一种包括HALBACH阵列的电机及包括该电机的设备制造技术

本发明专利技术提供一种包括HALBACH阵列的电机，包括定子和动子组件，所述定子和动子相对面形成多个齿和槽结构，所述电机还包括分布在所述定子和/或所述动子的所述多个槽内的多个HALBACH阵列永磁体单元。本发明专利技术还提供相应的设备。采用本发明专利技术的电机，将多个HALBACH阵列永磁体单元分别分布在定子和/或动子的槽内，形成简易的HALBACH阵列排布，因此即能提高电机的扭矩密度，又有助于永磁体的批量生产、降低生产成本，且方便安装、不容易损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种包括HALBACH阵列的电机及包括该电机的设备
本专利技术涉及电机
，具体涉及一种包括HALBACH阵列的电机及包括该电机的设备。
技术介绍
目前在永磁电机领域，通常采用在定子和/或动子的相对面设置齿和槽结构，将单个永磁体放置在槽内，但是采用该结构的电机，往往扭矩密度较小，随着工业机器人的发展，需要能实现大扭矩密度的电机，而采用该种结构的电机不能满足要求。为了实现高扭矩密度，人们又开始采用HALBACH阵列永磁体，HALBACH阵列永磁体是通过位于中间磁场的相互叠加和抵消，使得单边的磁场强度增强，进而可以提高电机的气隙磁密度，因此在永磁电机领域得到了广泛的应用，比如专利：CN203278585中所提到的，如图6所示，所述电机的转子包括设置在转子与定子的相对面的HALBACH阵列，采用这种排布方式的HALBACH阵列，需要多个各种充磁方向的永磁体共同构成，因此加工复杂且成本高，且这种阵列的排布方式需要位于中间的永磁体彼此紧贴，因此组装时比较麻烦，且容易造成永磁体的损坏。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，提供一种包括HALBACH阵列的电机及包括该电机的设备，将多个HALBACH阵列永磁体单元分别分布在定子和/或动子的槽内，形成简易的HALBACH阵列排布，因此即能提高电机的扭矩密度，又有助于永磁体的批量生产、降低生产成本，且方便安装、不容易损坏。本专利技术第一方面提供一种电机，包括定子和动子组件，所述定子和动子相对面形成多个齿和槽结构，所述电机还包括分布在所述定子和/或所述动子的所述多个槽内的多个HALBACH阵列永磁体单元。进一步，所述各个HALBACH阵列永磁体单元的形状相同，形成的单边磁场的方向对应所述动子和所述定子之间的间隙。进一步，所述每个槽内分布的HALBACH阵列永磁体的至少位于两侧的永磁体的靠近所述动子或所述定子相对面的一端低于所述位于中间的永磁体的同一端一定距离。进一步，所述位于两侧的永磁体的高度与所述位于中间的永磁体的高度比包括：1.5：1至1.9：1。进一步，所述每个HALBACH阵列永磁体中位于中间的永磁体的宽度大于位于两侧的永磁体的宽度。进一步，所述位于中间的永磁体的宽度与位于两侧的永磁体的宽度比为2.5：1。进一步，所述每个HALBACH阵列永磁体包括：横向排列的至少第一、第二、第三永磁体。进一步，所述分布在所述定子和/或所述动子的所述多个槽内的多个HALBACH阵列永磁体单元包括：所述每个槽内或每隔若干个槽内分布一个HALBACH阵列永磁体单元；或所述每个槽内或每隔若干个槽内分布多个HALBACH阵列永磁体单元。本专利技术第二方面提供一种设备，包括如上所述的电机。由上可见，本专利技术提供一种电机，将多个HALBACH阵列永磁体单元分别分布在定子和/或动子的槽内，形成简易的HALBACH阵列排布取得了以下技术效果：1、由于所述定子和动子相对面形成多个齿和槽结构，所述多个HALBACH阵列永磁体单元分布在所述定子和/或所述动子的所述每个槽内，形成简易的HALBACH阵列排布，因此即能提高电机的扭矩密度，又有助于永磁体的批量生产、降低生产成本，且方便安装、不容易损坏。2、由于各个HALBACH阵列永磁体单元的形状相同，为保证形成的单边磁场的方向对应所述动子和定子之间的动子和定子的间隙，只需要调整组成HALBACH阵列单元的永磁体的安装方向，因此可以最大限度的完成批量生产，保证安装的方便和产品的一致性。3、由于所述第一和第三永磁体至少位于所述动子或所述定子相对面的一端低于所述第二永磁体的同一端一定距离，因此通过采用上面的结构，一方面，由于去掉了受到反充磁影响的区域，因此不会造成整个HALBACH阵列永磁体退磁，进而影响整个电机的稳定性；另一方面，由于去掉了部分永磁体结构，能够相对减少每组HALBACH阵列永磁体的质量，从而在一定程度上减少电机的重量。4、由于每个HALBACH阵列永磁体中位于中间的永磁体的宽度大于位于两侧的永磁体的宽度，这样可以形成更好的正弦磁场。