TWI423560B - 用於磁極電機之轉子 - Google Patents

Description

用於磁極電機之轉子

本發明係關於一種用於磁極電機之轉子，更特定言之，本發明係關於一種易於大量製造之用於磁極電機之轉子。

多年來，諸如磁極電機、爪極電機、倫德爾(Lundell)電機及橫向磁通量電機(TFM)之電機設計正變得越來越引人關注。利用此等電機之原理之電機最早由Alexandersson及Fessenden於大約1910年揭示。對於越來越關注之最重要原因之一在於該設計對於(例如)感應式電機、切換磁阻電機及甚至永久磁鐵無刷電機可實現一極高的轉矩輸出。此外，此類電機之優點在於其線圈通常易於製造。然而，該設計之缺陷之一在於該等電機之製造通常相對昂貴且該等電機會經歷一高洩漏磁通量，其導致一低功率因數及需要更多磁性材料。該低功率因數要求一大型的功率電子電路(或當該電機被同步使用時之電源供應)，此亦提高總驅動之體積、重量及成本。

該磁極電機定子之基本特徵為使用一中心單一繞組，其將磁性地饋送由軟磁芯體結構形成之多齒。接著該軟磁芯體係形成於該繞組周圍，然而對於其他常用電機結構該繞組係形成於該齒芯體段周圍。該磁極電機佈局之諸實例有時被認為是(例如)爪極、魚尾紋式(Crow-feet)、倫德爾或TFM電機。具有埋入式磁鐵之磁極電機之另外特徵為包含由轉子磁極段分離之複數個永久磁鐵之一主動轉子結構。該主動轉子結構由偶數個分段構成，然而一半數量之分段由軟磁材料製成及另一半數量之分段由永久磁鐵材料製成。該等永久磁鐵材料經配置使得該等永久磁鐵之磁場方向係大體上為圓周型，亦即北極及南極分別指向一大體上圓周方向。

傳統上，轉子係藉由生產一相當大數量的個別轉子分段(通常為10至50個)而製成。然而，該組裝過程係複雜且耗時，由於大量的組件應結合至一起導致一明確界定之氣隙以維持該電機之性能。由該等永久磁鐵分段之相對極化方向在組裝期間趨於相互排斥該等轉子磁極段，所以該組裝過程係更複雜的。

WO2009116935揭示一種轉子及一種用於製造一轉子之方法。其中減少了個別零件之數量由此減少了組裝該轉子之所需時間。然而此方法導致該等個別零件之複雜度及成本提高。此外，因為該等組件將顯示出在熱處理期間可導致類似非所需變形的彎曲之截面區域的較大變化，所以很難達到較好的總公差。在組裝期間(特別是若在組裝期間該結構必需稍微變形以滿足幾何公差之需求)薄整合式橋接段亦可造成強度問題。

大致上需要提供一種在生產及組裝中相對便宜的用於磁極電機的轉子。進一步需要提供具有較好性能參數(諸如高結構穩定性、低磁阻、有效率的磁通路徑引導、低重量及慣性等等)之此一轉子。

根據一第一樣態，本文所揭示係用於一磁極電機之一轉子之諸實施例，該轉子經組態以產生用於與該磁極電機之一定子之一定子磁場相互作用之一轉子磁場，其中該轉子包括：

-　一管型支撐件結構，其界定一圓周安裝表面，該管型支撐件結構在該安裝表面中包括複數個長形凹口，該等長形凹口於該管型支撐件結構之一軸向中延伸；

-　複數個永久磁鐵，其在該轉子之圓周方向中磁化以產生該轉子磁場，該等永久磁鐵藉由軸向延伸之轉子磁極段於該轉子之圓周方向中相互分離，該等轉子磁極段用於定向由該等永久磁鐵在一徑向中產生之該轉子磁場，

其中至少一永久磁鐵或至少一轉子磁極段徑向延伸至少部分進入該複數個凹口之一者內。因此選自一永久磁鐵及一轉子磁極段之至少一組件延伸至少部分進入該複數個凹口之一者內，使得該組件之部分延伸出該凹口。

因此，在文中描述之轉子之諸實施例中，該等永久磁鐵及轉子磁極段形成與該管型支撐件結構共軸的一管型轉子結構。該管型轉子結構之圓周表面之一者連接至該管型支撐件結構之圓周安裝表面。為此目的，該等永久磁鐵之一些或所有及/或該等轉子磁極段之一些或所有自該管型轉子結構之該等圓周表面之該一者徑向突出並進入該管型支撐件結構之安裝表面之各別凹口內。

文中描述之轉子之諸實施例提供一有效率且可靠的組裝過程，其中在該等個別組件上提供甚至具有相對大公差的一明確界定之氣隙，且甚至當待組裝之該等組件具有有限的強度及脆性行為時亦是如此。

在一些實施例中，該複數個凹口經調適以容許徑向延伸至少部分進入該複數個凹口之一者之至少一永久磁鐵或至少一轉子磁極段之位置可被徑向調整，以便容許延伸出凹口之部分之徑向長度可被調整。

一凹口可經調適以藉由具有大於一平均組件所需之深度之一深度的一凹口而容許該組件之位置可被徑向調整。由此由於生產的變異，經生產具有平均長度以上的一徑向長度之一組件可更深地插入該凹口內，容許延伸出該凹口之部分之徑向長度為一平均組件之長度。經生產具有平均長度以下之一徑向長度之組件可使用相反的原理。

在本發明之一些實施例中，延伸至少部分進入該複數個凹口之一者內之至少一永久磁鐵或至少一轉子磁極段與該凹口之兩側壁接觸(亦即，藉由一黏合劑與該兩側壁直接接觸或分離)。

該轉子可為任何類型的轉子，諸如經調適可在一外定子內部徑向旋轉之一內轉子，或經調適可環繞一內定子旋轉之一外轉子。

該複數個永久磁鐵可經配置使得環繞圓周之每第二個磁鐵之磁化方向相反。由此個別轉子磁極段僅與顯示相同極性之磁鐵相互作用。

該等凹口可沿著該管型支撐件結構之安裝表面週期性地定位。該等凹口之壁可於一徑向中延伸進入該管型支撐件結構內。因此，延伸至少部分進入該複數個凹口之一者內之該永久磁鐵或轉子磁極段可於一徑向中延伸出該凹口。

