CN109923775A - 用于削减磁阻力的永磁电机 - Google Patents

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CN109923775A CN201780065505.8A CN201780065505A CN109923775A CN 109923775 A CN109923775 A CN 109923775A CN 201780065505 A CN201780065505 A CN 201780065505A CN 109923775 A CN109923775 A CN 109923775A
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Abstract

本发明涉及一种永磁电机，尤其涉及一种用于削减磁阻力的永磁电机，该永磁电机以预定间距配置具有相同齿形结构的多个动子，以削减磁阻力。另外，根据本发明的永磁电机，其特征为：多个动子面向定子进行线性运动、曲线运动或者旋转运动，在所述多个动子中，第一动子的最后的齿形与相邻于所述第一动子的第二动子的最初的齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数，形成所述多个动子的各动子分别具有以预定间距配置的3的d倍的齿形，以及卷绕于所述齿形的相线圈，其中，d是2以上的自然数，并且，所述定子由具有相对于铁心交替的极性的多个磁极组成。并且，本发明提供的永磁电机可以获得相同的推力，而且能够削减磁阻力。

Description

用于削减磁阻力的永磁电机
技术领域
本发明涉及一种永磁电机，尤其涉及一种用于削减磁阻力的永磁电机，该永磁电机以预定间距配置具有相同齿形结构的多个动子，以削减磁阻力。
背景技术
通常，永磁电机由以线型反复设置齿形的动子以及同样地周期性反复配置N极和S极的定子组成，并且最近广泛使用于需要做线性运动的地方。
另外，在如上所述的永磁电机中，根据动子或者定子的运动，设置有齿形的动子与定子的磁极之间的相对位置随之变化，因此作用于动子的齿形与永久磁铁之间的力会反复形成平衡和不平衡。
由于这些原因，在永磁电机中，即使在没有对动子的线圈施加电流的状态下也会产生正向或者逆向的推力，这被称为磁阻力。
随着永磁电机进行直线运动，所述磁阻力引发推力的脉动，进而妨碍顺畅的运动，并且在永磁电机的运动过程中所述磁阻力引起机械性振动及噪音。
如上所述的磁阻力主要由在动子的齿槽(或者齿形)中产生的齿槽力(Coggingforce)以及在两侧端部产生的端部力(End force)组成。
与此相关，现有的广为使用的永磁电机是通过连续连接动子而增加推力的结构。
如上所述的根据现有技术的永磁电机，因为其端部效果，依然会发生推力的脉动。
(现有技术文献)
(专利文献)
(专利文献1)韩国专利公开号10-2011-0120156号
(专利文献2)韩国专利公开号10-2010-0113290号
(专利文献3)韩国专利公开号10-2011-0001465号
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明是为了解决如上所述的问题点而提出的，本发明的目的在于提供一种用于削减磁阻力的永磁电机，该永磁电机以预定间隔配置具有相同齿形结构的多个动子，以削减磁阻力。
(二)技术方案
根据本发明的一方面的永磁电机，其特征为，多个动子面向定子进行线性运动、曲线运动或者旋转运动，在所述多个动子中，第一动子的最后的齿形与相邻于所述第一动子的第二动子的最初的齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数，形成所述多个动子的各动子分别具有以预定的间距配置的3的d倍的齿形，以及卷绕于所述齿形的相线圈，其中，d是2以上的自然数，并且，所述定子由具有相对于铁心交替的极性的多个磁极组成。
另外，根据本发明的一方面，当所述定子的极数为m，所述动子的齿槽数为s时，所述动子的长度Lmover为Lmover＝mτp，所述动子的齿形配置间距α为α＝mτp/s。
另外，根据本发明的一方面，当所述定子的极数m为5，所述动子的齿槽数s为6时，所述任意一个动子的相线圈由U、/U、/V、V、W、/W相组成，相邻的另一个动子的相线圈由W、/W、/U、U、V、/V相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
另外，根据本发明的一方面，当所述定子的极数m为7，所述动子的齿槽数s为6时，任意一个动子的相线圈由U、/U、/V、V、W、/W相组成，另一个动子的相线圈由V、/V、/W、W、U、/U相组成。
另外，根据本发明的一方面，当所述定子的极数m为7，所述动子的齿槽数s为9时，任意一个动子的相线圈由U、V、W、/W、/U、/V、V、W、U相组成，相邻的另一个动子由W、U、V、/V、/W、/U、U、V、W相组成。
另外，根据本发明的一方面，当所述定子的极数m为8，所述动子的齿槽数s为9时，任意一个动子的相线圈由U、/U、U、V、/V、V、W、/W、W相组成，相邻的另一个动子由/W、W、/W、/U、U、/U、/V、V、/V相组成。
另外，根据本发明的一方面，当所述定子的极数m为10，所述动子的齿槽数s为9时，任意一个动子的相线圈由U、/U、U、V、/V、V、/W、W相组成，相邻的另一个动子由/V、V、/V、/W、W、/W、/U、U、/U相组成。
另外，根据本发明的一方面，当所述定子的极数m为11，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由U、/U、U、/U、/V、V、/V、V、W、/W、W、/W相组成，相邻的另一个动子由W、/W、W、/W、/U、U、/U、U、V、/V、V、/V相组成。
