一種永磁電機轉(zhuǎn)子充磁的預調(diào)控裝置的制作方法

本發(fā)明屬于永磁電機轉(zhuǎn)子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁電機轉(zhuǎn)子充磁的預調(diào)控裝置。

背景技術(shù)：

目前，永磁電機以其輕型化、高性能化、高效節(jié)能等諸多特點，應用日益廣泛；同時，永磁電機在振動和噪聲方面存在的問題也備受關(guān)注，永磁轉(zhuǎn)子建立的氣隙磁場的特征是影響永磁電機振動和噪聲的關(guān)鍵因素。

現(xiàn)有永磁電機轉(zhuǎn)子在電機內(nèi)建立的氣隙磁場難以做到正弦波，其中存在大量諧波成分，因此增加了電動機的銅耗、鐵耗和雜耗，效率下降、溫升升高、振動噪聲大。此外，諧波磁場還會產(chǎn)生脈振電磁轉(zhuǎn)矩而引起轉(zhuǎn)速振蕩，影響運行穩(wěn)定性、可靠性和使用壽命，直接影響永磁電機的使用和推廣。如何降低永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生氣隙磁場的諧波，已經(jīng)成為制約提升永磁電機性能的關(guān)鍵核心技術(shù)。

2014.09.17申請的發(fā)明專利“一種永磁轉(zhuǎn)子正弦充磁方法和裝置”(申請?zhí)枺篶n2014104726101、公布號：cn104319060a、公布日：2015.01.28)和同日申請的實用新型專利“永磁轉(zhuǎn)子正弦充磁裝置”(申請?zhí)枺篶n201420532675.6、授權(quán)公布號：cn204361868u、授權(quán)公布日：2015.05.27)，公布了一種永磁轉(zhuǎn)子正弦充磁方法和裝置，兩個充磁極與永磁轉(zhuǎn)子的接觸表面被分割成2m個關(guān)于充磁極幾何中心線即ns極交界線對稱的弧線段，每個充磁極上的弧線段的寬度和間隔分別成正弦比例關(guān)系，該充磁極在永磁轉(zhuǎn)子成型過程中對永磁磁粉施加磁場作用，使得永磁磁粉材料內(nèi)部磁疇發(fā)生調(diào)控性排列，從而使在永磁轉(zhuǎn)子成型后裝入電機時產(chǎn)生的氣隙磁場波形更加接近正弦波。

2016.04.26申請的發(fā)明專利“一種永磁轉(zhuǎn)子低諧波充磁方法和裝置”(申請?zhí)枺篶n201610264517.0、公布號：cn105762999a、公布日：2016.07.13)和同日申請的實用新型專利“永磁轉(zhuǎn)子低諧波充磁裝置”(申請?zhí)枺篶n201620360485.x、授權(quán)公布號：cncn205829410u、授權(quán)公布日：2016.12.21)，公布了一種永磁轉(zhuǎn)子低諧波充磁方法和裝置，每個磁極性的充磁頭由m個相等圓心角的齒狀充磁極構(gòu)成，每個充磁極占在的位置角配合充磁極上的充磁線圈和充磁電流產(chǎn)生的充磁磁勢成低諧波調(diào)制比例關(guān)系，該充磁極在永磁轉(zhuǎn)子成型過程中對永磁磁粉施加磁場作用，使得永磁磁粉材料內(nèi)部磁疇發(fā)生調(diào)控性排列，使永磁轉(zhuǎn)子裝入電機時產(chǎn)生氣隙磁場的諧波含量更低。是一種改進型充磁方法和裝置。

但是，這種方法和裝置中充磁安匝是直流脈沖形態(tài)的，由于永磁磁粉材料內(nèi)部磁疇存在相互影響和制約作用，一些磁疇僅靠直流充磁安匝的作用難以激活、轉(zhuǎn)向和有效排序，可能存在影響專利技術(shù)效果的不足。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種可克服現(xiàn)有永磁轉(zhuǎn)子充磁方法中磁疇排列不充分的不足之處，有益于改善充磁效果，提高永磁電機性能的永磁電機轉(zhuǎn)子充磁的預調(diào)控裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括預充磁控制器和充磁機，其結(jié)構(gòu)要點充磁機包括充磁線圈和截面為環(huán)形帶極靴的柱狀鐵心；充磁線圈嵌在柱狀鐵心上；

所述預充磁控制器包括可變線性電感l(wèi)1、可變線性電容c1、可變線性電容c2、可變線性電阻r和有源非線性電阻rn，可變線性電感l(wèi)1一端分別與可變線性電阻r一端、可變線性電容c2一端、開關(guān)k一端相連，開關(guān)k另一端與充磁線圈l2一端相連，可變線性電阻r另一端分別與可變線性電容c1一端、有源非線性電阻rn一端相連，可變線性電感l(wèi)1另一端、可變線性電容c1另一端、可變線性電容c2另一端、有源非線性電阻rn另一端、充磁線圈l2另一端接地。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述鐵心的軸向長度與永磁轉(zhuǎn)子的軸向長度相等。

