專利名稱：模塊化可控磁通量永磁式電機的制作方法
技術領域：
本實用新型一般涉及電機，如電動機、交流發(fā)電機、發(fā)電機等。更具體地說，本實用新型涉及永磁式電機的模塊化組件和磁通量控制組件，上述模塊化組件具有帶內部永久磁鐵的轉子組件。
背景技術：
利用永久磁鐵的電磁機器的一種限制是永久磁鐵提供恒定不變的磁通量，該恒定不變的磁通量不一定相應于所預計的電磁機器工作條件的最理想的通量。這種限制在電磁機器可能以非常不同的工作模式工作的情況下特別重要。例如，恒定不變的磁通量限制在些洗衣機應用中特別重要，在這些應用中電機是以高速/低轉矩工作模式(比如，在洗衣機的旋轉期間)和以低速/高轉矩的工作模式工作。
在過去和在使上述恒定磁通量限制的副作用減至最低的努力中，制定了許多折衷方案。例如，在洗衣機等應用中，預計電機是以高速/低轉矩模式工作，電機常常被設計成在每個相繞組中具有最少的繞組匝數(shù)。盡管利用這種最少匝數(shù)會保證理想的以高速/低轉矩模式工作，但如果電機以高轉矩/低速模式工作產(chǎn)生問題，因為電機以這種模式的有效運轉要求在電機繞組中產(chǎn)生比較大的電流。為了提供這種電流，驅動電機的功率器件，如變換器必須足夠大，以便處理這種大電流，結果造成變換器費用和復雜性增加。
美國專利5,530,307公開了一種用于動態(tài)調節(jié)無刷永磁電機中磁通量的解決方案，以便電機可以用不同的工作模式工作，并且可以優(yōu)化驅動電機的變換器費用和復雜程度。該美國專利被整體引入作為參考。所公開的解決方案能用常規(guī)設計的變換器完成電機的相轉換。
在本申請的圖1中，示出了一種在美國專利5,530,307中所公開的無刷永磁電機的部件10。部件10包括轉子組件20和磁通量控制組件40。轉子組件20設置在電機的定子組件(未示出)內，并包括轉子軸22，所述轉子軸22具有多個安裝于其上的層疊式轉子疊片24。各轉子疊片24形成多個向外的凸極26a，26b。永久磁鐵30a，30b磁附著在轉子疊片24上。永久磁鐵30a，30b是細長的長面包形狀。磁鐵的第一弓形表面磁附著到各疊片24上。磁附著產(chǎn)生這樣的交替轉子組件，其中由轉子疊片24所形成的每個極26a，26b現(xiàn)在是相同類型的極。例如，由轉子疊片24所形成的所有極26a，26b可以都是南(S)極，而轉子組件20的北(N)極由對應的磁鐵30a，30b形成。
磁通量控制組件40用來控制耦合在電機的轉子組件20和定子組件之間的磁通量。磁通量控制組件40包括磁裝配夾具42，線圈44，籠50和支腿52a，52b。磁裝配夾具42通過附著件48附著到電機的一個端壁(未示出)上，線圈44安裝在磁裝配夾具42上。因此，線圈44圍繞轉子軸22裝配，以便以它們之間形成一個氣隙(看不到)?；\50是管狀，并且圍繞磁裝配夾具42和線圈44設置。在裝配夾具42和管狀籠50的內徑之間形成另一個氣隙G3。
籠50上的支腿52a，52b延伸轉子組件20疊片組的長度。支腿52a，52b具有弓形外表面54和弓形內表面，上述弓形外表面54面向定子組件，而上述弓形內表面磁附著到永久磁鐵30a，30b的第二表面34上。隨著支腿52a，52b附著到永久磁鐵30a，30b上，以及磁鐵附著到轉子組件20上，籠50圍繞夾具42懸置并可與轉子同步旋轉。磁通量控制組件40可以提供一個換向磁通路徑，該換向磁通路徑與轉子組件20和定子之間的主磁通路徑不同。換向的磁通量可以根據(jù)加到線圈44上的電流流動方向增加地或是操作地與主磁通量結合。這樣，通過控制流到線圈44的電流可以控制所公開的電機的磁通量。利用磁通量控制組件40，例如，可以減少電機的轉矩，尤其是在高速下降低電機的轉矩，并降低對電機的電流要求。
