本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種單相或多相電動機(jī)，其包括：定子，該定子承載至少三個線圈并且由12xN個沿徑向延伸的直齒和從電動機(jī)的中心在所述直齒的端部處測量的等角寬度α構(gòu)成，N為大于或等于1的整數(shù)；和轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有P對磁化磁極，使得P＝5+2xR，P不是三的整數(shù)倍，R為大于或等于0的整數(shù)，α處于3607(12xN)/3與3607(12xN)/2之間。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及電動機(jī)的領(lǐng)域，并且更具體地說，涉及低能量至中等能量的單相或多相永磁鐵電機(jī)，即能夠輸送高達(dá)幾千瓦的輸出功率。
技術(shù)介紹
電機(jī)的性能的特征在于特定數(shù)量的因素，其重要性取決于目標(biāo)應(yīng)用的類型。主要定型元件是電機(jī)常數(shù)，還稱作Km，并且以扭矩單元/瓦特平方根來表達(dá)，即反應(yīng)電機(jī)在線圈中針對給定功耗可產(chǎn)生的扭矩。另一可能重要的因素是不帶電流的扭矩，因為許多原因(噪聲、損耗、機(jī)械磨損、齒輪傳動電機(jī)(geared motor)的可逆性......)，其必須經(jīng)常盡可能地減小。在該專利的范圍內(nèi)，將考慮針對給定的軸向整體尺寸和直徑來優(yōu)化電機(jī)常數(shù)，同時在具有“徑向”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(即具有平面流和徑向延伸的齒)的電機(jī)中，努力使電機(jī)的不帶電流的扭矩最小化。這里，將軸向整體尺寸定義為定子的高度加上在定子上方的線圈的高度。更一般地說，工業(yè)化這種電機(jī)的能力明顯是將被考慮的背景因素。最后，還將優(yōu)先考慮具有平衡的徑向力的結(jié)構(gòu)(可解決諸如噪聲或轉(zhuǎn)子導(dǎo)向元件的磨損的問題)。上述標(biāo)準(zhǔn)通常在并不總是能夠獲得優(yōu)化的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的限定中導(dǎo)致折衷方案。針對低功率至中等功率電機(jī)，目前找到具有6或12個定子齒的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就Km而言，12齒拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠獲得最佳性能。 與具有等于5+2R (R為整數(shù))并且非3的倍數(shù)的多對磁極的磁化轉(zhuǎn)子關(guān)聯(lián)，具有相等峰端散度(equal peak divergence)的具有12齒的定子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可消除高達(dá)第12行(不含)的不帶電流的扭矩的諧波。首先出現(xiàn)和主要的諧波因此具有比電機(jī)的電周期小12倍的周期。隨著諧波的振幅隨著它們的行而減小，這些電機(jī)對于在不存在電流時需要最小扭矩的應(yīng)用是尤其有價值的。在現(xiàn)有技術(shù)中，已知美國專利7，595，577涉及具有在它們在定子上的端部延伸的12個等齒的電機(jī)。該方案是本領(lǐng)域中的期望應(yīng)用中最小化不帶電流的扭矩的經(jīng)典方式。實際上，由于不帶電流的扭矩與磁體轉(zhuǎn)子由于定子齒之間的間隙而能夠占取的優(yōu)選位置相關(guān)，最小化這些間隙看上去是明智的，或者甚至在一些情況下，通過與齒接觸而消除它們以降低第十二諧波。然而，該類型的方案具有幾個缺點。第一，齒的更靠近的位置或齒之間的接觸導(dǎo)致影響電機(jī)性能的泄漏磁通，即使接觸面積(統(tǒng)稱為頸)被布置成以使磁性飽和。此外，這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要在狹槽中直接纏繞，或者以若干子集來執(zhí)行定子，這樣，在工業(yè)生產(chǎn)中可干擾。最終，可用于銅繞組的空間并非最佳。還示出了德國專利申請DE102009000681，其描述了電機(jī)，該電機(jī)包括:轉(zhuǎn)子，其具有14個磁極，轉(zhuǎn)子布置成可繞中心軸線旋轉(zhuǎn)；和定子，其具有12個定子齒，這些定子齒沿著轉(zhuǎn)子的方向沿徑向相對于中心軸線突出，其特征在于，各個定子齒設(shè)置有定子線圈，其中兩個相鄰的定子線圈每次串聯(lián)至彼此以形成一對定子線圈，其中一對定子線圈與每次連接至專用中間點的相關(guān)聯(lián)，以形成起始點回路。針對這種類型的現(xiàn)有技術(shù)的實施例，直齒同步機(jī)器提供了與凹槽的寬度一樣的齒寬度，通常齒寬度為約15°。專利DE102009000681的圖不能清楚地理解齒的峰端散度，該峰端散度對于不同的齒來說是不同的，其值在現(xiàn)有技術(shù)的該文獻(xiàn)的圖3中為15.1°或15.8°。專利EP0872943公開了電子力學(xué)旋轉(zhuǎn)機(jī)器的另一示例，其包括具有帶集中繞組的定子的永磁鐵。專利申請W093/07672也是已知的，其涉及具有直齒的電機(jī)的結(jié)構(gòu)。然而，提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有位于轉(zhuǎn)子上的4對磁極，這樣不允許殘余扭矩的第六諧波的自然補(bǔ)償，并且要求對轉(zhuǎn)子磁鐵的形狀進(jìn)行修改以減小殘余扭矩。此外，如果該結(jié)構(gòu)使用直齒，則后者具有大寬度(磁極節(jié)距的大約50% )，這不是優(yōu)化的。