CN114204706A - 一种电机及包括该电机的设备 - Google Patents

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CN114204706A CN202111508961.XA CN202111508961A CN114204706A CN 114204706 A CN114204706 A CN 114204706A CN 202111508961 A CN202111508961 A CN 202111508961A CN 114204706 A CN114204706 A CN 114204706A
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Abstract

本申请提供一种电机及包括该电机的设备。其中，该电机包括定子和动子；定子包括定子导磁部和定子绕组；定子导磁部包括定子轭部和凸极；由定子轭部向间隙延伸形成k×m个凸极，其中，m为定子绕组的相数，k为大于等于1的整数；动子包括动子导磁部；动子导磁部对应间隙的面分布多个动子小齿；相邻两个动子小齿之间形成动子小槽。通过采用本申请的电机可以提高电机的转矩密度或拉力密度。

Description

一种电机及包括该电机的设备
技术领域
本发明涉及电磁技术领域，具体涉及一种电机及包括该电机的设备。
背景技术
近几年随着社会和科技的高速发展，人们对能输出大转矩密度或拉力密度的电机的需求越来越大。
但是，目前为止，电机在这方面的表现有时候仍不能满足人们的需求。
发明内容
本申请实施方式提供一种电机及包括该电机的设备，可以提高电机的转矩密度或拉力密度。
第一方面，本申请实施方式提供一种电机，所述电机包括定子和动子；所述定子和所述动子的相对面之间存在间隙；
所述定子包括定子导磁部和定子绕组；所述定子导磁部包括定子轭部和多个凸极；
由所述定子轭部向所述间隙延伸形成k×m个凸极，其中，m为所述定子绕组的相数，k为大于等于1的整数；
所述动子包括动子导磁部；所述动子导磁部对应所述间隙的面分布多个动子小齿；相邻两个所述动子小齿之间形成动子小槽。
在一个实施方式中，所述动子小槽内设置永磁体、空气和/或非导磁体。
在一个实施方式中，所述定子导磁部还包括多个定子小齿；所述多个定子小齿分布于所述定子导磁部对应所述间隙的面；和/或
所述定子导磁部对应所述间隙的面形成的小槽为定子小槽；所述定子小槽内设置永磁体、空气和/或非导磁体；所述定子小槽包括：凸极定子小槽和/或槽口定子小槽；其中，
所述凸极定子小槽为位于所述凸极对应所述间隙的端部的相邻两个所述定子小齿之间形成的所述定子小槽；所述槽口定子小槽为位于定子大槽的槽口的所述定子小槽；其中，相邻两个所述凸极之间形成所述定子大槽。
在一个实施方式中，当所述动子小槽和所述定子小槽内设置所述永磁体，所述永磁体在所述间隙中形成方向相同的第一磁场，其中，所述第一磁场的方向指向或背离所述电机的中心。
在一个实施方式中，所述动子小槽的数目＝所述定子小槽的数目±所述定子绕组的极对数；或
NR＝NS±1；或
NR＝NS±2；或
NR＝NS±NSL/(2×m)；或
NR＝NS±定子绕组的极对数；
其中，NS为所述定子小齿的数目；NR为所述动子小齿的数目。
第二方面，本申请提供一种电机，所述电机包括定子和动子；所述定子和所述动子的相对面之间存在间隙；
所述定子包括定子导磁部和定子绕组；所述定子导磁部包括定子轭部和凸极；
由所述定子轭部向所述间隙延伸形成k×m个凸极，其中，m为所述定子绕组的相数，k为大于等于1的整数；
所述动子包括动子导磁部；所述动子导磁部对应所述间隙的面分布多个动子小齿；相邻两个所述动子小齿之间形成动子小槽；
所述电机还包括辅助永磁体；至少部分所述辅助永磁体设置于所述动子小齿。
在一个实施方式中，所述定子导磁部还包括多个定子小齿；所述多个定子小齿分布于所述定子导磁部对应所述间隙的面；和/或
所述定子导磁部对应所述间隙的面形成的小槽为定子小槽；所述定子小槽包括：凸极定子小槽和/或槽口定子小槽；其中，
所述凸极定子小槽为位于所述凸极对应所述间隙的端部的相邻两个所述定子小齿之间形成的所述定子小槽；所述槽口定子小槽为位于定子大槽的槽口的所述定子小槽；其中，相邻两个所述凸极之间形成所述定子大槽。
