永磁体阵列结构及电机的制作方法

本公开涉及电机，具体而言，涉及一种永磁体阵列结构及电机。

背景技术：

1、永磁体阵列结构是将多块永磁体按特定空间排列以形成预定磁场分布的一种磁性组件，广泛应用于永磁电机、发电机、磁悬浮系统、磁轴承及医疗设备等领域。通过合理布置永磁体的磁化方向和空间位置，可以在目标区域获得所需的磁场形态，从而满足不同应用场景对磁场分布的特殊要求。

2、然而，永磁体阵列结构在服役过程中，容易受到外部反向磁场、温度变化及外部冲击等因素的影响而发生退磁，从而导致永磁体磁场强度下降，造成输出性能衰减、效率降低等问题，影响设备正常工作。

技术实现思路

1、本公开提供一种永磁体阵列结构及电机，有利于提升其抗退磁能力，提升工作的可靠性。

2、根据本公开的一个方面，提供一种永磁体阵列结构，包括沿周向依次排列构成环形结构的多个永磁体，多个永磁体的磁化方向沿周向依次变化，且永磁体的磁化方向不少于4种；

3、多个永磁体包括沿周向交替排列的第一磁钢和第二磁钢，第一磁钢对应的圆心角为α，第二磁钢对应的圆心角为β；

4、其中，α和β满足α=β+180°/p或α+β=180°/p，p为永磁体阵列结构的极对数。

5、在本公开的一种示例性实施方式中，α≥β，且α/β≥2。

6、在本公开的一种示例性实施方式中，p=3，α=50°，β=10°。

7、在本公开的一种示例性实施方式中，永磁体阵列结构的外周面具有去除材料的修型区，修型区的至少部分位于第一磁钢，修型区的至少部分位于第二磁钢。

8、在本公开的一种示例性实施方式中，修型区的形状相对于修型区所覆盖的第一磁钢的径向中心线对称。

9、在本公开的一种示例性实施方式中，永磁体阵列结构的外周面具有多个修型区，任一修型区覆盖一第一磁钢以及位于第一磁钢相邻两侧的第二磁钢；对于任一修型区，第一磁钢的轮廓与相邻两侧的第二磁钢的轮廓连续。

10、在本公开的一种示例性实施方式中，永磁体阵列结构的外周面具有多个修型区，各修型区的形状相同；修型区的数量为2p。

11、在本公开的一种示例性实施方式中，修型区沿永磁体阵列结构的径向的最大深度不大于1mm。

12、在本公开的一种示例性实施方式中，永磁体阵列结构的内周面具有多个去除材料的第一挖孔区，任一第一挖孔区的至少部分位于第一磁钢，且至少部分位于第二磁钢。

13、在本公开的一种示例性实施方式中，任一第一磁钢与相邻的第二磁钢之间均设有第一挖孔区。

14、根据本公开的另一方面，提供一种电机，包括转子，转子包括：

15、转子铁芯；

16、前述任一项的永磁体阵列结构，设置于转子铁芯的外周面外。

17、在本公开的一种示例性实施方式中，转子铁芯上具有多个去除材料的第二挖孔区；第二挖孔区的至少部分沿径向与第一磁钢相对应，且第二挖孔区的至少部分沿径向与第二磁钢相对应。

18、在本公开的一种示例性实施方式中，永磁体阵列结构的内周面具有多个去除材料的第一挖孔区，任一第一挖孔区的至少部分位于第一磁钢，且至少部分位于第二磁钢；第一挖孔区与第二挖孔区相连通。

19、本公开的永磁体阵列结构，相邻永磁体的磁化方向彼此不同，各永磁体的磁化方向沿周向依次变化，从而在永磁体阵列一侧形成叠加增强的磁场，而另一侧的磁场相互抵消，形成halbach阵列。例如，各块永磁体（交替排布的第一磁钢和第二磁钢）的磁化方向沿周向依次旋转，在布置于转子表面时，可在气隙一侧形成集中且成正弦分布的磁场，有助于提高电机的功率密度。第一磁钢作为聚磁磁钢，可以在永磁体阵列结构的一侧（例如朝向气隙的一侧）形成增强磁场；第二磁钢作为主磁场磁钢，可以与聚磁磁钢配合，以维持主磁通路径。当外部反向磁场作用于本公开的永磁体阵列结构时，第一磁钢和第二磁钢交界面的磁场变化最为剧烈，是退磁最易发生的区域。增强磁场的宽度（α角反映）与主磁场的宽度（β角反映）之间满足α=β+180°/p或α+β=180°/p，从而在几何上约束了聚磁路径与主磁路径，有利于磁通在两类磁钢之间过渡时平滑分配，避免局部磁通密度过高，从而有利于降低退磁风险。

20、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

1.一种永磁体阵列结构，其特征在于，包括沿周向依次排列构成环形结构的多个永磁体，所述多个永磁体的磁化方向沿周向依次变化，且所述永磁体的磁化方向不少于4种；

2.根据权利要求1所述的永磁体阵列结构，其特征在于，α≥β，且α/β≥2。

3.根据权利要求2所述的永磁体阵列结构，其特征在于，p=3，α=50°，β=10°。

4.根据权利要求1所述的永磁体阵列结构，其特征在于，所述永磁体阵列结构的外周面具有去除材料的修型区（30），所述修型区（30）的至少部分位于所述第一磁钢（10），所述修型区（30）的至少部分位于所述第二磁钢（20）。

5.根据权利要求4所述的永磁体阵列结构，其特征在于，所述修型区（30）的形状相对于所述修型区（30）所覆盖的所述第一磁钢（10）的径向中心线对称。

6.根据权利要求4所述的永磁体阵列结构，其特征在于，所述永磁体阵列结构的外周面具有多个所述修型区（30），任一所述修型区（30）覆盖一所述第一磁钢（10）以及位于所述第一磁钢（10）相邻两侧的所述第二磁钢（20）；对于任一所述修型区（30），所述第一磁钢（10）的轮廓与相邻两侧的所述第二磁钢（20）的轮廓连续。

7.根据权利要求4所述的永磁体阵列结构，其特征在于，所述永磁体阵列结构的外周面具有多个所述修型区（30），各所述修型区（30）的形状相同；所述修型区（30）的数量为2p。

8.根据权利要求4所述的永磁体阵列结构，其特征在于，所述修型区（30）沿所述永磁体阵列结构的径向的最大深度不大于1mm。

9.根据权利要求1所述的永磁体阵列结构，其特征在于，所述永磁体阵列结构的内周面具有多个去除材料的第一挖孔区（41），任一所述第一挖孔区（41）的至少部分位于所述第一磁钢（10），且至少部分位于所述第二磁钢（20）。

10.根据权利要求9所述的永磁体阵列结构，其特征在于，任一所述第一磁钢（10）与相邻的所述第二磁钢（20）之间均设有所述第一挖孔区（41）。

11.一种电机，其特征在于，所述电机包括转子，所述转子包括：

12.根据权利要求11所述的电机，其特征在于，所述转子铁芯（50）上具有多个去除材料的第二挖孔区（42）；所述第二挖孔区（42）的至少部分沿径向与所述第一磁钢（10）相对应，且所述第二挖孔区（42）的至少部分沿径向与所述第二磁钢（20）相对应。

13.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，所述永磁体阵列结构的内周面具有多个去除材料的第一挖孔区（41），任一所述第一挖孔区（41）的至少部分位于所述第一磁钢（10），且至少部分位于所述第二磁钢（20）；所述第一挖孔区（41）与所述第二挖孔区（42）相连通。