專利名稱：具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機，特別是涉及一種具有多層轉(zhuǎn)子永磁組件與多層定子電樞鐵芯繞組組件構(gòu)造的永磁式旋轉(zhuǎn)電機及用途。
眾所周知，常規(guī)旋轉(zhuǎn)式電機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由一個轉(zhuǎn)子、一個定子、轉(zhuǎn)軸和通過內(nèi)置或配置于電機的通常電子電路構(gòu)成，永磁式電機的轉(zhuǎn)子由常規(guī)磁性材料組件與永磁材料組件固連而成，永磁組件面向定子電樞鐵芯，電樞鐵芯面向轉(zhuǎn)子的圓周表面設(shè)置有線圈繞組組件，從而構(gòu)成一個由基礎(chǔ)磁場和線圈繞組組成的電磁感應(yīng)系統(tǒng)。其工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)實驗現(xiàn)象，基本內(nèi)容為在一個具有N極和S極的基礎(chǔ)磁場系統(tǒng)中，導(dǎo)線(線圈)沿磁力線截面方向運動會產(chǎn)生感生電流，感生電動勢的大小視導(dǎo)線(線圈)在單位時間內(nèi)所掃過面積內(nèi)的磁通量變化率而定。反之，當通電導(dǎo)線(線圈)放置在磁場中時，磁通量的變化會使通電導(dǎo)線(線圈)產(chǎn)生定向運動，其運動方向可由右手定則判定。磁通量的變化率越大，導(dǎo)線(線圈)的感生電動勢越大，或通電導(dǎo)線(線圈)的定向運動量越大。在實際應(yīng)用中，運用前者原理可制作成發(fā)電機，運用后者原理可制作出電動機，兩者均可表述為一種可逆的電磁能與機械能轉(zhuǎn)換裝置，習慣上通稱電機。
常規(guī)的永磁旋轉(zhuǎn)式電機工作原理如下所述，在所述的附

圖1中電機轉(zhuǎn)子只有一層永磁組件，電樞鐵芯也只有一層繞組組件，P為電機轉(zhuǎn)子中N極或S極的磁極數(shù)，T為電樞鐵芯中線槽或齒的數(shù)量。
圖1是P＝2及T＝12P的常規(guī)旋轉(zhuǎn)式電動機的剖面圖。在圖1中，一個圓環(huán)形永久磁鐵組件3固定在由普通磁性材料制成的轉(zhuǎn)子2的外部圓周上，永久磁鐵組件3與轉(zhuǎn)子2一起繞旋轉(zhuǎn)軸1轉(zhuǎn)動。永久磁鐵組件3有四個交替的N和S極，四個磁極之間均相隔90°，電樞鐵芯4的齒6面對永久磁鐵組件3的磁極，每個齒在兩相鄰的繞組槽5之間形成。轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸1可旋轉(zhuǎn)地支撐在電樞鐵芯4上。因此，在電樞鐵芯4的齒6和永久磁鐵組件3的磁極之間的相對位置根據(jù)轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)而變化。
圖2表示所述圖1常規(guī)旋轉(zhuǎn)電動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的展開圖，它是沿X-X’和Y-Y’線進行展開的，在特征結(jié)構(gòu)分析時這些線成一行。電樞鐵芯4有24個繞組槽，即T＝24，從a到x，它們以等同的15°角相隔并且24個齒設(shè)置在兩相鄰的繞組槽之間，重疊繞組線圈A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、C1、C2、C3和C4被卷繞在從a到x的繞組槽內(nèi)。從A1繞到C4中的每個繞組線圈圍繞電樞鐵芯4的5個齒。也就是說，A1繞在繞組槽a和f內(nèi)，A2繞在繞組槽g和l內(nèi)，A3繞在繞組槽m和r內(nèi)，A4繞在繞組槽s和x內(nèi)。B1圍繞在繞組槽e和j內(nèi)，B2繞在繞組槽k和p內(nèi)，B3繞在繞組槽q和v內(nèi)，B4繞在繞組槽w和d內(nèi)。C1繞在繞組槽i和n內(nèi)，C2繞在繞組槽O和t內(nèi)，C3繞在繞組槽u和b內(nèi)，C4繞在繞組槽c和h內(nèi)。繞組線圈A1、A2、A3和A4串聯(lián)連接，從而形成第一相的繞組組A。繞組線圈B1、B2、B3和B4串聯(lián)連接，從而形成第二相的繞組組B。繞組線圈C1、C2、C3和C4串聯(lián)連接，從而形成第三相的繞組組C。繞組組A、B和C之間的相位差等于120°(電角度)，這里180°電角度等于永久磁鐵的360/2P的1極距。在圖1中，P＝2，所以180°電角度等于90°機械角度。因此，當提供三相電流給三相繞組組A、B和C時，便可獲得加速轉(zhuǎn)子2的扭矩。反之，當加速轉(zhuǎn)子2的扭矩便可在三相繞組組A、B和C中獲得三相交流電。但是，上述常規(guī)電機存在耗材多和功率比重量的指標低等缺點。
在近年的電機機術(shù)改進中如中國專利申請?zhí)?1109300.5，提供一種有效提高機械能——電能轉(zhuǎn)換效率及功率重量比的方案是將轉(zhuǎn)子2永磁極數(shù)P提高一至兩個數(shù)量級，磁極7按NS極交替排布時設(shè)計有特定的間距，使電樞鐵芯線圈繞組組件9相對轉(zhuǎn)子永磁組件3運動時橫掃過眾多NS極向交替反轉(zhuǎn)的密集變化表面磁場，使繞組線圈因磁通量變化率加大而獲得更大的感生電動勢。為進一步加大電機內(nèi)磁空間的磁通量變化率，配合這種眾多磁極間隔分布的轉(zhuǎn)子永磁組件3的磁路分布狀態(tài)，電樞鐵芯4中的線圈繞組方法相應(yīng)改變?yōu)槔@齒線圈，通過繞齒線圈在運行中激發(fā)的微磁極與轉(zhuǎn)子密集變化的表面磁場相互作用，使定子與轉(zhuǎn)子空間磁場進入磁極諧振狀態(tài)，從而達到提高機械能與電能轉(zhuǎn)換效率及電機功率重量比的雙重目的。
