[发明专利]一种吸尘器用换向器偏转高速永磁电机的设计方法

说明书

本发明公开了一种吸尘器用换向器偏转高速永磁电机的设计方法，包括：控制电机换向器的偏转角度，使电机换向器相对于电机铁心绕电机转轴旋转一定角度；设计i组偏转角度不同的高速永磁电机，并施加额定工作电压进行空载试验，得到不同偏转角度高速永磁电机在空载实验中的工作转速和工作电流；根据试验测试数据计算不同偏转角度高速永磁电机的最大工作力矩；比较不同偏转角度与转速，确定高速永磁电机换向器的最优偏转角度方案。本发明优化调整了高速永磁电机铁心磁场的变化周期节点，减少了因磁滞效应而造成永磁体磁场对铁心转动的影响，缓解了电机的转矩波动，同时可进一步提高高速永磁电机的转速。

技术领域

本发明涉及高速永磁电机技术领域，尤其涉及一种吸尘器用换向器偏转高速永磁电机的设计方法。

背景技术

永磁电机以其体积小、质量轻、结构简单、运行可靠等优点，伴随着永磁体材料的发展成熟，其应用也越来越广泛。小型永磁电机的定子磁场由永磁材料提供。而永磁电机转子磁场则由电枢线圈与铁心共同作用产生。铁心材料主要是由硅钢片组成，在被电枢线圈磁化的过程中，存在一定的磁滞现象，尤其是在高速永磁电机上表现得更为明显。磁滞现象导致铁心磁场方向在高速旋转过程中不能及时转变，限制电机转速的提升，引起工作转矩的波动。因此需要一种能够提升高速永磁电机转速，减少电机工作转矩波动的电机。

现有专利提及的关于提高高速永磁电机性能及转速的方法，如CN110401280A提供了一种高速永磁电机转子，通过精简转子结构，减小转子体积来提升电机转速和功率，但并未从铁心磁滞效应方面考虑电机转速的提升与改善；如CN109842233A提供了一种高平稳高效率三相高速电机，从硅钢片和绕组的结构上改善了电机的磁路，优化了电机性能，但改造成本比本方法较高。

1)、“一种具有实心磁钢的高速永磁电机转子”，专利号CN110401280A。该公开了一种高速永磁电机转子，尤其涉及一种具有实心磁钢的高速永磁电机转子。包括磁钢、左轴端、右轴端和保护套；本发明通过减小转子外径，降低线速度，以利于提高电机转速，因为线速度与转子外径成正比，所以减小转子外径可有效降低线速度。所述的高速永磁电机转子采用整体实心磁钢，仅由四个零件组成，所以结构简单，体积小，功率密度高，结构稳定性好，适用于电机高转速运转和提高电机功率。所述的高速永磁电机转子具有结构简单、转子外径小、线速度低、机械强度高、结构稳定性好、功率密度高等优点，这种结构有利于提高电机转速和功率。但其并未从铁心磁滞效应方面考虑电机转速的提升与改善。

2)、“一种高平稳高效率三相高速电机”，专利号CN109842233A。该发明提供提供了一种高平稳高效率三相高速电机，包括电机壳体、转子组件、轴承组件、叶轮组件和定子组件，电机壳体的轴线竖直设置；所述转子组件包括转轴和两极环形永磁体；叶轮组件固定穿装在所述转轴的上端；定子组件包括定子壳体、定子、绝缘层、杯型绕组、垫板、PCB板和针座，定子固定安装在所述定子壳体的内壁上，定子由多个连接在一起的硅钢片组成，这些硅钢片同轴设置并且按从上至下的顺序叠加在一起。本发明转矩输出平稳性大大增加，可以使磁场交变频率减半，因而涡流损耗和磁滞损耗更低；磁路结构中，漏磁更少，有效磁通利用率更高，有利于电机输出效率与输出功率的提高；气隙均匀，减少了高次谐波造成的电磁噪声、振动和有用功率损失。该方法从硅钢片和绕组的结构上改善了电机的磁路，优化了电机性能，但改造成本比本方法较高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种吸尘器用换向器偏转高速永磁电机的设计方法，该方法提升高速永磁电机转速，减少电机工作转矩波动的电机。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种吸尘器用换向器偏转高速永磁电机的设计方法，包括：

A控制电机换向器的偏转角度，使电机换向器相对于电机铁心绕电机转轴旋转一定角度；

B设计i组偏转角度不同的高速永磁电机，并施加额定工作电压进行空载试验，得到不同偏转角度高速永磁电机在空载实验中的工作转速和工作电流；