另外，根据本发明的一方面，当所述定子的极数m为13，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由U、/U、U、/U、/V、V、/V、V、W、/W、W、/W相组成，相邻的另一个动子100-2由V、/V、V、/V、/W、W、/W、W、U、/U、U、/U相组成。
另外，根据本发明的一方面，当所述定子的极数m为10，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由U、/U、/V、V、W、/W、/U、U、V、/V、/W、W相组成，相邻的另一个动子由/W、W、U、/U、/V、V、W、/W、/U、U、V、/V相组成。
另外，根据本发明的另一方面的永磁电机，其特征为，多个动子面向定子进行线性运动、曲线运动或者旋转运动，在所述多个动子中，第一动子的最后的齿形与相邻于所述第一动子的第二动子的最初的齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数，形成所述多个动子的各动子分别具有以预定的间距配置的3的d倍的齿形，以及在所述齿形中每跨过一个齿形而卷绕的相线圈，其中，d是2以上的自然数，当齿形数为t，相线圈数为p时，p＝t/2，并且，所述定子由具有相对于铁心交替的极性的多个磁极组成。
另外，根据本发明的另一方面，当所述定子的极数为m，所述动子的齿槽数为s时，所述动子的长度Lmover为Lmover＝mτp，所述动子的齿形配置间距α为α＝mτp/s。
另外，根据本发明的另一方面，当所述定子的极数m为5，所述动子的齿槽数s为6时，所述任意一个动子的相线圈由/U、V、/W相组成，相邻的另一个动子的相线圈由/W、U、/V或者W、/U、V相组成。
另外，根据本发明的另一方面，当所述定子的极数m为7，所述动子的齿槽数s为6时，任意一个动子的相线圈由/U、V、/W相组成，另一个动子的相线圈由/V、W、/U或者V、/W、U相组成。
另外，根据本发明的另一方面，当所述定子的极数m为11，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由/U、/U、V、V、/W、/W相组成，相邻的另一个动子由/W、/W、U、U、/V、/V或者W、W、/U、/U、V、V相组成。
另外，根据本发明的另一方面，当所述定子的极数m为13，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由/U、/U、V、V、/W、/W相组成，相邻的另一个动子由/V、/V、W、W、/U、/U或者V、V、/W、/W、U、U相组成。
另外，根据本发明的另一方面，当所述定子的极数m为10，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由/U、V、/W、U、/V、W相组成，相邻的另一个动子由W、/U、V、/W、U、/V或者/W、U、/V、W、/U、V相组成。
(三)有益效果
如上所述的根据本发明的永磁电机与连续连接动子的永磁电机作相比，可以削减磁阻力，并且最高可削减至约65％。
特别是，根据本发明的永磁电机相比连续连接动子的永磁电机，可以维持相同的推力特性，同时还可以削减磁阻力。
附图说明
图1表示根据本发明的一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为5个和6个且通过三相电源驱动的永磁电机。
图2是图1的示意图。
图3表示根据本发明的一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为5个和6个且通过三相电源驱动的永磁电机，且其动子相互隔开。
图4是图3的示意图。
图5表示根据本发明的另一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为7个和6个且通过三相电源驱动的永磁电机。
图6表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为7个和9个且通过三相电源驱动的永磁电机。
图7表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为8个和9个且通过三相电源驱动的永磁电机。
图8表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为10个和9个且通过三相电源驱动的永磁电机。
图9表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为11个和12个且通过三相电源驱动的永磁电机。
图10表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为13个和12个且通过三相电源驱动的永磁电机。
图11表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为10个和12个且通过三相电源驱动的永磁电机。
图12是将图1的双层绕组作为单层绕组使用的设计图。
图13是将图5的双层绕组作为单层绕组使用的设计图。
图14是将图9的双层绕组作为单层绕组使用的设计图。
图15是将图10的双层绕组作为单层绕组使用的设计图。
图16是将图11的双层绕组作为单层绕组使用的设计图。
图17是比较连续连接动子的永磁电机与根据本发明的磁阻力的图。
图18是比较连续连接动子的永磁电机与根据本发明的电流-推力的图。
图19表示图17和图18中的作为本发明的比较对象的永久磁铁和动子齿槽分别为5个和6个且通过三相电源驱动并连续连接动子的永磁电机。
图20是图19的示意图。
最佳实施方式
本发明可以进行多种变换，并且可以具有各种实施例，以下，将以附图为基础，对特定的实施例进行详细说明。
以下的实施例是为了有助于对本说明书中说明的方法、装置和/或系统的整体性理解而提供。但是，这仅仅为示例，本发明并不局限于此。