盡管美國專利5,530,307的機器能很好工作并具有優(yōu)于常規(guī)設計的優(yōu)點，但仍有改進余地。例如，籠50的支腿52a，52b的堅固而細長的構造導致鐵損，并可能產(chǎn)生不希望有的齒槽效應轉矩。
本發(fā)明目的是克服或至少減少上述問題中的一個或多個的影響。
發(fā)明概述本實用新型公開了一種電磁機器的模塊化組件。該模塊化組件包括轉子組件和磁通量控制組件。轉子組件具有一個軸，和多個安裝在軸上的轉子疊片。轉子疊片限定至少四個凸轉子極。至少一個永久磁鐵埋置在至少兩個凸轉子極中每一個的轉子疊片中。可供選擇地，至少兩個永久磁鐵成層地埋置在至少兩個凸轉子極中的每一個中。轉子組件可以具有交替磁極式或非交替磁極式安排，并且永久磁鐵可以安裝在限定與多個轉子疊片的磁鐵保持槽中。磁通量控制組件具有圍繞軸設置的固定線圈，支承在轉子組件上，用于在線圈和至少兩個帶埋置式磁鐵的凸轉子極之間傳輸磁通量。在一個實施例中，支承件安裝在軸上并將籠支承于其上。支承件可以由磁性或非磁性材料構成。另外，支承件可以包括多個支承疊片。各支承疊片可以限定若干用于支承磁鐵端部的磁鐵保持槽。在另一個實施例中，將支承件或連接器連接在籠和至少兩帶埋置式磁鐵的轉子極之間，以便將籠支承在轉子組件上。連接器可以是連接到至少兩個凸轉子極和籠中的孔上的分立元件，或者可以式籠的整體部件。在還有另一個實施例中，永久磁鐵的末端可以支承在支承疊片上，所述若干支承疊片安裝在轉子軸上，并且籠可以支承在永久磁鐵的末端上。
上述概述并不是總結每個可能的實施例或所公開的主題的每個方面。


通過閱讀結合附圖參照特定實施例的詳細說明，將更好地理解上述概述、優(yōu)選實施例、和這里所公開的主題的其它方面，其中圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的一種可控磁通量電機轉子組件的透視圖；
圖2示出了根據(jù)本公開的教導的用于電機的模塊化組件第一實施例的透視圖；圖3A是所公開的電機的截面圖，示出了定子組件、圖2的模塊化組件及穿過電機的換向磁通路徑；圖3B是圖3A所公開的電機端部截面圖，示出了穿過電機的主磁通路徑；圖4示出了用于圖3A-B所公開的電機的籠，線圈裝配夾具，及支承件的實施例透視圖；圖5示出了用于根據(jù)本公開的教導所述的、具有一支承件或軸向連接器的電機的模塊化組件的一個實施例截面圖；圖6示出了用于圖5所公開的電機的一種籠的實施例的透視圖；圖7示出了用于根據(jù)本公開的教導所述的、具有一軸向磁通構件的電機的模塊化組件的截面圖；圖8示出了用于根據(jù)本公開的教導所述的、具有多個埋入式磁鐵和一個疊片式支承件的電機的模塊化組件實施例的截面圖；圖9A-B示出了用于圖8所公開的電機的、具有交替式轉子極和多個埋入式磁鐵的轉子疊片實施例；圖10A示出了用于圖8疊片式支承件的支承疊片的一個實施例的平面圖；圖10B示出了用于圖8疊片式支承件的支承疊片的另一個實施例的平面圖；圖11示出了用于根據(jù)本公開的教導的電磁機器的、具有帶露出端部的磁鐵的模塊化組件的一個實施例的截面圖；圖12A示出了圖11所公開的機器的截面圖；圖12B為圖11所公開的機器的另一個截面圖；圖13示出了用于根據(jù)本公開的教導的電磁機器的6極疊片和分段式定子疊片實施例的平面圖；圖14A-C示出了用于圖13所公開的電機的一種籠的實施例的各種視圖；圖15示出了一種具有交替磁極式安排和雙磁通量控制組件的可控磁通量永磁電機實施例的截面圖；圖16A-B示出了用于所公開的電機的線圈、裝配夾具、繞線架188和蓋環(huán)的一個實施例的截面圖和前視圖；圖17示出了用于所公開的電機的一種優(yōu)選蓋環(huán)的截面圖；圖18示出了一種非交替磁極式安排和雙磁通控制的可控磁通量永磁電機實施例的側視圖；及圖19示出了用于圖18轉子組件的一種具非交替式轉子極和多個埋入式電極的疊片的實施例的平面圖。
