本發(fā)明涉及電機(jī)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種永磁電機(jī)、轉(zhuǎn)子及其永磁體。

背景技術(shù)：

目前，永磁電機(jī)具有高效率、高功率密度等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。

但是，永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子上具有永磁體，在長(zhǎng)期使用或惡劣工況的環(huán)境下，受到定子繞組所施加的反向磁場(chǎng)，永磁體極易發(fā)生退磁，一旦永磁體發(fā)生不可逆的退磁，永磁電機(jī)將無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響其使用壽命。

因此，如何提高永磁電機(jī)的使用壽命，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種永磁體，以提高永磁電機(jī)的使用壽命。本發(fā)明還提供了一種具有上述永磁體的轉(zhuǎn)子及永磁電機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種永磁體，所述永磁體的中間部分的抗退磁能力高于所述永磁體兩端部分的抗退磁能力。

優(yōu)選地，上述永磁體中，所述永磁體的中間部分的厚度大于所述永磁體兩端部分的厚度。

優(yōu)選地，上述永磁體中，所述永磁體為多段階梯結(jié)構(gòu)永磁體，其包括中間永磁段及設(shè)置于所述中間永磁段兩端的端部永磁段。

優(yōu)選地，上述永磁體中，D1≥1.1D；

其中，D1為所述中間永磁段的厚度，D為所述第一端部永磁段與所述第二端部永磁段的厚度。

優(yōu)選地，上述永磁體中，1.8D≥D1≥1.3D。

優(yōu)選地，上述永磁體中，所述永磁體為三段階梯結(jié)構(gòu)永磁體。

優(yōu)選地，上述永磁體中，所述永磁體為五段階梯結(jié)構(gòu)永磁體。

優(yōu)選地，上述永磁體中，所述永磁體的中間部分的矯頑力大于所述永磁體兩端部分的矯頑力。

優(yōu)選地，上述永磁體中，0.6L≥L1≥0.2L；

其中，L為所述永磁體的軸向總長(zhǎng)，L1為所述中間永磁段的軸向長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，上述永磁體中，0.55L≥L1≥0.4L。

本發(fā)明還提供了一種轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯及永磁體，所述永磁體為如上述任一項(xiàng)所述的永磁體。

本發(fā)明還提供了一種永磁電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子及定子，所述轉(zhuǎn)子為如上所述的轉(zhuǎn)子。

優(yōu)選地，上述永磁電機(jī)中，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向長(zhǎng)度與所述永磁體的軸向長(zhǎng)度相等且所述轉(zhuǎn)子鐵芯與所述永磁體軸向?qū)R。

優(yōu)選地，上述永磁電機(jī)中，L＝S；

其中，L為所述轉(zhuǎn)子的軸向總長(zhǎng)，S為所述定子的軸向長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，上述永磁電機(jī)中，L＞S；

其中，L為所述轉(zhuǎn)子的軸向總長(zhǎng)，S為所述定子的軸向長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，上述永磁電機(jī)中，所述轉(zhuǎn)子的兩端伸出所述定子的長(zhǎng)度相等。

優(yōu)選地，上述永磁電機(jī)中，所述永磁體為多段階梯結(jié)構(gòu)永磁體，其包括中間永磁段及設(shè)置于所述中間永磁段兩端的端部永磁段；

[0.6S+0.5*(L-S)]≥L1≥[0.2*S+0.5*(L-S)]；

其中，L1為所述中間永磁段的軸向長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，上述永磁電機(jī)中，[0.55S+0.5*(L-S)]≥L1≥[0.4*S+0.5*(L-S)]。

優(yōu)選地，上述永磁電機(jī)中，所述轉(zhuǎn)子的兩端伸出所述定子的長(zhǎng)度不相等。

優(yōu)選地，上述永磁電機(jī)中，所述永磁體為多段階梯結(jié)構(gòu)永磁體，其包括中間永磁段及設(shè)置于所述中間永磁段兩端的端部永磁段；

(0.6S+L2)≥L1≥(0.2*S+L2)；

其中，L1為所述中間永磁段的軸向長(zhǎng)度，L2為所述轉(zhuǎn)子端部伸出所述定子的最小長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，上述永磁電機(jī)中，(0.55S+L2)≥L1≥(0.4*S+L2)。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的永磁體，由于永磁體的中間部位的退磁程度大于永磁體的兩端部分，通過(guò)使永磁體的中間部分的抗退磁能力高于永磁體兩端部分的抗退磁能力，使得永磁體各部分的退磁更均勻，進(jìn)而減少了永磁體局部退磁的情況發(fā)生，提高了永磁電機(jī)的整體抗退磁能力，進(jìn)而提高了永磁電機(jī)的使用壽命。