在一些實施例中，該圓周安裝表面係由該管型支撐件結構之一內表面界定。此設計對於外轉子係有利的。

在一些實施例中，該圓周安裝表面係由該管型支撐件結構之一外表面界定。此設計對於內轉子係有利的。

該管型支撐件結構可包括任何數量的凹口(諸如2與200之間，5與60之間或10與30之間)。在本發明之一些實施例中，所有凹口係與一永久磁鐵或一轉子磁極段配合。該管型支撐件結構可具有任何軸向長度。在本發明之一些實施例總，該管型支撐件結構之軸向長度對應於該等永久磁鐵及/或該等轉子磁極段之軸向長度。在本發明之一些實施例中，該等凹口沿著該管型支撐件結構之整個軸向長度延伸。在本發明之一些實施例中，該等凹口沿著該支撐件結構之軸向長度之一限制部分延伸。一凹口可由於一徑向中延伸進入由一第三壁連接之管型支撐件結構之一第一及一第二平行側壁形成。在本發明之一些實施例中，該第三壁係垂直於該第一及第二壁。在本發明之一些實施例中，該第三壁係彎曲的，具有大致可跟隨該管型支撐件結構之彎曲部分的一曲線。該轉子可具有任何大小。該管型支撐件結構之該等凹口可經調適以容許該等轉子磁極段或該等永久磁鐵之位置可被徑向調整以便容許延伸出該凹口之部分之徑向長度可被調整。

該轉子(例如該管型支撐件結構)可包括用於轉移藉由該轉子與該定子之間相互作用而產生之轉矩之構件。在一些實施例中，該管型支撐件結構連接至一軸用於轉移產生之轉矩。例如，與用於安裝該等磁鐵及/或轉子磁極段之安裝表面相對之該管型支撐件結構之表面可被用於安裝該轉子至一轂、一軸等。

製造任何產品之成本皆與終端產品之精度要求緊密相關。高精度產品需要複雜且昂貴的生產技術或一相對大的生產產品之退件率，兩種途徑皆可導致較高的生產成本。使用高精度要求以確保一磁極電機之轉子與定子間之一有效率相互作用。這導致用於該轉子之組件(例如，該等轉子磁極段及該等永久磁鐵)之對應的高精度要求。然而，藉由用包括複數個凹口之一支撐件結構供應該轉子，一轉子磁極段或永久磁鐵可經徑向調整進入該管型支撐件結構之一凹口內，由此容許徑向延伸出該凹口之部分之長度可被調整。這將降低該等轉子磁極段或永久磁鐵之精度要求，由此相應地降低生產成本。在一些實施例中，在定位於一凹口中之組件及該凹口之背部間之間隙用一適合的材料填充，諸如環氧樹脂膠之一適合類型的黏著劑。

在一些實施例中，該支撐結構可包括在該等凹口中之該等轉子磁極件或永久磁鐵之徑向調整期間用於軸向運送膠水之小凹口。該等小凹口可為該膠水提供各別通道以軸向地逸出該磁極件或永久磁鐵下面之區域且由此增強公差調整精度。

藉由提供該轉子磁極段及永久磁鐵可被插入其中之一框架，該管型支撐件結構亦可用以簡化該等轉子零件之組裝過程。該管型支撐件結構件將額外地用以提供一更剛性的轉子，透過使用該管型支撐件結構件可降低該轉子歪斜之風險。由於可以高精度生產該管型支撐件結構所以所得轉子將具有降低幾何形狀變動，提高該產品之整體品質並降低人為錯誤之風險。由此可降低需丟棄的轉子數量。

本發明之一優勢係在該管型支撐件結構中具有凹口，容許該等永久磁鐵或轉子磁極段之位置被修改，可處置個別組件之更高公差；此亦包含該管型支撐件結構之公差。另一優勢係該管型支撐件結構提供一框架，該框架易於組裝如本發明之一轉子，且使其具有良好的同心度。

在一些實施例中，該管型支撐件結構可為一單一組件或或以複數個片段或模組提供，例如於軸向及/或圓周方向中分段。類似地，該等永久磁鐵及/或磁極件之一些或各者可被模組化，例如，在軸向中分段或分成若干組件。

在本發明之一些實施例中，該轉子磁極段係由諸如軟磁粉末之一軟磁材料製成。藉由由軟磁粉末製成該等轉子磁極段，該轉子之製造可被簡化且利用有效的三維磁通量路徑之優點磁通量集中可係更有效率。

在本發明之一些實施例中，該管型支撐件結構係由諸如鋁、塑膠之一無磁材料(例如擠製鋁、射出成型塑膠等等及/或類似材料及/或其他適合之無磁材料)製成。藉由生產一無磁材料之管型支撐件結構，該轉子之磁性性質係未受干擾。

根據一第一態樣，該等永久磁鐵係配合至該管型支撐件結構之該等凹口內部，且一轉子磁極段被置於兩相鄰永久磁鐵之間。藉由將該等永久磁鐵配合至該支撐件結構之該等凹口內部，該等永久磁鐵徑向延伸超過該等轉子磁極段。這將容許更有效率的利用該等永久磁鐵產生之磁通量。

在本發明之一些實施例中，該轉子磁極段被配合至該支撐件結構之該等凹口內部。

在本發明之一些實施例中，該等永久磁鐵或該等轉子磁極段藉由由該凹口之該等側壁形成之一摩擦配合而配合至該管型支撐件結構之該等凹口內部。藉由使用一摩擦配合係可提供固定該等永久磁鐵或轉子磁極段之一簡單且可靠的方法。該摩擦配合可藉由設計出比該等永久磁鐵或轉子磁極段稍小的凹口而產生。藉由該等凹口壁之一可控變形可促進摩擦力的調整，例如藉由一些整合的設計特徵，比如用足夠小的所需力即可彎曲以防止損壞該磁極段或磁鐵之材料的一唇緣。

根據一第二態樣，本發明係關於用於如上文揭示之一轉子之一轉子磁極段，其中當轉子磁極段配合至該凹口中時其可自界定一徑向軸之該凹口徑向延伸，其中該轉子磁極段包括，

-　一第一恆定寬度區域，其形成該轉子磁極段之一第一末端，其經調適至少部分地配合於該支撐件結構之一凹口中，其中該第一恆定寬度區域具有兩平行側壁使得在該第一恆定寬度區域中之該轉子磁極段之寬度為恆定，

