發(fā)電機(jī)以及電動(dòng)馬達(dá)(例如，電動(dòng)車輛馬達(dá))的轉(zhuǎn)子和/或定子。為提供上述的各向異性/定向特性，可在正在形成磁芯時(shí)施加預(yù)定的特定磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)于成品磁芯在特定應(yīng)用中使用時(shí)成品磁芯中的磁通路徑。因此，施加的磁場(chǎng)可定制以適于特定的磁芯應(yīng)用，諸如定子或電感器芯。通過產(chǎn)生具有順應(yīng)、遵循、模仿或近似于最終應(yīng)用中的磁通路徑的形狀或路徑的磁場(chǎng)，磁導(dǎo)率、磁通密度和其它特性可在不犧牲損耗性能的情況下被顯著改善。對(duì)于具有復(fù)雜形狀或經(jīng)歷復(fù)雜磁通路徑的磁芯而言，磁場(chǎng)也可以是復(fù)雜的，例如，包括多個(gè)不同的彎曲或非線性的定向取向。
[0053]可使用任何合適的方法施加磁場(chǎng)。在至少一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)齊夾具可包括一個(gè)或更多個(gè)電路，每個(gè)電路包括承載電流以產(chǎn)生磁場(chǎng)的一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)線。通過控制導(dǎo)線的位置或構(gòu)造以及電流的水平和/或方向，可在操作期間產(chǎn)生模仿或?qū)?yīng)于磁芯的磁通方向的特定的定制磁場(chǎng)。因此，該磁場(chǎng)可使磁晶粒沿順應(yīng)、模仿或遵循磁通方向的多個(gè)定向取向?qū)R。如此處所使用的，定向取向可以指主取向，或那些存在于宏觀尺度與微觀尺度的取向。因此，從一個(gè)晶粒到另一個(gè)晶?；蛉舾删Яｉg的取向的小偏差不被視為主取向。
[0054]在至少另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)齊夾具可包括用于在對(duì)齊過程期間提供磁場(chǎng)的一個(gè)或更多個(gè)磁體。在一個(gè)實(shí)施例中，所述磁體是永磁體。通過控制磁體的位置、結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀和/或強(qiáng)度，可在操作期間產(chǎn)生模仿或?qū)?yīng)于磁芯的磁通方向的特定的定制磁場(chǎng)。雖然附圖和下面的描述描述了使用電路或磁體來產(chǎn)生磁場(chǎng)的夾具，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，也可以使用這兩種方法的任何組合。此外，示出或描述的任何磁場(chǎng)線或方向也可以是磁晶粒的定向取向。
[0055]參照?qǐng)D3至圖15，公開了產(chǎn)生用于對(duì)齊未固結(jié)的電感器芯、定子芯和轉(zhuǎn)子芯中的磁晶粒的磁場(chǎng)的夾具的若干個(gè)示例。這些附圖及其相應(yīng)的描述是示例性的，如上所討論的，可應(yīng)用所公開的方法和夾具來形成針對(duì)任何磁通路徑的任何期望的磁場(chǎng)。參照?qǐng)D3和圖4，示出了帶有內(nèi)部空腔的具有中空的矩形橫截面的電感器芯50。在操作期間電感器芯的磁通52沿著芯50的周邊，如箭頭54所示。雖然箭頭54被示出為沿順時(shí)針方向，但是磁通52也可沿逆時(shí)針方向。為了提高芯50的磁導(dǎo)率和磁通密度，芯的晶粒/粉末可沿磁通方向?qū)R。如上所述，可通過在對(duì)齊過程期間以及可選地在壓制和/或燒結(jié)或固化過程期間向晶粒/粉末施加磁場(chǎng)而提供對(duì)齊。為產(chǎn)生按磁通路徑52的形狀或方向的磁場(chǎng)，可配置一個(gè)或更多個(gè)電路來產(chǎn)生該磁場(chǎng)。電路(未示出)可包括一個(gè)或更多個(gè)載流導(dǎo)線，載流導(dǎo)線被布置在電感器芯50內(nèi)或周圍并被構(gòu)造為產(chǎn)生按磁通路徑52的方向或形狀的磁場(chǎng)58。
