[發(fā)明專利]高轉(zhuǎn)矩密度電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910149386.1
• 申請(qǐng)日: 2009-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101604890A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲榮海;P·L·詹森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): H02K16/02
• 分類號(hào): H02K16/02;H02K1/14;H02K1/16;H02K16/04;H02K1/22;H02K21/12
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 朱鐵宏;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及電機(jī)，且具體而言，涉及高轉(zhuǎn)矩密度的電機(jī)。

背景技術(shù)

諸如馬達(dá)和發(fā)電機(jī)之類的電機(jī)通常能夠以高速傳送高轉(zhuǎn)矩和大功率。然而，有些應(yīng)用在低速下要求高轉(zhuǎn)矩和大功率。通常，在較低速度下傳輸更高轉(zhuǎn)矩的電機(jī)較為昂貴。作為備選，低速下的高轉(zhuǎn)矩可以通過(guò)結(jié)合用于減速的機(jī)械傳動(dòng)來(lái)獲得。然而，有些不期望的因素如附加成本、噪聲以及機(jī)械磨損和撕裂導(dǎo)致需要對(duì)這些機(jī)械設(shè)備進(jìn)行持續(xù)地潤(rùn)滑和保養(yǎng)。

磁性齒輪與其機(jī)械的對(duì)應(yīng)構(gòu)件相比具有明顯的益處。這些益處包括驅(qū)動(dòng)軸上的精確位置控制、極低速度下的更高轉(zhuǎn)矩以及輸入軸和輸出軸之間的不需物理接觸，在此僅列出了一些。然而，磁性傳動(dòng)是相對(duì)復(fù)雜的設(shè)計(jì)，且提供相對(duì)低的轉(zhuǎn)矩密度。

近年來(lái)，有人提出了使用稀土永磁體的行星狀磁性齒輪裝置，這導(dǎo)致在內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子之間良好的轉(zhuǎn)矩傳輸能力。然而，這樣的系統(tǒng)需要額外的固定繞組，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

因此，期望提供一種解決上述事項(xiàng)的高轉(zhuǎn)矩密度的電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種電機(jī)。該電機(jī)包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括具有多個(gè)內(nèi)轉(zhuǎn)子極的內(nèi)轉(zhuǎn)子以及具有多個(gè)外轉(zhuǎn)子極的外轉(zhuǎn)子。電機(jī)還包括構(gòu)造成用以調(diào)整磁通以及向內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子傳輸轉(zhuǎn)矩的定子，該定子包括同心地置于內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子之間的定子芯；設(shè)置在多個(gè)定子槽中的多個(gè)定子繞組，該定子繞組構(gòu)造成用以形成多個(gè)定子極。定子還包括置于多個(gè)定子槽之間的多個(gè)定子齒，其中，定子齒數(shù)量的兩倍與定子極數(shù)量的算術(shù)和或者算術(shù)差等于轉(zhuǎn)子極的數(shù)量。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種電機(jī)。該電機(jī)包括定子，該定子包括具有多個(gè)內(nèi)定子極的內(nèi)定子以及具有多個(gè)外定子極的外定子。電機(jī)還包括定子芯，該定子芯包括置于多個(gè)定子槽之間并限定內(nèi)定子和外定子的多個(gè)定子齒。該定子芯構(gòu)造成用以調(diào)整磁通和傳輸轉(zhuǎn)矩，以及多個(gè)定子繞組設(shè)置在多個(gè)定子槽中，該多個(gè)定子繞組構(gòu)造成用以形成多個(gè)定子極。電機(jī)還包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括：同心地置于內(nèi)定子和外定子之間的轉(zhuǎn)子芯以及設(shè)置在轉(zhuǎn)子芯的內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子芯的外表面上的多個(gè)轉(zhuǎn)子極；其中，轉(zhuǎn)子極的數(shù)量等于定子齒數(shù)量的兩倍與定子極數(shù)量的算術(shù)和或算術(shù)差。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種電機(jī)。電機(jī)包括具有多個(gè)轉(zhuǎn)子極的至少一對(duì)轉(zhuǎn)子以及具有多個(gè)定子齒的至少一個(gè)定子，該多個(gè)定子齒在其間限定多個(gè)定子槽。定子芯還沿軸向置于該至少一對(duì)轉(zhuǎn)子之間，以及多個(gè)定子繞組設(shè)置在多個(gè)定子槽中，該定子繞組構(gòu)造成用以形成多個(gè)定子極；其中，定子齒數(shù)量的兩倍與定子極數(shù)量的算術(shù)和或算術(shù)差等于轉(zhuǎn)子極數(shù)量的算術(shù)和。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種電機(jī)。電機(jī)包括具有多個(gè)定子極的至少一對(duì)定子，該至少一對(duì)定子包括繞著多個(gè)定子齒設(shè)置的多個(gè)定子繞組，該定子繞組構(gòu)造成用以形成多個(gè)定子極。電機(jī)還包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括沿軸向置于該至少一對(duì)定子之間的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子芯以及設(shè)置在轉(zhuǎn)子芯任一側(cè)上的多個(gè)轉(zhuǎn)子極；其中，轉(zhuǎn)子極數(shù)量的算術(shù)和等于定子齒數(shù)量的兩倍與定子極數(shù)量的算術(shù)和或算術(shù)差。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種電機(jī)。電機(jī)包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括：轉(zhuǎn)子芯，以及沿徑向嵌在轉(zhuǎn)子芯內(nèi)以形成多個(gè)轉(zhuǎn)子極的多個(gè)永磁體。電機(jī)還包括定子，該定子包括同心地設(shè)置在轉(zhuǎn)子之外的定子芯以及包括在其間限定多個(gè)定子槽的多個(gè)定子齒；其中，定子齒數(shù)量的兩倍與定子極數(shù)量的算術(shù)和或算術(shù)差等于轉(zhuǎn)子極的數(shù)量。

附圖說(shuō)明

當(dāng)參考附圖并閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，可更好地理解本發(fā)明的這些和其它的特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)，在所有附圖中，相似的符號(hào)代表相似的部件，附圖中：

圖1是采用磁性傳動(dòng)的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的示意圖；

圖2是電機(jī)的橫截面示意圖，該電機(jī)具有指示徑向磁鏈的轉(zhuǎn)子-定子-轉(zhuǎn)子布置且被構(gòu)造成用以作為根據(jù)本技術(shù)一個(gè)方面的雙邊式(double-sided)電機(jī)來(lái)運(yùn)行；

圖3是圖2中的電機(jī)的另一橫截面示意圖；

圖4是電機(jī)的橫截面示意圖，該電機(jī)具有指示徑向磁鏈的轉(zhuǎn)子-定子-轉(zhuǎn)子布置且被構(gòu)造成用以作為根據(jù)本技術(shù)一個(gè)方面的磁性齒輪來(lái)運(yùn)行；

圖5是圖4中的電機(jī)的另一橫截面示意圖；

圖6是軸向電機(jī)的橫截面示意圖，該軸向電機(jī)具有轉(zhuǎn)子-定子-轉(zhuǎn)子布置且被構(gòu)造成用以作為根據(jù)本技術(shù)一個(gè)方面的磁性齒輪來(lái)運(yùn)行；

圖7是圖6所示的軸向電機(jī)的另一橫截面示意圖；

圖8是圖6中所示軸向電機(jī)的另一橫截面示意圖，該軸向電機(jī)具有指示定子中周向磁通的轉(zhuǎn)子-定子-轉(zhuǎn)子布置；