-　一漸縮區域，其起始於該第一恆定寬度區域結束之點處，其中該漸縮區域具有兩非平行側壁使得在該漸縮區域中之該轉子磁極段之寬度為非恆定的。

因此，兩相鄰轉子磁極段之漸縮區域對於一永久磁鐵形成具有平行壁的一狹槽開口，由此促進該昂貴的永久磁鐵之一簡單、低成本的幾何形狀。

在本發明之一些實施例中，該第一恆定寬度區域之該等側壁係與該徑向軸平行。

在本發明之一些實施例中，該漸縮區域之該等側壁係與該徑向軸非平行。

為了本發明描述之目的，當一轉子磁極段被配合於該管型支撐件結構中時，該轉子磁極段之長度被定義為沿著該管型支撐件結構之徑向軸延伸之尺寸，當該轉子磁極段被配合於該管型支撐件結構中時，該轉子磁極段之高度被定義為沿著該管型支撐件結構之軸延伸之尺寸，且該轉子磁極段之寬度被定義為垂直該轉子磁極段之長度及高度之尺寸。

通過該第一恆定寬度區域及該漸縮區域兩者之該轉子磁極段之高度係恆定的。該第一恆定寬度區域之長度大致對應於該等凹口之深度，例如該凹口之該等側壁之高度(軸向)。在本發明之一些實施例中，該第一恆定寬度區域之長度對應於該轉子磁極段之總長度之2%至30%之間。在本發明之一些實施例中，該第一恆定寬度區域之長度對應於該轉子磁極段之總長度之5%至20%之間。在本發明之一些實施例中，該第一恆定寬度區域之長度對應於該轉子磁極段之總長度之8%至12%之間。

該漸縮區域可具有任何長度。在本發明之一些實施例中，該漸縮區域之長度對應於該轉子磁極段之總長度之40%至95%之間。在本發明之一些實施例中，該漸縮區域之長度對應於該轉子磁極段之總長度之60%至90%之間。該漸縮區域之長度由該等永久磁鐵之徑向長度決定。在本發明之一些實施例中，該漸縮區域之兩側壁係朝向該中心徑向軸成角度的直壁使得該轉子磁極段之寬度係沿著該徑向軸隨著距該第一恆定寬度區域之距離增加而單調遞減；當該轉子磁極段使用於一外轉子中時此設計係有利的。在本發明之一些實施例中，該漸縮區域之兩側壁係遠離該中心徑向軸成角度的直壁使得該轉子磁極段之寬度係沿著該徑向軸隨著距該第一恆定寬度區域之距離增加而單調遞增；當該等轉子磁極段使用於一內轉子中時此設計係有利的。

在本發明之一些實施例中，為了確保該轉子之圓柱形狀，該轉子磁極段較佳地包括一漸縮區域。如上文所述，該錐形區域確保該轉子磁性段之寬度擴大用於內轉子並縮小用於外轉子。然而，藉由進一步具有經調適定位於該管型支撐件結構之一凹口中的一第一恆定寬度區域，利用該等磁極段該等轉子之組裝可被簡化因為該等轉子磁極段可沿著一徑向軸移動而插入該等凹口內。由於轉子磁極段之高度通常係較大使得該等轉子磁極段在插入過程之開始係不穩定，所以已顯示係優於利用一軸向移動將該等轉子磁極段推動進入該等凹口內。由此可降低生產成本。當該等轉子段用於內轉子時，該第一恆定寬度區域進一步用以確保一更堅固的配合。

在本發明之一些實施例中，該轉子磁極段進一步包括其起始於該漸縮區域結束之點處之一第二恆定寬度區域，並形成該轉子磁極段之一第二末端，其中該第二恆定寬度區域之該等側壁係相互平行使得該轉子磁極段之寬度在該第二恆定寬度區域中為恆定的。

在一些實施例中，該第二恆定寬度區域之兩側壁係與該徑向軸平行。

該第二恆定寬度區域可具有任何長度。在本發明之一些實施例中，該第二恆定寬度區域具有對應於該轉子磁極段之總長度之2%至20%間之一長度。在本發明之一些實施例中，該第二恆定寬度區域具有對應於該轉子磁極段之總長度之5%至15%之一長度。

藉由具有一第二恆定寬度區域，由兩相鄰轉子磁極段形成之空間之寬度可自該第二恆定寬度區域起始之點開始減小。由此可防止置於該空間中的一磁鐵於一徑向中掉出空穴。

在本發明之一些實施例中，該磁極段之高度係大於長度且該長度係大於寬度。

根據一第三態樣，本發明係關於一種使用粉末壓緊製造如上文及下文中所述之一轉子磁極段之方法，其包括以下步驟：

-　獲得一模，其具有與如上文及下文中所述之一轉子磁極段相反的形狀，其包括一第一恆定寬度區域及一第二恆定寬度區域；

-　用諸如鐵或鐵基粉末之磁性粉末填充該模；

-　壓縮該模中之可變形磁性粉末，例如，使用兩個或更多的衝頭，其中該等衝頭之至少一者抵於另一衝頭沿著所得轉子磁極段之徑向軸移動，部分進入該模之該第一恆定寬度區域或該第二恆定寬度區域之至少一者中，使得在壓緊期間所得轉子磁極段之該第一恆定寬度區域或該第二恆定寬度區域之至少一者之長度減小。

該磁性粉末可係(例如)一軟磁鐵粉末或含有鈷或鎳之粉末或含有其部分之合金。該軟磁粉末可為具有不規則形狀微粒(已塗佈一電絕緣件)之一大體上純的水霧化鐵粉或一海綿鐵粉末。在這種情況下，該術語「大體上純」意味著該粉末應為大體上無雜質及雜質氧、碳及氮之數量應保持在一最小值。平均微粒大小大致上為300微米以下且10微米以上。

然而，只要軟磁性質充足且粉末適合用於模壓緊，任何軟磁金屬粉末或金屬合金粉末皆可被使用。

該等粉末微粒之電絕緣件可由一無機材料製成。美國專利第6348265號(以引用方式併入本文)中揭示之類型的絕緣件係尤其適合的，其關於由具有一絕緣含氧及含磷阻障之基本為純鐵組成的一基本粉末微粒。如可購自瑞典Hganas AB公司之Somaloy(R)500、Somaloy(R)550或Somaloy(R)700之具有絕緣微粒之粉末係可使用的。

由此，藉由利用一粉末形成方法以相同操作可有效率地製成轉子磁極段，其中該形成過程係以一單一壓緊工具設置實現。

藉由在該模中具有恆定寬度區域，該等衝頭無需破壞該模即可以一可變角度移動進入該等區域中。此容許鐵粉可壓縮率具有更大的公差，進一步降低生產成本。

根據一第四態樣，本發明係關於一種用於製造用於磁極電機之轉子之方法，該轉子包括可界定一圓周安裝表面之一管型支撐件結構，該管型支撐件結構在該安裝表面中包括複數個沿著該支撐件結構之安裝表面週期性定位的長形凹口，該等長形凹口於該管型支撐件結構之一軸向中延伸，每個凹口具有兩側壁，該轉子進一步包括複數個永久磁鐵，該等永久磁鐵藉由軸向延伸之由軟磁材料製成之轉子磁極段於該轉子之圓周方向中相互分離，其中該方法包括以下步驟：

