專利名稱：一種電機(jī)以及電機(jī)制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)，更具體地涉及一種改進(jìn)的永磁體不均衡磁化的電機(jī)及電機(jī)制造方法。
背景技術(shù)：
通常，電機(jī)是通過(guò)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來(lái)驅(qū)動(dòng)其他裝置的裝置。電機(jī)包括定子，其固定到特定裝置上；轉(zhuǎn)子，其相對(duì)于該定子轉(zhuǎn)動(dòng)；以及安裝在該轉(zhuǎn)子中的包含燒結(jié)鐵氧體的永磁體。
該永磁體還包含固定量的分段，并且每個(gè)分段在徑向方向上進(jìn)行多極-磁化。
因?yàn)樵谒鲭姍C(jī)上每個(gè)分段在徑向方向上多極-磁化，從而在這些分段之間產(chǎn)生磁化上的不均衡。因?yàn)榇呕牟痪庠诟鞣侄沃g產(chǎn)生，引起較高的頻率。高頻產(chǎn)生了電流失真和霍爾傳感器的位置/速度檢測(cè)上的誤差。因此會(huì)產(chǎn)生很多的問(wèn)題，例如降低了電機(jī)的控制能力，并且增加了具有以上所述的電機(jī)的洗衣機(jī)等的振動(dòng)/噪聲。
此外，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的電機(jī)，通過(guò)在徑向方向上的磁化的包括齒槽轉(zhuǎn)矩的電磁激勵(lì)被增加。因此缺陷在于增加了具有所述電機(jī)的洗衣機(jī)的振動(dòng)/噪聲。
此外，至今在使用的電機(jī)中，因?yàn)楸姸啻判苑侄胃街矫總€(gè)轉(zhuǎn)子框架，制造流程被擴(kuò)大。因此缺陷在于增加了電機(jī)的制造成本及不能容易地完成制造流程。
此外，至今在使用的電機(jī)中，粘合劑被施加于磁體的粘合面來(lái)將多個(gè)磁體結(jié)合到轉(zhuǎn)子框架，并且粘合面相互結(jié)合到該轉(zhuǎn)子框架的內(nèi)部。因此當(dāng)粘合劑引起在磁體和該轉(zhuǎn)子框架之間的大磁性間隙時(shí)，磁通量被減少并且電機(jī)的效率隨此降低。
該磁性間隙可以通過(guò)粘合劑的量和粘合劑的強(qiáng)度容易地改變，并且例如永磁體故障等的次要缺陷在磁化后增加，并且因此，在性能的控制方面上很多事物不是有效的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明被提出以解決以上提到的問(wèn)題，主要提出了電機(jī)和改進(jìn)永磁體不均衡磁化的電機(jī)制造方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出一種電機(jī)和電機(jī)制造方法，通過(guò)改進(jìn)永磁體的磁化方法而改進(jìn)包括齒槽轉(zhuǎn)矩的電磁激勵(lì)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出一種電機(jī)和電機(jī)制造方法，減小了在永磁體和轉(zhuǎn)子框架之間的磁性間隙，并且同時(shí)不變地維持該間隙。
本發(fā)明的另一個(gè)目的為提出一種電機(jī)和電機(jī)制造方法，在提高工作效率的同時(shí)，減少制造成本。
根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)包括定子；轉(zhuǎn)子，其相對(duì)于該定子轉(zhuǎn)動(dòng)；永磁體，安裝到轉(zhuǎn)子，其中該永磁體為單體并且連續(xù)地形成。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種電機(jī)包括定子；轉(zhuǎn)子，其相對(duì)于該定子轉(zhuǎn)動(dòng)；永磁體，其附著到該轉(zhuǎn)子并且能夠作為連續(xù)單體彎曲；以及粘合材料，其將該永磁體附著到該轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的一種電機(jī)制造方法包括準(zhǔn)備定子、轉(zhuǎn)子和連續(xù)地形成的非磁化體；將非磁化體附著到該轉(zhuǎn)子；通過(guò)磁化安裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)的非磁化體制造永磁體。
根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的一種電機(jī)和電機(jī)制造方法，這是有效的因?yàn)橛来朋w是連續(xù)形成的，永磁體可以在各個(gè)永磁體處均勻地磁化。