在说明本发明的实施例时，认为与本发明相关的公知技术的具体说明有可能不必要地混淆本发明的主旨，则省略对其的详细说明。另外，后述的术语是考虑到在本发明中的功能而定义的术语，这些术语可能会根据使用者、操作者的意图或者惯例等而改变。因此，所述术语应基于本说明书的整体内容来定义。在详细说明中使用的术语仅仅是用于说明本发明的实施例，并不是用于限定本发明。若没有明确区分使用，单数形式的表示包括复数形式。在本说明中，如“包括”或者“具有”等表示是为了指定某些特性、数字、步骤、操作、组件以及它们的一部分或者组合，并且不应该被解释为排除除了上述说明以外的一个或者一个以上的其他特性、数字、步骤、操作、组件以及它们的一部分或者组合的存在或者可能性。
另外，第一、第二等术语虽然可以用于说明各种组件，但是所述组件并不限定于所述术语，且所述术语仅用于区分一个组件和其他组件。
图1表示根据本发明的一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为5个和6个且通过三相电源驱动的永磁电机，图2是图1的示意图。
所述的图1和图2是为了说明永磁电机的整体结构，以及面向定子200进行线性运动的第一动子100-1和第二动子100-2的配置的图。
第一动子100-1与第二动子100-2连接而组成一个铁心，但是也可以如图3和图4所示，相互隔开。
此时，如图1中的虚线所示，第一动子100-1与第二动子100-2的连接部位延长加权值γ的长度。
与此相关，图3表示根据本发明的一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为5个和6个且通过三相电源驱动的永磁电机，图4是图3的示意图，与图1和图2不同，第一动子100-1与第二动子100-2隔开加权值γ的长度。
参照图1至图4，根据本发明的一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为5个和6个且通过三相电源驱动的永磁电机，包括：第一动子100-1，在具有3的倍数的齿形的第一动子铁心110-1上具备第一相线圈120-1；第二动子100-2，在具有3的倍数的齿形的第二动子铁心110-2上具备第二相线圈120-2；定子200，在没有齿形的直线型定子铁心210上配置永久磁铁220，并且将永久磁铁220配置为与相邻的永久磁铁具有相反的极性。在此，虽然对永久磁铁的配置进行了说明，但是作为上位概念，可以表示为磁极的配置。
另外，参照图1和图2，相邻动子(100-1与100-2)的相邻齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数。
当然，在图3和图4中，第一动子100-1的第一动子铁心110-1与第二动子100-2的第二动子铁心110-2隔开加权值γ(＝τp/n，τp是极间距，n是电机的常数)的长度。
另外，参照图1至图4，第一动子100-1的第一相线圈120-1由U、/U、/V、V、W、/W相组成，第二动子100-2的第二相线圈120-2由W、/W、/U、U、V、/V相组成。
其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
例如，在电机的常数n为3时，第一动子100-1的第一动子铁心110-1与第二动子100-2的第二动子铁心110-2的加权值具有电性相位角60°(＝τp/3)。
另外，第一动子100-1的第一动子铁心110-1和第二动子100-2的第二动子铁心110-2具有以等间距α配置且为3的2倍数的6个齿形。即，当第一动子100-1的第一动子铁心110-1和第二动子100-2的第二动子铁心110-2的齿形数为t时，t＝3d，d是2以上的自然数，在图1和图3中，d＝2。
所述第一动子100-1和第二动子100-2的各相线圈120-1、120-2的U、V、W的电性相位角相差120度。
当所述第一动子100-1和第二动子100-2的长度为Lmover时，Lmover＝5τp，齿形配置间距为α＝5τp/6。
即，假设所述第一动子100-1和第二动子100-2的长度为Lmover，极数为m，齿槽数为s，此时Lmover＝mτp，齿形配置间距为α＝mτp/s。
图5表示根据本发明的另一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为7个和6个且通过三相电源驱动的永磁电机，该图是用于说明永磁电机的整体结构以及面向定子200进行线性运动的第一动子100-1和第二动子100-2的配置。
参照图5，根据本发明的另一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为7个和6个且通过三相电源驱动的永磁电机，包括：第一动子100-1，在具有3的倍数的齿形的第一动子铁心110-1上具备第一相线圈120-1；第二动子100-2，在具有3的倍数的齿形的第二动子铁心110-2上具备第二相线圈120-2；定子200，在没有定子齿形的直线型定子铁心210上配置永久磁铁220，并且将永久磁铁220配置为与相邻的永久磁铁具有相反的极性。
虽然第一动子100-1与第二动子100-2连接而组成为一个铁心，但是也可以是相互隔开的。
此时，如图5中的虚线所示，第一动子100-1与第二动子100-2的连接部位延长加权值γ的长度。
另外，相邻动子(100-1与100-2)的相邻齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数。
当然，第一动子100-1与第二动子100-2相隔时，第一动子100-1的第一动子铁心110-1与第二动子100-2的第二动子铁心110-2隔开加权值γ(＝τp/n，τp是极间距，n是电机的常数)的长度。
第一动子100-1的第一相线圈120-1由U、/U、/V、V、W、/W相组成，第二动子100-2的第二相线圈120-2由V、/V、/W、W、U、/U相组成。