-　將一永久磁鐵或一轉子磁極段至少部分地置於該等凹口之各者內部，徑向延伸出該等凹口之該等永久磁鐵或轉子磁極段由此在兩相鄰凹口之間形成複數個狹槽

-　將一永久磁鐵或一轉子磁極段置於所形成之狹槽之各者內部。

在本發明之一些實施例中，該方法進一步包括將一氣隙夾具置於與該支撐件結構同心之步驟，其中一轉子磁極段或一永久磁鐵在一凹口中軸向調整使得該永久磁鐵或轉子磁極段面向該氣隙夾具之側面與該氣隙夾具接觸。

當組裝一外轉子時該氣隙夾具較佳係圓周型，且當組裝一內轉子時較佳係管型。該氣隙夾具可具有任何軸向長度，例如一軸向長度大致等於該支撐件結構之軸向長度，一軸向長度小於該支撐件結構或一軸向長度超過該支撐件結構之軸向長度。

藉由使用一氣隙夾具可提供根據本發明之轉子之一快速且容易的組裝方法，降低生產成本。該氣隙夾具可額外地使用於自動化生產過程中，由此可進一步降低生產成本。該氣隙夾具亦將充分用以確保終端產物之變動。

在本發明之一些實施例中，該氣隙夾具進一步包括一磁性裝置，該磁性裝置用於加強一轉子磁極段或一永久磁鐵與該氣隙夾具間的接觸壓力。

該磁性裝置可為一磁通量電路之一配置，其中該等磁極件或該等永久磁鐵形成該磁電路之一部分使得起因於該磁電路之磁力可固持該等磁極件及永久磁鐵靠緊至表示該應用電機之所需氣隙幾何形狀之一夾具。該磁電路可含有一磁場源，該磁場源可為使用一電線及一線圈(其固持可控電流以產生磁場)之一電磁鐵，或藉由外部永久磁鐵。該等外部永久磁鐵可為該轉子之永久磁鐵。此外，在磁性夾具表面之表面中可有徑向、軸向延伸之凹口以進一步強化在組裝過程期間對該轉子磁極件及永久磁鐵之幾何形狀控制。

藉由使用包括一磁性裝置之一氣隙夾具，可使用磁能以調整該等轉子磁極段之位置；這將進一步降低生產成本。

根據一第五態樣，本發明係關於一電動旋轉式電機，該電機包括：一第一定子芯體段，其係大體上圓形且包含複數個齒；一第二定子芯體段，其係大體上圓形且包含複數個齒；一線圈，其配置於該第一及第二圓形定子芯體段之間；及如上文及/或下文中所述之一轉子，其中該第一定子芯體段、該第二定子芯體、該線圈及該轉子係環繞一共同幾何軸，及其中該第一定子芯體段及該第二定子芯體段之複數個齒經配置以朝向該轉子突出；其中該第二定子芯體段之該等齒係相對於該第一定子芯體段之該等齒圓周方向位移。

本發明之不同態樣可以不同方式得以實施，包括上文及下文中描述之該等轉子及轉子磁極段及另外的產品構件，其各者皆可獲得結合上文描述之態樣之至少一者進行描述之該等優點或優勢，且各者皆可具有一個或多個較佳實施例，該等實施例對應於結合上文描述及/或在獨立請求項中揭示之態樣之至少一者進行描述之該等較佳實施例。此外，應瞭解結合本文中描述之態樣之一者進行描述之諸實施例可均等地運用於其他態樣。

本發明之以上及/或額外目的、特徵及優點將藉由參考附加圖式的本發明之諸實施例之以下繪示及非限制性詳敘而進一步闡明。

參考附圖，在以下描述中以繪示的方法顯示本發明係如何實施。

本發明係處於一磁極電機100之領域中，其一實例以一示意性分解透視圖顯示於圖1a中。該磁極電機定子10之基本特徵為使用一中心單一繞組20，該中心單一繞組20將磁性地饋送由軟磁芯體結構形成之多齒102。接著該定子芯體形成於該繞組20周圍，然而對於其他常見電機結構該繞組形成於個別齒芯體段周圍。該磁極電機佈局之諸實例有時被認為是(例如)爪極電機、魚尾紋式、倫德爾或TFM電機。更特定言之，已顯示之磁極電機100包括兩定子芯體段14、16，每一定子芯體段包含複數個齒102且大體上為圓形；配置於該第一及第二圓形定子芯體段間之一線圈20及包含複數個永久磁鐵22之一轉子30。此外，該等定子芯體段14、16、該線圈20及該轉子30環繞一共同對稱軸103且該兩定子芯體段14、16之複數個齒經配置以朝向該轉子30突出以形成一閉合電路磁通路徑。圖1中之電機為徑向類型，因為定子齒於徑向中朝向轉子突出，而在此情形中該定子環繞該轉子。然而，該定子可同樣適用以相對於該轉子被置於內部，此類型亦被繪示於以下一些圖式中。如下文中所表明之本發明之範圍並非限制於任何特殊類型的磁極電機，且同樣可適用於軸向及徑向類型之兩者及用於相對於該轉子將定子置於內部及外部之兩者之電機。類似地，本發明並非限於單相電機同樣可適用於多相電機。

該主動轉子結構30由偶數個分段22、24組成，但是亦被稱為轉子磁極段24之一半數量之分段由軟磁材料製成及其他一半數量之分段由永久磁鐵材料22製成。目前最佳狀態之方法係將此類分段生產為個別組件。分段之數量常係相當大，通常為10至50個個別段。該永久磁鐵22經配置使得該等永久磁鐵之磁場方向大體上為圓周方向，亦即其北極及南極分別面向一大體圓周方向。此外，以圓周方向計數每第二個永久磁鐵22經配置以相對於其他永久磁鐵具有相反方向之磁場方向。在所需電機結構中該等軟磁極段24之磁性作用係完全三維且需要使該軟磁極段24在所有三個空間方向中以高磁導率有效率地載送各種磁通量。使用積層鋼板之一傳統設計並未在垂直於該等鋼板之平面之方向中顯示出所需之高磁導率且在此處使用一軟磁結構及材料係有用的，其顯示出比採用積層鋼板結構之目前最佳狀態具有更高磁通量之各向同性。