盡管所公開的電機容許各種修改和可供選擇的形式，但已在附圖中作為例子示出它們的特定實施例，并在本文中詳細作了說明。附圖和文字說明不打算以任何方式限制本發(fā)明的思想。相反，提供附圖和文字說明為的是通過特定的實施例向本領域的技術人員舉例說明發(fā)明思想。
詳細說明參見圖2-4，圖2-4示出了根據(jù)本實用新型某些教導的電機100的一個實施例的各個部件。在圖2中，以透視圖形式示了用于所公開的電機100的模塊化組件106。在圖3A-B中，以沿著圖1的線段A-A和B-B的截面圖形式示出了模塊化組件106，并且其位于所公開的電機100的定子組件內。在圖4中，以透視圖形式示出了籠17和支承件180的實施例。為清楚起見，在圖2-4中均未示出所公開的電機100的一些附加部件，如軸承、殼體和繞組等。
如圖2中最佳示出的，模塊化組件106包括轉子組件120和磁通量控制組件140。轉子組件120包括轉子軸122，多個向外的凸轉子極126a-d，及多個永久磁鐵130a，130c。轉子組件120屬于內部永久磁鐵(IPM)類型，并可以例如在無刷永磁電動機中使用。盡管在各附圖中示出的轉子組件120為一種4極轉子，但應該理解，所公開的電機的其它轉子組件一般可以具有多個轉子極，而優(yōu)選的是具有大于或等于4的偶數(shù)轉子極。轉子組件120優(yōu)選的是由轉子疊片組124形成，上述轉子疊片組124用已知的技術(比如，通過若干互鎖的夾具、膠、連接器等)連接在一起，并通過已知的技術安裝在與它們一起旋轉的軸上。多個疊層式轉子疊片124限定多個向外的凸轉子極126a-d。
永久磁鐵130a，130c埋置在凸轉子極126a，126c之內。永久磁鐵130a，130c被安裝成其外極彼此徑向相對，并且在徑向方向上位于由高導磁性的疊片124形成的凸極126b，126d的兩側。由于永久磁鐵130a，130c的極性彼此相反和相互排斥，所以它們被埋置于其中的轉子極126a，126c根據(jù)一個極性方向如N極被極化，而側面的凸轉子極126b，126d被極化到相反的方向如S極。在這種安排情況下，完全相反的磁極的相互排斥使轉子具有比永久磁鐵數(shù)多一倍的磁極。
如在圖3A截面圖中最佳示出的，每個轉子疊片124都具有一個磁塊保持槽128，所述磁鐵保持槽128被限定在凸轉子極126a，126c中。在轉子疊片124組中，各槽128基本上對準，以便它們在軸向上沿著凸轉子極126a，126c的長度從轉子組件120的一端延伸到另一端。永久磁鐵130a，130c被安裝這些槽128中，并且轉子疊片124的外表面在徑向上夾持磁鐵130a，130c，以便它們不因高速旋轉而移位。因此，完全不需要用于覆蓋和夾持磁鐵130a，130c外周邊的一種外部構件或支腿，如在背景技術部分所述的現(xiàn)有技術電機中所用的支腿。另外，可以避免由于這種堅固構件如現(xiàn)有技術支腿所引起的任何鐵損。
在所公開的機器的本實施例中，永久磁鐵130a，130c優(yōu)選的是具有基本上是矩形橫截面的塊狀磁鐵，并且構造簡單，容易制造。例如，塊狀磁鐵130a，130c不需要高精度地精整它們的表面。
在所公開的機器中所用的永久磁鐵130a，130c可以包括本領域已知的任何不同的類型和材料。例如，永久磁鐵130a，130c可以是鑄造、燒結或樹脂粘合型，并可以是，但不限于，缺氧體磁鐵，鋁鎳鈷磁鐵，留意合金磁鐵，稀土釹磁鐵，稀土釤鈷磁鐵，或釹鐵硼化合物。若用高性能磁鐵，如稀土磁鐵，則能使所公開的機器的永久磁鐵130a，130c變得比較薄，這在所公開的機器埋置式磁鐵轉子組件120的性能和制造方面是有利的。