在上述這種眾多磁極間隔分布組成的轉(zhuǎn)子永磁組件3的磁路主要集中在轉(zhuǎn)子2面對電樞鐵芯4的表面，即環(huán)形永磁材料組件3的圓周表面，徑向占位較小。同樣，當定子電樞鐵芯4的線圈繞組方法改變?yōu)楸砻胬@齒布線方案時，該線圈繞組在電樞鐵芯與圓周表面的徑向占位也較小。所以，上述技術(shù)改進的結(jié)果是使電機電磁能與機械能的功能轉(zhuǎn)換空間區(qū)域集中在轉(zhuǎn)子與定子相對的一個圓環(huán)形帶，這就為在構(gòu)造上改變同一個電機中只設(shè)置一個轉(zhuǎn)子永磁組件和一個定子繞組組件的傳統(tǒng)設(shè)計方法創(chuàng)造了可行條件。本發(fā)明提出在同一個電機中設(shè)計多層轉(zhuǎn)子永磁組件及多層定子繞組組件的新結(jié)構(gòu)，乃基于上述轉(zhuǎn)子具有磁極密集間隔分布以及定子電樞鐵芯線圈沿圓周表面布線的結(jié)構(gòu)特點。
本發(fā)明的目的在于為了克服上述已有電機技術(shù)存在材耗多和功率/重量的比低的缺點；從而提供一種具有多層轉(zhuǎn)子永磁組件與多層定子繞組組件結(jié)構(gòu)的電機，并且結(jié)合轉(zhuǎn)子永磁組件磁極密集間隔分布及電樞鐵芯線圈沿線槽繞齒連續(xù)布線的結(jié)構(gòu)，使該電機與通常同數(shù)量級的體積重量、同數(shù)量級轉(zhuǎn)速的電機相比可以獲得更大的能量，并且提高電機的電磁能與機械能轉(zhuǎn)換效率。
本發(fā)明的目的之二是為市場提供一種體積小、功率/重量比大的高頻發(fā)電機，通過內(nèi)置或配置于電機的通常電子電路，可有效實現(xiàn)波形和頻率的多用途變換，使電子電路控制的多用途發(fā)電機適應(yīng)更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明的目的之三是為市場提供一種容易通過常規(guī)電子電路控制的高頻電動機，以適應(yīng)電動車及更多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Υ蠊β孰姍C的需求，從而提供一種高效實用的、具有多層轉(zhuǎn)子永磁組件及多層電樞鐵芯繞組組件的定子構(gòu)成的永磁式旋轉(zhuǎn)電機。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明提供的一種具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及多層組件結(jié)構(gòu)的定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機，包括轉(zhuǎn)子、定子、轉(zhuǎn)軸和內(nèi)置或配置于電機的常規(guī)電子電路；所述的永磁轉(zhuǎn)子組件3由P個N磁極與P個S磁極按m間距NS極交替排布組成，或由P個常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒8按m間距與同極向排布的P個永磁極7交替排布組成，P＝12-180；所述的電樞鐵芯組件9由繞齒或不繞齒的線圈繞組構(gòu)成，表面帶齒的電樞鐵芯組件9的齒數(shù)T＝2-36P，T為偶數(shù)；其特征在于所述的轉(zhuǎn)子2具有K層永磁組件3結(jié)構(gòu)，定子電樞鐵芯4具有K層繞組組件9結(jié)構(gòu)，每一層永磁轉(zhuǎn)子組件3與一層電樞鐵芯繞組組件9組成偶對，具有K層永磁組件的轉(zhuǎn)子可環(huán)繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，K＝2-20的正整數(shù)。
所述的一種具有K層轉(zhuǎn)子永磁組件3與K層電樞鐵芯繞組組件9的電機結(jié)構(gòu)，與常規(guī)電機結(jié)構(gòu)的不同之處是轉(zhuǎn)子永磁組件3和定子電樞鐵芯繞組組件9的數(shù)量，即在同一臺電機中可以有兩層或兩層以上，形成每一層轉(zhuǎn)子永磁組件3與一層電樞鐵芯繞組線圈組件9耦合為組件對的多層結(jié)構(gòu)電機。該電機轉(zhuǎn)子永磁組件3與電樞鐵芯繞組組件9在電機中沿轉(zhuǎn)軸(Z-Z’線)的結(jié)構(gòu)剖面示意圖，如圖3a所示；圖3a中有兩層永磁轉(zhuǎn)子組件3和兩層電樞鐵芯繞組組件9(最內(nèi)一層及最外一層為轉(zhuǎn)子永磁組件3)，中間一層環(huán)形電樞鐵芯組件內(nèi)外圓周兩面均為繞組組件9。該兩層結(jié)構(gòu)的電機相當于兩個大小不同的常規(guī)電機的組合，其沿X-X’線和Y-Y，線的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3b所示。圖4a和圖4b表示一種同樣具有兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3和兩層電樞鐵芯繞組組件9的電機，與圖3a和圖3b結(jié)構(gòu)不同的是最內(nèi)一層及最外一層為定子電樞鐵芯繞組組件9，中間一層環(huán)形轉(zhuǎn)子組件的內(nèi)外圓周兩面均為永磁組件3。該轉(zhuǎn)子組件與定子組件的多層偶合結(jié)構(gòu)可參照上述組件偶對的組合形式進一步推廣至3、4……層，圖5為一種4層轉(zhuǎn)子永磁組件與4層定子電樞鐵芯繞組組件偶合成4對組件對的結(jié)構(gòu)剖面視圖，圖6為一種5層轉(zhuǎn)子永磁組件與5層電樞鐵芯繞組組件對的結(jié)構(gòu)剖面視圖，所表示的是該多層結(jié)構(gòu)電機沿X-X’線和Y-Y’線的剖面視圖。
