[發(fā)明專利]橫向磁通引導、高推力扭矩和低慣量分段電動機/發(fā)電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380025803.6
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN104471846B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彼得·奧爾特洛夫
• 申請（專利權(quán)）人: 海琳·奧爾特洛夫
• 主分類號: H02K21/12
• 分類號: H02K21/12;H02K41/03
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44223
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及一種無刷直流電動機和/或發(fā)電機，尤其是無刷高磁極數(shù)多相橫向磁通永磁電機。本發(fā)明進一步描述/涉及一種具有高能量轉(zhuǎn)換效率和高效率的電動機/發(fā)電機，或者一種高功率的橫向磁通引導、高推力扭矩和低慣量同步電動機/發(fā)電機，其單個的磁極是分段偏置在返回繞組上。

背景技術(shù)

與常規(guī)的電機相比，同樣的安裝體積，橫向磁通電機能夠?qū)崿F(xiàn)更高的扭矩密度。這是基于這樣的事實，在橫向磁通電機中，扭矩的增加可以通過增加磁極的數(shù)量和磁通密度來實現(xiàn)。在橫向磁通電機中，與常規(guī)電機相比，磁通量不是縱向的而是橫向的。即，電場和磁場相對彼此旋轉(zhuǎn)90度。

橫向磁通電機被描述，例如，在EP1005136A1中，通過U形和I形磁軛的特別配置減少了散射路徑，所以旋轉(zhuǎn)推力較高。

橫向磁通電機的另一個實施例在生產(chǎn)技術(shù)上更容易生產(chǎn)，同時具有最高的可能效率和最高的可能扭矩，也由DE102006038576中已知。

在橫向磁通電機中的較高的推力扭矩是通過包括非常多的單個部件的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。然而，由于環(huán)形線圈的易于制造和多個單個部件的可能的自動化裝配，其優(yōu)點突出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種橫向磁通電動機/發(fā)電機，其制造經(jīng)濟，具有高效率和高轉(zhuǎn)矩，即與已知的結(jié)構(gòu)相比，可以進一步增加轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的一個方面特別地簡化制造過程并降低制造成本。根據(jù)本發(fā)明的橫向磁通電動機/發(fā)電機特別適用那些需要小的安裝空間卻同時需要高推力轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的由具有橫向磁通引導的多相分段高功率同步電機解決，包括至少兩個或多個雙段。兩個或多個雙段形成直線電動機或發(fā)電機的段，或者旋轉(zhuǎn)電動機或發(fā)電機的段。兩個或多個雙段包括一行永磁體和具有一個或多個周向繞組的軟磁磁軛。由于每種情況的雙向結(jié)構(gòu)，同樣大小的繞組電流流經(jīng)兩個同樣大的段。由于磁軛的移相設(shè)置，推力扭矩在運動的相同方向產(chǎn)生。磁軛可以設(shè)置成向下折疊或并排。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，磁體以形成兩相的方式設(shè)置，一行磁體被使用，這樣做節(jié)省磁性材料。同時，磁通傳導材料的節(jié)省通過磁集中器的方式實現(xiàn)。磁通材料尤其可以用注射成型MIM(MIM，Metal?Injection?Molding，金屬注射成型)技術(shù)制造，綠色環(huán)保材料或燒結(jié)材料可以用作磁通傳導材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，磁通傳導材料包括由粘接劑粘結(jié)在一起的軟磁帶。為了穩(wěn)定和保護，由軟磁帶制成的磁通傳導材料進一步被包裹在塑料中，定子優(yōu)選由導熱塑料注射成型。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，磁通傳導材料中的磁場強度被磁集中器加強。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，磁體裝置被兩個磁軛元件的裝置共同使用，使得電機的功率或扭矩大體上約加倍或增加約90％。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該電機包括兩個或多個互相連接的轉(zhuǎn)子環(huán)，具有交變極性(磁極)的磁體連接在其上。由于這種結(jié)構(gòu)，兩個或多個互相連接的具有磁極的轉(zhuǎn)子環(huán)優(yōu)選地具有相當大的有效和可用的磁面積。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電機的分段結(jié)構(gòu)可以非常簡單的集成到機動車輛中。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，列出的措施構(gòu)成重量減輕，尤其當用于兆瓦級的風力發(fā)電機中，減輕到相當大的程度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，磁軛元件的磁極末端的寬度與磁體的寬度具有約為0.7的比例。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，U形磁軛元件的磁軛支腿的邊緣在磁極末端的區(qū)域具有大體上為多邊形的形狀，以避免對磁場的任何壓縮。

附圖說明

本發(fā)明將從下面的說明和附圖中被更好的理解，這些只是作為一個示例，因此不應(yīng)限制本公開。

圖1示出了作為例子的無刷直流電動機/發(fā)電機在一相分段設(shè)計中的原理；

圖2示出了作為例子的在無刷直流電動機/發(fā)電機的分段設(shè)計中的雙倍利用的磁體和磁集中器的原理；

圖3示出了作為例子的根據(jù)本發(fā)明的具有向下折疊段的無刷直流電機的截面圖；和

圖4a至圖4d示出了根據(jù)本發(fā)明的磁軛元件的各種形狀。

具體實施方式