[發明專利]交流發電機的磁通整形裝置和方法

有效

• 申請號: 201910286070.0
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN110323909B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: A·M·拉森;I·S·弗蘭普頓
• 申請（專利權）人: 科勒公司
• 主分類號: H02K21/28
• 分類號: H02K21/28;H02K21/02;H02K9/06;H02K1/17
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 金璽

一種電機，包括：定子、轉子和磁體。所述定子包括具有鐵質材料的多個磁通件；所述轉子配置成相對于所述定子旋轉，并通過氣隙與所述定子間隔開；所述磁體牢固地安裝至所述定子的磁通件；所述磁體的至少第一磁體和第二磁體包括平行于所述轉子半徑的拉伸軸和垂直于所述拉伸軸的短軸，以及所述第一磁體的第一磁極具有第一極性，并沿所述短軸設置，以面向具有所述第一極性的第二磁體的第一磁極。

技術領域

本公開一般涉及電機領域，包括電動機和發電機，尤其涉及電機中產生的磁通量的控制。

背景技術

電機實例為電動機和發動機。電動機和發電機可包括建立磁場的永磁體。電機中的其他部件與磁場接觸并相對于磁場移動。磁場施加磁力到電動機的被驅動部分，并感應發電機的電樞中的電流。電動機扭矩和發電機的電力輸出受永磁體尺寸和強度的限制。

永磁體，尤其是較大永磁體的成本過高。相較于電機的其他材料，例如，鐵和鋼，永磁體的價格昂貴。以下實施例中包括在不增加永磁體尺寸的情況下，通過改進永磁體操作以獲得更強磁場的技術。

發明內容

根據本發明的一個實施例，提供了一種電機，其包括：定子，包括多個磁極；轉子，包括轉子繞組以及配置成相對于定子旋轉，轉子繞組在印刷電路板上形成跡線，所述印刷電路板通過第一氣隙在軸向上與定子的多個磁通整形件間隔開，并通過第二氣隙與其它固定鐵質材料在軸向上間隔開；多個磁體，牢固地安裝至多個磁通整形件，多個磁體包括第一磁體和第二磁體，第一磁體和第二磁體配置成向電機的第一電磁極提供磁通量，第一電磁極包括兩個磁體；其中，其它固定鐵質材料位于第二氣隙的與印刷電路板軸向相對的一側上，第一磁體的磁通路徑穿過第一電磁極、其它固定鐵質材料和電機的第二電磁極。

根據本發明的另一實施例，提供了一種電機，其包括：定子，包括至少一個磁通整形件；轉子，配置成相對于定子旋轉，轉子的轉子繞組在印刷電路板上形成跡線，所述印刷電路板通過第一氣隙在軸向上與至少一個磁通整形件間隔開，并通過第二氣隙與其它固定鐵質材料在軸向上間隔開；第一磁體和第二磁體，牢固地安裝至至少一個磁通整形件；其中，其它固定鐵質材料位于第二氣隙的與印刷電路板軸向相對的一側上，第一磁體和第二磁體設置成通過第一氣隙向轉子提供額外通量，以及由第一磁體產生的磁通量穿過轉子和定子的兩個磁極及其它固定鐵質材料，其中定子的兩個磁極中的至少一個磁極包括兩個磁體；至少一個磁通整形件設置成為由第一磁體和第二磁體產生的磁通量整形，以及增加傳遞給轉子的通量的密度。

根據本發明的又一實施例，提供了一種用于電機的磁通整形方法，其中電機的定子包括至少一個磁通整形件，電機的轉子包括轉子繞組并配置成相對于定子旋轉，轉子繞組在印刷電路板上形成跡線，印刷電路板通過第一氣隙在軸向上與至少一個磁通整形件間隔開，并通過第二氣隙與其它固定鐵質材料在軸向上間隔開，其它固定鐵質材料位于第二氣隙的與印刷電路板軸向相對的一側上，轉子包括控制器和一個或多個傳感器；定子還包括牢固地安裝至至少一個磁通整形件的第一磁體和第二磁體，第一磁體和第二磁體設置成通過第一氣隙向轉子提供額外通量，由第一磁體產生的磁通量穿過轉子和定子的兩個磁極及其它固定鐵質材料，至少一個磁通整形件設置成為由第一磁體和第二磁體產生的磁通量整形，以增加傳遞給轉子的通量的密度，定子的兩個磁極中的至少一個磁極包括兩個磁體；所述方法包括以下步驟：接收來自轉子的一個或多個傳感器的數據；通過轉子的控制器的存儲器訪問目標磁體特征；檢測來自一個或多個傳感器的數據與目標磁體特征之間的偏差；由控制器判認響應于一個或多個傳感器的數據與目標磁體特征之間的偏差的校正動作；以及由控制器生成指令，調整一個或多個轉子線圈的電流分布，以補償一個或多個傳感器的數據與目標磁體特征之間的偏差。

附圖說明

下面結合附圖對示例性實施方式進行說明。

圖1示出了用于電機的示例性轉子；

圖2示出了用于電機的示例性定子；

圖3示出了用于電機的磁體的示例性曲線排列；