所述的轉(zhuǎn)子具有兩層或兩層以上的永磁組件3，其每層結(jié)構(gòu)特點為由P個S磁極與P個N磁極按特定m間距NS極交替排布排布組成，或由P個同極向排布的磁極按m間距與P個常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒交替排布組成，與常規(guī)電機不同的是，本發(fā)明電機轉(zhuǎn)子永磁組件3中的P為12-180的大數(shù)，因此轉(zhuǎn)子永磁組件3的表面磁場呈密集變化分布。以下對每一層轉(zhuǎn)子永磁組件3的結(jié)構(gòu)進行詳細說明常規(guī)P＝2的電機轉(zhuǎn)子永磁組件3在電機中的結(jié)構(gòu)剖面示意圖如圖1所示，其表面磁通量變化分布示意圖如圖7所示。本發(fā)明提供的一種P個N磁極和P個S磁極交替間隔排布的轉(zhuǎn)子永磁組件3的結(jié)構(gòu)，既可設(shè)計為背向轉(zhuǎn)軸(在只有一層轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)中為內(nèi)轉(zhuǎn)子)，如圖8a所示，P＝30，其沿X-X’軸和Y-Y’軸展開的結(jié)構(gòu)分布示意圖如圖8b所示，其表面磁通密度分布示意圖如圖8-c所示；也可設(shè)計為面向轉(zhuǎn)軸(在只有一層轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中為外轉(zhuǎn)子)，如圖9所示。本發(fā)明提供的另一種P個同極向排列的永磁極7與P個常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒8交替間隔排布的結(jié)構(gòu)，同樣可設(shè)計為背向轉(zhuǎn)軸，如圖10a和圖10b所示，亦可設(shè)計為面向轉(zhuǎn)軸，如圖11a和圖11b所示，示圖中P＝30。以上轉(zhuǎn)子的K層永磁組件3結(jié)構(gòu)示圖為突出磁極排布重點，僅列出一層的結(jié)構(gòu)排布，其它各層的結(jié)構(gòu)類同。
所述的一種由常規(guī)磁性材料與K層環(huán)形永磁組件3制作的轉(zhuǎn)子2，其每一層環(huán)形轉(zhuǎn)子永磁組件3由P個N磁極與P個S磁極按NS極交替間隔m排布而成，或由P個常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒8和P個同極向排布的永磁極7交替間隔m組成(兩個同極向排布磁極之間的轉(zhuǎn)子齒，由于磁通量密集分布可視作兩個同向磁極之間的一個反極向等效磁極，該同向磁極與轉(zhuǎn)子齒相間交替密集排布的結(jié)果，靜態(tài)時等效于N極和S極的交替排布)。永磁極的表面場強大于6000高斯。所述的轉(zhuǎn)子齒8和永磁極7沿Z線的結(jié)構(gòu)截面可以是扇性、矩形、梯形、半圓形或其它形狀。轉(zhuǎn)子齒8沿X線的平均寬度D1與永磁極7沿X線的平均寬度D2的關(guān)系為D1＝0.5-1.5D2。轉(zhuǎn)子齒8及永磁極7的高度H(沿Y線)與電機該層組件偶對的設(shè)計功率W相關(guān)，一般選取的經(jīng)驗參考數(shù)據(jù)為W≤10kw時H＝0.5-5mm，W＝10～200kw時H＝1.5-15mm，W≥200kw時H＝3-50mm。所述的磁極之間或轉(zhuǎn)子齒與磁極之間的m間距與P的選擇數(shù)相關(guān)，該間距m在不同層的轉(zhuǎn)子組件3中可以有不同的寬度，在實用設(shè)計中，一般選擇間距m與轉(zhuǎn)軸1軸心形成的夾角θ作為基準，θ＝0.1-2(360°/2P)機械角度。
根據(jù)本發(fā)明提供的一種多層轉(zhuǎn)子永磁組件3的表面磁場結(jié)構(gòu)，為更有效地適應(yīng)其動態(tài)運行磁場分布，電樞鐵芯繞組組件9既可以采用無齒線圈繞組結(jié)構(gòu)，也可以采用更高效的繞齒線圈繞組方法。在面對轉(zhuǎn)子2的電樞鐵芯4圓周表面中，可設(shè)置T個線槽5間的齒6，線槽5或齒6的數(shù)量設(shè)置以電機轉(zhuǎn)子2齒數(shù)或磁極數(shù)P為基準，T＝2～36P，T為偶數(shù)。例如選擇P＝20，T＝120。齒6沿Z線的截面形狀可以是矩形、T形或其它形狀。沿電樞鐵芯圓周表面X-X’線和Y-Y’線的齒向，可以是沿Y軸的直形齒，也可以是沿Y軸傾斜小于15°機械角度的斜形齒。
所述的一種與常規(guī)電機線槽繞組結(jié)構(gòu)不同的繞齒線圈繞組，其特征首先是電樞鐵芯4的線槽5和齒6的作用功能不同。常規(guī)電機的布線結(jié)構(gòu)為線槽5的作用用于放置成組的繞組線圈，通過連接線把不同槽的線圈串聯(lián)相連成同一相的繞組。本發(fā)明的一種與轉(zhuǎn)子永磁組件表面磁場密集變化分布相適應(yīng)的繞組結(jié)構(gòu)為線槽5的作用并非用于放置成組的繞組線圈，而是作為環(huán)繞齒6布線的通道，繞組線圈的導(dǎo)線環(huán)繞n個齒沿電樞鐵芯4的圓周表面連續(xù)布線形成線圈繞組組件9，n為小于T的正整數(shù)。在繞齒線圈與磁極7的相對運動中，有效切割磁力線的是繞齒線圈在槽中的線段。由于線圈的特點是環(huán)繞齒布線并且齒數(shù)T為大數(shù)，由此帶來多種多樣的繞齒布線結(jié)構(gòu)，例如既可繞齒沿電樞鐵芯4圓周表面布線形成繞組，亦可繞齒形成線圈后再將不同齒的若干個繞齒線圈串聯(lián)形成同一相繞組。
本發(fā)明所述的一種最簡單的單相繞組環(huán)繞齒沿電樞鐵芯4圓周連續(xù)布線結(jié)構(gòu)，如圖12-a所示，表示的是該繞組沿X-X’線和Y-Y’線的展開示圖。線圈導(dǎo)線環(huán)繞齒6連續(xù)布線的特點為繞齒1/2圈、再沿下一個齒反向繞齒1/2圈，當繞組導(dǎo)線環(huán)電樞鐵芯4圓周繞滿一周回到始點槽時，可繼續(xù)繞第2、3……周，直到線槽口繞滿線或已達到所設(shè)計線圈匝數(shù)為止，線圈匝數(shù)和感生電動勢的正比關(guān)系與常規(guī)電機的倍增原理相同。
本發(fā)明的一種兩相繞組環(huán)繞齒6沿電樞鐵芯4圓周的連續(xù)布線結(jié)構(gòu)展開圖，如圖12-b所示，特點為線圈導(dǎo)線繞齒3/4圈、相隔兩個槽(或3個齒)再同向繞齒3/4圈沿電樞鐵芯4圓周表面連續(xù)布線形成線圈繞組。