[0056]在圖4中所示的一個(gè)實(shí)施例中，可通過將沿一個(gè)方向承載電流的一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)線60放置在電感器芯50內(nèi)部并將沿相反方向承載電流的一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)線62放置在電感器芯50外部而產(chǎn)生按磁通路徑52的形狀的磁場(chǎng)58。圖4示出了位于電感器芯50內(nèi)部的四個(gè)導(dǎo)線60，但是，可將單個(gè)導(dǎo)線60放置在芯50內(nèi)部(例如，放置在中心)以提供類似的磁場(chǎng)58 (類似于圖5，在下面描述)。雖然圖3和圖4示出了用于具有中空矩形形狀的電感器芯50的夾具，但是電感器芯可具有任何合適的形狀，包括環(huán)形、圓環(huán)形、條形或其它形狀。例如，圖5示出了具有環(huán)形形狀的電感器芯50'。類似于圖3和圖4中的矩形芯50，電感器芯50'具有圍繞芯50'的周邊延伸的磁通路徑52'。磁通路徑52'可沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向。為產(chǎn)生按磁通路徑52'的形狀或方向的磁場(chǎng)5V，可將沿一個(gè)方向承載電流的一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)線60布置在芯50'內(nèi)部，并可將沿相反方向承載電流的一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)線62布置在電感器芯50'外部。類似于圖4，可將多個(gè)導(dǎo)線60定位在芯50'內(nèi)部，而非如所示出的單個(gè)導(dǎo)線60。磁場(chǎng)58/58'可使未固結(jié)的晶粒沿順應(yīng)、模仿或遵循磁場(chǎng)58/5V的多個(gè)定向取向64自定向。如圖所示，至少兩個(gè)或更多個(gè)取向64可彼此不同。無論所述電感器芯的形狀如何，都可設(shè)計(jì)電路以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于或模仿電感器的磁通路徑的磁場(chǎng)。類似地，電感器芯50可被變壓器芯或?qū)亩ㄏ虻木Я?粉末受益的具有磁通路徑的其他磁芯所代替。
[0057]參考圖6至圖10，示出了用于為電感器芯50產(chǎn)生形狀或方向模仿或?qū)?yīng)于磁通52的特定的定制磁場(chǎng)70的另外的夾具?？墒褂冒ò搭A(yù)定構(gòu)造或圖案布置的多個(gè)磁體72 (例如，永磁體)的夾具來產(chǎn)生磁場(chǎng)70。每個(gè)磁體72可具有北(N)和南(S)構(gòu)造，磁體72的圖案可產(chǎn)生模仿、對(duì)應(yīng)或近似于磁通路徑52并相應(yīng)地沿磁通路徑52定向晶粒的磁場(chǎng)70。在圖6所示的實(shí)施例中，四個(gè)磁體72被布置在電感器芯50內(nèi)部，四個(gè)磁體被布置在芯50外部。一個(gè)磁體被布置在芯50的四側(cè)中的每側(cè)的內(nèi)部和外部。磁體72可被布置為使得在內(nèi)部和外部，磁體在磁體的N側(cè)/部面對(duì)電感器芯50和磁體的S側(cè)/部面對(duì)電感器芯50之間進(jìn)行交替。在圖6中，N側(cè)/部面向電感器芯50的磁體被標(biāo)記為74，S側(cè)/部面向電感器芯50的磁體被標(biāo)記為76。磁體72可被布置為使得N側(cè)面向電感器的磁體74彼此相對(duì)地放置，且S側(cè)面向電感器的磁體76彼此相對(duì)地放置。如圖6所示，該構(gòu)造產(chǎn)生具有沿著電感器芯50的周邊的形狀的磁場(chǎng)70。相比于圖4中的磁場(chǎng)58，磁場(chǎng)70可不形成完整的回路；然而，晶粒/粉末的取向是相似的。圖7示出了圖6所示出的磁體布置的有限元分析(FEA)模擬。FEA模擬表明，磁場(chǎng)70沿著芯50的周邊，在放置磁體的位置有輕微的中斷(例如，幾乎形成完整的回路)。磁場(chǎng)70可使得未固結(jié)的晶粒沿順應(yīng)、模仿或遵循磁場(chǎng)70的多個(gè)定向取向78自定向。如圖所示，至少兩個(gè)或更多個(gè)取向78可以彼此不同。