在一个实施方式中，所述动子小槽的数目＝所述定子小槽的数目±所述定子绕组的极对数；或
NR＝NS±1；或
NR＝NS±2；或
NR＝NS±NSL/(2×m)；或
NR＝NS±定子绕组的极对数；
其中，NS为所述定子小齿的数目；NR为所述动子小齿的数目。
在一个实施方式中，所述辅助永磁体还设置于所述定子小齿。
在一个实施方式中，所述辅助永磁体设置于所述动子小齿包括：
所述辅助永磁体设置于所述动子小齿对应所述间隙的端部或所述动子小齿的中部；和/或
当所述辅助永磁体设置于所述定子小齿，包括：
所述辅助永磁体设置于所述定子小齿对应所述间隙的端部或所述定子小齿的中部。
在一个实施方式中，所述辅助永磁体设置于所述动子小齿对应所述间隙的端部通过如下结构实现：
所述动子小齿对应所述间隙的面向所述电机的中心凹陷形成辅助小槽；所述辅助永磁体容置于所述辅助小槽内；或，所述动子小齿对应所述间隙的端部被截去第一部分；所述辅助永磁体设置于被截去所述第一部分后的所述动子小齿的端部；和/或
所述辅助永磁体设置于所述定子小齿对应所述间隙的端部通过如下结构实现：
所述定子小齿对应所述间隙的面向所述电机的中心凹陷形成辅助小槽；所述辅助永磁体容置于所述辅助小槽内；或，所述定子小齿对应所述间隙的端部被截去第一部分；所述辅助永磁体设置于被截去所述第一部分后的所述定子小齿的端部。
在一个实施方式中，所述动子小槽内设置永磁体、空气和/或非导磁体；和/ 或
当所述定子导磁部包括所述定子小槽；所述定子小槽内设置永磁体、空气和/或非导磁体。
在一个实施方式中，当所述定子小槽和/或所述动子小槽内设置所述永磁体，所述永磁体在所述间隙中形成方向相同的第一磁场；所述辅助永磁体在所述间隙中形成第二磁场；所述第一磁场的方向和所述第二磁场的方向的其中之一指向所述电机的中心，另一个背离所述电机的中心。
在一个实施方式中，沿由所述电机中心指向所述间隙的方向，所述辅助永磁体的高度小于、等于或大于所述永磁体的高度。
第三方面，本申请实施方式提供一种包括电机的设备，所述设备包括至少一个第一方面和第二方面中任意实施方式所述的电机；所述设备为自动或半自动化设备、汽车或发电设备。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式技术方案，下面将对实施方式和现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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1A为本申请明实施方式提供的径向磁通电机截面的第一结构示意图；
图1B为本申请实施方式图1A所示的电机的C1部分的局部放大示意图；
图2A为本申请实施方式提供的动子放置永磁体和辅助永磁体前的电机截面的第一局部放大示意图；
图2B为本申请实施方式中图2A所示电机的动子放置永磁体和辅助永磁体后的电机截面的第二局部放大示意图；
图3A为本申请实施方式提供的动子放置永磁体和辅助永磁体前的电机截面的第三局部放大示意图；
图3B为本申请实施方式中图3A所示电机的动子设置永磁体和辅助永磁体后的电机截面的第四局部放大示意图；
图3C为本申请实施方式中图3A所示电机的动子设置永磁体和辅助永磁体后的电机截面的第五局部放大示意图；
图4A为本申请实施方式中图3A所示电机的动子设置永磁体和辅助永磁体后的电机截面的第六局部放大示意图；
图4B为本申请实施方式中图2A所示电机的动子设置永磁体和辅助永磁体后的电机截面的第七局部放大示意图；
图5为本申请实施方式提供的径向磁通电机截面的第二结构示意图；
图6为本申请实施方式提供的径向磁通电机截面的第三结构示意图；
图7为本申请实施方式提供的径向磁通电机截面的第四结构示意图；
图8为本申请实施方式提供的径向磁通电机截面的第五结构示意图；
图9为本申请实施例提供的径向磁通电机截面的第六结构示意图；
图10为本申请实施方式提供的直线电机的局部第一结构示意图；
图11为本申请实施方式提供的轴向磁通电机的第一结构示意图。