本發(fā)明提供的一種三相繞組環(huán)繞齒6沿電樞鐵芯4圓周的連續(xù)布線結(jié)構(gòu)展開圖，如圖12-c所示，特點為線圈導(dǎo)線繞齒3/4圈、相隔4個槽(或5個齒)再同向繞齒3/4圈沿電樞鐵芯4圓周表面連續(xù)布線形成線圈繞組。如此類推組成多相電機的線圈繞組。
所述的繞組線圈結(jié)構(gòu)還包括一種兩根、三根或N根線繞組環(huán)繞齒沿電樞鐵芯4圓周的連續(xù)布線結(jié)構(gòu)，其展開圖如圖13、14所示。其中雙線并行沿電樞鐵芯4圓周表面繞齒6形成單相繞組的連續(xù)布線結(jié)構(gòu)展開圖，如圖13所示；雙線并行沿電樞鐵芯4圓周表面繞齒6形成雙相繞組的連續(xù)布線結(jié)構(gòu)展開圖，如圖14所示，如此類推形成N線并行繞齒的多相線圈繞組，N一般為2-30的正整數(shù)。
本發(fā)明所述的繞組線圈還包括另一種繞齒線圈串聯(lián)繞組結(jié)構(gòu)如圖15所示，其中導(dǎo)線環(huán)繞某個齒6繞L圈形成該繞齒線圈，與相隔G個齒的若干個同樣繞齒線圈串聯(lián)形成同一相線圈繞組。該串聯(lián)線圈繞組結(jié)構(gòu)與常規(guī)電機的線槽線圈串聯(lián)形成繞組的原理相同，如此類推組成多相繞組。所述的L＝1-200，G為0或小于T的正整數(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)點在于由于本發(fā)明的電機采用了多層轉(zhuǎn)子永磁組件與多層定子繞組線圈組件的新結(jié)構(gòu)，有效地利用了常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子及定子中潛在的能量轉(zhuǎn)換空間，使其輸出能量一般比同樣材耗的常規(guī)電機要大得多，一般而言，采用雙層組件耦合結(jié)構(gòu)的電機的功率重量比一般比常規(guī)電機大60％以上，采用三對組件對以上耦合結(jié)構(gòu)的電機的功率重量比一般比常規(guī)電機大100％以上。由于本電機的磁極數(shù)及等效反向磁極數(shù)(轉(zhuǎn)子齒數(shù))P遠比常規(guī)電機高出一至兩個數(shù)量級，因此運用本發(fā)明的發(fā)電機在同樣的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速情況下，在線圈繞組兩端輸出的是頻率比常規(guī)電機高出一至兩個數(shù)量級的高頻交流電，此輸出電流頻率特征與常規(guī)輸出50周的發(fā)電機有所不同。例如當某層轉(zhuǎn)子永磁組件3的磁極數(shù)2P＝60，電機轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分(50轉(zhuǎn)/秒)時，輸出的是頻率為1500周的交流電，從而有效適應(yīng)很多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω哳l電流和特殊波形電流的需求。實用時如非應(yīng)用高頻交流電，可通過內(nèi)置或外配的電路，通過整流、濾波、變頻等常規(guī)電子電路方法變換為實用所需的直流、方波、正弦波或其它任意頻率及波形的電流，降低獲得非常規(guī)50周交變電流的配屬儀器制作成本。
與常規(guī)50周頻率的電機相比，由于本發(fā)明電機的內(nèi)置轉(zhuǎn)子磁極數(shù)P和電樞鐵芯齒數(shù)T均高出一至兩個數(shù)量級，可以通過繞組布線的不同方法形成比常規(guī)電機更豐富多彩的相位分布，為電子電路控制電機運行狀態(tài)提供了更簡單實用的眾多控制方案，這一電機控制方向是近年電動車研制技術(shù)的熱點。
下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明進行詳細的說明圖1是P＝2、T＝12 P的常規(guī)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)式電動機的結(jié)構(gòu)剖面簡2表示對圖1中常規(guī)電動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的展開3a和圖3b表示一種兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3和兩層電樞鐵芯繞組線圈組件9構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖3a表示該電機沿Z-Z’線的剖面結(jié)構(gòu)示圖，圖3b表示該電機沿X-X’線和Y-Y’線的剖面結(jié)構(gòu)示圖，最內(nèi)一層和最外一層為轉(zhuǎn)子永磁組件3。
圖4a和圖4b表示另一種兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3和兩層電樞鐵芯繞組線圈組件9構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖4a表示該電機沿Z-Z’線的剖面結(jié)構(gòu)示圖意，圖4b表示該電機沿X-X’線和Y-Y’線的剖面結(jié)構(gòu)示圖，最內(nèi)一層和最外一層為定子電樞鐵芯繞組組件9。
圖5表示一種4層轉(zhuǎn)子永磁組件3與4層電樞鐵芯繞組線圈組件9構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機剖面結(jié)構(gòu)示意圖，重點示意該電機沿X-X’線和Y-Y’線的剖面結(jié)構(gòu)，最內(nèi)一層及最外一層為定子電樞鐵芯繞組組件9。
圖6表示一種5層轉(zhuǎn)子永磁組件3與5層電樞鐵芯繞組線圈組件9構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機剖面結(jié)構(gòu)示意圖，重點示意該電機沿X-X’線和Y-Y’線的剖面結(jié)構(gòu)，最內(nèi)一層為轉(zhuǎn)子永磁組件3，最外一層為定子電樞鐵芯繞組組件9。