[0058]如之前關(guān)于圖5所描述的，電感器芯或變壓器芯可具有任何合適的形狀，諸如環(huán)形、圓環(huán)形或條形。如圖8所示，多個(gè)磁體72還可被布置為產(chǎn)生按其它芯形狀的期望的磁場(chǎng)70'。類似于關(guān)于圖6所描述的布置，多個(gè)磁體72可被布置在芯50'的內(nèi)部和外部。磁體72可被布置為使得在內(nèi)部和外部，磁體在磁體的N側(cè)/部面對(duì)電感器芯50'和磁體的S側(cè)/部面對(duì)電感器芯50'之間進(jìn)行交替。磁體72可被布置為使得N側(cè)面向電感器的磁體74彼此相對(duì)地放置，且S側(cè)面向電感器的磁體76彼此相對(duì)地放置。如圖8所示，這種構(gòu)造產(chǎn)生具有沿著電感器芯50'的周邊的形狀的磁場(chǎng)70'。
[0059]雖然圖6和圖8中磁體72的布置示出了四個(gè)磁體在內(nèi)部，四個(gè)磁體在外部，每側(cè)有一對(duì)磁體，但是這種構(gòu)造僅是示例性的并且不旨在成為限制。磁體72的數(shù)量和/或位置可被調(diào)整為使磁場(chǎng)適應(yīng)于期望的形狀/方向。例如，可使用更多個(gè)磁體72來提供更加均勻、復(fù)雜和/或精密的磁場(chǎng)。在圖9所示的實(shí)施例中，八對(duì)磁體72被布置在芯50中和芯50周圍，每側(cè)有兩對(duì)磁體，以提供磁場(chǎng)70”。磁場(chǎng)70”可與由圖6所示的四對(duì)磁體72的布置產(chǎn)生的磁場(chǎng)70具有相似的形狀，但是，數(shù)量增加的磁體72可提供更受控制和/或更受限定的磁場(chǎng)。
[0060]除調(diào)節(jié)磁體72的數(shù)量和/或位置之外，一個(gè)或更多個(gè)鐵芯80可包括在對(duì)齊夾具中，如圖9所示。例如，鐵芯82可放置在電感器芯50的內(nèi)部空腔中，另一個(gè)鐵芯84可放置在芯50的外部。鐵芯可由于其相比于空氣高得多的磁導(dǎo)率而引導(dǎo)磁通方向。因此，鐵芯提尚了夾具的效率，并提尚磁芯中的磁取向。
[0061]參照?qǐng)D10，示出了在對(duì)齊的芯中和在沒有晶粒取向的各向同性芯中沿平行于晶粒取向的方向的磁化強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的曲線圖。結(jié)果清楚地表明，對(duì)齊的芯的磁導(dǎo)率比未對(duì)齊的芯的磁導(dǎo)率大得多。圖10中的值是一個(gè)示例，不一定表示可使用所公開的方法和夾具實(shí)現(xiàn)的精確值。
[0062]參照?qǐng)D11到圖15，所公開的用于在磁芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)的方法和夾具也適用于轉(zhuǎn)子芯和定子芯以及電感器、變壓器、發(fā)電機(jī)或其他磁芯。圖11示出了用于外部或外定子芯100的夾具，芯100包括定子齒102和定子槽或定子間隙104。在操作期間，定子芯100中的磁通通常包括圍繞定子槽104從一個(gè)定子齒102到另一個(gè)定子齒102形成弧的多個(gè)磁通路徑。相應(yīng)地，為了增加沿磁通路徑的磁導(dǎo)率和磁通密度，可產(chǎn)生模仿或近似于磁通路徑并沿該磁通路徑定向晶粒的磁場(chǎng)106。
[0063]在圖11所示的一個(gè)實(shí)施例中，可使用包括一個(gè)或更多個(gè)電路的夾具來產(chǎn)生磁場(chǎng)106。電路(未示出)可包括一個(gè)或更多個(gè)載流導(dǎo)線。一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)線110可放置在定子槽104內(nèi)部，一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)線112可放置在定子芯外部，導(dǎo)線112與定子槽104內(nèi)部的導(dǎo)線110相對(duì)。相應(yīng)地，夾具可包括一對(duì)或更多對(duì)導(dǎo)線，每對(duì)導(dǎo)線中的一個(gè)導(dǎo)線在定子內(nèi)部(例如，在槽104內(nèi))，每對(duì)導(dǎo)線中的另一個(gè)導(dǎo)線在定子芯100的外部。在一個(gè)實(shí)施例中，每對(duì)導(dǎo)線中的一個(gè)導(dǎo)線114可沿一個(gè)方向承載電流，而每對(duì)導(dǎo)線中的另一個(gè)導(dǎo)線116沿相反的方向承載電流。