附图符号说明：10电机；11定子；12动子；111定子导磁部；112定子绕组；121动子导磁部；113、122永磁体；123辅助永磁体；1111定子轭部；1112 凸极；1113凸极定子小槽；1114定子小齿；1115槽口定子小槽；1211动子轭部； 1212动子小槽；1213动子小齿；1214辅助小槽；1215辅助小齿；F间隙。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分的实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都应当属于本发明保护的范围。
本申请涉及电磁技术领域，具体涉及一种电机及包括该电机的设备，可以提高旋转电机的转矩密度或直线电机的拉力密度。该电机既可以为将电能转换成动能输出的电动机，也可以为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方式，从而分别实现发电机或电动机的功能。
具体地，本申请实施方式提供的电机可以为现在已有或将来开发的各种类型的电机。比如，以电机的运动方式划分，可以包括：旋转电机(如图1A、9 或图11所示)或直线电机(如图10所示)；以旋转电机的磁通走向划分，可以包括：径向磁通旋转电机(如图1A所示)、轴向磁通旋转电机(如图11所示)或轴向-径向混合磁通旋转电机(图中省略)。为方便理解，本申请实施方式主要以径向磁通旋转电机为例进行进一步详细说明。
如图9所示，在一个实施方式中，本申请提供一种电机10，该电机包括定子 11和动子12；定子11和动子12的相对面之间存在间隙F。
定子11包括定子导磁部111和定子绕组112；定子导磁部包括定子轭部和凸极。
由定子轭部1111向间隙F延伸形成m×k个凸极1112，其中，m为定子绕组的相数(也可称为“电机的相数”)，k为大于等于1的整数；示例性的，以三相电机为例，该三相电机可以包括3k个凸极，如图1所示，该电机10包括3×2＝6个凸极 1112。
动子12包括动子导磁部121；动子导磁部121对应间隙F的面分布多个动子小齿1213；相邻两个动子小齿之间形成动子小槽1212。
通过由定子轭部1111向间隙F延伸形成m×k个凸极1112，且在动子导磁部121对应间隙F的面分布多个动子小齿1213，由于拉伸出的铁磁部分，可以减少定子磁路的磁阻，同时使得在定子铁芯中磁场的分布比较均匀，可以提高电机的转矩密度或拉力密度。
具体地，上述电机的定子11和动子12相对设置，定子11和动子12之间形成间隙F以形成气隙，可以基于控制定子绕组产生的磁场的变化，使得定子和动子可以相对运动。定子和动子可以分别为一个或者多个，即某个定子的一侧或者两侧可以设置动子，或某个动子12的一侧或者两侧可以设置定子11。需要说明的是，当电机包括多个定子和/或多个动子时，至少有一个定子和动子采用本申请实施方式所述的定子和动子的结构，而其它定子或动子可以采用与本申请实施方式所述的定子或动子相同或不同的结构，都属于本申请保护的范围。为方便理解，本申请实施方式主要以电机包括一个定子11和一个动子12为例进行详细说明。具体地，在旋转电机中，以间隙F为界，动子12可以位于定子11的外侧 (如图9所示)，也可以位于定子的内侧。
上述定子导磁部111和动子导磁部121可以采用各种现在已有或将来开发的可导磁的材料制成，比如：通过硅钢片堆叠、铁粉压制或纯铁制成。
上述定子导磁部或动子导磁部可以预制成一体或者由多个独立的部分拼接而成；或者，定子导磁部也可以根据需要分成多个独立的部分等，本申请不做限定。
需要说明的是，上述凸极可以为直齿、靴型齿等。优选靴型齿1112(如图9 所示)，该靴型齿相比于直齿，磁阻较小，可以提高电机的输出，另外，靴形齿的齿槽转矩小，转矩波动小。具体地，该靴型齿可以包括由定子轭部1111伸出的极柱和位于极柱端部的齿端，齿端的宽度大于极柱的宽度。直齿是指极柱和齿端的宽度一样。
相邻两个凸极1112之间形成定子大槽，该定子大槽可以为开口槽(比如：凸极为直齿时)、半开口槽(比如：凸极为靴型齿时)等。定子绕组112可以分布、集中等方式放置于定子大槽。
继续如图9所示，在一个实施方式中，定子导磁部111还包括多个定子小齿1114；多个定子小齿1114分布于定子导磁部111的对应间隙F的面。通过设置多个定子小齿，可以进一步减少定子磁路的磁阻，同时使得在定子铁芯中磁场的分布比较均匀，可以提高电机的转矩密度或拉力密度。
在一个实施方式中，凸极的端部可以直接面对间隙F；在另一个实施方式中，上述定子小齿1114也可以分布于凸极1112对应间隙的端部(如图9所示)和/ 或相邻两个凸极之间(省略附图)。