圖1b顯示如來自圖1之相同徑向磁極電機，但在該組裝電機之一截面圖中更加清晰地顯示該定子齒102如何延伸朝向該轉子及該兩定子芯體段14、16之定子齒如何相互旋轉位移。

在下文中將更詳細地描述可用作圖1a至b中顯示之磁極電機之部分之轉子之實例。應瞭解在此申請案中描述之該等轉子可與上文中描述之電機不同類型之磁極電機之定子一起使用。

圖2a顯示根據本發明之一些實施例之一外轉子之一管型支撐件結構201。該管型支撐件結構201具有一半徑及一高度，其中該高度為沿著該管型支撐件結構201之一軸向軸延伸。該管型支撐件機構201包括環繞該支撐件結構201之周邊呈週期性定位於一圓周安裝表面(係該管型支撐件結構201之內表面)中之複數個凹口202。該管型支撐件結構201可由非可通透材料(例如，諸如鋁或塑料之非磁性材料)製成。該複數個凹口202於該管型支撐件結構之一軸向中延伸。圖2b顯示一凹口之一更詳細圖。該凹口包括於一徑向中延伸進入該管型支撐件結構內之兩平行側壁205及206。該兩平行側壁205、206由一端壁207連接。該凹口延伸通過該管型支撐件結構201之整個高度。

圖2c顯示一管型支撐件結構，其包括複數個根據本發明之一些實施例之一外轉子之永久磁鐵203。該複數個凹口之各者係與永久磁鐵203配合。該等永久磁鐵203可藉由摩擦配合及/或諸如一適合類型之膠水之任何類型的緊固構件固定於該等凹口202中。

圖2d顯示根據本發明之一些實施例之一外轉子。該外轉子包括一管型支撐件結構201、複數個永久磁鐵203及複數個轉子磁極段204。該轉子磁極段204配合進入由配合至該支撐件結構201之該等凹口202內部之該等永久磁鐵形成之狹縫內。該轉子磁性段204可藉由由該等永久磁鐵形成之摩擦配合及/或例如一適合類型之膠水之任何類型的緊固構件緊固至該永久磁鐵及/或支撐結構。由於該等永久磁鐵203配合進入該支撐結構201之該等凹口202內，該等永久磁鐵203可徑向進一步向外延伸超過該轉子磁性段204。由此由該等永久磁鐵203產生之磁場之一更大部分可被該等磁極段利用以產生轉子磁場。這將降低該等永久磁鐵之磁性要求使得可使用更小的永久磁鐵而降低了生產成本。圖3顯示對應於圖2d中顯示之外轉子之一內轉子。

圖4顯示用於根據本發明之一些實施例之一外轉子之一轉子磁極段401。該轉子磁極段401具有一寬度407及一長度406。該轉子磁極段401包括三個區域：一第一恆定寬度區域402，一漸縮區域403及一第二恆定寬度區域404。該第一恆定寬度區域402經調適可至少部分配合於一支撐結構之一凹口中。該第一恆定寬度區域402包括與該轉子磁性段401之一徑向軸平行之兩側壁，由此確保該轉子磁極段401之寬度在該第一恆定寬度區域402內係恆定。該第一恆定寬度區域之長度可大約對應於該等凹口(例如該等凹口之兩側壁之範圍)之深度。該漸縮區域403包括兩直側壁，該等側壁關於該轉子磁極段401之一徑向軸具有一相等但相反的角度，以致在該漸縮區域中之寬度隨著距該第一恆定寬度區域402之距離增加而單調遞減。然而，在其他實施例中，該漸縮區域之該等側壁為鏡像的使得在該漸縮區域中之該轉子磁極段之寬度隨著距該第一恆定寬度區域402之距離增加而單調遞增。該第二恆定寬度區域404包括平行於該轉子磁極段401之徑向軸之兩側壁。由此確保該轉子磁極段401之寬度在該第二恆定寬度區域中係恆定的。該第二恆定寬度區域可進一步包括一凹型末端405(當該轉子磁極段用於一外轉子時，且當該轉子磁極段用於一內轉子時該第二恆定寬度區域可進一步包括一凸型末端)。在本發明之一些實施例中，該轉子磁極段僅包括一第一恆定寬度區域402及一漸縮區域403。

圖5繪示一種生產根據本發明之一些實施例之一轉子磁極段502之方法。該轉子磁極段502由用鐵或鐵基粉末填充一模501並藉由兩衝頭505及506壓縮該鐵粉末而製得。該模501具有(例如)如圖4中顯示之所需轉子磁極段之相反形狀，其中不同之處在於該模501之第一及第二恆定寬度區域503及504之長度係有所延伸。這可實現該等衝頭505及506於所得轉子磁極段502之一徑向移動，部分進入該模之該第一及第二恆定寬度區域503及504，由此壓縮該模501中之鐵粉末形成該轉子磁極段502。

圖6a顯示根據本發明之一些實施例之一外轉子。該外轉子包括如圖6a中顯示之一管型支撐件結構601，複數個永久磁鐵603及複數個轉子磁極段604。該管型支撐件結構包括複數個凹口602，該等凹口呈週期性定位於該支撐件結構601之周邊周圍。該轉子磁極段604被配合進入該管型支撐件結構601之該複數個凹口602內且該等永久磁鐵603被配合進入由兩相鄰轉子磁極段604形成之狹槽內。

圖6b顯示圖6a中顯示之外轉子之一部分之一更詳細圖。圖6b顯示配合於該管型支撐件結構601之該等凹口602中之該等轉子磁極段604之形狀如何影響由兩鄰近轉子磁極段604形成之空間。該轉子磁極段604之漸縮區域607確保在兩鄰近轉子磁極段604之間形成之空間之寬度沿著該轉子磁極段204之該漸縮區域607係恆定的。這使得具有一恆定寬度之永久磁鐵605得以配合至該空間中。藉由提供該轉子磁極段604具有一第二恆定寬度區域608，兩相鄰轉子磁極段604之間形成之空間寬度沿著該轉子磁極段604之第二恆定寬度區域608降低。這確保圍封於該空間中之該永久磁鐵603免於於徑向滑出該轉子。

圖7a顯示根據本發明之一些實施例之一轉子，該轉子進一步包括一氣隙夾具605。該氣隙夾具在該轉子製造期間可確保該等轉子磁極段之正確定位。該氣隙夾具605在組裝一外轉子時可具有圓柱形形狀或者圓錐形形狀，且在組裝一內轉子時具有管型形狀。該氣隙夾具605可被使用以在該等凹口602中徑向調整該轉子磁極段604。該氣隙夾具可包括一磁性裝置，該磁性裝置可實現使用磁能以徑向調整該等凹口602中之轉子磁極段604的徑向位置。在組裝該轉子後，該氣隙夾具可被移除。圖7b顯示圖7a之一更詳細圖。藉由使用一氣隙夾具可提供根據本發明之轉子的一更快且更容易的組裝方法，從而降低生產成本。

