永磁电机的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种永磁电机。


背景技术：

2.随着智能机器人、高端机床、3c行业、激光切割、液晶面板、锂电行业的快速发展，作为实现其自动作业的电机越来越受到重视。而且，目前的电机主流方案通常采用永磁电机。但是，在传统技术中，由于一些永磁电机的结构设置不合理，导致其输出功率相对较小，输出动力相对较弱。


技术实现要素：

3.因此，本发明所要解决的技术问题是相关技术中由于电机的结构设置不合理，导致其输出功率相对较小，输出动力相对较弱。
4.为解决上述技术问题，本发明提供一种永磁电机，包括：
5.定子结构，包括定子主体，以及设于所述定子主体上的多个定子齿；
6.动子结构，与所述定子结构对应设置；所述动子结构包括动子主体，以及设于所述动子主体上的多个动子齿，多个所述动子齿与多个所述定子齿相互对应；
7.聚磁结构，包括对应设于多个所述动子齿的端部或/和多个所述定子齿的端部的多个聚磁单元；每个所述聚磁单元均包括设于所述动子齿或/和所述定子齿中的多个永磁体，以及与多个所述永磁体两两相互间隔设置的软磁体，多个所述永磁体的充磁方向交汇于一点；
8.隔磁结构，设于所述聚磁结构中，包括设于所述聚磁单元中的所述第一永磁体的端部的第一隔磁桥。
9.可选地，所述第一隔磁桥包括设于所述聚磁单元中每个所述第一永磁体的两端的各一个第一隔磁槽，且所述第一隔磁槽沿着所述第一永磁体的充磁方向延伸设置。
10.可选地，所述第一隔磁桥包括嵌设于每个所述第一隔磁槽中的第二永磁体。
11.可选地，在多个所述聚磁单元设于同一个所述动子齿的端部或同一个所述定子齿的端部时，所述隔磁结构包括设于相邻的两个所述聚磁单元的相邻的两个所述第一永磁体的相对端之间的第二隔磁桥。
12.可选地，所述隔磁结构包括第三隔磁桥；
13.所述第三隔磁桥包括设于相邻的两个所述定子齿之间的定子齿槽的内壁面上的第三隔磁槽。
14.可选地，所述隔磁结构包括第四隔磁桥；
15.所述第四隔磁桥包括设于相邻的两个所述动子齿之间的动子齿槽的内壁面上的第四隔磁槽。
16.可选地，所述动子齿的端部或所述定子齿的端部设有安装腔，所述聚磁单元安设于所述安装腔中。
17.可选地，所述软磁体与所述第一永磁体粘合为一体以形成所述聚磁单元。
18.可选地，所述动子齿或所述定子齿设为软磁结构；
19.所述动子齿的端部或所述定子齿的端部间隔设有多个所述安装腔，多个所述第一永磁体一一对应地设于多个所述安装腔中以形成所述聚磁单元。
20.可选地，所述定子齿或所述动子齿上设有绕组。
21.可选地，所述永磁电机设为旋转电机、或直线电机、或u形电机。
22.本发明提供的技术方案，具有以下优点：
23.本发明提供的永磁电机，将由充磁方向汇聚于一点的多个第一永磁体形成的聚磁结构，设置在定子结构和动子结构中的至少一个上，可以显著减少电机的漏磁，充分利用每个第一永磁体的磁能，进而输出更大的电磁力。而且，通过将聚磁结构中的第一永磁体用软磁体间隔排列，再与定子齿相互作用，可以形成高频变化的磁场，通过改变第一永磁体、软磁体、以及定子齿的宽度，即可调制出各种变化趋势的磁场波形，可以通过提高磁场频率来显著提高电磁力，并通过调制出特定趋势的磁场波形以平滑电磁力波动，进而改善电机性能。而且，通过在聚磁结构的聚磁单元中的第一永磁体的端部设置隔磁桥以形成隔磁结构，几乎可消除因在聚磁结构中设置软磁体所产生的大部分漏磁，即可实现磁场调制，同时又改善了漏磁问题。这样，可较好地改善电机性能，使其输出功率增大，输出动力增大。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明实施例所述永磁电机设为旋转电机时的横截面结构示意图；
26.图2为本发明实施例所述永磁电机设为u型电机时的纵截面结构示意图；
27.图3为本发明实施例所述永磁电机设为直线电机时的纵截面结构示意图一；