可以用膠或其它技術將永久磁鐵130a，130c固定在磁鐵保持槽128內?？晒┻x擇地，可以將永久磁鐵130a，130c加工成一定尺寸，以便通過磨擦配合安排將其保持在磁鐵保持槽128內。例如，在所公開的機器100的一個實施例中，可以用一種特殊構造的磁鐵保持槽結構128來幫助使磁鐵130a，130c定位保持在磁鐵保持槽128內，并阻止在高速和/或高電流下磁鐵130a，130c在槽128內的不希的移動(經(jīng)常叫做磁鐵“震顫”)，盡管磁鐵130a，130c的尺寸和磁鐵保持槽精密尺寸有很小變化。磁鐵保持槽128的合適構造的說明已在美國專利申請10/229826中公開(2002年8月28日提交，標題為“Interior Permanent Magnet Motor for Use in WashingMachines”)，該申請的內容被結合在此作為參考。利用這種特殊構造可以使供所公開的機器100更安靜地運轉，并可用于增加磁鐵130a，130c和磁鐵保持槽128的尺寸容差，以便可能降低與制造所公開的機器100有關的成本。
如圖3A的截面圖所示，所公開的機器100的定子組件110可以由基本上相同的定子疊片114形成，上述定子疊片114具有多個向內的凸極，在圖3A中只示出其中的兩個凸極116a，116c。定子極116限定一個中心孔112，轉子組件120設置在上述中心孔112中。如圖3B末端部分中所最佳示出的，定子組件110可以不分段，因此每個定子疊片114都限定定子極116之一。在本例中，對4極轉子組件120示出了6個定子極116。然而，一般來說，所公開的機器100的定子組件110可以包括多個定子極，并可具有分布或集中繞組(未示出)。例如，在一個實施例中，所公開的機器100可以包括一個4極轉子和一個具有集中繞組的12極定子。
由于組件106是模塊化的，所以轉子組件120可以在沒有磁通量控制組件140安裝在機器中的情況下，安裝在所公開的機器100內，并可以充分起作用。因此，在沒有磁通量控制組件140的情況下，可以獲得本文中更詳細說明的轉子組件120的好處。然而，為了控制磁通量，磁通量控制組件140也可以安裝在所公開的機器100中。有許多例外，所公開的機器的磁通量控制組件140基本上與美國專利5,530,307中所公開的相同，該美國專利被整體引入作為參考。如圖2中最佳示出的，磁通量控制組件140包括線圈裝配夾具150，線圈160，和籠170。裝配夾具150由磁性材料構成并形成一個環(huán)形殼體152。線圈160通常由卷繞的銅線形成，該線圈160安裝在裝配夾具150的環(huán)形殼體152中。當安裝在所公開的機器100中時，裝配夾具150靠近疊層式轉子疊片124的一端安裝。如圖3A的截面圖中最佳示出的，裝配夾具150的環(huán)形殼體152具有一個開口端154，所述開口端154面向轉子組件120。裝配夾具150的閉合端156在158處安裝到所公開的機器100的電機殼體或結構的一個壁或平面W上，以便裝配夾具150相對于轉子組件120的旋轉是固定的。裝配夾具150具有一個內徑，所述內徑大于轉子軸122的直徑，以便在裝配夾具150和軸122之間形成圖3A所示的氣隙G2。
籠170支承在轉子組件120上。如圖2最佳示出的，該籠170包括一個用于繞裝配夾具150懸置的管狀體部分172?；\170還包括多個邊緣部分(在圖2中只示出176a)，用于接觸具有埋置式磁鐵130a，130c的相應的凸轉子極126a，126。當籠170安裝在所公開的機器100中時，管狀體部分172繞固定的裝配夾具150和線圈160懸置，以便在裝配夾具150和管狀體部分172的內表面之間形成氣隙G3。