另外有效的是，電機(jī)工作時(shí)的振動(dòng)/噪聲被減少，因?yàn)楫?dāng)永磁體均勻地磁化時(shí)，可以改進(jìn)包括齒槽轉(zhuǎn)矩的電磁激勵(lì)。
另外有效的是，因?yàn)榇呕诜谴呕w的安裝之后進(jìn)行，安裝變得更容易。因此，該電機(jī)制造方法以及制造步驟的數(shù)量被減少。
另外有效的是，因?yàn)樵撚来朋w利用在其至少一側(cè)具有粘合強(qiáng)度的膠帶附著到轉(zhuǎn)子上，節(jié)約了制造時(shí)間和成本。
另外有效的是，當(dāng)磁通量通過(guò)在永磁體和轉(zhuǎn)子之間的磁性間隙的減小得到增加，以及該磁性間隙通過(guò)使用薄而厚度恒定的膠帶將永磁體附著到轉(zhuǎn)子而維持不變時(shí)，增加了該電機(jī)的性能。


包括在這里的附圖提供了對(duì)于本發(fā)明的進(jìn)一步理解，它們包括在這里并作為本申請(qǐng)的一部分，附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例并與描述一同用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的拆卸的電機(jī)的透視圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的用于該電機(jī)的永磁體的透視圖。
圖3為圖2中所描述的永磁體的未彎曲合攏狀態(tài)的透視圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的永磁體的部分透視圖。
圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明的用于電機(jī)的永磁體被halbach磁化的狀態(tài)的示意圖。
圖6為顯示根據(jù)本發(fā)明的用于電機(jī)的永磁體被斜磁化的狀態(tài)的圖。
圖7和圖8為顯示根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的永磁體被斜磁化的狀態(tài)的圖。
圖9為圖1上沿著I-I′的截面圖。
圖10為根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的圖1的沿著I-I′的截面圖。
圖11為根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的圖1的沿著I-I′的截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，這些優(yōu)選實(shí)施例的例子在附圖中進(jìn)行描述。在任何可能的時(shí)候，將在所有附圖中使用相同的參考數(shù)字代表同樣或類似的部件。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的拆卸后的電機(jī)的透視圖。
參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)100包括定子110；轉(zhuǎn)子120，其相對(duì)于所述定子轉(zhuǎn)動(dòng)；以及永磁體130，其安裝到轉(zhuǎn)子120。
詳細(xì)地，該定子110為利用大約小于1mm的磁體的層疊形式。這時(shí)，磁體的疊層的數(shù)量可以通過(guò)期望的電機(jī)100的輸出確定。該定子110包括圓筒型的卡圈(yoke)111，以及多個(gè)從該卡圈(yoke)111上突出的纏繞部分112。
更具體地，該纏繞部分112從該圓筒型卡圈(yoke)的中心以圓形形狀突出預(yù)定的長(zhǎng)度。并且該纏繞單元112以預(yù)定數(shù)量纏繞有線圈113。
這時(shí)，優(yōu)選為根據(jù)在電機(jī)可以平滑旋轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)的相數(shù)和極數(shù)來(lái)確定纏繞部分112的數(shù)量。
轉(zhuǎn)子120為位于定子110外部的旋轉(zhuǎn)部件，由于該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電能被轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。
