CN109995163B - 磁极模块、磁轭、转子和电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种磁极模块、磁轭、转子和电机，磁极模块包括基板和多个永磁体块；基板含有第一安装面和第二安装面，第一安装面上设有一个或一个以上的第一连接部，第一连接部用于与磁轭的第二连接部连接；各永磁体块排列成一排并固设在第二安装面上。本申请实施例中提供的磁极模块是由基板和多个永磁体块组成的模块化部件，可实现在项目现场先进行电机主体结构的装配，然后再装配模块化的磁极模块，一方面由于磁极模块的数量远小于永磁体块的数量，大大减少了现场装配的工作量，另一方面，呈模块化部件的磁极模块能够降低磁极装配的难度，提高装配效率和装配精度，便于维护并且降低成本。

Description

磁极模块、磁轭、转子和电机

技术领域

本申请涉及电机设备领域，具体而言，本申请设计一种磁极模块、磁轭、转子和电机。

背景技术

风能是一种清洁的可再生能源，风力发电是较为常规的风能利用技术，直驱永磁同步风力发电机组，由风轮直接驱动发电机，将机械能转化为电能。其中，发电机转子采用永磁体作为励磁系统，转子旋转时，定子绕组切割磁力线产生感应电动势。直驱永磁发电机具有可靠性高，发电效率高，电网接入友好，使用寿命长等优点，是风力发电机组的主要发展方向。

当前，永磁直驱发电机常采用较大的永磁体块贴合于转子磁轭表面的形式，但在安装效率、定位及固定、工艺性、维护性和经济性上等仍存在较多不足。对于这种永磁体块结构，待装配的永磁体块数量多，需要多次推置到磁轭表面，装配效率很低，对于较大直径电机，该劣势尤为明显。此外，永磁体块与转子磁轭直接接触，在推置永磁体块的过程中永磁体块容易产生磨损，永磁体块表面镀层容易被破坏。再者，永磁体块和转子磁轭为平面和圆弧面的接触，并不能完全贴合。另外，对于大直径电机，由于运输方式受到限制，需要将发电机分体运输至项目现场，然后在项目现场组装或吊装，由于大永磁体块的安装调整以及覆层工艺，使得它只限于在场内安装。当磁体中的一个或多个损坏并需要更换时，维修也十分复杂，会增加例如转子下塔、运输、返修、重新生产、组装等费用。对于海上风电，组装困难更大，维修成本也更高。

综上所述，由于发电机的转子大型化，需要的永磁体块的数量较多，而现有的永磁体块是独立装配的，因此大量的永磁体块需要在现场装配，导致装配步骤繁琐，装配效率低下。

发明内容

基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种磁极模块、磁轭、转子和电机。

本申请的实施例第一方面提供了一种磁极模块，包括基板和多个永磁体块；基板含有第一安装面和第二安装面，各永磁体块排列成一排并固设在第二安装面上，第一安装面上设有一个或一个以上的第一连接部，第一连接部用于与磁轭的第二连接部连接。

在其中一个实施例中，第一连接部具体为凹槽，用于与磁轭中具体为凸起连接导条的第二连接部相匹配；

或者，第一连接部具体为卡槽，用于与磁轭中具体为卡舌的第二连接部相匹配。

在其中一个实施例中，第一安装面上除了设有第一连接部之外的表面为平面。

在其中一个实施例中，基板上设有至少一个安装孔，安装孔位于基板长度方向一端附近，用于基板和第二连接部的轴向固定。

在其中一个实施例中，各永磁体块排列形成的磁极中心线与基板的长度方向呈预定倾角，磁极中心线为各永磁体块的长度方向几何中心所在直线。

可选的，永磁体块呈棱台体，棱台体的顶面较小，底面较大；永磁体块的底面连接在第二安装面上，顶面远离第二安装面；

各永磁体块的各底面沿宽度方向的侧边沿平齐；或者，各永磁体块的近点连线与基板的侧边沿之间形成第一倾角，近点连线与永磁体块的宽度方向侧边沿之间形成第二倾角，近点连线是各永磁体块中距离侧边沿最近的点的连线。

本申请的实施例第二方面提供了一种磁轭，用于与多个如本申请的实施例第一方面提供的磁极模块连接；磁轭的磁极安装面上设有多个第二连接部；第二连接部用于与磁极模块的第一连接部匹配连接，磁极安装面用于与各磁极模块的第一安装面贴合。

