CN116846118A - 绕组结构及具有其的电机结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种绕组结构及具有其的电机结构，其中，绕组结构包括：第一绕组结构包括沿第一方向延伸设置的第一线圈，第一线圈包括U线圈、第一V线圈和W线圈，其形成叠置设置的第一线圈层和第二线圈层，相邻设置的U线圈、第一V线圈和W线圈形成绕组单元，绕组单元中的U线圈和W线圈相邻设置且位于第一线圈层，绕组单元中的第一V线圈位于第二线圈层且与U线圈和W线圈叠置且错位设置；第二绕组结构包括沿第二方向延伸设置的第二线圈，第二方向与第一方向相交设置；其中，在绕组单元中，第一V线圈的中心线与U线圈和W线圈的对接面相对应。本申请的技术方案能够有效地解决动子在低速运动时会产生较大振动的问题。

Description

绕组结构及具有其的电机结构

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种绕组结构及具有其的电机结构。

背景技术

磁悬浮平面电机能够直接实现空间多自由度复合运动，其具有结构轻便、可实现高速、高精度的空间轨迹控制等特点，磁悬浮平面电机一般具有定子和可被驱动的动子，动子通过磁悬浮原理被驱动。

然而，在相关技术中，动子在低速运动时会有较大的振动，此振动的原因在于线圈的密度较低，导致线圈通电时其产生的磁场的连续性较差，由此导致动子在低速运动时受力不均产生震动。

因此，目前，在本领域中存在动子在低速运动时会产生较大振动的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种绕组结构及具有其的电机结构，以解决相关技术中的动子在低速运动时会产生较大振动的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种绕组结构，包括叠置设置的第一绕组结构和第二绕组结构，其中，第一绕组结构包括沿第一方向延伸设置的多个第一线圈，第一线圈包括多个U线圈、多个第一V线圈和多个W线圈，多个U线圈、多个第一V线圈和多个W线圈形成叠置设置的第一线圈层和第二线圈层，相邻设置的一个U线圈、一个第一V线圈和一个W线圈形成一个绕组单元，一个绕组单元中的U线圈和W线圈相邻设置且位于第一线圈层和第二线圈层中的一层，绕组单元中的第一V线圈位于第一线圈层和第二线圈层中的另一层且与U线圈和W线圈叠置且错位设置；第二绕组结构包括沿第二方向延伸设置的多个第二线圈，第二方向与第一方向相交设置；其中，在一个绕组单元中，第一V线圈的中心线与U线圈和W线圈的对接面相对应。

进一步地，所有绕组单元中的U线圈和W线圈位于同一层，所有绕组单元中的第一V线圈位于同一层。

进一步地，相邻设置的两个绕组单元的两个第一V线圈之间设置有一个第二V线圈。

进一步地，相邻设置的两个绕组单元中的两个第一V线圈错层设置。

进一步地，第一线圈包括完整线圈和局部线圈，其中，第一线圈层和第二线圈层中的至少一个包括多个完整线圈和设置在多个完整线圈侧部的局部线圈。

进一步地，第一线圈层和第二线圈层均包括整数个第一线圈，其中第一线圈层的两侧均向外突出于第二线圈层的两侧。

进一步地，第一线圈层印刷在第一PCB板上形成第一绕组板，第二线圈层印刷在第二PCB板上形成第二绕组板，第一绕组板和第二绕组板叠置设置；或者，第一线圈层和第二线圈层印刷在第三PCB板的两侧形成第三绕组板，第一绕组结构包括叠置设置的多个第三绕组板。

进一步地，绕组结构包括基座，基座内设置有流液槽，基座的第一表面上设置有用于绕设U线圈的U线圈齿和用于绕设W线圈的W线圈齿，基座上与第一表面相对设置的第二表面上设置有用于绕设第一V线圈的V线圈齿。

进一步地，第一绕组结构包括M个第一线圈层和N个第二线圈层，其中，M和N均为正整数，M＝N，或者，M＝N±1，或者M＝(2*x±1)*N，其中，x为正整数。

进一步地，每个第一线圈的极距为p，每个第一线圈的长度l与p之间满足：l＝6*n*p，其中，n为正整数；和/或，每个第一线圈的长度l满足：l＝120+60*y，其中，y为正整数。

