[发明专利]永磁体及包含其的电机

说明书

本发明公开了一种永磁体及包含其的电机。该永磁体具有：上平面、下平面、两个侧面以及两个过渡面；所述上平面和所述下平面相互平行，所述上平面在永磁体的横截面上的长度小于所述下平面在横截面上的长度，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上平面和两个所述侧面；利用新的函数模型确定更优异的过渡面。该永磁体的过渡面的曲线经过改良后，可以减小永磁体的体积，大幅度减小转矩脉动，提高转矩平稳度，增加磁通密度，提高电机效率，减少振动噪声，减小加工难度。包含该永磁体的电机可以大幅度减小转矩脉动，提高效率，减少振动噪声，降低成本。

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包含其的电机。

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。当电机处于空载状态运行时，永磁体作用在气隙会产生齿槽转矩；当电机处于负载状态运行时，永磁体和线圈同时作用于气隙产生纹波转矩。这些转矩脉动将导致电机内部产生振动及低频噪声，严重时会影响电机使用寿命及干扰到周边环境。

现有很多技术来减小此类转矩脉动，如开一些辅助槽的方式，永磁体分段方式，改变磁极极弧系数方式，优选极槽配合方式，不等厚永磁体方式，不等槽宽方式及以上组合方式等。

虽然上述技术可以较为广泛运用于不同的场合，但随意套用并不一定能达到理想的效果。就风力发电机而言，如表贴式电机并不适用于开辅助槽的方式；整数槽电机限制了极槽配合选取方案；有的电机采用简单的倒角方式并没有明显的削弱转矩脉动的作用；有的追求于产生正弦曲线的半周期弧形的永磁体形状给工艺增加了难度且制造成本过于昂贵。

西门子有提出采用Bezier函数的方式得到永磁体形状尺寸的专利，但研究中发现，并非直接使用Bezier函数曲线得到的解为最优结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术工艺难度大、成本高的缺陷，提供一种永磁体及包含其的电机。

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：上平面、下平面、两个侧面以及两个过渡面；

所述上平面和所述下平面相互平行，所述上平面在永磁体的横截面上的长度小于所述下平面在横截面上的长度，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上平面和两个所述侧面；

以所述下平面在横截面上的线段的中点为原点建立三维坐标系，其中X轴设于所述下平面在所述横截面上的线段上，Z轴垂直于所述横截面，所述过渡面在横截面上的曲线满足函数F(x，y，z)，x，y，z为与t有关的函数：

x(t)＝(1-t)²·x₀+2t(1-t)·x₂+t²·x₂；

y(t)＝[(1-t)²·y₀+2t(1-t)·y₀+(t²-1)·y₂]·[t(b-1)+1]+y₂；

z(t)＝0；

t∈[0，1]，b∈[0，1)；

x₀和y₀分别为上平面在横截面上的端点A的横坐标和纵坐标，x₂和y₂分别为在横截面上更靠近端点A的侧面的顶点C的横坐标和纵坐标。

优选地，b∈[0，0.75]。

优选地，所述永磁体还包括相互平行的前表面和后表面。