在其中一个实施例中，第二连接部为凸起连接导条，第一连接部为与凸起连接导条相匹配的凹槽；

或者，第二连接部为卡舌，第一连接部为与卡舌相匹配的卡槽。

在其中一个实施例中，凸起连接导条具体为燕尾凸起连接导条，凹槽具体为燕尾槽；

燕尾凸起连接导条包括间隔预定间距的左导条和右导条；和/或，燕尾凸起连接导条沿同直线设置为一整段或者沿同直线间断设置为多段。

在其中一个实施例中，第二连接部可拆卸连接在磁极安装面上。

可选的，第二连接部上沿长度方向均匀设有两个或两个以上沉头通孔，沉头通孔用于在第二连接部通过螺钉连接在磁极安装面上的情况下，容纳螺钉位于磁极安装面之外的部分。

在其中一个实施例中，磁极安装面上沿周向均匀设有多个平底安装槽，每个平底安装槽中分布有若干个第二连接部，平底安装槽的长度方向与磁轭的轴向平行；平底安装槽的一轴向端面与磁轭的轴向端面平行，用于供磁极模块插入安装至平底安装槽内。

可选的，平底安装槽的槽底面中除了若干个第二连接部之外的表面为平面，槽底面的尺寸与磁极模块的第一安装面的尺寸相匹配，槽底面用于与第一安装面贴合，平底安装槽的槽深小于磁极模块的厚度。

可选的，本申请的实施例第二方面的磁轭还包括：凸肩，各平底安装槽的另一端都沿轴向紧接于所述凸肩，凸肩的安装面的一部分作为平底安装槽的另一端的端面，用于抵接磁极模块的一端。

可选的，磁轭包括壁厚依次增大的第一壁厚分部、第二壁厚分部和第三壁厚分部，平底安装槽设置在第二壁厚分部上，平底安装槽的一轴向端面与第二壁厚分部的轴向端面平齐，第三壁厚分部作为凸肩。

本申请的实施例第三方面提供了一种转子，包括多个如本申请的实施例第二方面提供的磁轭，磁轭匹配连接有多个如本申请的实施例第一方面提供的磁极模块。

本申请的实施例第四方面提供了一种电机，包括如本申请的实施例第三方面提供的转子。

与现有技术相比，本申请具备如下有益技术效果：

本申请实施例中提供的磁极模块是由基板和多个永磁体块组成的模块化部件，可实现在项目现场先进行电机主体结构的装配，然后再装配模块化的磁极模块，一方面，由于磁极模块的数量远小于永磁体块的数量，大大减少了现场装配的工作量，另一方面，呈模块化部件的磁极模块能够降低磁极装配的难度，提高装配效率和装配精度，便于维护保养并且降低成本。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1为本申请一实施例中的永磁体块排列方式示意图；

图2为本申请一实施例中的磁极模块侧视图；

图3为本申请另一实施例中的磁极模块侧视图；

图4为本申请另一实施例中的永磁体块排列方式示意图；

图5为本申请一实施例中的磁轭局部结构剖视图(沿平底安装槽剖切)；

图6为本申请另一实施例中的磁轭局部结构剖视图(沿平底安装槽剖切)；

图7为本申请一实施例中的磁轭与磁极模块装配结构主视图；

图8为本申请一实施例中的磁轭与磁极模块装配结构侧视图；

图9为图8中A处的局部放大示意图；

图10为本申请一实施例中磁轭与磁极模块(未示意永磁体块)连接结构平面侧视图；

图11为图10中的磁极模块的结构示意平面主视图；

图12为本申请一实施例中的凸起连接导条的结构主视图；

图13为图12中的凸起连接导条的剖视图。

附图标号的说明如下：

100-磁极模块；

110-基板，111-第一安装面，111a-第一连接部；112-第二安装面；113-安装孔；

120-永磁体块；121-磁极中心线；

200-磁轭；201-磁极安装面；202-第一壁厚分部；

210-第二连接部；

220-平底安装槽；

230-凸肩。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请的一个实施例中提供了一种磁极模块100，如图1、图2和图7所示，包括基板110和多个永磁体块120。磁极模块100中的基板110含有第一安装面111和第二安装面112，各永磁体块120排列成一排并固设在第二安装面112上，第一安装面111上设有一个或一个以上的第一连接部111a，第一连接部111a用于与磁轭200的第二连接部210连接。

可选地，两两永磁体块120之间可以相互在各自边沿处贴合，也可预留一定间隙，具体方式根据实际需要设定。对于永磁体块120的材质，通常为磁性材料，如钕铁硼永磁材料、铁氧体永磁材料等。另外，永磁体块120与基板110的固定连接方式可采用胶接或焊接，也可采用螺钉固定连接。另外，将磁极模块100按照设计要求组装完成后，在安装到磁轭200上之前，为形成更加完整的磁极模块100，通常需要对磁极模块整体注胶，以在整个磁极模块的表面形成一防护覆层。