进一步地，第一绕组结构还包括设置在第一线圈中心处的磁传感器。

进一步地，第二绕组结构与第一绕组结构的结构相同。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机结构，包括定子和动子，定子和动子中的一个包括磁铁阵列；定子和动子中的另一个包括绕组结构，绕组结构为上述的绕组结构。

进一步地，动子包括磁铁阵列，定子包括绕组结构，定子还包括底座和盖设在底座上的盖板，底座上具有容纳腔，第一绕组结构和第二绕组结构设置在容纳腔内，底座和/或盖板由金属材料制成，动子朝向定子的一侧设置有万向轮，万向轮用于与盖板配合设置。

进一步地，磁铁阵列包括第一磁体组和第二磁体组，第一磁体组包括按照一排设置的多个第一磁体，第二磁体组包括按照一排设置的多个第二磁体，其中，第一磁体组的布置方向与第二磁体组的布置方向相交设置。

进一步地，第一磁体组的中部设置有多个第一主级磁体，第一磁体组的两端分别设置有第一次级磁体，第一主级磁体的宽度大于第一次级磁体的宽度；第二磁体组的中部设置有多个第二主级磁体，第二磁体组的两端分别设置有第二次级磁体，第二主级磁体的宽度大于第二次级磁体的宽度。

进一步地，第一磁体组的中部设置有多个第一主级磁体，第一磁体组的两端分别设置有第一次级磁体，第一主级磁体的磁距t1与绕组结构的第一线圈的极距p之间满足：t1＝2/3p，第一次级磁体的磁距t2与第一线圈的极距p之间满足：t2＝1/6p；或者，第一磁体组的中部设置有多个第一主级磁体，第一磁体组的两端均设置有第二次级磁体和第三次级磁体，第二次级磁体位于第一主级磁体和第三次级磁体之间，第一主级磁体的磁距t1与绕组结构的第一线圈的极距p之间满足：t1＝2/3p，第二次级磁体的磁距t3与第一线圈的极距p之间满足：t3＝1/3p，第三次级磁体的磁距t4与第一线圈的极距p之间满足：t4＝1/6p。

应用本发明的技术方案，第一绕组结构具有沿第一方向设置的多个能够与动子上的永磁体耦合的第一线圈，使得动子可以沿着与第一方向垂直的方向运动；第二绕组结构具有沿第二方向设置的多个能够与动子上的永磁体耦合的第二线圈，使得动子可以沿着与第二方向垂直的方向运动；当同时驱动第一绕组结构和第二绕组结构时，可以实现动子的旋转、换向等操作。第一绕组结构具有第一线圈层和第二线圈层，U线圈和W线圈在第一线圈层或第二线圈层中的同一层，与U线圈和W线圈对应的第一V线圈位于第一线圈层或第二线圈层中的另一层，并且第一V线圈与U线圈和W线圈错位设置，第一V线圈与U线圈和W线圈共同形成一个绕组单元，也即一个三相绕组，此三相绕组的设置宽度即为U线圈和W线圈的总宽度，本发明的三相绕组的设置宽度更小，本发明的绕组结构具有更高的磁密度，进而使得绕组结构在通电时产生的磁场的连续性更好，增加了动子在运动时的运动精度，使得动子在低速运动时可以受到更稳定的驱动力，从而减轻了动子在低速运动时的振动，使得动子的运动更加平稳。因此，本申请的技术方案能够有效地解决相关技术中的动子在低速运动时会产生较大振动的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的绕组结构的第一实施例的立体结构示意图；

图2示出了图1的绕组结构的A部分的放大示意图；

图3示出了图1的绕组结构的正视图；

图4示出了根据本发明的绕组结构的第二实施例的立体结构示意图；

图5示出了图4的绕组结构的B部分的放大示意图；

图6示出了图4的绕组结构的正视图；

图7示出了根据本发明的绕组结构的第三实施例的第一绕组结构的立体结构示意图；

图8示出了图7的第一绕组结构的正视图；

图9示出了根据本发明的绕组结构的第四实施例的正视图；

图10示出了根据本发明的绕组结构的基座的第一实施例和与该基座配合的第一线圈的立体结构示意图；

图11示出了根据本发明的绕组结构的基座的第二实施例和与该基座配合的第一线圈的立体结构示意图；

图12示出了根据本发明的电机结构的定子的磁铁阵列的第一实施例的正视图；

图13示出了根据本发明的电机结构的定子的磁铁阵列的第二实施例的正视图；

图14示出了根据本发明的电机结构的定子的磁铁阵列的第三实施例的正视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

a、第一方向；b、第二方向；l、第一线圈的长度；p、第一线圈的极距；

10、第一绕组结构；11、第一线圈层；12、第二线圈层；13、第一线圈；131、完整线圈；132、局部线圈；14、绕组单元；141、U线圈；142、第一V线圈；143、W线圈；152、第二V线圈；