此外，該轉(zhuǎn)子120包括轉(zhuǎn)子框架121。更具體地說(shuō)，該轉(zhuǎn)子框架121包括例如金屬性材料等的磁體。并且，在轉(zhuǎn)子框架121的內(nèi)側(cè)，形成有安裝該永磁體130的安裝部分126。
多個(gè)葉片122形成在轉(zhuǎn)子120內(nèi)側(cè)的底部上。當(dāng)轉(zhuǎn)子120轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)該葉片122造成空氣運(yùn)動(dòng)，從線圈113產(chǎn)生的熱被冷卻并排放到外面。
另外，葉片122通過(guò)以預(yù)定的尺寸切割和彎曲轉(zhuǎn)子框架121的底面形成。當(dāng)葉片122照此形成時(shí)，槽123形成在切割表面上，這樣該槽123可利用葉片122使得空氣運(yùn)動(dòng)可以防止熱量。在轉(zhuǎn)子120的中心形成有插軸孔124，以插入旋轉(zhuǎn)軸(未描述)。還有，在轉(zhuǎn)子120的底部形成有多個(gè)肋125以增加強(qiáng)度。
永磁體130與由線圈113產(chǎn)生的磁性相互作用，施加電流后，轉(zhuǎn)子120轉(zhuǎn)動(dòng)。以下詳細(xì)的解釋是關(guān)于永磁體130的。
圖2為根據(jù)本發(fā)明用于電機(jī)的永磁體的透視圖，而圖3為圖2中的永磁體未彎曲合攏狀態(tài)的透視圖。
參考圖2和圖3，根據(jù)本發(fā)明的永磁體130連續(xù)地形成為一個(gè)整體。就是說(shuō)，該永磁體130不通過(guò)裝配多個(gè)小磁體的結(jié)構(gòu)形成，而是利用單個(gè)磁體形成。
根據(jù)以上制造的永磁體130形成適于安裝在安裝部分126上的連續(xù)帶型形狀。
當(dāng)制造永磁體時(shí)包括稀土金屬。稀土金屬為具有高磁力的鐵磁體材料，所以雖然與例如橡膠的物質(zhì)混合，其可以具有永磁體130需要的預(yù)定量的磁力。根據(jù)以上制造的永磁體130具有延展性所以可以容易地改變形狀。
因此，該永磁體130可以容易地操作并轉(zhuǎn)換為合適的形狀以安裝在安裝部分126上。
該永磁體130可以利用halbach磁化進(jìn)行磁化，磁化的永磁體130變成各向同性磁體或各向異性磁體。當(dāng)永磁體被halbach磁化后，該永磁體130減小了轉(zhuǎn)子框架121的厚度，這樣該永磁體被間接磁化(sinuously magnetized)為均勻磁化。對(duì)此的詳細(xì)解釋，可以參看以下的圖5。
在另一發(fā)面，在此實(shí)施例中，只提出了halbach-磁化的永磁體，但這并不限制本發(fā)明的精神。也就是說(shuō)，該永磁體130也可以利用徑向磁化等進(jìn)行磁化。
該永磁體130的兩側(cè)端為突出和凹進(jìn)造型以彼此緊貼。具體地說(shuō)，突出部分131形成在永磁體130的一端，而凹進(jìn)部分132形成在另一端。所以，該突出部分131和凹進(jìn)部分132連結(jié)到一起，這樣該永磁體130的兩側(cè)端可緊密貼合。如上所述，在永磁體被磁化的情況下，在永磁體130的兩側(cè)端緊密貼合后，該永磁體130包括其兩側(cè)端被均勻磁化。
圖4為根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的永磁體的部分透視圖。
參考圖4，根據(jù)本實(shí)施例，高度差連續(xù)地形成在永磁體230的表面上。具體地，在永磁體230中的磁極232的中心的高度高于其中磁極234的邊沿高度預(yù)定高度。如果如上形成，可以使得空氣間隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度是曲折(sinuously)的，這樣可以減少電機(jī)100的振動(dòng)/噪聲。
圖5為根據(jù)本發(fā)明用于電機(jī)的永磁體被halbach磁化的狀態(tài)的示意圖。
參考圖5，該永磁體130使用halbach磁化被磁化。
具體地說(shuō)，首先，制造將要被磁化為永磁體130的非磁化體。如前所解釋的，該非磁化體被制造為連續(xù)帶狀，該非磁化體包含稀土金屬，并與例如橡膠的物質(zhì)混合。然后非磁化體通過(guò)halbach磁化進(jìn)行磁化。當(dāng)進(jìn)行halbach磁化時(shí)，為了曲折地(sinuously)磁化永磁體130，當(dāng)非磁化體的磁方向遠(yuǎn)離磁軸時(shí)，磁化該非磁化體以增加非磁化體的磁方向和磁軸之間的角。以上的角限制為±90度。