本發(fā)明還提供了一種具有上述永磁體的轉(zhuǎn)子及永磁電機(jī)。由于上述永磁體具有上述技術(shù)效果，具有上述永磁體的轉(zhuǎn)子及永磁電機(jī)也應(yīng)具有同樣的技術(shù)效果，在此不再一一累述。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為不同外加磁場(chǎng)下永磁體表面軸向中心線(xiàn)磁密變化圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種轉(zhuǎn)子與定子的第一組合示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種轉(zhuǎn)子與定子的第二組合示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種轉(zhuǎn)子與定子的第三組合示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種轉(zhuǎn)子的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的永磁體厚度比值與退磁電流的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開(kāi)了一種永磁體，以提高永磁電機(jī)的使用壽命。本發(fā)明還提供了一種具有上述永磁體的轉(zhuǎn)子及永磁電機(jī)。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種永磁體，永磁體的中間部分的抗退磁能力高于永磁體兩端部分的抗退磁能力。

研究發(fā)現(xiàn)，永磁體在承受外部反向磁場(chǎng)時(shí)候，永磁體軸向各部位的磁密并不均勻，存在較大的局部退磁情況。沿轉(zhuǎn)子軸向來(lái)看，永磁體的中間部位的退磁程度明顯要大于永磁體的兩端部分，并且不同退磁電流下，永磁體磁密分布不均的程度還不相同，如圖1所示。

本發(fā)明實(shí)施例提供的永磁體，由于永磁體的中間部位的退磁程度大于永磁體的兩端部分，通過(guò)使永磁體的中間部分的抗退磁能力高于永磁體兩端部分的抗退磁能力，使得永磁體各部分的退磁更均勻，進(jìn)而減少了永磁體局部退磁的情況發(fā)生，提高了永磁電機(jī)的整體抗退磁能力，進(jìn)而提高了永磁電機(jī)的使用壽命。

在第一種實(shí)施例中，永磁體的中間部分的厚度大于永磁體兩端部分的厚度。通過(guò)使永磁體的中間部分的厚度大于永磁體兩端部分的厚度，可以有效提高永磁體的中間部分的抗退磁能力，使得磁體的中間部分的抗退磁能力高于永磁體兩端部分的抗退磁能力?？梢岳斫獾氖?，在該實(shí)施例中，永磁體的矯頑力可以相同也可以不同。優(yōu)選地，永磁體的中間部分的矯頑力大于或等于永磁體的兩端部分的矯頑力。

如圖3-圖6所示，永磁體為多段階梯結(jié)構(gòu)永磁體，其包括中間永磁段11及設(shè)置于中間永磁段11兩端的端部永磁段；多段階梯結(jié)構(gòu)永磁體的厚度由中間永磁段11向兩端遞減。通過(guò)上述設(shè)置，使得永磁體表面呈階梯狀結(jié)構(gòu)，以便于控制多段階梯結(jié)構(gòu)永磁體的每段永磁段的厚度。也可以使永磁體為平滑過(guò)渡結(jié)構(gòu)，如，將永磁體設(shè)置為菱形或橢圓形等結(jié)構(gòu)。

為了更好的提升中間永磁段11的抗退磁能力，D1≥1.1D；其中，D1為中間永磁段11的厚度，D為第一端部永磁段12與第二端部永磁段13的厚度。即，第一端部永磁段12及第二端部永磁段13的厚度相同，并且，中間永磁段11的厚度大于或等于1.1倍的第一端部永磁段12與第二端部永磁段13的厚度。

如圖9所示，隨著中間永磁段11厚度的增加，永磁體的成本也會(huì)明顯增加。因此，在綜合考慮中間永磁段11抗退磁能力的提升以及生產(chǎn)成本情況下，優(yōu)選地，1.8D≥D1≥1.3D。

如圖3所示，永磁體為三段階梯結(jié)構(gòu)永磁體。即，其包括中間永磁段11、第一端部永磁段12及第二端部永磁段13。第一端部永磁段12與中間永磁段11的一端連接，第二端部永磁段13與中間永磁段11的另一端連接。其中，中間永磁段11的厚度大于第一端部永磁段12及第二端部永磁段13的厚度。

如圖8所示，為了進(jìn)一步使永磁體退磁更加均勻，永磁體為五段階梯結(jié)構(gòu)永磁體。即，其包括中間永磁段11、第一端部永磁段12、第二端部永磁段13、第三端部永磁段14及第四端部永磁段15。第一端部永磁段12及第二端部永磁段13位于中間永磁段11的兩端，第三端部永磁段14與第一端部永磁段12遠(yuǎn)離中間永磁段11的一端連接，第一端部永磁段12的厚度大于第三端部永磁段14的厚度；第四端部永磁段15與第二端部永磁段13遠(yuǎn)離中間永磁段11的一端連接，第二端部永磁段13的厚度大于第四端部永磁段15的厚度。

還可以將永磁體設(shè)置為七段階梯結(jié)構(gòu)永磁體或九段階梯結(jié)構(gòu)永磁體。當(dāng)然，也可以將永磁體設(shè)置為偶數(shù)段階梯結(jié)構(gòu)永磁體，在此不再一一累述且均在保護(hù)范圍之內(nèi)。