圖7表示常規(guī)P＝2的電機轉(zhuǎn)子永磁組件3的磁通密度分布示意圖，圖中縱軸表示磁通密度，橫軸360°表示電機轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)一周的機械角度。
圖8a為本發(fā)明提供的一種由P個N磁極與P個S磁極形成環(huán)形轉(zhuǎn)子永磁組件3在旋轉(zhuǎn)電機中的剖面分布示意圖，2P＝60。圖中轉(zhuǎn)子永磁組件3僅標列90°機械角度15個磁極的交替排布，其余270°機械角度的磁極排布相同，重點示意轉(zhuǎn)子永磁組件3中N磁極與S磁極交替間隔排布的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子永磁組件背向轉(zhuǎn)軸1。
圖8b為圖8a方案設(shè)計的電機沿X-X’線和Y-Y’線的展開示意圖，重點示意轉(zhuǎn)子永磁組件3中的磁極NS交替間隔排列的特點和結(jié)構(gòu)。圖中轉(zhuǎn)子永磁組件3僅標列磁極7在兩側(cè)的排列，示意每6°機械角度設(shè)置一個永磁極，中間空白未標列部分的磁極排布情況相同。圖中N和S表示永磁極的磁極向。
圖8-c為圖8a方案設(shè)計的電機中轉(zhuǎn)子永磁組件3表面的磁通密度分布示意圖，圖中縱軸表示磁通密度，橫軸360°表示電機轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)一周的機械角度。
圖9為本發(fā)明提供的一種由P個N磁極與P個S磁極形成環(huán)形轉(zhuǎn)子永磁組件3在電機中的結(jié)構(gòu)剖面簡圖，P＝30，重點示意轉(zhuǎn)子永磁組件3NS極交替間隔排布的結(jié)構(gòu)特點，轉(zhuǎn)子永磁組件3面向轉(zhuǎn)軸1。
圖10-a和圖10-b為本發(fā)明提供的一種由P個同極向排列的永磁極7與P個常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒8交替間隔排布在電機中的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，P＝30。圖中僅標列出單層轉(zhuǎn)子永磁組件3背向轉(zhuǎn)軸1的結(jié)構(gòu)排布(當轉(zhuǎn)子組件3只有一層時為通常所稱的內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu))。
圖11a和圖11b為本發(fā)明提供的一種由P個同極向排列的永磁極與P個常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒交替間隔排布在電機中的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，P＝30。圖中僅標列出單層轉(zhuǎn)子永磁組件3面向轉(zhuǎn)軸1的結(jié)構(gòu)排布(當轉(zhuǎn)子組件3只有一層時為通常所稱的外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu))。
圖12a、b、c所示的是線圈導(dǎo)線沿電樞鐵芯4圓周表面的線槽5和齒6進行繞齒布線的一種示意結(jié)構(gòu)，所表示的是該繞組沿X-X’線和Y-Y’線的展開示圖，圖10中A-A’為單相繞組的兩端，圖11中A-A’、B-B’為兩相繞組的兩端，圖12中A-A’、B-B’、C-C’為三相繞組的兩端。
圖13和圖14所示的是線圈導(dǎo)線雙線并行沿電樞鐵芯4圓周表面的線槽5進行繞齒6布線形成單相和雙相線圈繞組的一種示意結(jié)構(gòu)，所表示的是該繞組沿X-X’和Y-Y’的展開示圖。
圖15所示的是兩個不同的繞齒線圈串聯(lián)形成同一相線圈繞組的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖面說明如下1-轉(zhuǎn)軸2-轉(zhuǎn)子3-轉(zhuǎn)子環(huán)形永磁組件4-定子電樞鐵芯5-電樞鐵芯線槽6-電樞鐵芯表面齒7-永磁極單體 8-轉(zhuǎn)子圓周表面齒9-電樞鐵芯環(huán)形繞組組件A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、C1、C2、C3和C4---重疊繞組線圈實施例1按圖3a和圖3b制作一臺具有兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3和兩層電樞鐵芯繞組組件9的發(fā)電機，該電機最內(nèi)一層和最外一層均為轉(zhuǎn)子永磁組件3，設(shè)置在兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3中間層的是雙面電樞鐵芯繞組組件9，分別形成兩對組件偶對，等效于一個內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和一個外轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)部組合。該電機轉(zhuǎn)子永磁組件3面向電樞鐵芯繞組組件9的圓周上設(shè)置有30個常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒8，轉(zhuǎn)子齒8的齒與齒之間交替排布有30塊釹鐵硼單體7，轉(zhuǎn)子齒8和釹鐵硼磁極7之間的間距m與轉(zhuǎn)軸1的交角θ＝0.5°機械角度，其寬度由該層環(huán)形轉(zhuǎn)子永磁組件的半徑?jīng)Q定，30個磁極單體7與常規(guī)磁性材料制作的30個轉(zhuǎn)子齒8交替均勻分布固連在一體組成該層永磁轉(zhuǎn)子組件3，永磁材料單體7的N極全部面向電樞鐵芯繞組組件9。其中永磁單體7沿旋轉(zhuǎn)軸1方向的長度與常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒8的長度相同，其截面為矩形，厚度1mm，轉(zhuǎn)子齒8寬度為永磁極7寬度的0.9，磁極單體7的表面磁場強度為7500高斯，設(shè)計電機功率為3000瓦左右。本實施例中的電樞鐵芯繞組組件9表面的齒6為矩形齒，齒數(shù)T＝180，齒寬與線槽寬相同，環(huán)繞齒布線的線圈繞組方法見附圖12-a。該電機當輸入3000轉(zhuǎn)/分的扭矩時，可在兩層電樞鐵芯組件的兩個單相繞組兩端獲得輸出1500周交流電，其輸出電壓取決于電樞鐵芯繞組組件9的繞齒線圈繞組匝數(shù)，兩個單相繞組可實施并聯(lián)組合。用本實施例制作出的發(fā)電機，通過內(nèi)置或配置于電機的常規(guī)電子電路，機械能和電能的轉(zhuǎn)換效率一般可制作至88％以上，與同樣材耗的常規(guī)電機相比，功率體積比和功率重量比均可達到常規(guī)電機的1.6倍以上。