20、第二绕组结构；21、第二线圈；

30、基座；31、第一表面；32、第二表面；33、U线圈齿；34、W线圈齿；35、V线圈齿；36、流液槽；

50、第一磁体组；501、第一磁体；502、第一主级磁体；503、第一次级磁体；51、第二磁体组；511、第二磁体；512、第二主级磁体；513、第二次级磁体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1至图3示出了根据本申请的绕组结构的第一实施例的结构示意图。本申请的绕组结构可以用在磁驱电机的定子上。

如图1至图3所示，本申请提供了一种绕组结构，包括叠置设置的第一绕组结构10和第二绕组结构20，其中，第一绕组结构10包括沿第一方向a延伸设置的多个第一线圈13，第一线圈13包括多个U线圈141、多个第一V线圈142和多个W线圈143，多个U线圈141、多个第一V线圈142和多个W线圈143形成叠置设置的第一线圈层11和第二线圈层12，相邻设置的一个U线圈141、一个第一V线圈142和一个W线圈143形成一个绕组单元14，一个绕组单元14中的U线圈141和W线圈143相邻设置且位于第一线圈层11和第二线圈层12中的一层，绕组单元14中的第一V线圈142位于第一线圈层11和第二线圈层12中的另一层且与U线圈141和W线圈143叠置且错位设置；第二绕组结构20包括沿第二方向b延伸设置的多个第二线圈21，第二方向b与第一方向a相交设置；其中，在一个所述绕组单元14中，所述第一V线圈142的中心线与所述U线圈141和所述W线圈143的对接面相对应。

应用本实施例的技术方案，第一绕组结构10具有沿第一方向a延伸设置的多个能够与动子(后文有详细描述)上的永磁体耦合的第一线圈13，使得动子可以沿着与第一方向a垂直的方向运动；第二绕组结构20具有沿第二方向b设置的多个能够与动子上的永磁体耦合的第二线圈21，使得动子可以沿着与第二方向b垂直的方向运动；当同时驱动第一绕组结构和第二绕组结构时，可以实现动子的旋转、换向等操作。第一绕组结构10具有第一线圈层11和第二线圈层12，U线圈141和W线圈143在第一线圈层11或第二线圈层12中的同一层，与U线圈141和W线圈143对应的第一V线圈142位于第一线圈层11或第二线圈层12中的另一层，并且第一V线圈142与U线圈141和W线圈143错位设置，第一V线圈142与U线圈141和W线圈143共同形成一个绕组单元14，也即一个三相绕组，此三相绕组的设置宽度即为U线圈与W线圈的总宽度，本实施例的三相绕组的设置宽度更小，本实施例的绕组结构具有更高的磁密度，进而使得绕组结构在通电时产生的磁场的连续性更好，增加了动子在运动时的运动精度，使得动子在低速运动时可以受到更稳定的驱动力，从而减轻了动子在低速运动时的振动。因此，本实施例的技术方案能够有效地解决相关技术中的动子在低速运动时会产生较大振动的问题。

具体地，在本实施例中，第一方向a和第二方向b相互垂直。

需要说明的是，上述的“错位设置”指代的是第一V线圈142的两侧部在U线圈141和W线圈143所在线圈层平面的投影落入U线圈141和W线圈143在此线圈层平面的投影之中。

具体地，在对申请进行描述时所使用的“侧部”或者“侧”指代的是线圈结构(例如第一线圈13)宽度上的两端；所使用的“端部”或者“端”指代的是线圈结构(例如第一线圈13)长度上的两端。对应地，第一绕组结构10的两侧指代的是与第一线圈13的宽度方向对应的两侧；第二绕组结构20的两侧指代的是与第二线圈21的宽度方向对应的两侧。