上述磁极模块100的组成结构较为简单，在基板110上设置多个永磁体块120，以及设置与其他连接部件连接的第一连接部111a，基板110上的永磁体块120采用多块规律化组合的方式排列在基板110上，以一定的方式连接形成一永磁体，从而使得磁极模块100形成为一个可用于组合安装的模块化单元，能够满足在项目现场先行进行电机主体结构装配，待装配完成电机主体结构之后，再将模块化的磁极模块100装配到电机主体结构上。

在这一装配过程中，由于无需逐个安装永磁体块120到电机主体结构上，磁极模块100的数量远远小于原先采用逐一安装的永磁体块120的数量，大幅度减少了现场装配的工作量，也能够直接避免永磁体块120在安装过程中与磁轭200直接接触，避免在推置永磁体块120的过程中发生永磁体块120磨损，破坏永磁体块120表面镀层。

由此可见，采用模块化的磁极模块100，能够提高装配效率，降低装配难度，避免出现产品缺陷，降低生产成本。另外，由于磁极模块100的基板110是预先构建的，各永磁体块120能够预先固定在基板110上，能够保证同一磁极模块100结构中各永磁体块120的装配精度，便于标准化生产和装配，从而有助于在生产系统整体上提升电机的装配精度。

在一可选的实施方案中，第一连接部111a可采用多种可拆卸连接形式，磁极模块100通常是需要连接到其他电机或者电动机的部件上的，典型的，磁极模块100与磁轭200连接，因此第一连接部111a可采用下列方案中的任意一种：

其一，如图2、图3和图8所示，第一连接部111a具体为凹槽，用于与磁轭200中具体为凸起连接导条的第二连接部210相匹配，为便于第一连接部111a与第二连接部210匹配安装，并且能够使磁极模块100能够与磁轭200结合为一体，凹槽与凸起连接导条应该仅预留二者在长度方向上的自由度。

具体而言，如图2所示，凹槽可设置为燕尾槽，相应地，凸起连接导条可设置为燕尾凸起导条，该燕尾凸起导条包括间隔预定间距的左导条和右导条，相互平行的左导条和右导条相互配合形成一组燕尾凸起导条。

可选地，燕尾凸起连接导条沿同直线设置为一整段，或者沿同直线间断设置为多段，每一段的长度不大，即可采用多段组合的方式。可选地，一组燕尾凸起导条中的左导条或右导条，沿同直线设置为一整段，或者沿同直线间断设置为多段。

燕尾槽与燕尾凸起导条的形状在连接件领域中有具体的尺寸标准，本申请中，只需要满足将磁极模块100与磁轭200结合为一体的装配要求即可，燕尾槽和燕尾凸起导条的尺寸大小和形状在此不作赘述。

具体而言，燕尾凸起导条与燕尾槽的装配应当既方便，又能保证连接牢固，必要时可采用在连接处涂覆连接胶的方式加固。燕尾凸起导条不限于设置一根，可以包括相互平行的第一燕尾槽和第二燕尾槽，采取对称设置在第一安装面111上的方式，对应地，燕尾凸起导条也包括与第一燕尾槽匹配的第一燕尾凸起导条，以及与第二燕尾槽匹配的第二燕尾凸起导条。实际上，第一连接部111a和第二连接部210的数量根据生产实际具体确定。采用燕尾凸起导条与燕尾槽的固定结构可以在径向和周向上约束磁极模块100结构，燕尾槽可对磁极模块100结构的径向和周向产生约束，不会因为磁极模块100结构与转子磁轭200的表面吸附力或摩擦力不足而产生磁极模块100结构因长时间转动而发生径向或周向位移的现象。另外，燕尾槽可设置为一上下贯通的槽，或者具有较大长度的槽，而燕尾凸起导条则可在同一方向上断续设置，将燕尾槽的尺寸进行较大设置，能够减轻转子整体重量，有利于电机的轻量化。

其二，第一连接部111a可具体为卡槽，用于与磁轭200中具体为卡舌的第二连接部210相匹配。卡舌与卡槽卡扣连接，能够使磁极模块100与磁轭200连接为一体。

第一连接部111a与第二连接部210匹配连接的具体实现方式不仅仅只有上述提到的三种，还有其他可能的情形，在此不一一列举，只要能够实现磁极模块100在磁轭200上装配以及在电机上装配和维护时能够方便拆装，并且在工作时连接牢固即可。

