[發(fā)明專利]磁通電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580039702.3
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN106663999B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: N·G·紐馬克;S·M·柯林斯;M·R·哈爾維斯
• 申請（專利權(quán)）人: 清水控股有限公司
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00
• 代理公司: 72002 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 蔡洪貴<國際申請>=PCT/US2015

一種具有相互鄰近和繞中心軸線環(huán)形地布置的多個線圈組件和多個磁體組的磁通電機。線圈組件和磁體組的其中之一被與中心軸線對準(zhǔn)的至少一個軸支承，并且當(dāng)線圈組件中存在電流時，線圈組件和磁體組的其中之一繞中心軸線執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運動。磁體組的磁通量被定向成沿軸向方向和沿徑向方向，同時電機的旋轉(zhuǎn)是正交于磁通的方向的。在每組磁體組中的多個磁體被多個共軸線地對準(zhǔn)的軸中的其中一個支承以使得磁通電機能夠作為電動機、發(fā)電機或同時作為兩者運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)式電磁電動機和發(fā)電機。

背景技術(shù)

磁體式橫向磁通電機垂直(橫向)于線圈內(nèi)的電流傳導(dǎo)磁通量并且能夠產(chǎn)生比具有縱向磁通的標(biāo)準(zhǔn)無刷電機更高的轉(zhuǎn)矩密度。這種電機具有高功率密度并且能夠被用作電動機和發(fā)電機。在恒定的定子電流下，力矩隨磁極的數(shù)目的增加而增大。在橫向磁通電機中由于磁極的高數(shù)目，定子繞組內(nèi)電流的頻率高而軸轉(zhuǎn)速低。這種電機具有傳統(tǒng)地使定子部件和轉(zhuǎn)子部件的制造和裝配變得困難的三維的磁路。生產(chǎn)這種磁路的現(xiàn)有技術(shù)方法需要構(gòu)造單個U形磁路。例如，U形磁路可以由多個堆疊在一起的單個U形疊片組成。并且這種電機的裝配需要每個U形磁路的精確的布置、對齊和間隔。現(xiàn)有技術(shù)中另一種已知的方法是構(gòu)建兩個三維堆疊，具有每個磁路的一半的每個三維堆疊如一系列L形的突出一樣。當(dāng)磁路被圍繞線圈連接在一起時，磁路被完成為U形。這種方法需要構(gòu)建具有復(fù)雜三維形狀的堆疊并且需要堆疊的精確的旋轉(zhuǎn)對齊以正確地組成磁路。本發(fā)明所述的磁通電機是易于生產(chǎn)和裝配的，是緊湊的并且具有其它新穎的且非常有益的方面。與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)被包括在下列表格中并通過引用將其包含在內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容

附圖示出了一種相對于現(xiàn)有技術(shù)具有生產(chǎn)和操作優(yōu)勢的新穎的電磁旋轉(zhuǎn)式磁通電機10。例如，通量密度相對地高，和磁極數(shù)可以被增加而不降低每磁極的磁通勢，以保證更高的功率密度。更進(jìn)一步的優(yōu)勢包括具有相對短的電流通路的大量磁極保證效率增益，這是因為高轉(zhuǎn)矩/重量比、高功率/重量比和相對低的銅損失。

將磁通量從四個或多個方向定向耦合進(jìn)入線圈組件的線圈和磁體的布置結(jié)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)出來。例如，可以具有取向成磁極面向的兩個磁體以從線圈的相對側(cè)沿徑向方向定向磁通量，和具有取向成磁極軸向地面向的兩個額外的磁體以從線圈的相對側(cè)沿軸向方向定向磁通。此外，線圈可以被取向以使得繞組和在繞組內(nèi)的電流在垂直于沿建立的磁通電機的轉(zhuǎn)子的運動的圓周方向指向的矢量的平面中流通。

因此，磁體可以鄰近于線圈的不同側(cè)并且所有的磁通量回路疊加地結(jié)合。

通過安裝在所述的獨立的轉(zhuǎn)子和軸上的磁體(電磁體或永磁體、或二者的結(jié)合)，磁體、轉(zhuǎn)子和軸可以在不同的頻率下被獨立地操作和/或作為電動機和發(fā)電機被獨立地和同時地操作。通過位于垂直于電機的旋轉(zhuǎn)軸線的平面上的線圈的取向，這些創(chuàng)新是可以實現(xiàn)的。旋轉(zhuǎn)在磁體和線圈之間引起相對運動使磁體和線圈之間以最小氣隙緊密耦合。

附圖說明

本發(fā)明所述電機的實施例以舉例的形式在附圖中示出，在附圖中相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件并且其中：

圖1是根據(jù)下文具體說明的磁通電機的透視圖；

圖2是磁通電機的透視展開圖；

圖3是磁通電機的實施例的外轉(zhuǎn)子磁體組件的透視圖；

圖4是磁通電機的實施例的定子片的正視圖；

圖5是磁通電機的示例性的線圈組件和磁體的透視圖；

圖6至8是分別是上述線圈組件、磁體、帶有軸的支承框架的布置的示例性方案圖；

圖9是圖6至8中進(jìn)一步布置的示例性機械示意圖。

具體實施方式