需要说明的是，定子导磁部111的对应间隙F的面形成的小槽为定子小槽。在一个实施方式中，定子小槽可以包括：凸极定子小槽1113和/或槽口定子小槽 1115；其中，凸极定子小槽1113为位于凸极对应间隙的端部的相邻两个定子小齿1114之间形成的小槽；槽口定子小槽1115为位于定子大槽的槽口的小槽。
在一个实施方式中，动子小槽1212和定子小槽内可以设置永磁体、空气和 /或非导磁体。比如：全部定子小槽内设置永磁体；一部分定子小槽内设置永磁体，一部分定子小槽内设置空气或非导磁体；全部动子小槽内设置永磁体；或者，一部分动子小槽内设置永磁体，一部分动子小槽内设置空气或非导磁体。
在一个实施方式中，当动子小槽1212和/或定子小槽1113内设置永磁体122、 113；永磁体122、113在间隙F中形成方向相同的第一磁场，第一磁场的方向通常指向或背离电机的中心。通过在动子小槽和/或定子小槽内设置永磁体，可以增加永磁体产生的磁场的强度，从而提高电机的电磁转矩或拉力。
具体地，对于上述动子小槽和/或定子小槽内设置永磁体，可以只在定子小槽1113内设置永磁体113；也可以只在动子小槽1213内设置永磁体122；或者在定子小槽1113和动子小槽1213内都设置永磁体113、122，优选在定子小槽 1113和动子小槽1213内都设置永磁体113、122，这样可以提高电机的电磁转矩或拉力，减小电机的波动。另外，对于上述定子小槽内设置永磁体的，可以每个定子小槽内都设置永磁体，也可以部分定子小槽内设置永磁体；对于上述动子小槽内设置永磁体的，可以每个动子小槽内都设置永磁体，也可以部分动子小槽内设置永磁体，优选在每个定子小槽和每个动子小槽内设置永磁体，这样可以进一步提高电机的电磁转矩或拉力。
在一个实施方式中，槽口定子小槽1115内可以设置永磁体、空气(如图9 所示)或者非导磁体。如图9所示，在某些情况下，比如，位于该槽口定子小槽1115内的永磁体或者非导磁体可能会存在难以固定或牢固固定的问题，因此可以使该定子小槽1115内设置空气，而不设置永磁体或非导磁体。
位于某个定子小槽或动子小槽内的永磁体的数量可以为一个或者多个永磁体的组合，其中，多个永磁体的组合可以根据需要采用任意的方式，比如：表贴式永磁体、Halbach阵列永磁体、简化Halbach阵列永磁体。具体地，永磁体的横截面可以为矩形、梯形或者多边形等其它形状。
在一个实施方式中，本申请实施方式所述的电机，通常需要满足如下条件，这样可以使得电机具有良好的性能。
动子小槽的数量＝定子小槽的数量±定子绕组的极对数。
在一个实施方式中，本申请实施方式所述的电机，通常需要满足如下条件，这样可以使得电机具有良好的性能。
NR＝NS±1；或
NR＝NS±2；或
NR＝NS±NSL/(2*m)；或
NR＝NS±定子绕组的极对数；
其中，NR为动子小齿的数目；NS为定子小齿的数目；m为定子绕组的相数,且m为大于1的整数。
需要说明的是，电机(也即定子绕组)的相数m可以为大于等于1的整数。在一个优选实施方式中，电机(也即定子绕组)的相数m可以为大于等于3的整数，当m大于3时，当电机某相出现缺相时，其它至少三相仍可以使得电机正常工作，从而可以提高电机缺相的容错能力。
有关电机的其它相关描述可以继续参见下面实施方式中的说明。
如图1A所示，在一个实施方式中，本申请提供一种电机10，该电机包括定子11和动子12；定子11和动子12的相对面之间形成间隙F。
定子11包括定子导磁部111和定子绕组112；定子导磁部包括定子轭部和凸极。
由定子轭部1111向间隙F延伸形成m×k个凸极1112。
动子12包括动子导磁部121；动子导磁部121对应间隙F的面分布多个动子小齿1213；相邻两个动子小齿之间形成动子小槽1212。
电机10还包括辅助永磁体123；至少部分辅助永磁体123设置于动子小齿 1213。
通过将至少部分辅助永磁体设置于动子小齿，一方面，辅助永磁体可以增加额外的磁场，有利于提高电机的转矩密度或拉力密度；另一方面，不同厚度的辅助永磁体可以产生不同的磁阻，因此可以调节电机的力矩与铁耗功率因素之间的关系，改善电机的性能，提高电机的力能指标，扩大电机的应用需求范围。