在其中一种实现方式中，第一安装面111上设有第一连接部111a之外的表面为平面。由于每一个磁极模块100的第一安装面111会与磁轭200上的磁极安装表面贴合，当磁极安装表面为圆弧面时，第一安装面111同样为圆弧面，并且二者圆弧程度相同，但为便于将磁极模块100的基板110表面与磁轭200的表面贴合，将磁轭200表面与磁极模块100基板110表面接触的弧面加工为平面，因此，第一安装面111亦采用平面。第一安装面111上还需要装设用于连接磁轭200与磁极模块100的第一连接部111a，因此，第一安装面111上除了设置有第一连接部111a之外的表面为平面，以便于实现磁极模块100结构与磁轭200的磁极安装表面能够方便地贴合。与此相应地，磁轭200上用于装设磁极模块100的部分，即磁轭200的平面部分上设置有与第一连接部111a相匹配的第二连接部210。并不排除磁轭200采用圆弧面的磁极模块100安装面，为实现磁极模块100与磁轭200的连接，在该圆弧面上开设与第一连接部111a相匹配的第二连接部210。

可选地，如图1所示，为确保磁极模块100与磁轭200在工作时的相对稳固性，基板110上设有至少一个安装孔113，该安装孔113设置在基板110长度方向一端附近，本领域技术人员可知的，安装孔113设置在不影响永磁体块120安装的位置，安装孔113用于基板110和磁轭200的连接，螺栓通过磁极模块100的基板110上的安装孔113将磁极模块100固定到磁轭200的磁极安装表面上，保证磁极模块100沿轴向上不会发生位移。通过安装孔113上的螺栓连接，以及前文采用的燕尾凸起导条和燕尾槽的连接结构，能够将磁极模块100完全约束在磁轭200上。

在一种可行方案中，如图1所示，各永磁体块120排列形成的磁极中心线121与基板110的长度方向呈预定倾角θ，该预定倾角一般不大于5°。磁极中心线为各永磁体块120的长度方向几何中心所在直线。

可选地，永磁体块120呈板块状，多个永磁体块120排列形成的永磁体具有一个共同的磁极中心线121。各永磁体块120排列而成的磁极中心线121相对基板110倾斜一定的角度，可以有效地降低永磁电机的齿槽力矩和转矩脉动。

可选地，永磁体块120的板块状是一个整体上大体的形状，包括但不限于棱柱体或棱台体。可选地，棱柱体包括直棱柱体和斜棱柱体；棱台体包括直棱台体和斜棱台体。

可选地，如图3所示，永磁体块120呈棱台体，棱台体的顶面较小，底面较大，永磁体块120的底面连接在第二安装面112上，永磁体块120的顶面远离第二安装面112。可选地，永磁体块的横截面形状可以为等腰梯形。

可选地，各永磁体块120的各底面沿宽度方向的侧边沿平齐，也即各永磁体块120整体形成一沿基板110长度方向倾斜的矩形。

可选地，永磁体块120的分布方式可采用图4中所展示的方式，各个永磁体块120的近点连线与基板110的侧边沿之间形成第一倾角β，近点连线与永磁体的宽度方向侧边沿之间形成第二倾角γ，近点连线是各永磁体块120中距离侧边沿最近的点的连线。近点连线是为便于描述永磁体块120排列姿态而定义的虚拟连线，并非基板110上的实体结构。其中第一倾角可设置为β，β通常不大于5°，当然也可根据实际需要设置其他角度，而第二倾角γ，γ通常也不大于5°，根据实际技术要求设置具体角度，从整体形态看，固设在基板110上的各永磁体块120整体为一近似的平行四边形，该平行四边形上较长的一对平行侧边为锯齿状，该平行四边形倾斜设置在基板110的第二安装面112上，该平行四边形的长度方向中心轴线即为永磁体的磁极中心线121。各永磁体块120排列而成的磁极中心线121相对基板110倾斜一定的角度，起到有效地降低永磁电机的齿槽力矩和转矩脉动的作用。

当然，亦不排除还有当各永磁体块120呈现两种或两种以上尺寸规格组合排列的情形，例如以“ABABAB”的方式，或者“ABCABC”的方式排列组合，其中A代表一种尺寸规格的永磁体块120，B代表另一种尺寸规格的永磁体块120，C代表第三种尺寸规格的永磁体块120。另外，永磁体块120也不限于使用棱台体的块体，可采用长方体板块，或者圆角长方体板块等。永磁体块120的横截面尺寸大小与需要安装上去的基板110的大小相匹配，尽可能覆盖在基板110的第二安装面112上，其厚度亦根据本领域现有技术设计。