优选地，第一线圈13和第二线圈21均为无铁芯线圈，可以降低线圈通电后产生的齿槽力，也可以使得动子在低速运动时更加稳定，减小其低速运动时的振动。对于第一线圈13和第二线圈21，第一线圈13、第二线圈21的输入端和输出端均位于周侧，且通过插针或FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)与驱动模块电连接。插针与FPC可以电连接不同层的第一线圈13和第二线圈21，更易于实现对不同层的第一线圈13和第二线圈21的控制。

需要说明的是，相邻设置的线圈之间无法避免存在缝隙，上述的“对接面相对应”指代的是第一V线圈142的中心线与U线圈141和W线圈143的缝隙的中心线相重叠。

具体地，在本实施例中，每个第一线圈13的极距为p，相邻的两个第一线圈13之间的间距s在1/6p至5/6p之间，优选地，s＝1/2p。极距可以被理解为第一线圈13的宽度，由此使得绕组结构具有较高的磁密度、在通电时产生的磁场的连续性较好的基础上，还可以减小绕组结构的设置体积，使得绕组结构小型化。

如图1至图3所示，所有绕组单元14中的U线圈141和W线圈143位于同一层，所有绕组单元14中的第一V线圈142位于同一层。如此设置，使得绕组结构的结构简单，绕组结构组装起来也更为简单，更易于实现减小三相绕组设置宽度，进而减小绕组结构的设置体积。

如图1至图3所示，在本实施例中，第一线圈层11设置在第二线圈层12的上方，在第一线圈13中，U线圈141和W线圈143交替设置；第一V线圈142设置在第二线圈层12中。

具体地，此时的通电方式有如下两种：1、第一线圈层11的线圈持续通电，对第二线圈层12不同位置处的第一V线圈142周期性通电；2、第二线圈层12中的线圈持续通电，对第一线圈层11不同位置处的U线圈141和W线圈143周期性通电。通过上述的两种通电方法，均能够实现对动子的步进控制，使得动子的每次运动均具有相同的行程，以更精准地控制动子的运动。

如图1所示，每个第一线圈13的极距为p，每个第一线圈13的长度l与p之间满足：l＝6*n*p，其中，n为正整数；每个第一线圈13的长度l满足：l＝120+60*y，其中，y为正整数。具体地，长度l可取180mm、240mm、300mm、360mm、420mm等。可以理解的是，本实施例通过约束第一线圈13的结构，使得第一线圈13产生的磁场更易于驱动动子沿与第一方向垂直的方向运动。

在本实施例中，绕组结构还包括设置在第一线圈13中心处的磁传感器。磁传感器可对动子的运动速度、运动轨迹等进行测量。结合测量结果以及对应的算法，对特定位置处的线圈结构进行周期性通电，由此可以实现动子运动控制。磁传感器可以为AMR(Anisotropic Magneto Resistance)传感器或TMR(Tunnel Magneto Resistance)传感器。

如图1至图3所示，相邻设置的两个绕组单元14的两个第一V线圈142之间设置有一个第二V线圈152。第二V线圈152可以与单相放大器连接，以为动子提供悬浮力；或者第二V线圈152还可与其他相邻线圈层中的U线圈141和W线圈143相匹配，进而形成另外的三相绕组。当然，相邻设置的两个绕组单元的两个第一V线圈之间也可以不设置第二V线圈。

如图1至图3所示，第一线圈13包括完整线圈131和局部线圈132，其中，第一线圈层11和第二线圈层12中的至少一个包括多个完整线圈131和设置在多个完整线圈131侧部的局部线圈132。在本实施例中，局部线圈132是完整线圈131的一半，当多个绕组结构进行拼接时，一个绕组结构中的局部线圈132与相邻的绕组结构中的局部线圈132可拼接成一个完整线圈131，从而使得相邻设置的绕组结构之间没有线圈空缺，减轻动子在经过绕组结构的相交位置时的震动。

具体地，相邻的两个绕组结构中相互拼接的局部线圈132可以通过电连接的方式或者通过信息传递(程序控制)的方式使得这两个局部线圈132的通断电保持在同一周期内，即最终反映为这两个局部线圈132的电流信号所形成的函数保持连续。

在本实施例中，第一线圈层11印刷在第一PCB板上形成第一绕组板，第二线圈层12印刷在第二PCB板上形成第二绕组板，第一绕组板和第二绕组板叠置设置。通过印刷的方式在PCB板上形成线圈结构，具有精度高的优点。此外，第一线圈层11和第二线圈层12分别印刷在不同的PCB板，实际使用时可以根据需求进行第一线圈层11和第二线圈层12的组合，可以组合出多种布局方案，由此可以提高第一绕组结构10的结构多样性。