實施例2本實施例提供一臺同樣具有兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3和兩層電樞鐵芯繞組組件9的旋轉(zhuǎn)式單相發(fā)電機，轉(zhuǎn)子永磁組件3的磁極7與轉(zhuǎn)子永磁組件的表面齒8的排列結(jié)構(gòu)和相關(guān)基本數(shù)據(jù)，以及電樞鐵芯繞組組件9的表面齒數(shù)T、電樞鐵芯表面齒6形狀和繞齒布線方式均與實施例1相同，只是轉(zhuǎn)子環(huán)形永磁組件3設(shè)置在內(nèi)外層電樞鐵芯繞組組件9的中間層，中間層兩面均為轉(zhuǎn)子永磁組件3，分別面向最外層及最內(nèi)層的電樞鐵芯繞組組件9，如圖4a-b所示。本實施例亦可達到實施例1所述的效果。
實施例3在另一種運用本發(fā)明的多層組件結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)電動機常規(guī)實施例中，以實施例1所述的兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3與兩層電樞鐵芯繞組組件9構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)電機為基礎(chǔ)，通過電子開關(guān)線路為電樞鐵芯4的兩個并聯(lián)單相繞組兩端提供波形特征與之相適應(yīng)的1500周交流電源，使具有兩層永磁組件3結(jié)構(gòu)的電機轉(zhuǎn)子2獲得扭矩。
運用本實施例制作出的高頻電動機，其電能與機械能的轉(zhuǎn)換效率一般可制作至88％以上，重量比功率一般可達2-5kg/kw，功率重量比和功率體積比均可達到常規(guī)電動機的1.6倍以上。
實施例4在一種常規(guī)運用本發(fā)明的多層組件結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)電動機實施例中，以實施例2所述的兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3與兩層電樞鐵芯繞組組件9構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)電機為基礎(chǔ)，通過電子開關(guān)線路為電樞鐵芯4的兩個并聯(lián)單相繞組兩端提供波形特征與之相適應(yīng)的1500周交流電源，使具有兩層永磁組件3結(jié)構(gòu)的電機轉(zhuǎn)子2獲得扭矩。
運用本實施例亦可達到實施例3所述的效果。
實施例5在一種運用本發(fā)明原理的多層組件結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)式兩相發(fā)電機實施例中，采用兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3與兩層電樞鐵芯繞組組件9組合的兩對組件偶對形式，中間層兩面均為電樞鐵芯繞組組件9，分別面對最外層及最內(nèi)層的轉(zhuǎn)子永磁組件3，如圖3a和圖3b所示。轉(zhuǎn)子永磁組件3面向電樞鐵芯繞組組件9的圓周表面設(shè)置有56個磁極7，28個N磁極與28個S磁極NS交替間隔排布組成環(huán)形永磁材料組件3，電樞鐵芯繞組組件9圓周表面的雙相繞組方法見附圖12-b。
本實施例組件層的有關(guān)數(shù)據(jù)選取設(shè)計電機功率為50Kw，電樞鐵芯繞組組件9圓周表面設(shè)置有T形齒6，齒數(shù)T＝112。轉(zhuǎn)子永磁組件3中的磁極7沿旋轉(zhuǎn)軸1方向的截面為梯形，窄邊為寬邊的62％，厚度H為2.5mm。永磁極的表面磁場強度為8500高斯。永磁極7之間排布的間距m與轉(zhuǎn)軸1的交角θ＝0.8°機械角度，其寬度由該層轉(zhuǎn)子永磁組件3的圓周半徑?jīng)Q定。56個永磁極沿電機轉(zhuǎn)子永磁組件3圓周表面NS極交替均勻分布，面向轉(zhuǎn)軸1的轉(zhuǎn)子永磁組件3中的梯形永磁極7，其寬邊與常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子組件的內(nèi)圈固連；背向轉(zhuǎn)軸1的轉(zhuǎn)子永磁組件3中的梯形永磁極7，其窄邊與常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子組件的外圈固連。
該電機當輸入3000轉(zhuǎn)/分的扭矩時，可在兩層電樞鐵芯繞組組件9的兩個繞組兩端分別獲得兩相輸出1400周交流電，其相位分布由繞組在電樞鐵芯的分布方位而定，其輸出電壓取決于電樞鐵芯繞組組件9的繞齒線圈繞組匝數(shù)，用本方法制作出的發(fā)電機，機械能與電能的轉(zhuǎn)換效率一般可制作至88％以上，與同樣材耗的常規(guī)電機相比，功率體積比和功率重量比均可達到常規(guī)電機的1.6倍以上。