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术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专利技术的一些实施例，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它的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种直线电机的部分结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种旋转电机的结构示意图，其中右侧为局部A的放大结构示意图；图3A-3D为本专利技术实施例提供的每个HALBACH阵列永磁体上的磁通方向的几种实施例的示意图；图4A-4D为本专利技术实施例提供的每个HALBACH阵列永磁体的几种实施例的示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种电机的实施例的示意图；图6本专利技术实施例提供的HALBACH阵列永磁体中各个永磁体随宽度变化比值产生的磁密度变化；图7A-7B为本专利技术实施例提供的HALBACH阵列永磁体的2个实施例的示意图；图8为现有技术的电机的俯视图。具体实施方式为了使本领域的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。实施例一、图1为本专利技术实施例提供的一种直线电机的部分结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种旋转电机的结构示意图，其中右侧为局部A的放大结构示意图。在永磁电机领域，现有采用HALBACH阵列的永磁电机，如
技术介绍
中所述，所述电机的转子与定子的相对面由HALBACH阵列围成。采用这种排布方式的HALBACH阵列，需要多个各种充磁方向的永磁体共同构成，其加工复杂，且这种阵列的排布方式需要位于中间的永磁体彼此紧贴，因此组装时比较麻烦，且容易造成永磁体的损坏。如图1、2所示，为解决上述问题，本专利技术提供一种电机，所述电机包括定子10和动子20组件，所述定子10和动子20相对面形成多个齿11、21和槽12、22结构，，所述多个HALBACH阵列永磁体30单元分布在所述定子10和/或所述动子20的所述每个槽内。由于将多个HALBACH阵列永磁体单元分别分布在定子和/或动子的槽内，形成简易的HALBACH阵列排布，因此即能提高电机的扭矩密度(相对于现有的设置单一永磁体的电机，整体同样规格大小的永磁体，采用本专利技术所述的结构的电机的扭矩是现有电机的2.5倍)，又有助于永磁体的批量生产、降低生产成本，且方便安装、不容易损坏。需要说明的是，所述电机即可以包括将电能转换成动能输出的电动机(电动机可以包括：旋转运动的旋转电动机、直线运动的直线电动机)；也可以包括将动能转化为电能输出的发电机。二者之间在一些情况中是可以采用同一结构实现的，通过对相同的结构采用不同的电连接和机械连接的方式，从而分别实现发电机或电动机的功能。在一些优选实施例中，所述各个HALBACH阵列单元的形状相同,因此可以最大程度满足批量生产的要求，只是安装时需要根据各个HALBACH阵列永磁体单元形成的单边磁场的方向调整组成各个HALBACH阵列永磁体单元的永磁体的安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括HALBACH阵列的电机，包括定子和动子组件，所述定子和动子相对面形成多个齿和槽结构，其特征在于，所述电机还包括分布在所述定子和/或所述动子的所述多个槽内的多个HALBACH阵列永磁体单元。

【技术特征摘要】
1.一种包括HALBACH阵列的电机，包括定子和动子组件，所述定子和动子相对面形成多个齿和槽结构，其特征在于，所述电机还包括分布在所述定子和/或所述动子的所述多个槽内的多个HALBACH阵列永磁体单元。2.根据权利要求1所述的包括HALBACH阵列的电机，其特征在于，所述各个HALBACH阵列永磁体单元的形状相同，形成的单边磁场的方向对应所述动子和所述定子之间的间隙。3.根据权利要求1或2所述的包括HALBACH阵列的电机，其特征在于，所述每个槽内分布的HALBACH阵列永磁体的至少位于两侧的永磁体的靠近所述动子或所述定子相对面的一端低于所述位于中间的永磁体的同一端一定距离。4.根据权利要求3所述的包括HALBACH阵列的电机，其特征在于，所述位于两侧的永磁体的高度与所述位于中间的永磁体的高度比包括：1.5：1至1.9：1。5.根据权利要求1或2所述的包括HALBACH阵列的电机，其特征在于，所述每个HALBACH阵列的位于中间的永磁体的磁通方向垂直于所述定子或者所述动子的相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：何国斌，
申请(专利权)人：南方电机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81