在特定數(shù)量的專利中，就可去除或者至少明顯最小化不帶電流的扭矩的定子齒的寬度而言，申請人提供解決方案以能夠通過利用與具有5對或7對磁極的轉(zhuǎn)子關(guān)聯(lián)的直齒拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來糾正所有或部分上述缺點，同時示出可找到的構(gòu)造。具體地說，美國專利8，102, 093涉及一種具有12個直定子齒出個被纏繞，6個不被纏繞)的電機(jī)，其特性在于纏繞的齒為非纏繞的齒的至少兩倍寬。承載線圈的寬齒因此在特定條件下由于增強(qiáng)的磁導(dǎo)可最大化Km值。將齒寬度選擇為使得，由于齒之間的不等寬度而獲得殘余扭矩的第六諧波的最佳補(bǔ)償。這種結(jié)構(gòu)針對平衡的徑向力完美地符合對不帶電流的扭矩的減小的需要，使得線圈主體上的獨立繞組能夠按次序加至定子上，并導(dǎo)致滿意的性能水平。然而，如果使用恒定的軸向整體尺寸和直徑，則對本領(lǐng)域技術(shù)人員意外的是，在一些情況下，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不導(dǎo)致最佳結(jié)果，并且有益的是與現(xiàn)有技術(shù)提供的教導(dǎo)的相比，具有相等但更窄的齒，以優(yōu)化電機(jī)Km值。例如，即使必須減小定子的高度，當(dāng)使用更大的繞組線圈頭時，為了保持恒定的整體尺寸，與具有不同尺寸的12齒相比，就Km值而言通過具有等寬度的12窄齒而獲得更好的構(gòu)造，并且該齒寬度小于磁極節(jié)距的一半。
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)致力于提供上述問題的解決方案。更具體地說，本專利技術(shù)致力于提供單相或多相電動機(jī)，其包括:定子，其承載至少三個線圈并且由12x N個徑向延伸(即，垂直于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線)的直齒和從電動機(jī)中心在它們的端部測量的相等峰端散度α構(gòu)成，N為大于或等于I的整數(shù)；和轉(zhuǎn)子，其具有P對磁化磁極，使得P = 5+2x R，P不是三的整數(shù)倍，R為大于或等于O的整數(shù)，α在360° /(12χΝ)/3 與 360° /(12χΝ)/2 之間。優(yōu)選地，電動機(jī)的特征在于，兩個齒中有一個齒承載線圈。在替代形式方案中，電動機(jī)的特征在于，所有的齒均承載線圈。在特定實施例中，電動機(jī)具有安裝在以60°間隔開的齒上并且通常在小于或等于120°的齒距(Θ)上分布的三個線圈。如果想要更大程度地減小在不帶電流時的扭矩，則還可使用方法至少局部地減小齒之間的氣隙。定子結(jié)構(gòu)因此可修改為在高度的一部分上獲得飽和的頸部，或者增加一個或多個鐵磁環(huán)。因此，在特定實施例中，電動機(jī)具有定子，該定子由兩種不同的金屬板的堆疊而形成，其中相鄰的定子齒通過飽和的磁性頸部接觸第一類型的金屬板。在替代形式方案中，電動機(jī)具有插入到定子的齒與磁性轉(zhuǎn)子之間的徑向氣隙中的至少一個鐵磁環(huán)。還可考慮具有這樣的定子的電動機(jī)，所述定子具有形成適于容納鐵磁環(huán)的凹槽的兩種金屬板。根據(jù)另一可能的替代形式方案，電動機(jī)具有定子，所述定子具有在齒被纏繞之后被定位的外環(huán)，以提供磁性回路的閉合。關(guān)于轉(zhuǎn)子，根據(jù)優(yōu)選的替代形式方案，磁鐵是環(huán)形的，其具有對應(yīng)于徑向磁化作用而交替的磁極，或者至少與其靠近。在這種情況下，轉(zhuǎn)子內(nèi)接在定子中。然而，還可使用軸向類型的磁化作用的盤狀磁鐵，其中磁鐵隨后在徑向延伸的齒的上方回轉(zhuǎn)，其中線圈相對于磁鐵沿徑向凹陷。【附圖說明】當(dāng)解釋以下附圖時將能更好地理解本專利技術(shù):圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有12個延伸的齒的電機(jī)；圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有12個直齒(6個寬齒和6個窄齒)的電機(jī)；圖3示出了在第一實施例中的根據(jù)本專利技術(shù)的電機(jī)；圖4示出了在具有12個相等窄齒的電機(jī)中作為齒的寬度的函數(shù)的電機(jī)扭矩常數(shù)的理論變化，所述齒具有恒定的軸向整體尺寸；圖5示出了利用具有飽和的頸部(針對它們中的一些)的交替金屬板的在第二實施例中根據(jù)本專利技術(shù)的定子的剖視圖；圖6示出了在第一替代形式方案中的氣隙中利用鐵磁環(huán)的另一第二實施例中的根據(jù)本專利技術(shù)的定子的剖視圖；圖7示出了在利用第本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種單相或多相電動機(jī)，該電動機(jī)包括：定子，該定子承載至少三個線圈并且由12x?N個沿徑向延伸的直齒和從所述電動機(jī)的中心在所述直齒的端部處測量的相等峰端散度α構(gòu)成，N為大于或等于1的整數(shù)；和轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有P對磁化磁極，使得P＝5+2x?R，其中P不是三的整數(shù)倍，R為大于或等于0的整數(shù)，其特征在于，α處于360°/(12x?N)/3與360°/(12x?N)/2之間。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A·希庇亞斯，S·塔韋尼耶，S·比維斯，
申請(專利權(quán))人：動磁科技公司，
類型：發(fā)明
國別省市：法國;FR
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