28.图4为本发明实施例所述永磁电机设为直线电机时的纵截面结构示意图二；
29.图5为本发明实施例所述永磁电机设为直线电机时的纵截面结构示意图三；
30.图6为本发明实施例所述永磁电机设为直线电机时的纵截面结构示意图四。
31.图中：10、永磁电机；100、定子结构；110、定子主体；120、定子齿；130、定子齿槽；200、动子结构；210、动子主体；220、动子齿；230、动子齿槽；300、聚磁结构；310、第一永磁体；400、隔磁结构；410、第一隔磁桥；420、第二隔磁桥。
具体实施方式
32.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上、下、顶、底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言
的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
35.如图1至图3所示，本发明提供一种永磁电机10，包括定子结构100，与定子结构100对应设置的动子结构200，设于定子结构100或/和动子结构200上的聚磁结构300，以及设于聚磁结构300中的隔磁结构400。
36.具体地，定子结构100可包括定子主体110，以及设于定子主体110上的多个定子齿120。而且，动子结构200可包括动子主体210，以及设于动子主体210上的多个动子齿220，多个动子齿220与多个定子齿120相互对应。而且，聚磁结构300可包括对应设于多个动子齿220的端部或/和多个定子齿120的端部的多个聚磁单元；每个聚磁单元均包括设于动子齿220或/和定子齿120中的多个第一永磁体310，以及与多个第一永磁体310两两相互间隔设置的软磁体320，多个第一永磁体310的充磁方向交汇于一点。而且，隔磁结构400可包括设于聚磁单元中的每个永磁体310的端部的第一隔磁桥410。
37.将由充磁方向汇聚于一点的多个永磁体310形成的聚磁结构300，设置在定子结构100和动子结构200中的至少一个上，可以显著减少电机的漏磁，充分利用每个第一永磁体310的磁能，进而输出更大的电磁力。而且，通过将聚磁结构300中的第一永磁体310用软磁体320间隔排列，再与定子齿120相互作用，可以形成高频变化的磁场，通过改变第一永磁体310、软磁体320、以及定子齿120的宽度，即可调制出各种变化趋势的磁场波形，可以通过提高磁场频率来显著提高电磁力，并通过调制出特定趋势的磁场波形以平滑电磁力波动，进而改善电机性能。而且，通过在聚磁结构300的聚磁单元中的第一永磁体310的端部设置隔磁桥以形成隔磁结构400，可几乎消除因在聚磁结构300中设置软磁体320所产生的大部分漏磁，即可实现磁场调制，同时又改善了漏磁问题。这样，可较好地改善电机性能，使其输出功率增大，输出动力增大。
38.进一步地，在一些实施例中，聚磁结构300可设置在动子结构200的动子齿220的端部，具体可在每个动子齿220的端部设置至少一个聚磁单元，即可在每个动子齿220的端部设置一个聚磁单元或多个聚磁单元。而且，设置在动子齿220端部的每个聚磁单元，均可包括设于动子齿220的端部中的多个第一永磁体310，以及与多个第一永磁体310两两相互间隔设置的软磁体320，且多个第一永磁体310的充磁方向交汇于一点(可正向交汇于一点，也
可反向交汇于一点)。
39.此外，在另一些实施例中，聚磁结构300可设置在定子结构100的定子齿120的端部，具体可在每个定子齿120的端部设置至少一个聚磁单元，即可在每个定子齿120的端部设置一个聚磁单元或多个聚磁单元。而且，设置在定子齿120端部的每个聚磁单元，均可包括设于定子齿120的端部中的多个第一永磁体310，以及与多个第一永磁体310两两相互间隔设置的软磁体320，且多个第一永磁体310的充磁方向交汇于一点。