在此，例如，电机的常数n为3时，第一动子100-1与第二动子100-2的加权值具有电性相位角60°(＝τp/3)。
另外，第一动子100-1和第二动子100-2具有以等间距α配置且为3的2倍数的6个齿形(即，d＝2)。
所述第一动子100-1和第二动子100-2的各相线圈120-1、120-2的U、V、W的电性相位角相差120度。
当所述第一动子100-1和第二动子100-2的长度为Lmover时，Lmover＝7τp(m＝7)，且齿形配置间距为α＝7τp/6(m＝7，s＝6)。
图6表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为7个和9个且通过三相电源驱动的永磁电机，该图是用于说明永磁电机的整体结构以及面向定子200进行线性运动的第一动子100-1和第二动子100-2的配置。
参照图6，根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为7个和9个且通过三相电源驱动的永磁电机，包括：第一动子100-1，在具有3的倍数的齿形的第一动子铁心110-1上具备第一相线圈120-1；第二动子100-2，在具有3的倍数的齿形的第二动子铁心110-2上具备第二相线圈120-2；定子200，在没有定子齿形的直线型定子铁心210上配置永久磁铁220，并且将永久磁铁220配置为与相邻的永久磁铁具有相反的极性。
虽然第一动子100-1与第二动子100-2连接而组成为一个铁心，但是也可以是相互隔开的。
此时，如图6中的虚线所示，第一动子100-1与第二动子100-2的连接部位延长加权值γ的长度。
另外，相邻动子(100-1与100-2)的相邻齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数。
当然，第一动子100-1与第二动子100-2相隔时，第一动子100-1的第一动子铁心110-1与第二动子100-2的第二动子铁心110-2隔开加权值γ(＝τp/n，τp是极间距，n是电机的常数)的长度。
第一动子100-1由U、V、W、/W、/U、/V、V、W、U相组成，第二动子100-2由W、U、V、/V、/W、/U、U、V、W相组成。
在此，例如，电机的常数n为3时，第一动子100-1与第二动子100-2的加权值具有电性相位角60°(＝τp/3)。
另外，第一动子100-1和第二动子100-2具有以等间距α配置的的9个齿形(即，d＝3)。
所述第一动子100-1和第二动子100-2的各相线圈120-1、120-2的U、V、W的电性相位角相差120度。
当所述第一动子100-1和第二动子100-2的长度为Lmover时，Lmover＝7τp(m＝7)，齿形配置间距为α＝7τp/9(m＝7，s＝9)。
图7表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为8个和9个且通过三相电源驱动的永磁电机，该图是用于说明永磁电机的整体结构以及面向定子200进行线性运动的第一动子100-1和第二动子100-2的配置。
参照图7，根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为8个和9个且通过三相电源驱动的永磁电机，包括：第一动子100-1，在具有3的倍数的齿形的第一动子铁心110-1上具备第一相线圈120-1；第二动子100-2，在具有3的倍数的齿形的第二动子铁心110-2上具备第二相线圈120-2；定子200，在没有定子齿形的直线型定子铁心210上配置永久磁铁220，并且将永久磁铁220配置为与相邻的永久磁铁具有相反的极性。
虽然第一动子100-1与第二动子100-2连接而组成一个铁心，但是也可以是相互隔开的。
此时，如图7中的虚线所示，第一动子100-1与第二动子100-2的连接部位延长加权值γ的长度。
另外，相邻动子(100-1与100-2)的相邻齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数。
当然，第一动子100-1与第二动子100-2相隔时，第一动子100-1的第一动子铁心110-1与第二动子100-2的第二动子铁心110-2隔开加权值γ(＝τp/n，τp是极间距，n是电机的常数)的长度。
第一动子100-1由U、/U、U、V、/V、V、W、/W、W相组成，第二动子100-2由/W、W、/W、/U、U、/U、/V、V、/V相组成。
在此，当电机的常数n为3时，第一动子100-1与第二动子100-2的加权值具有电性相位角60°(＝τp/3)。
另外，第一动子100-1和第二动子100-2具有以等间距α配置的9个齿形(即，d＝3)。
所述第一动子100-1和第二动子100-2的各相线圈120-1、120-2的U、V、W的电性相位角相差120度。
当所述第一动子100-1和第二动子100-2的长度为Lmover时，Lmover＝8τp(m＝8)，齿形配置间距为α＝8τp/9(m＝8，s＝9)。
图8表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为10个和9个且通过三相电源驱动的永磁电机，该图是用于说明永磁电机的整体结构以及面向定子200进行线性运动的第一动子100-1和第二动子100-2的配置。
参照图8，根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为10个和9个且通过三相电源驱动的永磁电机，包括：第一动子100-1，在具有3的倍数的齿形的第一动子铁心110-1上具备第一相线圈120-1；第二动子100-2，在具有3的倍数的齿形的第二动子铁心110-2上具备第二相线圈120-2；定子200，在没有定子齿形的直线型定子铁心210上配置永久磁铁220，并且将永久磁铁220配置为与相邻的永久磁铁具有相反的极性。
