本发明专利技术属于多极电机充磁领域，公开了一种多极电机整体充磁方法及装置，该方法包括：在电机转子外围环向布置至少一个充磁线圈，每个充磁线圈覆盖多个连续的永磁磁极，将至少一个充磁线圈覆盖的充磁区间内的各磁极分别设定为目标永磁磁极或非目标永磁磁极，在非目标永磁磁极外侧设置屏蔽板；向充磁线圈通入脉冲电流以完成对目标永磁磁极的充磁，同时，屏蔽板内感应涡流产生附加磁场以抵消原充磁磁场，使得非目标永磁磁极的磁性状态保持不变；改变充磁线圈、屏蔽板与各磁极的相对位置，根据线圈覆盖程度，重复一次或多次充磁过程以完成转子上所有磁极的充磁。本发明专利技术采用单线圈覆盖多个磁极对多极电机进行整体充磁，成本低，可靠性强，充磁效率高。充磁效率高。充磁效率高。
【技术实现步骤摘要】
一种多极电机整体充磁方法及装置
[0001]本专利技术属于多极电机充磁
，更具体地，涉及一种多极电机整体充磁方法及装置。
技术介绍
[0002]整体充磁技术是一种将未带磁性的磁极与电机转子装配完成后，通过特殊的充磁线圈对磁极进行充磁的方式。对于多极永磁电机，需要根据电机容量，选择不同的整体充磁方式。针对小容量电机，为了确保充磁磁场的对称性和周期性，通常采用线圈全覆盖的充磁方式，即在每个磁极表面布置一个充磁线圈，线圈间串联或并联连接。当在线圈组中通以脉冲电流时，各线圈产生方向交替变化的径向充磁磁场，对永磁磁极进行充磁。而对于大容量电机，由于充磁所需能量更高，常规电源难以提供单线圈覆盖单磁极、所有磁极同时充磁所需的能量，只能采用线圈部分覆盖的充磁方式，即在转子表面环向布置一个或多个充磁线圈，每次放电过程只对线圈所覆盖的磁极充磁。一次放电完成后，调整转子与充磁线圈的相对位置，让下一批待充磁磁极进入线圈覆盖区域进行充磁，如此往复，直至完成所有磁极的充磁。
[0003]以上充磁方式中每个充磁线圈均只覆盖一个永磁磁极。特别地，对于线圈全覆盖充磁方式，由于充磁线圈数与永磁磁极数相等，电机极数越多，需要的充磁线圈数量也越多，磁极分布越密集，导致线圈绕制难度增大，加工成本提高；同时，线圈间接头过多，使得充磁装置的工装结构复杂，可靠性降低。此外，伴随着永磁材料磁学性能的提升，永磁体饱和充磁所需磁场强度也在提高。对于多极电机，由于电机极距很小，使得充磁线圈的环向跨度和弯曲半径很小，无法采用大截面导线进行绕制，而常规尺寸导线无法承载永磁体饱和充磁所需的电流强度，因此现有多极电机整体充磁方法不能应用于高矫顽力、小跨距永磁磁极电机的充磁。
[0004]综上所述，现有充磁方法存在线圈加工成本高、工装结构复杂、可靠性低以及适用性差等诸多问题，亟需一种新的多极电机整体充磁方法及充磁装置。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种多极电机整体充磁方法及装置，旨在解决现有整体充磁方法所需要的线圈加工成本高、工装结构复杂、可靠性低以及适用性差的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种多极电机整体充磁方法，包括如下步骤：
[0007]在待充磁电机转子外围环向布置至少一个充磁线圈，每个所述充磁线圈覆盖多个连续的永磁磁极，所述至少一个充磁线圈的两侧边界内覆盖区域为充磁区间，根据充磁方向的要求，将所述充磁区间内的各永磁磁极分别设定为目标永磁磁极或非目标永磁磁极，在所述非目标永磁磁极外侧设置屏蔽板；
[0008]向所述充磁线圈通入脉冲电流而产生强度变化的原充磁磁场以完成对所述目标
永磁磁极的充磁，同时，所述屏蔽板内感应涡流产生附加磁场，所述附加磁场与所述非目标永磁磁极所在区域的原充磁磁场抵消，使得所述非目标永磁磁极的磁性状态保持不变；
[0009]改变所述充磁线圈、所述屏蔽板与所述待充磁电机转子上各永磁磁极的相对位置，根据所述充磁线圈在所述待充磁电机转子外围的覆盖程度，重复一次或多次充磁过程以完成所述待充磁电机转子上所有永磁磁极的充磁。
[0010]优选地，每个所述充磁线圈覆盖三个连续的永磁磁极，将所述三个连续的永磁磁极中位于中间的永磁磁极设定为非目标永磁磁极，其余两个永磁磁极均设定为目标永磁磁极。
[0011]进一步优选地，在所述待充磁电机转子外围环向均匀布置多个所述充磁线圈，相邻两个所述充磁线圈之间间隔一个永磁磁极，将相邻两个所述充磁线圈之间间隔的一个永磁磁极设定为目标永磁磁极。
[0012]进一步优选地，在所述待充磁电机转子外围环向均匀布置多个所述充磁线圈，相邻两个所述充磁线圈之间间隔三个永磁磁极，将相邻两个所述充磁线圈之间间隔的三个永磁磁极中位于中间的永磁磁极设定为非目标永磁磁极，其余两个永磁磁极均设定为目标永磁磁极。
[0013]优选地，改变所述充磁线圈、所述屏蔽板与所述待充磁电机转子上各永磁磁极的相对位置时，所述充磁线圈与所述屏蔽板的相对位置保持不变，所述充磁线圈相对所述待充磁电机转子上各永磁磁极转动一个磁极或一个充磁区间的角度。
[0014]优选地，所述屏蔽板尽可能靠近所述非目标永磁磁极且不接触所述非目标永磁磁极。
[0015]按照本专利技术的另一方面，还提供了一种多极电机整体充磁装置，包括充磁电源、充磁线圈和屏蔽板；