40.此外，在另一些实施例中，也可同时在动子结构200的动子齿220的端部和定子结构100的定子齿120的端部均设置聚磁结构300。
41.而且，动子齿220的端部或定子齿120的端部设有安装腔，聚磁单元安设于安装腔中。即可将聚磁单元安设在动子齿220或定子齿120的安装腔中，以将聚磁结构300设置在动子齿220或定子齿120上。
42.进一步地，在一些实施例中，软磁体320与第一永磁体310可粘合为一体以形成聚磁单元。即将至少一个软磁体320和多个第一永磁体310粘合成一体后安装在一个安装腔中，以形成一个聚磁单元。这样，可以实现将传统的聚磁结构(多个永磁体紧贴排列形成的结构)拆分开来，中间嵌入软磁材料(即软磁体320)，即可实现磁场调制，同时又改善了传统磁场调制方案中的漏磁问题。
43.此外，在另一些实施例中，动子齿220或定子齿120设为软磁结构；而且，动子齿220的端部或定子齿120的端部间隔设有多个安装腔，多个第一永磁体310可一一对应地设于多个安装腔中以形成聚磁单元。即可直接将动子齿220或定子齿120设为软磁体320，并将多个第一永磁体310间隔安设在动子齿220或定子齿120上的多个安装腔中，使得软磁体结构的安装腔的腔壁将第一永磁体310分隔开，以形成第一永磁体310和软磁体320间隔设置的拆分的聚磁结构，同样可实现磁场调制，又可改善漏磁问题。
44.而且，在每个聚磁单元中可设有两个第一永磁体310，也可设有三个第一永磁体310，也可设有四个第一永磁体310，等等。即每个聚磁单元可根据需要设置两个以上的第一永磁体310。而且，在每个聚磁单元中，每个永磁体310的形状可根据需要进行设置，可设置为矩形、或梯形等规则的多边形形状，也可设置为不规则的形状，只需多个第一永磁体310的充磁方向由多个方向聚拢指向一个中心点，或者由一个中心向外多个方向发散。
45.此外，如图3所示，第一隔磁桥410可包括设于聚磁单元中每个第一永磁体310的两端的各一个第一隔磁槽，且第一隔磁槽沿着第一永磁体310的充磁方向延伸设置。在每个聚磁单元中间隔设有多个第一永磁体310，在每个第一永磁体310的两端各设置一个第一隔磁槽，可对相邻的两个第一永磁体310进行隔磁，以消除将聚磁单元中多个第一永磁体310分开设置时所产生的漏磁。
46.而且，第一隔磁槽可邻近第一永磁体310的端部设置，即与安装第一永磁体310的安装腔间隔设置；此外，第一隔磁槽也可连接设于第一永磁体310的端部，即直接与第一永磁体310的安装腔连通设置。此外，第一隔磁槽的设置形式也可根据相邻的两个第一永磁体310的相对端之间的空间形状进行设计，以便于从两个第一永磁体310的端部将二者隔离消除漏磁。
47.进一步地，如图4所示，第一隔磁桥410可包括嵌设于每个第一隔磁槽中的第二永磁体412。通过在第一隔离槽中安设第二永磁体412，可进一步提高电机的磁场密度，从而进
一步提高电机的功率密度。
48.此外，如图5所示，在永磁电机的体积较大时，可将多个聚磁单元设于同一个动子齿220的端部或同一个定子齿120的端部，隔磁结构400可包括设于相邻的两个聚磁单元的相邻的两个永磁体310的相对端之间的第二隔磁桥420。即动子齿220或定子齿120上同时设有多个聚磁单元时，相邻的两个聚磁单元之间也可设有隔磁桥，将二者隔离以消除漏磁。
49.而且，第二隔磁桥420也可包括设于相邻的两个聚磁单元的相邻的两个永磁体310的相对端之间的第二隔磁槽。即在多个聚磁单元中具有相邻的两个聚磁单元，而相邻的两个聚磁单元具有相邻的两个第一永磁体310，而相邻的两个第一永磁体310均具有相互靠近的相对端，可在该两个相对端之间设置第二隔磁槽，以对相邻的两个聚磁单元进行隔磁。
50.进一步地，可在相邻的两个第一永磁体310之间设置一个第二隔磁槽，也可在靠近其中一个第一永磁体310的端部位置设置一个第二隔磁槽，也可在靠近每个第一永磁体310的端部位置各设置一个第二隔磁槽。而且，如图6所示，第二隔磁桥420也可包括嵌设于第二隔离槽中的第二永磁体412，可进一步提高电机的磁场密度，从而进一步提高电机的功率密度。