虽然第一动子100-1与第二动子100-2连接而组成一个铁心，但是也可以是相互隔开的。
此时，如图8中的虚线所示，第一动子100-1与第二动子100-2的连接部位延长加权值γ的长度。
另外，相邻动子(100-1与100-2)的相邻齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数。
当然，第一动子100-1与第二动子100-2相隔时，第一动子100-1的第一动子铁心110-1与第二动子100-2的第二动子铁心110-2隔开加权值γ(＝τp/n，τp是极间距，n是电机的常数)的长度。
第一动子100-1由U、/U、U、V、/V、V、W、/W、W相组成，第二动子100-2由/V、V、/V、/W、W、/W、/U、U、/U相组成。
在此，当电机的常数n为3时，第一动子100-1与第二动子100-2的加权值具有电性相位角60°(＝τp/3)。
另外，第一动子100-1和第二动子100-2具有以等间距α配置的9个齿形(即，d＝3)。
所述第一动子100-1和第二动子100-2的各相线圈120-1、120-2的U、V、W的电性相位角相差120度。
当所述第一动子100-1和第二动子100-2的长度为Lmover时，Lmover＝10τp(m＝10)，齿形配置间距为α＝10τp/9(m＝10，s＝9)。
图9表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为11个和12个且通过三相电源驱动的永磁电机，该图是用于说明永磁电机的整体结构以及面向定子200进行线性运动的第一动子100-1和第二动子100-2的配置。
参照图9，根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为11个和12个且通过三相电源驱动的永磁电机，包括：第一动子100-1，在具有3的倍数的齿形的第一动子铁心110-1上具备第一相线圈120-1；第二动子100-2，在具有3的倍数的齿形的第二动子铁心110-2上具备第二相线圈120-2；定子200，在没有定子齿形的直线型定子铁心210上配置永久磁铁220，并且将永久磁铁220配置为与相邻的永久磁铁具有相反的极性。
虽然第一动子100-1与第二动子100-2连接而组成一个铁心，但是也可以是相互隔开的。
此时，如图9中的虚线所示，第一动子100-1与第二动子100-2的连接部位延长加权值γ的长度。
另外，相邻动子(100-1与100-2)的相邻齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数。
当然，第一动子100-1与第二动子100-2相隔时，第一动子100-1的第一动子铁心110-1与第二动子100-2的第二动子铁心110-2隔开加权值γ(＝τp/n，τp是极间距，n是电机的常数)的长度。
第一动子100-1由U、/U、U、/U、/V、V、/V、V、W、/W、W、/W相组成，第二动子100-2由W、/W、W、/W、/U、U、/U、U、V、/V、V、/V相组成。
在此，当电机的常数n为3时，第一动子100-1与第二动子100-2的加权值具有电性相位角60°(＝τp/3)。
另外，第一动子100-1和第二动子100-2具有以等间距α配置的12个齿形(即，d＝4)。
所述第一动子100-1和第二动子100-2的各相线圈120-1、120-2的U、V、W的电性相位角相差120度。
当所述第一动子100-1、第二动子100-2的长度为Lmover时，Lmover＝11τp(m＝11)，且齿形配置间距为α＝11τp/12(m＝11，s＝12)。
图10表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为13个和12个且通过三相电源驱动的永磁电机，该图是用于说明永磁电机的整体结构以及面向定子200进行线性运动的第一动子100-1和第二动子100-2的配置。
参照图10，根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为13个和12个且通过三相电源驱动的永磁电机，包括：第一动子100-1，在具有3的倍数的齿形的第一动子铁心110-1上具备第一相线圈120-1；第二动子100-2，在具有3的倍数的齿形的第二动子铁心110-2上具备第二相线圈120-2；定子200，在没有定子齿形的直线型定子铁心210上配置永久磁铁220，并且将永久磁铁220配置为与相邻的永久磁铁具有相反的极性。
虽然第一动子100-1与第二动子100-2连接而组成一个铁心，但是也可以是相互隔开的。
此时，如图10中的虚线所示，第一动子100-1与第二动子100-2的连接部位延长加权值γ的长度。
另外，相邻动子(100-1与100-2)的相邻齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数。
当然，第一动子100-1与第二动子100-2相隔时，第一动子100-1的第一动子铁心110-1与第二动子100-2的第二动子铁心110-2隔开加权值γ(＝τp/n，τp是极间距，n是电机的常数)的长度。
第一动子100-1由U、/U、U、/U、/V、V、/V、V、W、/W、W、/W相组成，第二动子100-2由V、/V、V、/V、/W、W、/W、W、U、/U、U、/U相组成。
在此，当电机的常数n为3时，第一动子100-1与第二动子100-2的加权值具有电性相位角60°(＝τp/3)。
另外，第一动子100-1和第二动子100-2具有以等间距α配置的12个齿形(即，d＝4)。
所述第一动子100-1和第二动子100-2的各相线圈120-1、120-2的U、V、W的电性相位角相差120度。