實施例6本實施例提供一臺同樣具有兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3和兩層電樞鐵芯繞組組件9的旋轉(zhuǎn)式兩相發(fā)電機，轉(zhuǎn)子永磁組件3的磁極7的排列結(jié)構(gòu)和相關(guān)基本數(shù)據(jù)，以及電樞鐵芯繞組組件9的表面齒數(shù)T、齒6形狀均與實施例5相同，只是轉(zhuǎn)子環(huán)形永磁組件3設(shè)置在內(nèi)外層電樞鐵芯繞組組件9的中間層，中間層兩面均為轉(zhuǎn)子永磁組件3，分別面向最外層及最內(nèi)層的電樞鐵芯繞組組件9。兩相繞組選用雙線并行繞齒的方法，其展開圖如附圖14所示。在并行繞齒的兩組同相線圈繞組中，分別將A2與A1’相連，B2與B1’相連，兩相繞組輸出端分別為A1A2’和B1B2’。
本方法實施例亦可達到實施例5所述的效果。
實施例7在另一種常規(guī)運用本發(fā)明的多層組件結(jié)構(gòu)兩相旋轉(zhuǎn)電動機實施例中，對實施例5所述的兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3與兩層電樞鐵芯繞組組件9偶合的旋轉(zhuǎn)電機，通過電子開關(guān)線路為電樞鐵芯4的兩個兩相繞組提供1400周的交流電源，該兩相電源的相位分布應(yīng)與實施例5的電機設(shè)計特征相匹配，使具有兩層永磁組件3結(jié)構(gòu)的電機轉(zhuǎn)子2獲得扭矩。
運用本實施例的電動機，其電能與機械能的轉(zhuǎn)換效率一般可制作至88％以上，重量比功率一般可達2-5kg/kw，功率體積比和功率重量比均可達到常規(guī)電動機的1.6倍以上。
實施例8在又一種運用本發(fā)明的多層組件結(jié)構(gòu)兩相旋轉(zhuǎn)電動機常規(guī)實施例中，對實施例6所述的兩層轉(zhuǎn)子永磁組件3與兩層電樞鐵芯繞組組件9偶合的旋轉(zhuǎn)電機，通過電子開關(guān)線路為電樞鐵芯4的兩個兩相繞組提供1500周的交流電源，該兩相電源的相位分布應(yīng)與實施例6的電機設(shè)計特征相匹配，使具有兩層永磁組件3結(jié)構(gòu)的電機轉(zhuǎn)子2獲得扭矩。
運用本實施例的電動機，亦可達到實施例7所述的效果。
實施例9在一種常規(guī)運用本發(fā)明多層組件結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機實施例中，采用圖6所示具有5層轉(zhuǎn)子永磁組件3與5層電樞鐵芯繞組組件9偶合的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，最外一層為轉(zhuǎn)子永磁組件3，最內(nèi)一層為電樞鐵芯繞組組件9，中間相間有兩層雙面轉(zhuǎn)子永磁組件3及兩層雙面電樞鐵芯繞組組件9。電機轉(zhuǎn)子永磁組件3的圓周表面設(shè)置有齒8，齒與齒之間相隔有永磁極7，永磁極的極向排列全部為同向，其單層組件對的結(jié)構(gòu)剖面示意圖見附圖10和圖11，繞組方法見附圖15。
本實施例的有關(guān)數(shù)據(jù)選取設(shè)計電機功率為200kw左右。電樞鐵芯繞組組件9設(shè)置有264個矩形齒6，齒6與線槽5的寬度相同。轉(zhuǎn)子永磁組件3的轉(zhuǎn)子齒8的齒數(shù)和永磁極數(shù)均為P＝44，永磁極7沿旋轉(zhuǎn)軸1方向的長度與轉(zhuǎn)子齒8相同，截面為扇形，扇形截面的短弧邊為長弧邊的0.618，厚度11mm。轉(zhuǎn)子齒8的截面形狀大小與永磁極7相同。永磁材料的表面磁場強度為9000高斯，轉(zhuǎn)子齒8和永磁極7的間距m與轉(zhuǎn)軸1的夾角θ＝0.4°機械角度，其寬度由該層環(huán)形轉(zhuǎn)子永磁組件3的半徑?jīng)Q定。44個永磁極7與44個轉(zhuǎn)子齒8沿電機轉(zhuǎn)子永磁組件3的圓周表面交替均勻分布，面向轉(zhuǎn)軸1的轉(zhuǎn)子永磁組件3中的扇形磁極7，其長弧邊與普通磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒組件的內(nèi)圈固連；背向轉(zhuǎn)軸1的轉(zhuǎn)子永磁組件3中的扇形磁極7，其短弧邊與普通磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒組件的外圈固連。
當電機輸入2400轉(zhuǎn)/分的扭矩時，可在5層電樞鐵芯繞齒線圈繞組中獲得5組輸出1760周交流電，每一層繞組的分組相位分布由該層繞齒線圈的分組串聯(lián)組合方式而定，其輸出電壓取決于電樞鐵芯繞組組件9圓周表面的繞齒線圈匝數(shù)。用本方法制作出的高頻發(fā)電機，機械能和電能的轉(zhuǎn)換效率一般可制作至88％以上，與同樣材耗的常規(guī)電機相比，能量體積比和能量重量比均可達到常規(guī)電機的2倍以上。
實施例10在又一種運用本發(fā)明多層組件結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電動機常規(guī)實施例中，對實施例9所述的5層轉(zhuǎn)子永磁組件3與5層電樞鐵芯繞組組件9偶合的旋轉(zhuǎn)電機，通過電子開關(guān)線路為電樞鐵芯4的5層組件繞組提供1760周的交流電源，該驅(qū)動電源的相位分布應(yīng)與本實施例的電機線圈繞組設(shè)計分組特征相匹配，使具有5層永磁組件3結(jié)構(gòu)的電機轉(zhuǎn)子2獲得扭矩。
運用本原理方法制作出的電動機，電能與機械能的轉(zhuǎn)換效率一般可制作至88％以上，功率體積比和功率重量比均可超過常規(guī)電機的100％以上。
權(quán)利要求