当然，在其他可行的实施方式中，第一线圈层和第二线圈层也可以印刷在第三PCB板的两侧形成第三绕组板，第一绕组结构包括叠置设置的多个第三绕组板。在第三PCB板的两侧设置第一线圈层和第二线圈层，多个第三PCB板叠置设置，使得动子具有更大的驱动力。第一线圈层和第二线圈层印刷在同一PCB板上，能够有效地降低生产成本。

在基座30的第一表面31和第二表面32上都可设置散热结构，散热结构是散热板、流通有冷却液的散热管等，用于给线圈散热。

相邻的设置有线圈层的PCB板间可以设置绝缘结构，在此绝缘结构设置的基础上，还可以在PCB板间设置有散热结构，由此加快线圈结构的散热，以保证线圈结构工作的稳定性。本实施例对散热结构的具体实现形式不作限定，散热板、液冷散热、空冷散热均可。

优选地，在本实施例中，第一绕组结构10和第二绕组结构20均为横截面为正方形的方体结构，也即第一绕组结构10在第一方向a上的长度等于其在第二方向b上的长度，对应地，第二绕组结构20在第一方向a上的长度等于其在第二方向b上的长度。

图4至图6示出了根据本申请的绕组结构的第二实施例的结构示意图。

如图4至图6所示，相邻设置的两个绕组单元14中的两个第一V线圈142错层设置。例如，在第一线圈层11中，按照U线圈141、第一V线圈142、W线圈143依次循环排列，在第二线圈层12中，也按照U线圈141、第一V线圈142、W线圈143依次循环排列，但是第二线圈层12中的U线圈141要与第一线圈层11中的U线圈141相差1.5个极距(如图6所示，U线圈141与U线圈141c相差1.5个极距)，第二线圈层12中的第一V线圈142要与第一线圈层11中的第一V线圈142相差1.5个极距(如图6所示，第一V线圈142与第一V线圈142c相差1.5个极距)，第二线圈层12中的W线圈143要与第一线圈层11中的W线圈143相差1.5个极距(如图6所示，W线圈143与W线圈143c相差1.5个极距)，也即一个三相绕组呈现T形结构，与此三相绕组相邻的两个三相绕组都呈倒T形结构。

在本实施例中，相邻设置的两个第一线圈13之间的间隙处对应于相邻的线圈层中的第一线圈13的中心位置，这样当动子经过该间隙处时，相邻的线圈层中的第一线圈13能够为动子提供稳定的磁场力，减轻动子在经过第一线圈13的相交位置时的震动。

图7至图8示出了根据本申请的绕组结构的第三实施例的结构示意图。

如图7至图8所示，第一线圈层11和第二线圈层12均包括整数个第一线圈13，其中第一线圈层11的两侧均向外突出于第二线圈层12的两侧。由此增加第一线圈层11的驱动范围，进而提高绕组结构的驱动范围。

如图10至图11所示，除了在PCB板上印刷形成第一线圈层和第二线圈层，还可以通过将金属或者混合金属制成的线圈结构安装在板状基座上形成第一线圈层和第二线圈层。具体地，绕组结构包括基座30，基座30的第一表面31上设置有用于绕设U线圈141的U线圈齿33和用于绕设W线圈143的W线圈齿34，基座30上与第一表面31相对设置的第二表面32上设置有用于绕设第一V线圈142的V线圈齿35。可以通过将多个基座30拼装在一起形成绕组结构。

如图10至图11所示，基座30内设置有流液槽36。具体地，如图10所示，流液槽36可以是基座30内设置的完整的槽状结构；当然，如图9所示，对应于一个绕组单元14的基座30也可以为分体结构(包括两个子基座)，流液槽36可以是由设置在两个子基座相对的表面上的半槽结构拼接而成的槽状结构。使用过程中，可以在流液槽36内通入冷却液，以加快线圈结构的散热，进而保证线圈结构工作的稳定性。

