p为极对数，m个单元之间的极距按偏移量T_num进行变极距排列，n组之间周期性重复，其中，num＝1，2，3…,m-1；N_c为槽数Z与极数2p的最小公倍数，n组之间周期性重复且不存在偏移，当磁极偏移产生齿槽转矩，齿槽转矩T_cog可以表示为：

总的齿槽转矩为每个永磁体产生的齿槽转矩的叠加，可表示为：

其中：a为磁极与定子齿相对位置角；为傅里叶系数，为单个永磁体对应的傅里叶系数；当j＝1时永磁体与定子齿相对位置角为a；第j个永磁体与定子齿的相对位置角为由此可知，但磁极偏移，永磁体所产生齿槽转矩的相位将产生偏移，若合成齿槽转矩某次谐波叠加和为零，则可消除电机中的该次谐波。