基于相同的发明构思，本申请的实施例第二方面提供了一种磁轭200，用于与多个如本申请的实施例第一方面提供的磁极模块100连接。如图7和图8所示，磁轭200的磁极安装面201上设有多个第二连接部210，而第二连接部210用于与磁极模块100的第一连接部111a匹配连接，磁极安装面201用于与各磁极模块100的第一安装面111贴合。

本实施例第二方面提供的磁轭200能够与本申请实施例第一方面提供的磁极模块100实现良好匹配，以组成的模块化部件，可实现在项目现场先进行电机主体结构的装配，然后再装配模块化的磁极模块100的操作，减少现场装配的工作量，降低装配的难度，提高装配效率，降低成本。

在本申请的第二方面中，如图2、图3和图7，与本申请第一方面提供的磁极模块100上的第一连接部111a对应，第二连接部210可采用的方式包括：

第二连接部210为凸起连接导条，第一连接部111a为与凸起连接导条相匹配的凹槽。或者，如图10和图11所示，第二连接部210为卡舌，第一连接部111a为与卡舌相匹配的卡槽，将磁极模块扣合在磁轭上，通过卡舌与卡槽的配合，限定磁极模块在磁轭的周向和径向两个方向的自由度。对于第二连接部210的结构和方案的详细说明，可参见本申请第一方面当中提供的第一连接部111a的说明。

在一个可选的方案中，第二连接部210可拆卸连接在磁极安装面201上。采用可拆卸连接的方式设置第二连接部210能够降低磁轭200的生产难度，在电机尺寸较大的情况下，磁轭200的形状尺寸也较大，在磁轭200上设置凸起连接导条或者卡舌，采用可拆卸连接的方式能够使设置方式更为便利，也使第二连接部210的位置更加灵活。

具体的，可拆卸连接的方式可采用螺纹连接的方式，在第二连接部210上沿长度方向均匀设有两个或两个以上沉头通孔，沉头通孔用于在第二连接部210通过螺钉连接在磁极安装面201上的情况下，容纳螺钉位于磁极安装面201之外的部分。沉头通孔的具体尺寸规格、材质和形状等有相关执行标准，根据标准和实际生产需要选择即可，不做更多叙述。

在一个可行的实施方式中，磁极安装面201上沿周向均匀设有多个平底安装槽220，每个平底安装槽220中分布有若干个第二连接部210，平底安装槽220的长度方向与磁轭200的轴向平行。

平底安装槽220的一轴向端面与磁轭200的轴向端面平行，用于供磁极模块100插入安装至平底安装槽220内。轴向端面指该端面的朝向是磁轭轴向或与磁轭轴向平行，这里的磁轭轴向也可以是电机轴向。

可选地，总体上可以从磁轭200的轴向端面，沿磁轭200的轴向，朝向磁轭200的另一轴向端面设置平底安装槽220。上述设置在磁极安装面201上的第二连接部210实际是可以设置在平底安装槽220中的。第二连接部210的长度，小于或等于平底安装槽220的轴向长度，大于或等于磁极模块100的长度。

平底安装槽220至少存在两种设置位置。在一个可行的实施方案中，如图5、图6和图7所示，磁轭200还包括：凸肩230。凸肩是设置在磁轭表面上的与磁轭同轴的环形凸起。

平底安装槽220的一种设置位置，如图5所示，平底安装槽220的一个轴向端面与磁轭200的轴向端面平齐，即平底安装槽220在一侧的开口设置在磁轭200的轴向端面上，平底安装槽220是从磁轭200的轴向端面开始的；平底安装槽220的另一个轴向端面为环形的凸肩230安装面的一部分，即平底安装槽220到凸肩230安装面结束。

平底安装槽220的另一种设置位置，如图6所示，磁轭200包括壁厚依次增大的第一壁厚分部202、第二壁厚分部和第三壁厚分部，平底安装槽设置在第二壁厚分部上，平底安装槽的一轴向端面与第二壁厚分部的轴向端面平齐，第三壁厚分部作为凸肩。也即，磁轭200通常具体为圆筒形，平底安装槽220位于磁轭200的轴向中间段，平底安装槽220一侧的第一壁厚分部202具有较小的壁厚，第一壁厚分部202的一个轴向端面作为磁轭200的端面，第一壁厚分部202的另一个轴向端面实际上是第二壁厚分部的轴向端面，该第二壁厚分部的轴向端面与平底安装槽220的一轴向端面平齐，即平底安装槽220在一侧的开口设置在较小壁厚的第一壁厚分部202与第二壁厚分部的分界面处，平底安装槽220从第二壁厚分部的一个端面开始，沿磁轭200的轴向，至凸肩230安装面结束。这种结构的磁轭具有多个壁厚的分部，第一壁厚分部202的壁厚小于平底安装槽220所属磁轭部分(即第二壁厚分部)的壁厚，即第一壁厚分部202的内表面到磁轭200中轴线的距离大于平底安装槽220的平面槽底到磁轭200中轴线的距离。通过简单的机械加工工艺即可在磁轭上设置具有较小壁厚的第一壁厚分部，能够节省材料，也能够使磁轭轻量化。