在本申请中，第一绕组结构10包括M个第一线圈层11和N个第二线圈层12，其中，M和N均为正整数，M＝N，或者，M＝N±1，或者M＝(2*x±1)*N(x取正整数)。具体地，在本申请的第一实施例和第二实施例中，N＝1、M＝1，也即第一线圈层11为1层，第二线圈层12为1层。在本申请的第四实施例中，N＝4、M＝3，也即第一线圈层11为3层，第二线圈层12为4层。在本申请的其他实施例中，第二线圈层12间可以包括有多个第一线圈层11，例如，x可以取2，当N＝2时，此时可以存在M＝6，也即，此时的两第二线圈层12间包括至少一个第一线圈层11。

当然，在其他可行的实施方式中，也可以先将M个第一线圈层叠置在一起、将N个第二线圈层叠置在一起，之后再将这两组线圈层叠置在一起。

基于上述实施例或在还未出现的实施例中，第二绕组结构20与第一绕组结构10的结构相同。第二绕组结构20具有和第一绕组结构10具有相同的技术特征，由于第二绕组结构20的延伸方向与第一绕组结构10的延伸方向不同，由此使得第二绕组结构20驱动动子的运动方向与第一绕组结构10驱动动子的运动方向不同。

本申请还提供一种电机结构，电机结构包括定子和动子，定子和动子中的一个包括磁铁阵列；定子和动子中的另一个包括绕组结构，绕组结构为上述的绕组结构。上述的绕组结构能够有效地解决相关技术中的动子在低速运动时会产生较大振动的问题，具有上述绕组结构的电机结构也具有上述的优点。

在图中未示出的实施例中，动子包括磁铁阵列，定子包括绕组结构，定子还包括底座和盖设在底座上的盖板，底座上具有容纳腔，第一绕组结构10和第二绕组结构20设置在容纳腔内，底座和盖板由金属材料制成。金属材料为铝、不锈钢等。一方面，金属材料具有较高的硬度，可以避免底座或者盖板受到损坏或余留凹痕，保证定子表面的平整度；另一方面，金属材料与动子的磁体间具有较大吸引力，使得动子与定子间具有更大的耦合力，进而使得动子可以更稳定地设置于定子。在其他可行的实施方式中，底座和盖板的材料还可以为碳纤维等材质。

在本实施例中，底座和盖板均由金属材料制成。当然，也可以仅令底座或者盖板中的一个由金属材料制成。

在本实施例中，动子朝向定子的一侧设置有万向轮，万向轮用于与盖板配合设置。如此设置，万向轮与定子滑动配合，起到支撑作用，使得动子的运动更加稳定。

如图12至图14所示，磁铁阵列包括第一磁体组50和第二磁体组51，第一磁体组50包括按照一排设置的多个第一磁体501，第二磁体组51包括按照一排设置的多个第二磁体511，其中，第一磁体组50的布置方向与第二磁体组51的布置方向相交设置。如此设置，使得磁体阵列可朝第一磁体501排列的方向或第二磁体511排列的方向运动。具体地，在图12所示出的实施例中，磁铁阵列包括两个第一磁体组50和两个第二磁体组51，第一磁体组50和第二磁体组51均为矩形结构，两个第一磁体组50位于磁铁阵列的左上方和右下方，两个第二磁体组51位于磁铁阵列的左下方和右上方；此外，在图13所示出的实施例中，第一磁体组50和第二磁体组51均为正方形结构，两个第一磁体组50位于磁铁阵列的左上方和右下方，两个第二磁体组51位于磁铁阵列的左下方和右上方；此外，在图14所示出的实施例中，第一磁体组50和第二磁体组51均为矩形结构，两个第一磁体组50并排设置且位于磁铁阵列的中部，两个第二磁体组51分别位于磁铁阵列的上端和下端。

如图12至图14所示，多个第一磁体501以NS周期或者NHS周期或者NHSH周期排列；多个第二磁体511以NS周期或者NHS周期或者NHSH周期排列。具体地，NS周期指代的是：在第一磁体组50朝向定子的一面上，第一磁体501按照N极永磁体、S极永磁体依次排列；在第二磁体组51朝向定子的一面上，和第二磁体511按照N极永磁体、S极永磁体依次排列。NHS周期指代的是：在第一磁体组50朝向定子的一面上，第一磁体501按照N极永磁体、halbach阵列、S极永磁体依次排列；在第二磁体组51朝向定子的一面上，第二磁体511按照N极永磁体、halbach阵列、S极永磁体依次排列。NHSH周期排列指代的是：在第一磁体组50朝向定子的一面上，第一磁体501按照N极永磁体、halbach阵列、S极永磁体、halbach阵列依次排列；在第二磁体组51朝向定子的一面上，第二磁体511按照N极永磁体、halbach阵列、S极永磁体、halbach阵列依次排列。这样设置能够增大动子朝向定子一面的磁场强度。

