[發明專利]磁通切換電機

有效

• 申請號: 201280054967.7
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103931088A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 菲利普·曼費;帕特里克·沃爾格穆特;本亞明·戈桑
• 申請（專利權）人: 利萊森瑪電機公司
• 主分類號: H02K19/12
• 分類號: H02K19/12;H02K19/26;H02K1/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;陳煒

本發明涉及磁通切換電機，更具體地，但非唯一地，涉及稱為單勵磁電機的磁通切換電機。

磁通切換電機包括沒有永磁體的非繞線轉子和包含相繞組和勵磁繞組和/或永磁體的定子。由于轉子的旋轉，通過磁通切換在相繞組的端子處產生交流電壓。

在傳統的單勵磁電機中，定子由一系列齒和槽組成，在槽中相繼地布置勵磁繞組和相繞組。

專利US?6?242?834在圖6中公開了這樣的電機的示例、圖11示出了其定子中的槽容納永磁體和勵磁繞組的雙勵磁電機。

以下公開文獻描述了磁通切換電機的其他示例：“Low?Cost?Flux–Switching?Brushless?AC?Machines”Crow，“A?wound-Field?Three-Phase?Flux?Switching?Synchronous?Motor?with?All?Excitation?Sources?on?the?Stator”2009IEEE1502至1509頁，“Low?Cost,High?Power?Density,Flux?Switching?Machines?and?Drives?for?Power?Tools”，2003IEEE，“Flux?Switching?Motors?for?Automotive?Applications”2003IEEE，“A?new?structure?of12Slot10Pole?Field?Excitation?Flux?Switching?Synchronous?machine?for?Hybrid?Electric?Vehicles”EPE2011Birmingham，ISBN9789075815153第1至10頁。

實用新型CN?201536282和專利EP0909010公開了一種雙勵磁磁通切換電機，其中永磁體影響電機的勵磁。

公開文獻FR?2?898?439公開了一種雙勵磁磁通切換電機。定子中的槽具有不規則的形狀，以允許在更深的槽中同時容納勵磁繞組和相繞組。

在已知的磁體切換電機中，接收勵磁繞組導體的每個槽和接收相繞組導體的兩個相鄰槽構成了基本單元。勵磁繞組和相繞組每個都覆蓋定子中的兩個齒距，也就是說接收所述繞組的槽被兩個齒分隔開。

這些電機的特征通常在于使用大量的銅或其他導體材料以實現勵磁繞組，從而限制由焦耳效應引起的損耗及其對輸出的影響。

本發明的目的是進一步完善這些電機。

根據本發明的第一方面，本發明涉及一種電機，有利地是單勵磁磁通切換電機，其包括勵磁繞組和相繞組，所述勵磁繞組和所述相繞組被容納在定子的相應的槽中，所述槽具有不規則的形狀以使得所述勵磁繞組相對于所述相繞組徑向偏移。

有利地，所述勵磁繞組比所述相繞組更靠近氣隙。

由于本發明，減少了所述勵磁繞組和所述相繞組之間的機械干擾，并且所述徑向偏移使之能夠最小化繞組頭部的體積和長度。

本發明還使之能夠非常顯著地減少所使用的導體材料的量，以及尤其在功率和輸出方面改進性能。

本發明尤其使之能夠通過所述勵磁繞組的放置來減少勵磁磁通泄漏并且提高轉子電樞和定子電樞的耦合，這有助于增加可用的電磁力矩。

如果a和b分別是齒和槽在氣隙處的角寬度，則比值a/b可以在0.65至0.85之間，在0.7至0.8之間更好。

優選地，所述相繞組和所述勵磁繞組徑向重疊，也就是說它們在徑向上至少部分地彼此相對延伸，這使之能夠增加緊湊性。

有利地，每個槽只接收一種類型的繞組，即相繞組或勵磁繞組。因此，給定的槽不同時包括勵磁繞組和相繞組的電導體。

徑向上離轉子最遠的容納繞組的槽可以具有比徑向上離轉子最近的容納繞組的槽的最大圓周尺寸更大的圓周尺寸。這使之能夠為所述勵磁磁通提供更大的板材寬度。

在實施例中，容納在徑向上離轉子最遠的槽中的繞組在該槽中占據部分S₁，并且容納在徑向上離轉子最近的槽中的繞組在該槽中占據部分S₂，其中，S₂≥S₁。

徑向上離轉子的轉軸最遠的槽的底部被設于距離R₂處，并且離轉軸最近的槽的底部被設于距離R₁處，其中可能地0.8≤R₁/R₂≤1.0。