圖8a)及8b)顯示一磁性氣隙夾具之一實施例。該磁性氣隙夾具605包括具有一圓周型凹口851之一大致圓柱形主體，該凹口851用於容納一線圈852以提供一可控制的磁場用於保持該轉子磁極段853於適當位置。

圖9繪示一磁極電機之一實例。特定言之，圖9顯示一單相(例如一單相電機)或一多相電機之一相之主動部分。圖9a顯示包含一定子10及一轉子30之電機之主動部分之一正視圖。圖9b顯示該電機之一部分之一放大圖。

圖10繪示圖9之磁極電機之定子10之一實例。特定言之，圖10顯示該定子10之一斷面圖。

該電機包括一定子10，該定子10包括一中心單一繞組20，該中心單一繞組20磁性地饋送由軟磁芯體結構形成之多齒102。該定子芯體係形成於該繞組20周圍，然而對於其他常用電機結構，該繞組形成於個別齒芯體段周圍。更特定言之圖9及10之磁極電機包括兩定子芯體段14、16，每個定子芯體段包含複數個齒102且大體上為環形；一繞組20，其配置於該第一及第二環形定子芯體段之間；及一轉子30，其包含複數個永久磁鐵22。此外，該定子芯體段14、16、該線圈20及該轉子30環繞著一共同幾何軸且該兩定子芯體段14、16之該複數個齒102經配置以朝向該轉子30突出用於形成一閉合電路磁通路徑。該兩定子芯體段14、16之定子齒在圓周上可相互位移。

每一定子段包括一環形芯體背部261，其提供相鄰齒間之一圓周磁通路徑。該定子進一步包括一磁通橋或磁軛組件18，其在該兩定子芯體段之間提供至少一軸向磁通路徑。在圖9及圖10之電機中，定子齒於一徑向中朝向該轉子突出，在此情況下該轉子環繞著該定子。然而，該定子可均等地適用於相對於該轉子置於外部。文中描述之轉子之諸實施例可使用於單相及/或多相電機中。

該主動轉子結構30可由偶數個分段22，24構成，其中一半數量的分段(亦稱為轉子磁極段24)係由軟磁材料製成及其他一半數量的分段係由永久磁鐵材料構成22製成。此等分段可以個別組件生產。為了說明之目的，只有該轉子之磁性主動部分顯示於圖9至10中。本文描述之管型支撐件結構並未明確顯示於圖9至10中。

永久磁鐵22經配置使得該等永久磁鐵之磁場方向大體上為圓周型，亦即該等北極及南極分別面向一大體圓周方向。此外，於圓周方向中計數每第二個永久磁鐵22經配置以相對於其相鄰永久磁鐵具有相反方向之磁場方向。在所需電機結構中該等軟磁極分段24之磁性作用係完全三維且各軟磁極段24能在所有三個空間方向中以高磁導率有效率地載送各種磁通量。

該轉子30與該定子10之此設計具有使得來自該永久磁鐵22之通量集中之優點，使得該轉子30面向該定子10之一齒之表面可將來自相鄰永久磁鐵22之兩者之全部磁通量呈現至該面向之齒之表面。該通量集中可被看作面向每個磁極段24(被面向齒之區域分隔)之永久磁鐵22之區域之一函數。特定言之，由於齒之圓周位移，面向一磁極段之該齒可導致僅部分延伸跨越該磁極段之軸向範圍之一主動氣隙。儘管如此，來自該等永久磁鐵之整個軸向範圍之磁通量係在軸向及徑向上指向朝向該主動氣隙之磁極段。每個磁性段24之此等磁通量性質使得使用弱的低成本永久磁鐵作為該轉子中之永久磁鐵22成為可能，並使得達到極高氣隙磁通密度成為可能。由磁性粉末製成之磁極段可促進通量集中使得三維磁通路徑有效。此外，此設計亦可使得該等磁鐵之使用比對應類型之電機中之磁鐵之使用更加有效率成為可能。

參考圖9及10，單相定子10可被用於如圖9及10中繪示之一單相電機之一定子及/或作為一多相電機之一定子相(例如圖11之電機之定子相10a至c之一者)。該定子10包括兩相同定子芯體段14、16，每個定子芯體段包括若干齒102。每個定子芯體段由軟磁粉末製成，以一壓製工具壓緊成形狀。當該等定子芯體段具有相同形狀時，其等係以相同工具壓製而成。接著該兩定子芯體段在一第二操作中結合並一起形成具有徑向延伸之定子芯體齒之定子芯體，其中一定子芯體段之齒可相對於其他定子芯體段之齒在軸向及圓周上位移。

該定子芯體段14、16之各者可在一部分中壓緊。每個定子芯體段14、16可形成為具有位於中心大體上圓形之一開口的一環形圓盤，該開口由一環形芯體背部261之一徑向內邊緣551界定。該等齒102自該環形圓盤狀芯體背部之一徑向外邊緣徑向突出向外。該內邊緣551與該等齒102間之環形部分提供一徑向及圓周型磁通路徑及容納該線圈20之一圓周空穴之一側壁。每個定子芯體段在內邊緣551處或附近包括一圓周型凸緣18。在該組裝定子中該圓周型凸緣18係配置於該定子芯體段之內側(亦即，面向該線圈20及其他定子芯體段之側面)上。在圖9及10中顯示之實施例中，該定子芯體段14、16係形成為相同組件。特定言之兩定子芯體段皆包括朝向各別之另一定子芯體段突出之一凸緣18。在該組裝定子中，該等凸緣18相互對接並形成容許在該等定子芯體段之間提供一軸向磁通量路徑之一軸向通量橋。在用於一外轉子電機之組裝定子中，該線圈因此環繞著由凸緣18形成之定子芯體背部。

齒102之各者具有面向氣隙之一介面表面262。在電機操作期間，該磁通量係經由該氣隙通過該介面表面262並通過該轉子之一磁極件之一對應介面表面傳達。

圖11a繪示一3相磁極電機之一實例之主動部分，然而圖11b顯示圖11a之電機之一定子之一實例。該電機包括一定子10及一轉子30。該定子10含有3個定子相段10a，b，c。各者係關聯圖9及10中描述。特定言之，每個定子相段分別包括一對各別定子組件對14a、16a；14b、16b；及14c、16c，每個定子組件分別固持一圓周繞組20a至c。