51.同理，第二隔磁槽的设置形式可根据相邻的两个第一永磁体310的相对端之间的空间形状进行设计，以便于从两个第一永磁体310的端部将二者隔离消除漏磁。
52.此外，在一些实施例中，隔磁结构400可包括设于相邻的两个定子齿120之间的定子齿槽130处的第三隔磁桥。而且，第三隔磁桥可包括设于相邻的两个定子齿120之间的定子齿槽130的内壁面上的第三隔磁槽，即可在定子结构100的多个定子齿120之间的多个定子齿槽130处设置第三隔磁槽，也可对磁场漏磁进行消除，进一步提升磁场效率。
53.而且，每个定子齿槽130处也可设有第一隔磁腔，该第一隔磁腔中也安设有第一永磁体310，且定子齿槽130处设置的第一永磁体310的两端可各设有一个第三隔磁槽。这样，可降低定子结构100中的第一永磁体310靠近气隙侧的漏磁，从而增大了该条漏磁路的磁阻，进而增强主磁路。
54.进一步地，第三隔磁槽可邻近定子齿槽130处设置的第一永磁体310的端部设置，即与第一永磁体310的第一隔磁腔间隔设置；此外，第三隔磁槽也可连接设于定子齿槽130处设置的第一永磁体310的端部，即直接与第一永磁体310的第一隔磁腔连通设置。而且，第三隔磁桥还可包括设置在第三隔磁槽中的第三永磁体，可进一步提高电机的磁场密度，从而进一步提高电机的功率密度。
55.此外，在另一些实施例中，隔磁结构400可包括设于相邻的两个动子齿220之间的动子齿槽230处的第四隔磁桥。而且，第四隔磁桥可包括设于相邻的两个动子齿220之间的动子齿槽230的内壁面上的第四隔磁槽，即可在动子结构200的多个动子齿220之间的多个动子齿槽230处设置第四隔磁槽，也可对磁场漏磁进行消除，进一步提升磁场效率。
56.而且，每个动子齿槽230处也可设有第二隔磁腔，该第二隔磁腔中也安设有第一永磁体310，且动子齿槽230处设置的第一永磁体310的两端可各设有一个第四隔磁槽。这样，可降低动子结构200中的第一永磁体310靠近气隙侧的漏磁，从而增大了该条漏磁路的磁阻，进而增强主磁路。
57.同理，第四隔磁槽可邻近动子齿槽230处设置的第一永磁体310的端部设置，即与第一永磁体310的第二隔磁腔间隔设置；此外，第四隔磁槽也可连接设于动子齿槽230处设
置的第一永磁体310的端部，即直接与第一永磁体310的第二隔磁腔连通设置。而且，第四隔磁桥还可包括设置在第四隔磁槽中的第四永磁体，可进一步提高电机的功率密度。
58.此外，在另一些实施例中，隔磁结构400可包括设于相邻的两个定子齿120之间的定子齿槽130的内壁面上的第三隔磁桥，以及设于相邻的两个动子齿220之间的动子齿槽230内壁面上的第四隔磁桥。即可同时在定子结构100的多个定子齿120之间的多个定子齿槽130处设置第三隔磁槽，并在动子结构200的多个动子齿220之间的多个动子齿槽230处设置第四隔磁槽，可进一步提升磁场效率。
59.此外，定子齿120或动子齿220上设有绕组500。即可将绕组500设置在定子齿120上，也可将绕组500设置在动子齿220上。
60.此外，上述第一永磁体310、第二永磁体、第三永磁体及第四永磁体均可为采用钕铁硼材料、或铁氧体材料、或钐钴材料加工制作而成的永磁结构。上述软磁体320可为采用硅钢材料、或纯铁材料、或电工钢材料、或坡莫合金材料加工制作而成的软磁结构。
61.此外，永磁电机10可设为旋转电机(如图1所示)、或u形电机(如图2所示)、或直线电机(如图3所示)。即可根据需要，将永磁电机设置为各种不同的电机，可较为完美地结合聚磁结构和磁场调制理论的各自优势，可达到增大电机出力的目的。
62.显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，可以做出其它不同形式的变化或变动，都应当属于本发明保护的范围。