可选地，磁轭200通常是回转形的形状，表面多为圆弧形，为便于安装磁极模块100，在表面上设置平底安装槽220。根据电机的类型，平底安装槽220既可设置在磁轭200的外表面，也可设置在磁轭200的内表面，即可能外表面为磁极安装面201，或者内表面为磁极安装面201。

采用在磁极安装面201上设置平底安装槽220，有利于磁极模块100的定位和固定，磁极模块100与磁轭200之间为平面和平面之间的接触，两者可完全贴合。另外，也便于设置相关的固定连接附件，例如螺钉、螺纹孔、第一连接部111a和第二连接部210等。在平底安装槽220的平面槽底上打孔不需要采用钩状铣刀将打孔位置锪平，比在圆弧面上打孔简单，而且按列竖直打孔，孔位置能更加方便的得到准确控制，另外，燕尾槽型的第一连接部111a可采用成型铣刀一次加工成型，加工制造方便。

另外，详细而言，平底安装槽220的槽底面中除了若干个第二连接部210之外的表面为平面，槽底面的尺寸与磁极模块100的第一安装面111的尺寸相匹配，槽底面用于与第一安装面111贴合，平底安装槽220的槽深小于磁极模块100的厚度。磁极模块100能够方便地装入到平底安装槽220中，在需要维修和替换时，也能够方便地从平底安装槽220中取出。磁极模块100的一部分尤其是永磁体块120远离平底安装槽220槽底的顶面探出平底安装槽220之外，使得永磁体块120的顶面与定子中的线圈表面之间的距离，能够满足预设的径向气隙宽度。

在一个实际案例中，如图7和图8所示，磁轭200的磁极安装表面201原为直径D的圆弧面，现在该圆弧面上铣出若干均布的矩形平底面，即形成平底安装槽220。其中每个矩形平底面宽度与磁极模块100的基板110宽度保持一致，每个矩形平底面的长度大于或等于磁极模块100的基板110长度。在矩形平底面上打两列均匀排布的螺纹孔，每列螺纹孔数为n，直径为h，列间距为c，n为正整数，h和c都为实数。同时在螺纹孔所在列的两端外侧各打两定位销孔，直径为j，j为实数。在矩形平面上还设有两个孔径都为(f-1)的螺纹孔，f为大于1的实数，该螺纹孔与前面描述的安装孔113相匹配，用于基板110的固定。

如图12和图13所示，凸起连接导条采用导磁材料，如果凸起连接导条具体为与基板110上第一连接部111a为燕尾槽相配合的燕尾凸起连接导条，该燕尾凸起连接导条的长度为g，g小于或等于平底安装槽220的矩形平底面的轴向长度，且g不小于磁极模块100的长度。并且燕尾凸起连接导条上相应地开设有一列排均布的沉头通孔，个数为n，通孔直径都为(h+1)，燕尾凸起连接导条上相应地开设有2个定位销孔，该2个定位销孔分位于一列沉头通孔的两端外侧，直径都为j。通过上述设置，为燕尾槽的第一连接部111a就能够方便地、稳固地装设到第二连接部210当中。需要说明的是，凸起连接导条需要进行防腐和耐磨涂层防护。通过在磁极安装面201上设置燕尾型凸起连接导条，并在磁极模块100的基板110上加工轴向延伸的燕尾槽，构造了便于安装的轴向导轨结构，使得磁极模块100实现直推，减少推置磨损，同时提高装配效率。

在一个可行的实施方案中，如图7所示，多个平底安装槽220的另一端都沿轴向紧接于凸肩230，凸肩230的安装面的一部分作为平底安装槽220的另一端的端面，用于抵接磁极模块100的一端。磁极模块100沿磁轭200的轴向推置，当磁极模块100的一端与凸肩230的安装面相接触时，则磁极模块100已推置到正确的设定位置，由此实现磁极模块100的精确安装。凸肩是设置在磁轭上的一周向完整凸环，在圆弧面上铣加工形成的平底安装槽具有较小的深度，通过凸肩来定位磁极模块能够避免使磁轭设置较大的厚度，从而确保转子的重量能够尽量小。