定子和动子可以分别为一个或者多个，即某个定子的一侧或者两侧可以设置动子，或某个动子12的一侧或者两侧可以设置定子11。需要说明的是，当电机包括多个定子和/或多个动子时，至少有一个定子和动子采用本申请实施方式所述的定子和动子的结构，而其它定子或动子可以采用与本申请实施方式所述的定子或动子相同的结构，也可以采用不同的结构，都属于本申请保护的范围。为方便理解，本实施方式主要以电机包括一个定子11和一个动子12为例进行详细说明。其中，动子12可以位于定子11的外侧(如图1A所示)，也可以位于定子 11的内侧(如图8所示)。
其中，上述至少部分辅助永磁体123设置于动子小齿1213可以是指全部辅助永磁体设置于全部或部分动子小齿；或者也可以指一部分辅助永磁体设置于全部或部分动子小齿，而其它部分的辅助永磁体设置于电机的其它结构，比如：设置于全部或部分定子小齿，后面实施方式会有进一步详细的说明。
在一个实施方式中，上述“辅助永磁体123设置于动子小齿1213”可以包括但不限于如下结构形式：
在一个实施方式中，辅助永磁体123设置于动子小齿1213对应间隙的端部。
具体地，上述辅助永磁体123设置于动子小齿1213对应间隙的端部可以通过但不限于如下结构实现：
如图2A或2B所示，在一个实施方式中，可以在动子小齿1213对应间隙的面向电机中心凹陷形成辅助小槽1214；该辅助小槽1214，用于容置辅助永磁体 123。
如图3A-3C所示，在一个实施方式中，可以使得动子小齿1213对应间隙的端部截取第一部分，将辅助永磁体123设置在被截取第一部分后的动子小齿对应间隙的端部。
进一步，在一个实施方式中，当辅助永磁体123两侧的动子小槽1212内设置永磁体122时，辅助永磁体123可以与两侧的永磁体122接触(如图3B所示) 或间隔一定的距离(如图3C所示)。
具体地，上述辅助永磁小槽与动子小槽可以连通，也可以不连通，本申请不做限定。
如图4A或4B所示，在一个实施方式中，可以将辅助永磁体123设置于动子小齿1213的中部。
具体地，为实现上述将辅助永磁体123设置于动子小齿1213的中部，可以通过但不限于如下结果实现：
如图4A所示，在一个实施方式中，以如图3A所示的动子小齿1213的端部被截去一部分为例，可以将辅助永磁体123固定于动子小齿1213的端部，再将与动子小齿1213对应的辅助小齿1215固定于辅助永磁体123的端部；在一个实施方式中，如图4B所示，以如图2A所示的动子小齿1213的端部设置辅助小槽1214为例，将辅助永磁体123固定于该辅助小槽1214内，再将与定子小齿1213对应的辅助小齿1215固定于辅助永磁体123和定子小齿1213的端部。
相对于上面实施方式所述的将辅助永磁体设置于动子小齿的端部而言，通过将辅助永磁体设置于动子小齿的中部，辅助永磁体与间隙之间还存在一小部分导磁部(即辅助小齿)，而不是辅助永磁体直接面对间隙，由于辅助永磁体对磁路的磁阻作用，相当于减小了与该辅助永磁体处所对应的定子和动子之间的间隙，因此有利于进一步提高电机的转矩密度或拉力密度。
需要说明的是，上述凸极可以为直齿、靴型齿等。优选靴型齿(如图1A所示)。
相邻两个凸极之间形成定子大槽，该定子大槽可以为开口槽、半开口槽等，定子绕组112可以分布、集中等方式放置于定子大槽，本申请不做限定。
继续如图1A所示，在一个实施方式中，定子导磁部111还包括多个定子小齿1114；多个定子小齿1114分布于定子导磁部111对应间隙F的面。
需要说明的是，凸极的端部可以直接对应间隙(如图7所示)；除此之外，如图1A所示，在一个实施方式中，可以将上述定子小齿1114分布于凸极1112对应间隙F的端部和/或相邻两个凸极之间(省略附图)。
如图6所示，在一个实施方式中，部分辅助永磁体123还设置于定子小齿 1114。通过在定子小齿1114也设置辅助永磁体123，更多数量的辅助永磁体可以进一步增加额外的磁场，有利于进一步提高电机的转矩密度或拉力密度。另一方面，还可以通过将动子小齿和定子小齿上设置的适当厚度的辅助永磁体相互配合调节电机的力矩与铁耗功率因素之间的关系。
具体地，上述辅助永磁体123设置于定子小齿1114可以包括但不限于如下结构方式：
在一个实施方式中，可以将辅助永磁体123设置于定子小齿1114对应间隙 F的面。
具体地，可以在定子小齿对应间隙的面向电机中心凹陷形成辅助永磁小槽；或者，使得定子小齿对应间隙的端部截取第一部分，将辅助永磁体设置在被截取第一部分后的定子小齿对应间隙的端部等。具体可以参照上面实施方式中辅助永磁体设置在动子小齿的相关结构描述，在此不再赘述。