当所述第一动子100-1和第二动子100-2的长度为Lmover时，Lmover＝13τp(m＝13)，且齿形配置间距为α＝13τp/12(m＝13，s＝12)。
图11表示根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为10个和12个且通过三相电源驱动的永磁电机，该图是用于说明永磁电机的整体结构以及面向定子200进行线性运动的第一动子100-1和第二动子100-2的配置。
参照图11，根据本发明的又一个优选实施例的永久磁铁和动子齿槽分别为10个和12个且通过三相电源驱动的永磁电机，包括：第一动子100-1，在具有3的倍数的齿形的第一动子铁心110-1上具备第一相线圈120-1；第二动子100-2，在具有3的倍数的齿形的第二动子铁心110-2上具备第二相线圈120-2；定子200，在没有定子齿形的直线型定子铁心210上配置永久磁铁220，并且将永久磁铁220配置为与相邻的永久磁铁具有相反的极性。
虽然，第一动子100-1与第二动子100-2连接而组成一个铁心，但是也可以是相互隔开的。
此时，如图11中的虚线所示，第一动子100-1与第二动子100-2的连接部位延长加权值γ的长度。
另外，相邻动子(100-1与100-2)的相邻齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数。
当然，第一动子100-1与第二动子100-2相隔时，第一动子100-1的第一动子铁心110-1与第二动子100-2的第二动子铁心110-2隔开加权值γ(＝τp/n，τp是极间距，n是电机的常数)的长度。
第一动子100-1由U、/U、/V、V、W、/W、/U、U、V、/V、/W、W相组成，第二动子100-2由/W、W、U、/U、/V、V、W、/W、/U、U、V、/V相组成。
在此，当电机的常数n为3时，第一动子100-1与第二动子100-2的加权值具有电性相位角60°(＝τp/3)。
另外，第一动子100-1和第二动子100-2具有以等间距α配置的12个齿形(即，d＝4)。
所述第一动子100-1和第二动子100-2的各相线圈120-1、120-2的U、V、W的电性相位角相差120度。
当所述第一动子100-1和第二动子100-2的长度为Lmover时，Lmover＝10τp(m＝10)，且齿形配置间距为α＝10τp/12(m＝10，s＝12)。
具体实施方式
图12至图16是表示图1至图11的实施例不仅可以在双层绕组中使用，而且也可以在单层绕组中使用的图。
图12是将图1的双层绕组作为单层绕组使用的设计图，图12的永久磁铁和动子齿槽的数量与图1相同，只是第一动子铁心110-1具有的第一相线圈120-1'的数量为图1的第一相线圈120-1的数量的1/2，相同地，第二动子铁心110-2具有的第二相线圈120-2'的数量为图1的第二相线圈120-2的数量的1/2。
另外，第一动子100-1的第一相线圈120-1'由/U、V、/W相组成，第二动子100-2的第二相线圈120-2'由/W、U、/V相组成。在此，虽然没有示出，但是第二动子100-2的第二相线圈120-2'也可以由W、/U、V相组成。
图13是将图5的双层绕组作为单层绕组使用的设计图，图13的永久磁铁和动子齿槽的数量与图5相同，只是第一动子铁心110-1具有的第一相线圈120-1'的数量为图5的第一相线圈120-1的数量的1/2，相同地，第二动子铁心110-2具有的第二相线圈120-2'的数量为图5的第二相线圈120-2的数量的1/2。
另外，第一动子100-1的第一相线圈120-1'由/U、V、/W相组成，第二动子100-2的第二相线圈120-2'由/V、W、/U相组成。在此，虽然没有示出，但是第二动子100-2的第二相线圈120-2'也可以由V、/W、U相组成。
图14是将图9的双层绕组作为单层绕组使用的设计图，图14的永久磁铁和动子齿槽的数量与图9相同，只是第一动子铁心110-1具有的第一相线圈120-1'的数量为图9的第一相线圈120-1的数量的1/2，相同地，第二动子铁心110-2具有的第二相线圈120-2'的数量为图9的第二相线圈120-2的数量的1/2。
另外，第一动子100-1由/U、/U、V、V、/W、/W相组成，第二动子100-2由/W、/W、U、U、/V、/V相组成。在此，虽然没有示出，但是第二动子100-2的第二相线圈120-2'也可以由W、W、/U、/U、V、V相组成。
图15是将图10的双层绕组作为单层绕组使用的设计图，图15的永久磁铁和动子齿槽的数量与图10相同，只是第一动子铁心110-1具有的第一相线圈120-1'的数量为图10的第一相线圈120-1的数量的1/2，相同地，第二动子铁心110-2具有的第二相线圈120-2'的数量为图10的第二相线圈120-2的数量的1/2。
另外，第一动子100-1由/U、/U、V、V、/W、/W相组成，第二动子100-2由/V、/V、W、W、/U、/U相组成。在此，虽然没有示出，但是第二动子100-2的第二相线圈120-2'也可以由V、V、/W、/W、U、U相组成。
图16是将图11的双层绕组作为单层绕组使用的设计图，图16的永久磁铁和动子齿槽的数量与图11相同，只是第一动子铁心110-1具有的第一相线圈120-1'的数量为图11的第一相线圈120-1的数量的1/2，相同地，第二动子铁心110-2具有的第二相线圈120-2'的数量为图11的第二相线圈120-2的数量的1/2。
另外，第一动子100-1的相线圈由/U、V、/W、U、/V、W相组成，第二动子100-2由W、/U、V、/W、U、/V相组成。在此，虽然没有示出，但是第二动子100-2的第二相线圈120-2'也可以由/W、U、/V、W、/U、V相组成。
图17是比较连续连接动子的永磁电机与根据本发明的磁阻力的图。
参照图17，根据本发明的永磁电机相比连续连接动子的永磁电机，可以削减磁阻力，并且最高可削减至约65％。