基于同一发明构思，本申请的实施例第三方面提供了一种转子，包括多个如本申请的实施例第二方面提供的磁轭200，磁轭200匹配连接有多个如本申请的实施例第一方面提供的磁极模块100。

将磁极模块100按照设计要求安装到磁轭200上之后，转子的生产还包括其他工艺操作，这些工艺操作为本领域技术人员熟知，虽然未在本申请中详细列举，却不应当被看作是方案不全面的。

基于同一发明构思，本申请的实施例第四方面提供了一种电机，包括如本申请的实施例第三方面提供的转子。

本申请提供的磁极模块结构、转子及电机与现有技术相比，具有如下优点：

1、本申请的磁极模块具有结构简单、易于组装的优点，可方便地形成用于组合安装的模块化单元，可实现在项目现场先进行电机主体结构的装配，然后再装配模块化的磁极模块结构的过程，一方面，由于磁极模块的数量远小于永磁体块的数量，大大减少了现场装配的工作量，另一方面，呈模块化部件的磁极模块能够降低磁极装配的难度，提高装配效率，便于维护保养并且降低成本。而且，基板是预先构建的，各永磁体块已经预先固定在基板上，可以保证同一磁极模块结构中各永磁体块的装配精度，从而有助于整体上提升电机的装配精度，并且可实现整体性预先防护，容易检测防护效果。

2、本申请的磁极模块上永磁体的布置具有特殊性，由多个永磁体块排列而成的永磁体的中心线与基板的长度方向成一定角度，能够有效降低永磁电机的齿槽力矩和转矩脉动，提高发电效率。

3、本申请的磁极模块可通过相互匹配的凹槽和凸起连接导条与磁轭连接，限制磁极模块在磁轭径向和圆周方向上的自由度，将磁极模块在径向和周向上固定，并且凹槽和凸起连接导条便于加工、安装和固定，可方便磁极模块与磁轭之间的装配，进而提高整个电机的装配效率和便利性。再者，还在基板上开设安装孔以设置螺钉，通过螺钉加强磁极模块与磁轭的连接固定，可以在磁轭的轴向、径向和周向完全约束磁极模块，防止因为磁极模块与磁轭的吸附力或摩擦力不足而产生磁极模块发生位移的现象。

4、本申请的磁极模块可采用整体推置的方式装配，装配过程中，由于平底安装槽的槽底面中除了若干个第二连接部之外的表面为平面，磁极模块的基板的第一安装面上除了设有第一连接部之外的表面也为平面，平面与平面匹配能更方便地实现贴合，另外平面也容易设置用于连接固定的孔位。

5、在平底安装槽的一端设置有凸肩，可简便实现将磁极模块推置到正确的设定位置，进而实现磁极模块的精确安装。

6、作为第二连接部的凸起连接导条，开有沉头通孔，当连接螺栓或螺钉通过沉头通孔从凸起连接导条向磁轭方向拧紧后，螺栓或螺钉位于磁轭的磁极安装面之外的部分被容纳在沉头通孔中，磁极模块上作为第一连接部的凹槽与该凸起连接导条配合，使凸起连接导条中的沉头通孔被磁极模块的背板封闭，使该连接螺栓或螺钉没有脱落的可能，连接更为可靠。

7、本申请的磁极模块、磁轭、转子和电机，由于所采用的主要的固定方式是螺栓类连接而不是过盈或胀紧连接，故便于磁极模块的拆卸，一旦出现问题或在运行过程中失效时，便于在现场在线更换。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。可选地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。可选地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (17)

1.一种磁极模块，包括基板(110)和多个永磁体块(120)；所述基板(110)含有第一安装面(111)和第二安装面(112)，各所述永磁体块(120)排列成一排并固设在所述第二安装面(112)上，其特征在于，所述第一安装面(111)上设有一个或一个以上的第一连接部(111a)，所述第一连接部(111a)用于与磁轭(200)的第二连接部(210)连接；

各所述永磁体块(120)排列后形成共同的磁极中心线(121)，所述磁极中心线(121)与所述基板(110)的长度方向呈预定倾角(θ)，所述磁极中心线(121)为各所述永磁体块(120)的长度方向几何中心所在直线；各永磁体块(120)的近点连线与基板(110)长度方向的侧边沿之间形成第一倾角(β)，所述近点连线与所述永磁体块(120)的宽度方向侧边沿之间形成第二倾角(γ)，所述近点连线是各所述永磁体块(120)中距离所述侧边沿最近的点的连线；所述预定倾角(θ)、所述第一倾角(β)和所述第二倾角(γ)均不大于5°。