本發(fā)明有益效果。

如圖3所示，本發(fā)明預充磁控制器電路是一個變形蔡氏電路，電路中電感l(wèi)1和電容c2構(gòu)成了一個lc振蕩電路，有源非線性電阻rn(蔡氏二極管)和可變線性電容c1組成了一個有源rc濾波電路，它們通過一個可變線性電阻r進行耦合，形成了典型的能產(chǎn)生復雜混沌現(xiàn)象的非線性蔡氏電路。如此，在充磁線圈上施加一種具有時間混沌特性的電壓或者電流，使得充磁磁場具有混沌態(tài)，從而激活永磁轉(zhuǎn)子內(nèi)全體磁疇實現(xiàn)均勻排布，為正式充磁做好準備，即實現(xiàn)充磁的預調(diào)控。

本發(fā)明使用時，永磁轉(zhuǎn)子置于本發(fā)明鐵心內(nèi)，閉合開關(guān)k對永磁轉(zhuǎn)子進行預調(diào)控后，將轉(zhuǎn)子從鐵心中取出，再進行正式充磁即可。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。本發(fā)明保護范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。

圖1為本發(fā)明永磁轉(zhuǎn)子充磁的預調(diào)控裝置圖。

圖2為本發(fā)明永磁轉(zhuǎn)子充磁預調(diào)控實施例充磁機示意圖。

圖3為本發(fā)明永磁轉(zhuǎn)子充磁預調(diào)控實施例電路圖。

圖4為本發(fā)明永磁轉(zhuǎn)子充磁預調(diào)控實施例電壓波形曲線。

圖中：1為鐵心，2為永磁轉(zhuǎn)子，3為充磁線圈。

具體實施方式

如圖所示，本發(fā)明包括預充磁控制器和充磁機，充磁機包括充磁線圈和截面為環(huán)形帶極靴的柱狀鐵心；充磁線圈嵌在柱狀鐵心上；

所述預充磁控制器包括可變線性電感l(wèi)1、可變線性電容c1、可變線性電容c2、可變線性電阻r和有源非線性電阻rn，可變線性電感l(wèi)1一端分別與可變線性電阻r一端、可變線性電容c2一端、開關(guān)k一端相連，開關(guān)k另一端與充磁線圈l2一端相連，可變線性電阻r另一端分別與可變線性電容c1一端、有源非線性電阻rn一端相連，可變線性電感l(wèi)1另一端、可變線性電容c1另一端、可變線性電容c2另一端、有源非線性電阻rn另一端、充磁線圈l2另一端接地。

預充磁控制器電路參數(shù)的配置使該電路的最大lyapunov指數(shù)大于零。

如圖3所示，通過開關(guān)k將呈現(xiàn)混沌態(tài)的電壓uc2施加到充磁線圈，即大小電感l(wèi)2上形成ul2，電壓ul2的波形曲線如圖4所示。

所述鐵心的軸向長度與永磁轉(zhuǎn)子的軸向長度相等；充磁磁場均勻，充磁效果好。

本發(fā)明預充磁控制器產(chǎn)生具有混沌特征的電壓或者電流為充磁機線圈供電，充磁線圈產(chǎn)生磁勢通過鐵心生成預充磁磁場，對永磁轉(zhuǎn)子施加混沌態(tài)磁場調(diào)控，激活永磁轉(zhuǎn)子內(nèi)磁疇進行均布排列，為后續(xù)正式充磁做好準備。

為了益于永磁磁粉材料內(nèi)部磁疇的預充磁調(diào)控，當開關(guān)k閉合之后，原來呈現(xiàn)混沌態(tài)的控制電路的混沌特征可能發(fā)生改變，為此可以通過調(diào)整可變線性電感l(wèi)1、可變線性電容c1、c2、可變線性電阻r和非線性電阻rn來調(diào)控預充磁控制器電路的特性，使得調(diào)整后的充磁電路的最大lyapunov指數(shù)仍然大于零，以適應預充磁的需要。

工程應用實施中，可以考慮用充磁線圈的等效電感l(wèi)2替代電感l(wèi)1，并通過調(diào)整電路中其它元件參數(shù)使l2上的電壓或者電流呈現(xiàn)混沌態(tài)，即用充磁線圈的等效電感l(wèi)2替代電感l(wèi)1后充磁電路的最大lyapunov指數(shù)仍然大于零，從而簡化相關(guān)電路，益于降低成本。

上述實施例是兩極整體永磁轉(zhuǎn)子預充磁調(diào)控方法和裝置，可推廣適用于多極情況，也可以用于單塊磁鋼的預充磁調(diào)控。

下面為采用本發(fā)明對永磁電機轉(zhuǎn)子進行預調(diào)控和未采用本發(fā)明進行預調(diào)控相關(guān)參數(shù)對比表。

某型號洗衣機排水泵電機永磁轉(zhuǎn)子磁性能改善情況。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，以達到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。