图18是比较连续连接动子的永磁电机与根据本发明的电流(current rating)-推力(average trust)的图。
根据本发明，可以获得与连续连接动子的永磁电机相同的推力特性，并且削减磁阻力。
通常，磁阻力由在动子的齿槽(或者齿形)产生的齿槽力以及在两侧端部发生的端部力组成。齿槽力是根据极数齿槽的组合确定其周期，一般在适用动子或者定子斜槽时，可以有效削减齿槽力。但是端部力是通过在动子的左右两端的齿形与永久磁铁之间的相互的磁性作用而产生的，因此，其周期与磁极的间距相同。
在本发明中提出的动子隔开结构是利用了在各动子中产生的端部力的相位差。
例如，在10极12槽的情况下，将只在左右的齿形中产生的端部效果向两个5极6齿槽结构的动子隔开分离时，会因动子之间的隔开距离，导致在这个位置发生新的端部效果。
换句话说，隔开第一动子和第二动子，使得在第一动子的左右两端齿形中产生的端部力与在第二动子的左右两端齿形中产生的端部力几乎相同，并且相位差为180度，通过这些动子的配置，可以仅将端部力有效削减。
实现这些效果的最短隔开距离就是在本发明中提出的长度，即极间距/电机常数。从原理上讲，可以适用于具有任意相的电机。另外，从原理上讲，可以实现与隔开距离的整数倍同等的效果。例如，5相的情况下，各动子齿形的数量为5的整数倍，各相的电性相位差为极间距/5，因此，电性相位差可以是36度，且隔开距离可以是36度的整数倍。当然，组成各相时，可以包括/相，因此可以有非常多样的组合。
图19表示图17和图18中的作为本发明的比较对象的永久磁铁和动子齿槽分别为5个和6个且通过三相电源驱动并连续连接动子的永磁电机，图20是图19的示意图。
参照图18和图19，作为本发明的比较对象的连续连接动子的永磁电机，包括：第一动子10-1，在具有3的倍数的齿形的动子铁心11-1上具备具有U、/U、/V、V、W、/W相的相线圈12-1；第二动子10-2，在具有3的倍数的齿形的动子铁心11-2上具备具有/U、U、V、/V、/W、W相的相线圈12-2；定子20，在没有定子齿形的直线型定子铁心21上配置永久磁铁22，并且将永久磁铁22配置为与相邻的永久磁铁具有相反的极性。
如上所述，例如，作为比较对象的永磁电机以6齿槽结构的动子10-1、10-2为基础，将动子10-1、10-2不进行分隔而连续连接，结果将成为10极12槽形态。
此时，当极间距为τp时，动子的长度Lmover为Lmover＝10τp，齿形配置间距α为α＝5τp/6，第一动子10-1的相配置为U、/U、/V、V、W、/W，第二动子10-2的相配置为/U、U、/V、V、/W、W。其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向相反。
如上所述，作为比较对象的连续连接动子的永磁电机与本发明的5极6齿槽结构的永磁电机性能相同，但其会因为端部效果而产生推力的脉动。
另外，虽然在上述说明中，例举说明了线性运动，但是并不局限于此，其同样适用于曲线运动，旋转运动的情况。
以上的说明仅仅是示例性地说明了本发明的技术思想，属于本发明所属技术领域的普通技术人员应该可以在不脱离本发明的本质特性的范围内，进行各种修改及变形。因此，在本发明中所记载的实施例并不是用于限定本发明的技术思想，而是为了进行说明，并且本发明的技术思想并不限定于这些实施例。本发明的保护范围应该根据权利要求书进行解释，并且，与该权利要求书的等同范围内的所有技术思想都应该被解释为包括在本发明的权利范围内。

Claims (17)

1.一种永磁电机，其特征在于，
多个动子面向定子进行线性运动、曲线运动或者旋转运动，
在所述多个动子中，第一动子的最后的齿形与相邻于所述第一动子的第二动子的最初的齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数，
形成所述多个动子的各动子分别具有以预定的间距配置的3的d倍的齿形，以及卷绕于所述齿形的相线圈，其中，d是2以上的自然数，
并且，所述定子由具有相对于铁心交替的极性的多个磁极组成。
2.根据权利要求1所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数为m，所述动子的齿槽数为s时，所述动子的长度Lmover为Lmover＝mτp，所述动子的齿形配置间距α为α＝mτp/s。
3.根据权利要求2所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为5，所述动子的齿槽数s为6时，所述任意一个动子的相线圈由U、/U、/V、V、W、/W相组成，相邻的另一个动子的相线圈由W、/W、/U、U、V、/V相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
4.根据权利要求2所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为7，所述动子的齿槽数s为6时，任意一个动子的相线圈由U、/U、/V、V、W、/W相组成，另一个动子的相线圈由V、/V、/W、W、U、/U相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
5.根据权利要求2所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为7，所述动子的齿槽数s为9时，任意一个动子的相线圈由U、V、W、/W、/U、/V、V、W、U相组成，相邻的另一个动子由W、U、V、/V、/W、/U、U、V、W相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