如圖7所示，在第二種實(shí)施例中，永磁體的中間部分的矯頑力大于永磁體兩端部分的矯頑力。通過(guò)使永磁體的中間部分的矯頑力大于永磁體兩端部分的矯頑力，可以有效提高永磁體的中間部分的抗退磁能力，使得磁體的中間部分的抗退磁能力高于永磁體兩端部分的抗退磁能力?？梢岳斫獾氖?，在該實(shí)施例中，永磁體的厚度可以相同也可以不同。優(yōu)選地，永磁體的中間部分的厚度大于或等于永磁體的兩端部分的厚度。如圖7所示，本實(shí)施例中，為了便于加工，永磁體的中間部分的厚度等于永磁體的兩端部分的厚度

為了提升永磁體抗退磁的均勻性，0.6L≥L1≥0.2L；其中，L為永磁體的軸向總長(zhǎng)，L1為中間永磁段11的軸向長(zhǎng)度。其中，軸向長(zhǎng)度為永磁體正確安裝于轉(zhuǎn)子鐵芯2內(nèi)后，永磁體沿轉(zhuǎn)子鐵芯2的軸向長(zhǎng)度。

進(jìn)一步地，0.55L≥L1≥0.4L。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯2及永磁體1，永磁體1為如上述任一種永磁體。由于上述永磁體具有上述技術(shù)效果，具有上述永磁體的轉(zhuǎn)子也應(yīng)具有同樣的技術(shù)效果，在此不再一一累述。

優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，永磁體1背向轉(zhuǎn)子鐵芯2的中心的一面為平面。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種永磁電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子及定子3，轉(zhuǎn)子為如上所述的轉(zhuǎn)子。由于上述轉(zhuǎn)子具有上述技術(shù)效果，具有上述轉(zhuǎn)子的永磁電機(jī)也應(yīng)具有同樣的技術(shù)效果，在此不再詳細(xì)介紹。

轉(zhuǎn)子鐵芯2的軸向長(zhǎng)度與永磁體1的軸向長(zhǎng)度相等且轉(zhuǎn)子鐵芯2與永磁體1軸向?qū)R，進(jìn)而確保了轉(zhuǎn)子與定子3的配合效果。出于裝配即加工需求的問(wèn)題，轉(zhuǎn)子鐵芯2的軸向長(zhǎng)度與永磁體1的軸向長(zhǎng)度基本相等，轉(zhuǎn)子鐵芯2的軸向長(zhǎng)度略大于永磁體1的軸向長(zhǎng)度，二者軸向長(zhǎng)度的差值約為2mm。

如圖4所示，為了便于加工，L＝S；其中，L為轉(zhuǎn)子的軸向總長(zhǎng)，S為定子3的軸向長(zhǎng)度。

為了電機(jī)在相同繞組電流下產(chǎn)生更大輸出轉(zhuǎn)矩，L＞S；其中，L為轉(zhuǎn)子的軸向總長(zhǎng)，S為定子3的軸向長(zhǎng)度。其中，永磁體1的軸向長(zhǎng)度也為L(zhǎng)。

通過(guò)上述設(shè)置，使得轉(zhuǎn)子的兩端伸出定子3，這會(huì)使得永磁體在軸向方向上不同部位的抗退磁均勻性降低。因此，如圖5所示，優(yōu)選使轉(zhuǎn)子的兩端伸出定子3的長(zhǎng)度相等，以便于提高永磁體在軸向方向上不同部位的抗退磁均勻性。

進(jìn)一步地，永磁體為多段階梯結(jié)構(gòu)永磁體，其包括中間永磁段11及設(shè)置于中間永磁段11兩端的端部永磁段；[0.6S+0.5*(L-S)]≥L1≥[0.2*S+0.5*(L-S)]；其中，L1為中間永磁段11的軸向長(zhǎng)度。通過(guò)上述設(shè)置，進(jìn)一步提高了永磁體在軸向方向上不同部位的抗退磁均勻性，在考慮加工成本的前提下，有效緩解中間永磁段11的退磁。

表1中間永磁段的軸向長(zhǎng)度與退磁電流的數(shù)值

更進(jìn)一步地，[0.55S+0.5*(L-S)]≥L1≥[0.4*S+0.5*(L-S)]。

如圖6所示，也可以使轉(zhuǎn)子的兩端伸出定子3的長(zhǎng)度不相等。

永磁體為多段階梯結(jié)構(gòu)永磁體，其包括中間永磁段11及設(shè)置于中間永磁段11兩端的端部永磁段。為了提升永磁體抗退磁的均勻性，(0.6S+L2)≥L1≥(0.2*S+L2)；其中，L1為中間永磁段11的軸向長(zhǎng)度，L2為轉(zhuǎn)子端部伸出定子3的最小長(zhǎng)度。即，轉(zhuǎn)子的一端伸出定子3較短，轉(zhuǎn)子的另一端伸出定子3較長(zhǎng)。L2為轉(zhuǎn)子伸出定子3較短的一端伸出定子3的長(zhǎng)度。

進(jìn)一步地，(0.55S+L2)≥L1≥(0.4*S+L2)。

可以理解的是，圖3-圖8中的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)均可以理解為圖2沿B-B面的剖視圖。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。