如图12至图14所示，第一磁体组50的中部设置有多个第一主级磁体502，第一磁体组50的两端分别设置有第一次级磁体503，第一主级磁体502的宽度大于第一次级磁体503的宽度；第二磁体组51的中部设置有多个第二主级磁体512，第二磁体组51的两端分别设置有第二次级磁体513，第二主级磁体512的宽度大于第二次级磁体513的宽度。次级磁体的设置用于使得主级磁体面向定子的一侧磁场得到增强。

如图12至图14所示，第一磁体组50的中部设置有多个第一主级磁体502，第一磁体组50的两端分别设置有第一次级磁体503，第一主级磁体502的磁距t1与绕组结构的第一线圈13的极距p之间满足：t1＝2/3p(也即每个绕组单元14对应于三个第一主级磁体502)，第一次级磁体503的磁距t2与第一线圈13的极距p之间满足：t2＝1/6p；在图中未示出的实施例中，第一磁体组的中部设置有多个第一主级磁体，第一磁体组的两端均设置有第二次级磁体和第三次级磁体，第二次级磁体位于第一主级磁体和第三次级磁体之间，第一主级磁体的磁距t1与绕组结构的第一线圈的极距p之间满足：t1＝2/3p，第二次级磁体的磁距t3与第一线圈的极距p之间满足：t3＝1/3p，第三次级磁体的磁距t4与第一线圈的极距p之间满足：t4＝1/6p。次级磁体的设置用于使得主级磁体面向定子的一侧磁场得到增强。

具体地，第一磁体组50和第二磁体组51可以为相同的结构。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种绕组结构，其特征在于，包括叠置设置的第一绕组结构(10)和第二绕组结构(20)，其中，

所述第一绕组结构(10)包括沿第一方向(a)延伸设置的多个第一线圈(13)，所述第一线圈(13)包括多个U线圈(141)、多个第一V线圈(142)和多个W线圈(143)，多个所述U线圈(141)、多个所述第一V线圈(142)和多个所述W线圈(143)形成叠置设置的第一线圈层(11)和第二线圈层(12)，相邻设置的一个所述U线圈(141)、一个所述第一V线圈(142)和一个所述W线圈(143)形成一个绕组单元(14)，一个所述绕组单元(14)中的所述U线圈(141)和所述W线圈(143)相邻设置且位于所述第一线圈层(11)和所述第二线圈层(12)中的一层，所述绕组单元(14)中的所述第一V线圈(142)位于所述第一线圈层(11)和所述第二线圈层(12)中的另一层且与所述U线圈(141)和所述W线圈(143)叠置且错位设置；

所述第二绕组结构(20)包括沿第二方向(b)延伸设置的多个第二线圈(21)，所述第二方向(b)与所述第一方向(a)相交设置；

其中，在一个所述绕组单元(14)中，所述第一V线圈(142)的中心线与所述U线圈(141)和所述W线圈(143)的对接面相对应。

2.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所有所述绕组单元(14)中的所述U线圈(141)和所述W线圈(143)位于同一层，所有所述绕组单元(14)中的所述第一V线圈(142)位于同一层。

3.根据权利要求2所述的绕组结构，其特征在于，相邻设置的两个所述绕组单元(14)的两个所述第一V线圈(142)之间设置有一个第二V线圈(152)。

4.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，相邻设置的两个所述绕组单元(14)中的两个所述第一V线圈(142)错层设置。

5.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述第一线圈(13)包括完整线圈(131)和局部线圈(132)，其中，所述第一线圈层(11)和所述第二线圈层(12)中的至少一个包括多个所述完整线圈(131)和设置在多个所述完整线圈(131)侧部的所述局部线圈(132)。

6.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述第一线圈层(11)和第二线圈层(12)均包括整数个所述第一线圈(13)，其中所述第一线圈层(11)的两侧均向外突出于所述第二线圈层(12)的两侧。