6.根据权利要求2所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为8，所述动子的齿槽数s为9时，任意一个动子的相线圈由U、/U、U、V、/V、V、W、/W、W相组成，相邻的另一个动子由/W、W、/W、/U、U、/U、/V、V、/V相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
7.根据权利要求2所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为10，所述动子的齿槽数s为9时，任意一个转子的相线圈由U、/U、U、V、/V、V、W、/W、W相组成，相邻的另一个动子由/V、V、/V、/W、W、/W、/U、U、/U相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
8.根据权利要求2所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为11，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由U、/U、U、/U、/V、V、/V、V、W、/W、W、/W相组成，相邻的另一个动子由W、/W、W、/W、/U、U、/U、U、V、/V、V、/V相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
9.根据权利要求2所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为13，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由U、/U、U、/U、/V、V、/V、V、W、/W、W、/W相组成，相邻的另一个动子由V、/V、V、/V、/W、W、/W、W、U、/U、U、/U相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
10.根据权利要求2所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为10，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由U、/U、/V、V、W、/W、/U、U、V、/V、/W、W相组成，相邻的另一个动子由/W、W、U、/U、/V、V、W、/W、/U、U、V、/V相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
11.一种永磁电机，其特征在于，
多个动子面向定子进行线性运动、曲线运动或者旋转运动，
在所述多个动子中，第一动子的最后的齿形与相邻于所述第一动子的第二动子的最初的齿形之间的隔开间距为α+γ，α为动子的齿形配置间距，α＝mτp/s，γ为加权值，γ＝τp/n，其中，m是定子的磁极的极数，s是动子的齿槽数，τp是极间距，n是电机的常数，
形成所述多个动子的各动子分别具有以预定的间距配置的3的d倍的齿形，以及在所述齿形中每跨过一个齿形而卷绕的相线圈，其中，d是2以上的自然数，当齿形数为t，相线圈数为p时，p＝t/2，
并且，所述定子由具有相对于铁心交替的极性的多个磁极组成。
12.根据权利要求11所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数为m，所述动子的齿槽数为s时，所述动子的长度Lmover为Lmover＝mτp，所述动子的齿形配置间距α为α＝mτp/s。
13.根据权利要求12所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为5，所述动子的齿槽数s为6时，所述任意一个动子的相线圈由/U、V、/W相组成，相邻的另一个动子的相线圈由/W、U、/V或者W、/U、V相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
14.根据权利要求12所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为7，所述动子的齿槽数s为6时，任意一个动子的相线圈由/U、V、/W相组成，另一个动子的相线圈由/V、W、/U或者V、/W、U相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
15.根据权利要求12所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为11，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由/U、/U、V、V、/W、/W相组成，相邻的另一个动子由/W、/W、U、U、/V、/V或者W、W、/U、/U、V、V相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
16.根据权利要求12所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为13，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由/U、/U、V、V、/W、/W相组成，相邻的另一个动子由/V、/V、W、W、/U、/U或者V、V、/W、/W、U、U相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
17.根据权利要求12所述的永磁电机，其中，
当所述定子的极数m为10，所述动子的齿槽数s为12时，任意一个动子的相线圈由/U、V、/W、U、/V、W相组成，相邻的另一个动子由W、/U、V、/W、U、/V或者/W、U、/V、W、/U、V相组成，其中，U与/U、V与/V以及W与/W的电流方向互不相同。
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