在一个实施方式中，可以将辅助永磁体123设置于定子小齿1114的中部。
具体地，可以将辅助永磁体固定于定子小齿的端部，再将与定子小齿对应的辅助小齿固定于辅助永磁体的端部；或者，也可以在定子小齿的端部设置辅助小槽，将辅助永磁体固定于该辅助小槽内，再将与定子小齿对应的辅助小齿固定于辅助永磁体和定子小齿的端部等，具体可以参见上面实施方式中将辅助永磁体设置于动子小齿的中部的相关结构描述，在此不在赘述。
需要说明的是，定子导磁部111的对应间隙的面形成的小槽为定子小槽。在一个实施方式中，定子小槽可以包括：凸极定子小槽1113和/或槽口定子小槽 1115；其中，凸极定子小槽1113为位于凸极对应间隙的端部的相邻两个定子小齿1114之间形成的小槽；槽口定子小槽1115为位于定子大槽的槽口的小槽。
动子小槽1212和定子小槽内可以设置永磁体、空气和/或非导磁体。
在一个实施方式中，当动子小槽1212和/或定子小槽1113内设置永磁体122、 113；永磁体在间隙F中形成方向相同的第一磁场；辅助永磁体123在间隙F中形成第二磁场；第一磁场的方向和第二磁场的方向的其中之一指向所述电机的中心，另一个背离所述电机的中心。通过在动子小槽和/或定子小槽内设置永磁体，可以增加永磁体产生的磁场的强度，从而提高电机的电磁转矩或拉力。
示例性地，如图1A和1B所示，定子上的永磁体113和动子上的永磁体122 在间隙F中形成第一磁场；辅助永磁体123在间隙F中形成第二磁场；第一磁场的方向背离电机的中心，第二磁场的方向指向电机的中心。
在一个实施方式中，槽口定子小槽1115内可以设置永磁体(如图5所示)、空气(如图1A所示)或者非导磁体。
位于某个定子小槽或动子小槽内的永磁体的数量可以为一个或者多个永磁体的组合，其中，多个永磁体的组合可以根据需要采用任意的方式，比如：表贴式永磁体、Halbach阵列永磁体、简化Halbach阵列永磁体。另外，每个辅助永磁体的数量可以为一个或者多个永磁体的组合,其中，多个永磁体的组合可以根据需要采用任意的方式，比如：表贴式永磁体、Halbach阵列永磁体、简化Halbach 阵列永磁体。具体地，永磁体和辅助永磁体的横截面可以为矩形、梯形或者多边形等其它形状。
需要说明的是，由于不同厚度的辅助永磁体对磁路的磁阻不同，通常，辅助永磁体的厚度越大对磁路的磁阻越大，从而使该辅助永磁体对应的动子小齿和定子之间的间隙F变大，电机的力矩变小，但却可以减小电机的铁耗，因此，通过调整辅助永磁体的厚度可以调节电机的力矩与铁耗功率因素之间的关系。具体地，可以结合电机的结构、尺寸；定子绕组产生的磁场；永磁体产生的磁场大小和/或电机的性能指标等因素对辅助永磁体的厚度进行调整。
具体地，沿由电机中心到间隙的方向，上述辅助永磁体123的厚度可以为大于、等于或小于永磁体113、122的厚度。在一个优选实施方式中，辅助永磁体的厚度小于永磁体的厚度，这样可以使得辅助永磁体磁路的磁阻不会增加太多，在降低铁耗的同时，对电机输出的力矩影响较小，因此可以更好的改善电机的性能。
在一个实施方式中，本申请实施方式所述的电机，通常需要满足如下条件，这样可以使得电机具有良好的性能。
动子小槽的数量＝定子小槽的数量±定子绕组的极对数。
在一个实施方式中，本申请实施方式所述的电机，通常需要满足如下条件，这样可以使得电机具有良好的性能。
NR＝NS±1；或
NR＝NS±2；或
NR＝NS±NSL/(2*m)；或
NR＝NS±定子绕组的极对数；
其中，NR为动子小齿的数目；NS为定子小齿的数目；m为定子绕组的相数,且m为大于1的整数。
需要说明的是，电机(也即定子绕组)的相数m可以为大于等于1的整数。在一个优选实施方式中，电机(也即定子绕组)的相数m可以为大于等于3的整数，当m大于3时，当电机某相出现缺相时，其它至少三相仍可以使得电机正常工作，从而可以提高电机缺相的容错能力。
有关该电机的其它相关描述可以参见前面的实施方式中所述，在此不再重复赘述。
在一个实施方式中，本申请实施方式还提供一种设备(省略附图)，该设备包括上面实施方式所述的电机。
在一个优选实施方式中，该设备可以为自动化设备或半自动化设备。