在此實(shí)施例中，非磁化體被安裝到轉(zhuǎn)子120上，然后被磁化和最后制造為永磁體130。如果如上進(jìn)行制造，將永磁體130安裝到轉(zhuǎn)子120變得容易。因此，電機(jī)100的制造變得更加容易。
圖6為顯示根據(jù)本發(fā)明用于電機(jī)的永磁體被傾斜磁化的狀態(tài)的圖。圖7和圖8為顯示根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的永磁體被傾斜磁化的狀態(tài)的圖。
參考圖6或圖8，永磁體130利用傾斜磁化方法進(jìn)行磁化。具體地說(shuō)，磁化為永磁體130的非磁化體包括稀土金屬并且制造為連續(xù)帶狀。然后該非磁化體以預(yù)定角(α)傾斜磁化。
當(dāng)在永磁體130的中心線(c)的基礎(chǔ)上，基于定子110的槽數(shù)(S)、永磁體130的磁極數(shù)(P)、槽數(shù)和磁極數(shù)的LCM，優(yōu)選傾斜角在360/LCM(S，P)或360/S的范圍內(nèi)。
以下為永磁體130和轉(zhuǎn)子120的組合結(jié)構(gòu)的解釋。
圖9為圖1的沿著I-I′的剖面圖。
參考圖9，本發(fā)明的永磁體130安置在安裝部分126上，該安裝部分126形成在轉(zhuǎn)子框架121的內(nèi)部，并且附著有雙面膠140。
具體地說(shuō)，雙面膠140的厚度達(dá)到幾十微米μm。雙面膠140的厚度形成為厚于在永磁體130和定子110之間的間隙，并且小于永磁體130和轉(zhuǎn)子框架121的厚度。
優(yōu)選地，如同永磁體130，雙面膠140為單體并連續(xù)地形成。
因此，通過(guò)利用雙面膠140附著永磁體130和轉(zhuǎn)子框架121，使得這兩者之間的磁性間隙最小。
優(yōu)選地，膠帶140的粘合強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)大于驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)在定子110和轉(zhuǎn)子130之間運(yùn)行的最大力。
為了將永磁體130附著到轉(zhuǎn)子框架121，首先準(zhǔn)備轉(zhuǎn)子框架121、永磁體130和雙面膠帶140。如所解釋的，該永磁體130包括稀土金屬，并制造成連續(xù)帶狀。
然后，雙面膠140被粘合到永磁體130的外表面。優(yōu)選地設(shè)置雙面膠帶140的寬度使之對(duì)應(yīng)于永磁體130的寬度。該永磁體130被粘合到轉(zhuǎn)子框架121的安裝部分126，也就是轉(zhuǎn)子框架121的內(nèi)側(cè)。
這時(shí)，不將雙面膠帶140粘合到永磁體130，而是將雙面膠帶140粘合到轉(zhuǎn)子框架121，永磁體130可以粘合到轉(zhuǎn)子框架121。
因此，使用雙面膠帶140來(lái)簡(jiǎn)單地將永磁體130粘合到轉(zhuǎn)子框架121，增加了工作效率并減少了制造成本。
形成在永磁體130和轉(zhuǎn)子框架121之間的磁性間隙被減少到雙面膠帶140的厚度，并且通過(guò)使得雙面膠帶140具有均勻厚度，由在永磁體130和轉(zhuǎn)子框架121之間的固定和不變的磁性間隙，電機(jī)100的性能得到增強(qiáng)。
圖10為根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的圖1的沿I-I′線的剖面圖。
參考圖10，永磁體130利用單面膠帶240安裝到轉(zhuǎn)子框架121上。
具體地說(shuō)，該單面膠帶240，不同于雙面膠帶，只在其一面上具有粘合強(qiáng)度。并且，該單面膠帶240的寬度形成為寬于永磁體130的寬度，這樣永磁體130和轉(zhuǎn)子框架121可以被粘合到一起。
為了將永磁體130粘合到轉(zhuǎn)子框架121，首先將永磁體130布置到轉(zhuǎn)子框架121的安裝部分126。然后，利用單面膠帶240的粘性面封裝永磁體130。這樣，該單面膠帶240封裝永磁體130和轉(zhuǎn)子框架121的預(yù)定部分，并且永磁體130被粘合到轉(zhuǎn)子框架121。
根據(jù)此實(shí)施例，粘合材料不出現(xiàn)在永磁體130和轉(zhuǎn)子框架121之間，這顯著地減小了在永磁體130和轉(zhuǎn)子框架121之間的磁性間隙。
進(jìn)一步地，通過(guò)封裝布置在安裝部分126上的永磁體130、轉(zhuǎn)子框架121以及單面膠帶240的粘合面，改進(jìn)了工作效率并減少了制造時(shí)間和成本。