7.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述第一线圈层(11)印刷在第一PCB板上形成第一绕组板，所述第二线圈层(12)印刷在第二PCB板上形成第二绕组板，所述第一绕组板和所述第二绕组板叠置设置；或者，所述第一线圈层(11)和所述第二线圈层(12)印刷在第三PCB板的两侧形成第三绕组板，所述第一绕组结构(10)包括叠置设置的多个所述第三绕组板。

8.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述绕组结构包括基座(30)，所述基座(30)内设置有流液槽(36)，所述基座(30)的第一表面(31)上设置有用于绕设所述U线圈(141)的U线圈齿(33)和用于绕设所述W线圈(143)的W线圈齿(34)，所述基座(30)上与所述第一表面(31)相对设置的第二表面(32)上设置有用于绕设所述第一V线圈(142)的V线圈齿(35)。

9.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述第一绕组结构(10)包括M个所述第一线圈层(11)和N个所述第二线圈层(12)，其中，M和N均为正整数，M＝N，或者，M＝N±1，或者M＝(2*x±1)*N，其中，x为正整数。

10.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，

每个所述第一线圈(13)的极距为p，每个所述第一线圈(13)的长度l与p之间满足：l＝6*n*p，其中，n为正整数；和/或，

每个所述第一线圈(13)的长度l满足：l＝120+60*y，其中，y为正整数。

11.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述第一绕组结构(10)还包括设置在所述第一线圈(13)中心处的磁传感器。

12.根据权利要求1至11任一项所述的绕组结构，其特征在于，所述第二绕组结构(20)与所述第一绕组结构(10)的结构相同。

13.一种电机结构，所述电机结构包括定子和动子，其特征在于，

所述定子和所述动子中的一个包括磁铁阵列；

所述定子和所述动子中的另一个包括绕组结构，所述绕组结构为权利要求1至12中任一项所述的绕组结构。

14.根据权利要求13所述的电机结构，其特征在于，所述动子包括磁铁阵列，所述定子包括绕组结构，所述定子还包括底座和盖设在所述底座上的盖板，所述底座上具有容纳腔，所述第一绕组结构(10)和所述第二绕组结构(20)设置在所述容纳腔内，所述底座和/或所述盖板由金属材料制成，所述动子朝向所述定子的一侧设置有万向轮，所述万向轮用于与所述盖板配合设置。

15.根据权利要求13所述的电机结构，其特征在于，所述磁铁阵列包括第一磁体组(50)和第二磁体组(51)，所述第一磁体组(50)包括按照一排设置的多个第一磁体(501)，所述第二磁体组(51)包括按照一排设置的多个第二磁体(511)，其中，所述第一磁体组(50)的布置方向与所述第二磁体组(51)的布置方向相交设置。

16.根据权利要求15所述的电机结构，其特征在于，

所述第一磁体组(50)的中部设置有多个第一主级磁体(502)，所述第一磁体组(50)的两端分别设置有第一次级磁体(503)，所述第一主级磁体(502)的宽度大于所述第一次级磁体(503)的宽度；

所述第二磁体组(51)的中部设置有多个第二主级磁体(512)，所述第二磁体组(51)的两端分别设置有第二次级磁体(513)，所述第二主级磁体(512)的宽度大于所述第二次级磁体(513)的宽度。

17.根据权利要求15所述的电机结构，其特征在于，

所述第一磁体组(50)的中部设置有多个第一主级磁体(502)，所述第一磁体组(50)的两端分别设置有第一次级磁体(503)，所述第一主级磁体(502)的磁距t1与所述绕组结构的第一线圈(13)的极距p之间满足：t1＝2/3p，所述第一次级磁体(503)的磁距t2与所述第一线圈(13)的极距p之间满足：t2＝1/6p；或者，

所述第一磁体组(50)的中部设置有多个第一主级磁体(502)，所述第一磁体组(50)的两端均设置有第二次级磁体和第三次级磁体，所述第二次级磁体位于所述第一主级磁体(502)和所述第三次级磁体之间，所述第一主级磁体(502)的磁距t1与所述绕组结构的第一线圈(13)的极距p之间满足：t1＝2/3p，所述第二次级磁体的磁距t3与所述第一线圈(13)的极距p之间满足：t3＝1/3p，所述第三次级磁体的磁距t4与所述第一线圈(13)的极距p之间满足：t4＝1/6p。