1.一種具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機，包括轉(zhuǎn)子(2)、定子(10)、轉(zhuǎn)軸(1)和內(nèi)置或配置于電機的常規(guī)電子電路；所述的永磁轉(zhuǎn)子組件(3)由P個N磁極與P個S磁極按m間距NS極交替排布組成，或由P個常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒(8)按m間距與同極向排布的P個永磁極(7)交替排布組成，P＝12-180；所述的電樞鐵芯組件(9)由繞齒或不繞齒的線圈繞組構(gòu)成，表面帶齒的電樞鐵芯組件(9)的齒數(shù)T＝2-36P，T為偶數(shù)；其特征在于所述的轉(zhuǎn)子(2)具有K層永磁組件(3)結(jié)構(gòu)，定子(10)電樞鐵芯(4)具有K層繞組組件(9)結(jié)構(gòu)，每一層永磁轉(zhuǎn)子組件(3)與一層電樞鐵芯繞組組件(9)組成偶對，具有K層永磁組件的轉(zhuǎn)子(2)環(huán)繞轉(zhuǎn)軸(1)，K＝2-20的正整數(shù)。
2.按權(quán)利要求1所述的一種具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于所述的磁極按NS極交替排布或同極向磁極與轉(zhuǎn)子齒交替排布的間距m，與磁極數(shù)或轉(zhuǎn)子齒數(shù)P相關(guān)，m與轉(zhuǎn)軸軸心形成的交角θ與P的關(guān)系為θ＝0.1-2(360°/2P)機械角度。
3.按權(quán)利要求2所述的一種具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于所述的永磁極和轉(zhuǎn)子齒，其沿轉(zhuǎn)軸方向的截面形狀可以是扇形、矩形、梯形、半圓形或其它形狀，轉(zhuǎn)子齒平均寬度D1與永磁極平均寬度D2的關(guān)系為D1＝0.5～1.5D2。
4.按權(quán)利要求2所述的一種具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于所述的永磁極及轉(zhuǎn)子齒，其沿轉(zhuǎn)子組件圓周徑向的高度H與該層組件偶對的設(shè)計功率W有關(guān)，當W≤10kw時H＝0.5～5mm，W＝10～200kw時H＝1.5～15mm，W＞200kw時H＝3～50mm。
5.按權(quán)利要求1所述的一種具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于所述的具有k層電樞鐵芯繞組組件的定子，其每層繞組組件由帶齒或不帶齒的電樞鐵芯環(huán)形組件與繞齒或不繞齒的線圈繞組組成，線圈導(dǎo)線沿電樞鐵芯環(huán)形組件的圓周表面布線形成繞組。
6.按權(quán)利要求5所述的一種具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于所述表面帶齒的電樞鐵芯組件的環(huán)形圓周表面設(shè)置有T＝2～36P個相間于線槽之間的齒，T為偶數(shù)，齒沿轉(zhuǎn)軸的截面形狀是矩形、T型或其它形狀，其齒向沿轉(zhuǎn)軸平行線方向是0°機械角度，或是呈小于15°的機械角度。
7.按權(quán)利要求5或6所述的一種具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于所述表面帶齒的電樞鐵芯繞組線圈是采用一根或N根導(dǎo)線并行同步沿線槽環(huán)繞齒連續(xù)布線，其方式為繞齒Q圈、相隔n個齒再繞齒Q圈沿電樞鐵芯圓周表面連續(xù)布線形成線圈繞組，其中N為2-30根，Q＝1/2、3/4或正整數(shù)與1/2或3/4的和數(shù)，n為0或小于T的正整數(shù)，N根線圈導(dǎo)線并行同步繞齒布線按并聯(lián)、串聯(lián)或交叉組合聯(lián)接。
8.按權(quán)利要求5或6所述的一種具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于所述表面帶齒的電樞鐵芯繞組線圈，是線圈導(dǎo)線環(huán)繞齒L圈形成T個獨立繞組線圈后，再將相隔G個齒的不同繞齒線圈串聯(lián)形成同一相繞組或多相繞組，L為1-200，G為0或小于T的正整數(shù)。
9.按權(quán)利要求1所述的一種具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于所述的具有K層永磁組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子與具有K層電樞鐵芯繞組組件結(jié)構(gòu)的定子組成的旋轉(zhuǎn)電機，最外層或最內(nèi)層是永磁轉(zhuǎn)子組件，或是電樞鐵芯繞組組件。
10.一種權(quán)利要求1所述的具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機的應(yīng)用，其特征在于所述的具有K層永磁組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子與具有K層電樞鐵芯繞組組件結(jié)構(gòu)的定子組成的旋轉(zhuǎn)電機作為發(fā)電機和電動機的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有多層組件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子及定子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機和用途,該電機包括:轉(zhuǎn)子設(shè)置有K層永磁組件,該永磁組件由2P個磁極按NS極交替間隔排布組成,或由P個同極向磁極與P個常規(guī)磁性材料制作的轉(zhuǎn)子齒交替間隔排布組成。定子設(shè)置有K層電樞鐵芯繞組組件,線圈導(dǎo)線沿電樞鐵芯面向轉(zhuǎn)子永磁組件的圓周表面連續(xù)布線形成繞組,K=2－20的正整數(shù)。通過內(nèi)置或配置于電機的常規(guī)電子電路,該電機可獲得效率在88%以上的電能和機械能雙向控制轉(zhuǎn)換。
文檔編號H02K1/27GK1377116SQ01110008
公開日2002年10月30日 申請日期2001年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月23日
發(fā)明者劉粵榮 申請人:劉粵榮