圖11為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的圖1的I-I′剖面圖。
參考圖11，永磁體130利用雙面膠帶140首先粘合到轉(zhuǎn)子框架121上，并且利用單面膠帶240重復(fù)封裝并再次粘合到轉(zhuǎn)子框架121。
為了將永磁體130粘合到轉(zhuǎn)子框架121，首先將雙面膠帶140粘合到永磁體130的外表面和/或轉(zhuǎn)子框架121的內(nèi)表面，然后將永磁體130粘合到轉(zhuǎn)子框架121。之后，當(dāng)永磁體130還粘合到轉(zhuǎn)子框架121時(shí)，利用單面膠帶240的粘合面封裝永磁體130的內(nèi)表面。然后，永磁體130和轉(zhuǎn)子框架121被粘合到單面膠帶240的一面上。
根據(jù)本實(shí)施例，永磁體130緊密粘合到轉(zhuǎn)子框架121，其具有這樣一個(gè)優(yōu)點(diǎn)可防止永磁體130在磁化后脫落。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)，包括定子；轉(zhuǎn)子，其相對(duì)于所述定子轉(zhuǎn)動(dòng)；以及永磁體，其附著到轉(zhuǎn)子并形成連續(xù)單體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中所述永磁體形成為連續(xù)帶型，并且所述永磁體的長(zhǎng)度長(zhǎng)于其高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中所述永磁體利用halbach磁化或徑向磁化或傾斜磁化來(lái)進(jìn)行磁化，并且當(dāng)轉(zhuǎn)子槽的數(shù)量(S)和永磁體磁極的數(shù)量(P)基于所述永磁體的中心時(shí)，所述傾斜磁化的傾斜角在360/LCM(S，P)或360/S的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中所述永磁體的兩側(cè)的端部形成為突出和凹進(jìn)的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中所述磁極的中心高度為預(yù)定尺寸，高于所述永磁體的一個(gè)表面上的磁極的邊沿高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中所述永磁體利用膠帶附著到所述轉(zhuǎn)子上，該膠帶在其至少一個(gè)表面上具有粘合強(qiáng)度。
7.一種電機(jī)制造方法，其包括準(zhǔn)備定子、轉(zhuǎn)子和連續(xù)地形成的非磁化體；將所述非磁化體附著到所述轉(zhuǎn)子；并且，通過(guò)磁化安裝在所述轉(zhuǎn)子中的非磁化體，制造永磁體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電機(jī)制造方法，其中，利用halbach磁化或徑向磁化或傾斜磁化來(lái)進(jìn)行磁化，通過(guò)磁化所述非磁化體制造所述永磁體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電機(jī)制造方法，其中將非磁化體附著到所述轉(zhuǎn)子，該方法包括將至少在其一側(cè)表面上具有粘合強(qiáng)度的膠帶附著到所述非磁化體或所述轉(zhuǎn)子；通過(guò)附著到此處的膠帶將所述非磁化體和所述轉(zhuǎn)子彼此附著。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電機(jī)制造方法，其中將所述非磁化體附著到轉(zhuǎn)子，所述方法包括將非磁化體安裝到所述轉(zhuǎn)子；將所述非磁化體和所述轉(zhuǎn)子一同與所述膠帶的一個(gè)表面附著在一起，在所述膠帶的至少一個(gè)表面上具有粘合強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明的電機(jī)包括定子；轉(zhuǎn)子，其相對(duì)于所述定子轉(zhuǎn)動(dòng)；以及永磁體，其安裝到所述轉(zhuǎn)子，其中所述永磁體為單體并連續(xù)地形成。
文檔編號(hào)H02K15/03GK1909332SQ20061010845
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日
發(fā)明者田且承, 閔丙旭, 全時(shí)汶 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社