[0016]所述充磁电源与所述充磁线圈连接，用于为所述充磁线圈提供脉冲电流；
[0017]所述充磁线圈设置有至少一个，用于在待充磁电机转子外围环向布置以对充磁区间内的永磁磁极进行充磁，所述充磁区间为所述至少一个充磁线圈的两侧边界内覆盖区域，每个所述充磁线圈的尺寸能够覆盖所述待充磁电机转子上的多个连续的永磁磁极，根据充磁方向的要求，所述充磁区间内的各永磁磁极被设定为目标永磁磁极或非目标永磁磁极；
[0018]所述屏蔽板设置有至少一个，用于分别在各所述非目标永磁磁极外侧设置，并在所述充磁线圈充磁时产生涡流而产生附加磁场以抵消所述非目标永磁磁极所在区域的原充磁磁场，使得所述非目标永磁磁极的磁性状态保持不变。
[0019]优选地，所述充磁线圈和所述屏蔽板为一体式装配，且所述充磁线圈与所述屏蔽板的相对位置固定；所述屏蔽板为铜板。
[0020]优选地，所述屏蔽板的形状和尺寸用于调控所述非目标永磁磁极所在区域的磁场屏蔽率和所述目标永磁磁极所在区域的磁场强度、磁场方向及磁场均匀度。
[0021]优选地，所述充磁线圈设置有多个，且多个所述充磁线圈采用串联连接。
[0022]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0023](1)相比于传统的采用单线圈覆盖单磁极对多极电机进行整体充磁的方法，本发
明采用单线圈覆盖多个连续磁极进行整体充磁，增大了单个充磁线圈的环向跨度和弯曲半径，绕制难度小，降低了加工成本，简化了工装结构，充磁可靠性得到增强；并且大环向跨度和弯曲半径的充磁线圈可选择较大截面导线进行绕制，这样能够满足高磁场强度要求，特别适用于高矫顽力、小跨距永磁磁极电机的整体充磁，充磁适用性强；同时，在已充磁或未充磁的非目标永磁磁极表面设置屏蔽板，使得被屏蔽永磁磁极的磁性状态不发生改变，实现充磁线圈对目标永磁磁极的精准充磁，改善目标磁极区域的磁力线分布，提高目标磁极区域在充磁方向上的磁场强度，进而提高充磁过程的能量转化率。
[0024](2)本专利技术通过设置单个充磁线圈覆盖三个连续磁极，使得单个线圈单次放电可至少对两个永磁磁极进行饱和充磁，相比于传统充磁方法，充磁线圈数量减少为原来的一半，能够有效解决充磁线圈数量多导致的加工成本高、工装复杂等问题；同时，充磁线圈的环向跨度适当，屏蔽板位置设置合理。
[0025](3)本专利技术将屏蔽板设置在尽可能靠近对应的永磁磁极的位置，能够保证该永磁磁极所在区域的磁场屏蔽效果，进一步地，屏蔽板采用铜板，在相同的脉冲磁场环境下，涡流效应更强，屏蔽效果更好；而屏蔽板不接触对应的永磁磁极本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多极电机整体充磁方法，其特征在于，包括如下步骤：在待充磁电机转子外围环向布置至少一个充磁线圈，每个所述充磁线圈覆盖多个连续的永磁磁极，所述至少一个充磁线圈的两侧边界内覆盖区域为充磁区间，根据充磁方向的要求，将所述充磁区间内的各永磁磁极分别设定为目标永磁磁极或非目标永磁磁极，在所述非目标永磁磁极外侧设置屏蔽板；向所述充磁线圈通入脉冲电流而产生强度变化的原充磁磁场以完成对所述目标永磁磁极的充磁，同时，所述屏蔽板内感应涡流产生附加磁场，所述附加磁场与所述非目标永磁磁极所在区域的原充磁磁场抵消，使得所述非目标永磁磁极的磁性状态保持不变；改变所述充磁线圈、所述屏蔽板与所述待充磁电机转子上各永磁磁极的相对位置，根据所述充磁线圈在所述待充磁电机转子外围的覆盖程度，重复一次或多次充磁过程以完成所述待充磁电机转子上所有永磁磁极的充磁。2.根据权利要求1所述的多极电机整体充磁方法，其特征在于：每个所述充磁线圈覆盖三个连续的永磁磁极，将所述三个连续的永磁磁极中位于中间的永磁磁极设定为非目标永磁磁极，其余两个永磁磁极均设定为目标永磁磁极。3.根据权利要求2所述的多极电机整体充磁方法，其特征在于：在所述待充磁电机转子外围环向均匀布置多个所述充磁线圈，相邻两个所述充磁线圈之间间隔一个永磁磁极，将相邻两个所述充磁线圈之间间隔的一个永磁磁极设定为目标永磁磁极。4.根据权利要求2所述的多极电机整体充磁方法，其特征在于：在所述待充磁电机转子外围环向均匀布置多个所述充磁线圈，相邻两个所述充磁线圈之间间隔三个永磁磁极，将相邻两个所述充磁线圈之间间隔的三个永磁磁极中位于中间的永磁磁极设定为非目标永磁磁极，其余两个永磁磁极均设定为目标永磁磁极。5.根据权利要求1
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4任一所述的多极电机整体充...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕以亮，李天舒，陈荣刚，潘雨馨，杨宇平，李亮，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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