需要说明的是，所述自动化或半自动化设备可以为应用于各个领域，比如：工业、教育、护理、娱乐或医疗等等。
进一步，在一个优选实施方式中，机器人(比如：机械手或人形机器人) 可以看做是高级的自动化设备。
在一个实施方式中，在一个实施方式中，该设备可以为汽车，或者汽车也可以看成是一种自动化设备。
在一个实施方式中，该设备还可以为发电设备。
有关电机的相关描述参见上面的实施方式中的描述，在此不再重复赘述。
当元件被表述“设置在”另一个元件上，它可以固定于另一个元件上，或者相对另一个元件可活动的连接。当一个元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书使用的术语“纵向”、“横向”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的属于只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。
本文术语中“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如：A和/或B,可以表示单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明的权利要求书和说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等等(如果存在)是用来区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施方式能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如：包括了一系列结构或模块等的产品或设备不必限于清楚地列出的那些结构或模块，而是包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它结构或模块。
在上述实施方式中，对各个实施方式的描述都各有侧重，某个实施方式中没有详细描述的部分，可以参见其它实施方式的相关描述。
需要说明的是，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施方式均属于优选实施方式，所涉及的结构和模块并不一定是本发明所必须的。
以上对本发明实施方式所提供的电机及包括该电机的设备进行了详细介绍，但以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员，依据本发明的思想，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电机，其特征在于，所述电机包括定子和动子；所述定子和所述动子的相对面之间存在间隙；
所述定子包括定子导磁部和定子绕组；所述定子导磁部包括定子轭部和多个凸极；
由所述定子轭部向所述间隙延伸形成k×m个凸极，其中，m为所述定子绕组的相数，k为大于等于1的整数；
所述动子包括动子导磁部；所述动子导磁部对应所述间隙的面分布多个动子小齿；相邻两个所述动子小齿之间形成动子小槽。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述动子小槽内设置永磁体、空气和/或非导磁体。
3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述定子导磁部还包括多个定子小齿；所述多个定子小齿分布于所述定子导磁部对应所述间隙的面；和/或
所述定子导磁部对应所述间隙的面形成的小槽为定子小槽；所述定子小槽内设置永磁体、空气和/或非导磁体；所述定子小槽包括：凸极定子小槽和/或槽口定子小槽；其中，
所述凸极定子小槽为位于所述凸极对应所述间隙的端部的相邻两个所述定子小齿之间形成的所述定子小槽；所述槽口定子小槽为位于定子大槽的槽口的所述定子小槽；其中，相邻两个所述凸极之间形成所述定子大槽。
4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，当所述动子小槽和所述定子小槽内设置所述永磁体，所述永磁体在所述间隙中形成方向相同的第一磁场，其中，所述第一磁场的方向指向或背离所述电机的中心。
5.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述动子小槽的数目＝所述定子小槽的数目±所述定子绕组的极对数；或
