[發明專利]橫向和/或換向磁通系統轉子構想

無效

• 申請號: 200980153004.0
• 申請日: 2009-11-03
• 公開（公告）號: CN102257708A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: D·G·凱利;T·F·杰內切克
• 申請（專利權）人: 卓越發動機有限責任公司
• 主分類號: H02K21/26
• 分類號: H02K21/26;H02K21/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 朱立鳴

技術領域

本公開涉及電氣系統，并且具體地涉及橫向磁通機和換向磁通機。

背景技術

電動機和交流發電機通常設計為高效率、高功率密度以及低成本。電動機或交流發電機中的高功率密度可以通過以高轉速以及因此高電頻率運行來獲得。然而，許多應用要求較低轉速。對于這種情況的常規解決方案是使用齒輪減速。齒輪減速降低了效率，增加了復雜度，增加了重量，并且增加了空間需求。另外，齒輪減速增加了系統的成本并且增加了機械故障率。

另外，如果不期望高轉速并且不期望齒輪減速，那么電動機或交流發電機通常必須具有大量磁極，以便以較低轉速提供較高的電頻率。然而，對于特定電動機或交流發電機可以具有的磁極的數量，經常存在實際限制，例如，由于空間限制。一旦達到實際限制，為了獲得期望的功率電平，電動機或交流發電機必須相對大，并且因此具有相應較低的功率密度。

而且，用于交流發電機或電動機的現有多極繞組通常要求繞線的幾何形狀并且經常需要復雜的繞線機以便滿足尺寸和/或功率需要。隨著磁極的數量增加，使得繞線問題通常更加糟糕。另外，隨著磁極數增加，線圈損耗也增加(例如，由于構成線圈的銅線或其它材料的電阻效應)。然而，較大數量的磁極具有一定優點，例如，使得每匝具有較高的電壓常數，提供較高的轉矩密度，并且以較高的頻率產生電壓。

最常見的是，電動機為輻射磁通類型。比較少見的是，一些電動機實現為橫向磁通機和/或換向磁通機。期望的是，開發出性能和/或可構造性改進的電動機和/或交流發電機。特別地，期望改進的橫向磁通機和/或換向磁通機。

發明內容

本公開涉及橫向和/或換向磁通機。在示例性實施例中，發電機包括多路徑轉子，所述多路徑轉子包括在轉子的第一側上的第一組彎管(elbow)和在轉子的第二側上的第二組彎管。所述第一組彎管位于轉子上以與具有第一極性的第一組磁通集中定子部分(flux?concentrating?stator?portion)中的至少一個對準。所述第二組彎管位于轉子上以與具有與所述第一極性不同的第二極性的第二組磁通集中定子部分中的至少一個對準。所述發電機為橫向磁通機或換向磁通機中的至少一種。

在另一個示例性實施例中，發電機包括轉子，所述轉子包括成型轉子框架和磁通開關。所述成型轉子框架包括具有小于2μ的磁導率的第一材料。所述磁通開關包括具有超過1.0特斯拉的飽和感應度的第二材料。所述磁通開關耦合所述成型轉子框架。磁通開關的第一表面與發電機的第一磁極對準。磁通開關的第二表面與發電機的第二磁極對準以傳導磁通。所述發電機為橫向磁通機或換向磁通機中的至少一種。

在又一個示例性實施例中，一種形成用于發電機的轉子的方法包括：形成其中具有多個溝槽的轉子框架，將連續的材料段放置到多個溝槽中的至少兩個內以使連續的材料段具有至少一個彎曲部，并且去除材料的至少一部分以形成磁通開關。發電機為橫向磁通機或換向磁通機中的至少一種。

僅提供該概述部分的內容作為本公開的簡要介紹，并且不意在用于限制所附權利要求的范圍。

附圖說明

參考下面的說明、所附權利要求和附圖：

圖1A示出了根據示例性實施例的示例性橫向磁通機；

圖1B示出了根據示例性實施例的示例性換向磁通機；

圖2A示出了根據示例性實施例的示例性軸向間隙構造；

圖2B示出了根據示例性實施例的示例性徑向間隙構造；

圖3A示出了根據示例性實施例的示例性腔接合構造；

圖3B示出了根據示例性實施例的示例性面接合構造；

圖3C示出了根據示例性實施例的示例性面接合橫向磁通構造；

圖4示出了根據示例性實施例的電動機效率曲線；

圖5A示出了根據示例性實施例的示例性帶繞多路徑轉子；

圖5B示出了根據示例性實施例的示例性帶繞多路徑轉子和示例性局部定子；

圖5C示出了根據示例性實施例的示例性帶繞多路徑轉子和多個示例性有間隙定子；

圖5D示出了根據示例性實施例具有多個示例性有間隙定子的提供“多對多”磁通開關構造的示例性多路徑轉子；

圖5E示出了根據示例性實施例具有多個示例性局部定子的提供“多對多”磁通開關構造的示例性多路徑轉子；

圖6A示出了根據示例性實施例的示例性成型轉子；

圖6B示出了根據示例性實施例包括轉子框架和多個磁通開關的示例性成型轉子的近距離視圖；