如在圖9及圖10之實例中，因此圖11之每個電磁極電機定子相段10a至c包括一中心線圈20a至c(例如，一單一繞組)，其可磁性地饋送由軟磁芯體結構形成之多齒102。更特定言之，已顯示之電磁極電機100之各個定子相10a至c包括兩個芯體段14，每個芯體段包含複數個齒102且大體上為環形的，配置於該第一及第二圓形定子芯體段間之一線圈20。此外，每個定子相之定子芯體段14及線圈20皆環繞一共同軸且該定子芯體段14之該複數個齒102經配置以徑向突出向外。在圖11之實例中，該轉子30經配置與該定子10同軸並環繞該定子以便在該定子及該轉子之該等齒102之間形成一氣隙。該轉子係作為如關於圖9及圖10中描述之交替永久磁鐵22及磁極部分24而提供，但其軸向延伸橫跨所有定子相位段。

雖然一些實施例已詳細描述並顯示，但本發明係並非受限於其，而是在以下請求項中定義之標的之範圍中，該等實施例亦可以其他方法實施。特定言之，應瞭解在不脫離本發明之範疇下可使用其他實施例並對本發明之結構及功能作出修改。

本文中揭示之本發明之諸實施例可用於電動自行車或其他電驅動載具(特定言之，輕質車輛)之直輪驅動馬達。此類應用要求高轉矩、相對低的速率及低成本。這些要求可藉由具有處於一小型幾何形態之一相對高磁極數量的一馬達而實現，該馬達利用少量永久磁鐵及線圈藉由增強轉子組裝程序而配合與符合成本要求。

在裝置請求項中列舉了若干構件，該等構件之若干者可藉由硬體之一或相同項體現。在互相不同獨立請求項中引用或不同實施例中描述特定方法之單純事實並不代表此等方法之一組合不能有利於使用。

應強調術語「包括/包含」當使用於此說明書中時指所述之特徵、整數、步驟或組件之存在而並非排除其一個或多個其他特徵、整數、步驟、組件或其群組之存在或增加。

10．．．定子

10a．．．定子相

10b．．．定子相

10c．．．定子相

14．．．定子芯體段

14a．．．定子組件

14b．．．定子組件

14c．．．定子組件

16．．．定子芯體段

16a．．．定子組件

16b．．．定子組件

16c．．．定子組件

18．．．凸緣

20．．．繞組

20a．．．繞組

20b．．．繞組

20c．．．繞組

22．．．永久磁鐵

24．．．轉子磁極段

30．．．轉子

100．．．磁極電機

102．．．齒

201．．．管型支撐件結構

202．．．凹口

203．．．永久磁鐵

205．．．側壁

206．．．側壁

207．．．端壁

261．．．芯體背部

401．．．轉子磁極段

402．．．第一恆定寬度區域

403．．．漸縮區域

404．．．第二恆定寬度區域

405．．．凹形末端

501．．．模

502．．．轉子磁極段

503．．．第一恆定寬度區域

504．．．第二恆定寬度區域

505．．．衝頭

506．．．衝頭

601．．．管型支撐件結構

602．．．凹口

603．．．永久磁鐵

604．．．轉子磁極段

圖1a顯示一先前技術之磁極電機之一分解透視圖；

圖1b顯示一先前技術之磁極電機之一截面圖；

圖2a顯示根據本發明之一些實施例之一外轉子之一管型支撐件結構；

圖2b顯示根據本發明之一些實施例之一外轉子之一凹口之一更詳細圖；

圖2c顯示包括根據本發明之一些實施例之一外轉子之複數個永久磁鐵203之一管型支撐件結構；

圖2d顯示根據本發明之一些實施例之一外轉子；

圖3顯示根據本發明之一些實施例之一內轉子；

圖4顯示用於根據本發明之一些實施例之一外轉子之一轉子磁極段401；

圖5顯示一種生產根據本發明之一些實施例之一轉子磁極段502之方法；

圖6a顯示根據本發明之一些實施例之一外轉子；

圖6b顯示根據本發明之一些實施例之一外轉子之一部分之一更詳細圖；

圖7a顯示根據本發明之一些實施例之一轉子；

圖7b顯示根據本發明之一些實施例之一轉子之一更詳細圖；

圖8a)及8b)顯示一磁性氣隙夾具裝置之一實例；

圖9繪示一磁極電機之一實例。特定言之，圖9a顯示包含一定子10及一轉子30之電機之主動部分之一透視圖，而圖9b顯示該電機之一部分之一放大圖；

圖10繪示圖9之磁極電機之定子10之一實例；及

圖11繪示一3相磁極電機之一實例。特定言之，圖11a繪示一3相磁極電機之一實例之主動部分，而圖11b顯示圖11a之電機之一定子之一實例。

201．．．管型支撐件結構

202．．．凹口

Claims (23)