2.根据权利要求1所述的磁极模块，其特征在于，

所述第一连接部(111a)具体为凹槽，用于与磁轭(200)中具体为凸起连接导条的第二连接部(210)相匹配；

或者，所述第一连接部(111a)具体为卡槽，用于与磁轭(200)中具体为卡舌的第二连接部(210)相匹配。

3.根据权利要求2所述的磁极模块，其特征在于，所述第一连接部(111a)具体为燕尾槽，用于与磁轭(200)中具体为燕尾凸起连接导条的第二连接部(210)相匹配。

4.根据权利要求1所述的磁极模块，其特征在于，所述第一安装面(111)上除了设有所述第一连接部(111a)之外的表面为平面。

5.根据权利要求1所述的磁极模块，其特征在于，还包括：所述基板(110)上设有至少一个安装孔(113)，所述安装孔(113)位于所述基板(110)长度方向一端附近，用于基板(110)和所述第二连接部(210)的轴向固定。

6.根据权利要求1所述的磁极模块，其特征在于，所述永磁体块(120)呈棱台体，所述棱台体的顶面较小，底面较大；所述永磁体块(120)的底面连接在第二安装面(112)上，顶面远离第二安装面(112)。

7.一种磁轭，其特征在于，用于与多个如权利要求1～6中任一项所述的磁极模块(100)连接；所述磁轭(200)的磁极安装面(201)上设有多个第二连接部(210)；所述第二连接部(210)用于与所述磁极模块(100)的第一连接部(111a)匹配连接，所述磁极安装面(201)用于与各所述磁极模块(100)的第一安装面(111)贴合。

8.根据权利要求7所述的磁轭，其特征在于，

所述第二连接部(210)为凸起连接导条，所述第一连接部(111a)为与所述凸起连接导条相匹配的凹槽；

或者，所述第二连接部(210)为卡舌，所述第一连接部(111a)为与所述卡舌相匹配的卡槽。

9.根据权利要求8所述的磁轭，其特征在于，所述凸起连接导条具体为燕尾凸起连接导条，所述凹槽具体为燕尾槽；

所述燕尾凸起连接导条包括间隔预定间距的左导条和右导条；和/或，所述燕尾凸起连接导条沿同直线设置为一整段或者沿同直线间断设置为多段。

10.根据权利要求7所述的磁轭，其特征在于，所述第二连接部(210)可拆卸连接在所述磁极安装面(201)上。

11.根据权利要求9所述的磁轭，其特征在于，所述第二连接部(210)上沿长度方向均匀设有两个或两个以上沉头通孔，所述沉头通孔用于在所述第二连接部(210)通过螺钉连接在所述磁极安装面(201)上的情况下，容纳所述螺钉位于所述磁极安装面(201)之外的部分。

12.根据权利要求7所述的磁轭，其特征在于，所述磁极安装面(201)上沿周向均匀设有多个平底安装槽(220)，每个所述平底安装槽(220)中分布有若干个第二连接部(210)，所述平底安装槽(220)的长度方向与所述磁轭(200)的轴向平行；所述平底安装槽(220)的一轴向端面与所述磁轭(200)的轴向端面平行，用于供所述磁极模块(100)插入安装至所述平底安装槽(220)内。

13.根据权利要求12所述的磁轭，其特征在于，

所述平底安装槽(220)的槽底面中除了所述若干个第二连接部(210)之外的表面为平面，所述槽底面的尺寸与所述磁极模块(100)的第一安装面(111)的尺寸相匹配，所述槽底面用于与所述第一安装面(111)贴合，所述平底安装槽(220)的槽深小于所述磁极模块(100)的厚度。

14.根据权利要求12所述的磁轭，其特征在于，还包括：凸肩(230)，各所述平底安装槽(220)的另一端都沿轴向紧接于所述凸肩(230)，所述凸肩(230)的安装面的一部分作为所述平底安装槽(220)的另一端的端面，用于抵接所述磁极模块(100)的一端。

15.根据权利要求14所述的磁轭，其特征在于，所述磁轭包括壁厚依次增大的第一壁厚分部(202)、第二壁厚分部和第三壁厚分部，所述平底安装槽(220)设置在所述第二壁厚分部上，所述平底安装槽(220)的一轴向端面与所述第二壁厚分部的轴向端面平齐，所述第三壁厚分部作为所述凸肩(230)。

16.一种转子，其特征在于，包括如权利要求7～15中任一项所述的磁轭(200)，所述磁轭(200)匹配连接有多个如权利要求1～6中任一项所述的磁极模块(100)。

17.一种电机，其特征在于，包括如权利要求16所述的转子。