NR＝NS±1；或
NR＝NS±2；或
NR＝NS±NSL/(2×m)；或
NR＝NS±定子绕组的极对数；
其中，NS为所述定子小齿的数目；NR为所述动子小齿的数目。
6.一种电机，其特征在于，所述电机包括定子和动子；所述定子和所述动子的相对面之间存在间隙；
所述定子包括定子导磁部和定子绕组；所述定子导磁部包括定子轭部和凸极；
由所述定子轭部向所述间隙延伸形成k×m个凸极，其中，m为所述定子绕组的相数，k为大于等于1的整数；
所述动子包括动子导磁部；所述动子导磁部对应所述间隙的面分布多个动子小齿；相邻两个所述动子小齿之间形成动子小槽；
所述电机还包括辅助永磁体；至少部分所述辅助永磁体设置于所述动子小齿。
7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述定子导磁部还包括多个定子小齿；所述多个定子小齿分布于所述定子导磁部对应所述间隙的面；和/或
所述定子导磁部对应所述间隙的面形成的小槽为定子小槽；所述定子小槽包括：凸极定子小槽和/或槽口定子小槽；其中，
所述凸极定子小槽为位于所述凸极对应所述间隙的端部的相邻两个所述定子小齿之间形成的所述定子小槽；所述槽口定子小槽为位于定子大槽的槽口的所述定子小槽；其中，相邻两个所述凸极之间形成所述定子大槽。
8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述动子小槽的数目＝所述定子小槽的数目±所述定子绕组的极对数；或
NR＝NS±1；或
NR＝NS±2；或
NR＝NS±NSL/(2×m)；或
NR＝NS±定子绕组的极对数；
其中，NS为所述定子小齿的数目；NR为所述动子小齿的数目。
9.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述辅助永磁体还设置于所述定子小齿。
10.根据权利要求6-9任一项所述的电机，其特征在于，所述辅助永磁体设置于所述动子小齿包括：
所述辅助永磁体设置于所述动子小齿对应所述间隙的端部或所述动子小齿的中部；和/或
当所述辅助永磁体设置于所述定子小齿，包括：
所述辅助永磁体设置于所述定子小齿对应所述间隙的端部或所述定子小齿的中部。
11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述辅助永磁体设置于所述动子小齿对应所述间隙的端部通过如下结构实现：
所述动子小齿对应所述间隙的面向所述电机的中心凹陷形成辅助小槽；所述辅助永磁体容置于所述辅助小槽内；或，所述动子小齿对应所述间隙的端部被截去第一部分；所述辅助永磁体设置于被截去所述第一部分后的所述动子小齿的端部；和/或
所述辅助永磁体设置于所述定子小齿对应所述间隙的端部通过如下结构实现：
所述定子小齿对应所述间隙的面向所述电机的中心凹陷形成辅助小槽；所述辅助永磁体容置于所述辅助小槽内；或，所述定子小齿对应所述间隙的端部被截去第一部分；所述辅助永磁体设置于被截去所述第一部分后的所述定子小齿的端部。
12.根据权利要求6-9任一项所述的电机，其特征在于，所述动子小槽内设置永磁体、空气和/或非导磁体；和/或
当所述定子导磁部包括所述定子小槽；所述定子小槽内设置永磁体、空气和/或非导磁体。
13.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，当所述定子小槽和/或所述动子小槽内设置所述永磁体，所述永磁体在所述间隙中形成方向相同的第一磁场；所述辅助永磁体在所述间隙中形成第二磁场；所述第一磁场的方向和所述第二磁场的方向的其中之一指向所述电机的中心，另一个背离所述电机的中心。
14.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，沿由所述电机中心指向所述间隙的方向，所述辅助永磁体的高度小于、等于或大于所述永磁体的高度。
15.一种包括电机的设备，其特征在于，所述设备包括至少一个权利要求1-14任一项所述的电机；
所述设备为自动或半自动化设备；或
所述设备为汽车；或
所述设备为发电设备。
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