1. 一種用於一磁極電機之轉子，該轉子經組態以產生用於與該磁極電機之一定子之一定子磁場相互作用之一轉子磁場，其中該轉子包括：一管型支撐件結構，其界定一圓周安裝表面，該管型支撐件結構在該安裝表面中包括複數個長形凹口，該等長形凹口於該管型支撐件結構之一軸向中延伸，及複數個永久磁鐵，該複數個永久磁鐵於該轉子之圓周方向中磁化以產生該轉子磁場，該等永久磁鐵藉由軸向延伸之轉子磁極段於該轉子之圓周方向中相互分離，該等轉子磁極段用於定向由該等永久磁鐵在至少一徑向中產生之該轉子磁場，其中該等永久磁鐵徑向延伸至少部分進入該複數個凹口之各別凹口內且一各別轉子磁極段被置於兩相鄰永久磁鐵之間。
2. 如請求項1之轉子，其中該複數個凹口經調適以容許該等永久磁鐵之位置被徑向調整以便容許延伸出該凹口之各永久磁鐵之一部分之徑向長度可被調整。
3. 如請求項1或2之轉子，其中各永久磁鐵與該凹口之兩側壁接觸。
4. 如請求項1或2之轉子，其中該等永久磁鐵藉由由該凹口之該等側壁形成之一摩擦配合而配合至該管型支撐件結構之該等凹口內部。
5. 如請求項1或2之轉子，其中該圓周安裝表面為該管型支撐件結構之內表面。
6. 如請求項1或2之轉子，其中該圓周安裝表面係該管型支撐件結構之外表面。
7. 如請求項1或2之轉子，其中該轉子磁極段係由一軟磁材料製成。
8. 如請求項1或2之轉子，其中該管型支撐件結構係由諸如鋁或塑膠之一非磁性材料製成。
9. 一種用於一磁極電機之轉子，該轉子經組態以產生用於與該磁極電機之一定子之一定子磁場相互作用之一轉子磁場，其中該轉子包括：一管型支撐件結構，其界定一圓周安裝表面，該管型支撐件結構在該安裝表面中包括複數個長形凹口，該等長形凹口於該管型支撐件結構之一軸向中延伸，及複數個永久磁鐵，該複數個永久磁鐵於該轉子之圓周方向中磁化以產生轉子磁場，該等永久磁鐵藉由軸向延伸之轉子磁極段於該轉子之圓周方向中相互分離，該等轉子磁極段用於定向由該等永久磁鐵在至少一徑向中產生之該轉子磁場，其中至少一轉子磁極段徑向延伸至少部分進入該複數個凹口之一者內；其中當一轉子磁極段配合於該支撐件結構之一凹口中時該轉子磁極段自界定一徑向軸之該凹口徑向延伸，其中該轉子磁極段包括，一第一恆定寬度區域，其形成該等轉子磁極段之一第一末端，其經調適至少部分地配合於該支撐件結構之一凹口中，其中該第一恆定寬度區域具有兩平行側壁使得在該第一恆定寬度區域中之該轉子磁極段之寬度為恆定的，一漸縮區域，其起始於該第一恆定寬度區域結束之點處，其中該漸縮區域具有兩非平行側壁使得在該漸縮區域中之該轉子磁極段之寬度為非恆定的。
10. 如請求項9之轉子，其中該轉子磁極段進一步包括起始於該漸縮區域結束之點處的一第二恆定寬度區域，並形成該轉子磁極段之一第二末端，其中該第二恆定寬度區域之該等側壁係平行，使得在該第二恆定寬度區域中之該轉子磁極段之寬度為恆定的。
11. 如請求項9或10之轉子，其中該複數個凹口經調適以容許該等轉子磁極段之位置被徑向調整以便容許延伸出該凹口之各轉子磁極段之一部分之徑向長度可被調整。
12. 如請求項9或10之轉子，其中該等轉子磁極段藉由由該凹口之該等側壁形成之一摩擦配合而配合至該管型支撐件結構之該等凹口之內部。
13. 如請求項9或10之轉子，其中該圓周安裝表面為該管型支撐件結構之內表面。
14. 如請求項9或10之轉子，其中該圓周安裝表面為該管型支撐件結構之外表面。
15. 如請求項9或10之轉子，其中該等轉子磁極段由一軟磁材料製成。
16. 如請求項9或10之轉子，其中該管型支撐件結構由諸如鋁或塑膠之一非磁性材料製成。
17. 一種轉子磁極段，其包括：一第一恆定寬度區域，其形成該轉子磁極段之一第一末端，其經調適至少部分地配合於一支撐件結構之一凹口中，其中該第一恆定寬度區域具有兩平行側壁使得在該第一恆定寬度區域中之該轉子磁極段之寬度為恆定的，一漸縮區域，其起始於該第一恆定寬度區域結束之點處，其中該漸縮區域具有兩非平行側壁使得在該漸縮區域中之該轉子磁極段之寬度為非恆定的。
18. 如請求項17之轉子磁極段，其中該轉子磁極段進一步包括起始於該漸縮區域結束之點處的一第二恆定寬度區域，並形成該轉子磁極段之一第二末端，其中該第二恆定寬度區域之該等側壁係平行，使得在該第二恆定寬度區域中之該轉子磁極段之寬度為恆定的。
19. 一種製造如請求項17或18中之任一項之轉子磁極段之方法，其使用粉末壓緊，該方法包括以下步驟：獲得一模，其具有與一轉子磁極段相反的形狀，該轉子磁極段包括一第一恆定寬度區域及一第二恆定寬度區域；用磁性粉末填充該模；使用至少兩衝頭壓縮該模中之該磁性粉末，其中該等衝頭之至少一者抵於另一衝頭沿著所得轉子磁極段之徑向軸移動，部分進入該模之該第一恆定寬度區域或該第二恆定寬度區域之至少一者中，使得該所得轉子磁極段的該第一恆定寬度區域或該第二恆定寬度區域之至少一者之長度減小。
20. 一種用於製造用於一磁極電機之一轉子之方法，該轉子包括界定一圓周安裝表面之一管型支撐件結構，該管型支撐件結構包括沿著該支撐件結構之安裝表面週期性地定位於該安裝表面中的複數個長形凹口，該等長形凹口於該管型支撐件結構之一軸向中延伸，每個凹口具有兩側壁，該轉子進一步包括複數個永久磁鐵，該等永久磁鐵藉由軸向延伸之轉子磁極段於該圓周方向中相互分離，該等轉子磁極段由軟磁材料製成，其中該方法包括以下步驟：將一永久磁鐵或一轉子磁極段至少部分地置於該等凹口之各者內部，該等永久磁鐵或轉子磁極段徑向延伸出該等凹口由此在兩相鄰凹口之間形成複數個狹槽，將一永久磁鐵或一轉子磁極段置於所形成之狹槽之各者內部。
21. 如請求項20之方法，其中該方法進一步包括將一氣隙夾具置於與該支撐件結構同心之步驟，其中一轉子磁極段或一永久磁鐵在一凹口中徑向調整使得該永久磁鐵或轉子磁極段面向該氣隙夾具之側面與該氣隙夾具接觸。
22. 一種用於製造如請求項21之用於磁極電機之轉子之方法，其中該氣隙夾具進一步包括一磁性裝置，該磁性裝置用於加強一轉子磁極段或一永久磁鐵與該氣隙夾具間之接觸壓力。
23. 一種磁極電機，其包括如請求項1至請求項16中之任一項界定之一定子及一轉子，其中該定子包括第一及第二定子芯體段，各者包括複數個朝向該轉子徑向突出之齒，及一繞組，其配置於該第一與第二定子芯體段間；其中該第二定子芯體段之該等齒在圓周方向上相對於該第一定子芯體段之該等齒位移，其中分離該等永久磁鐵之該等軸向延伸之轉子磁極段軸向延伸至該第一及第二定子芯體段兩者，且該轉子之該等永久磁鐵之磁化方向大體上為圓周以便使得在使用該磁極電機期間在一軸向延伸磁極段中產生之磁通量路徑以至少圓周及軸向延伸且將來自該等鄰近永久磁鐵之面向區域的該磁通量集中至該等定子段之一者之一齒之一位置，且其中每第二個永久磁鐵之磁化方向係與該等永久磁鐵之間之該磁化方向相反。