如圖3A最佳示出的，籠170的邊緣部分176a，176c是管狀部分172的圓周邊緣的延伸部分，所述延伸部分分別從管狀體部分172延伸一個比較短的距離。各邊緣部分176a，176c的末端基本上與具有埋置式磁鐵130a，130c的轉子極126a，126c接觸。如下面更詳細說明的，各邊緣部分176a，176c和管狀體部分172能使換向的磁通量在帶有埋置式磁鐵130a，130c的轉子極126a，126c和線圈160之間傳輸。在本實施例中，支承件180安裝在靠近轉子疊片124一端的轉子軸122上。支承件180把籠170支承在軸122上，并保持管狀體部分172繞固定裝配夾具150和線圈160懸置。另外，支承件180保持邊緣部分176a，176c基本上與帶埋置式磁鐵130a，130c的轉子極126a，126c接觸。
在圖4中，以透視圖示出了用于圖2-3B所公開的機器的籠170，裝配夾具150和支承件180。支承件180基本上是一個徑向構件并限定一個中心孔182，所述中心孔182用于利用本領域的已知技術安裝在轉子軸122上。支承件180具有端面186，該端面支承籠170的至少一個表面。在本實施例中，端面186是弓弧形，用于基本上在邊緣部分176a，176c處支承籠170的內表面。
對其中兩個極帶有本實施例的埋置式磁鐵的4極轉子組件，支承件180可以類似于圖中所示的那樣。對在三個交錯極中埋置磁鐵的6極轉子組件，籠可以具有三個邊緣部分，并且支承件可以例如類似于一種3極安排?？晒┻x擇地，支承件180可以具有一個完整的圓盤形狀，其一個徑向表面用于接觸和支承籠170的邊緣部分176a，176c的內表面。優(yōu)選的是，使支承件180的厚度T1減至最小，以便節(jié)省相鄰的轉子組件(未示出)，固定的裝配夾具150和線圈(未示出)之間的空間。此外，籠170的邊緣部分176a，176c的長度L1優(yōu)選的是和基本上等于支承件180的厚度T1，以節(jié)省空間。
可以用本領域已知的機構或技術將支承件180的端面186安裝或連接到邊緣部分176a，176c上。例如，可以用一種膠或粘合劑將支承件兩端186和邊緣部分176a，176c固定在一起。支承件180可以由多種材料構成，并且可以是一種材料的整體部件或由多個疊片形成。例如，在本實施例中，支承件180可以由非磁性材料如鋁或塑料的單一部件構成。如上所述，例如，支承件的其它實施例可以由磁性材料的多個疊片形成并安裝在軸上。
籠170可以由高導磁率的粉狀金屬擠壓等形成，以便提供一種堅固而穩(wěn)定的構件，它可以承受當所公開的機器100高速運轉時所產(chǎn)生的離心力。邊緣部分176a，176c和管狀體部分172的厚度T2優(yōu)選的是選擇為使多個變量優(yōu)化，所述變量包括組件120和140的部件的飽和程度、磁鐵13的磁通密度及籠1780的結構整體性等。在一個例子中，邊緣部分176的長度L1和支承件180的厚度T1可以如此選定，以使裝配夾具150和線圈160的可利用空間量達到最大，還能得到合適的結構整體性，足夠的磁通量轉向及籠170的最佳飽和程度?；\170和邊緣部分176a，176c的厚度T2可以為約0.120英寸。邊緣部分176a，176c的長度L1基本上等于支承件18-的厚度T1。長度L1和厚度T1可以近似地在例如約0.100-0.350英寸的范圍內。應該理解，這里所提供的數(shù)值僅是示例性的，并且特定值的選擇取決于實施所公開的機器100的專用標準。
為了用磁通量控制組件140控制所公開的機器100的磁能量，可以在運行期間將直流(DC)電流加到線圈160上。在圖3A和3B中用虛線表示兩種分離開的磁通量通路P1和P2。在圖3B中示出了主磁通量通路P1，它貫穿凸轉子極126a，126c、貫穿永久磁鐵130a，130c、跨過氣隙G1，貫穿定子110并返回。
相反，在圖3A中示出了轉向磁通量通路P2。來自線圈160的磁通量橋接裝配夾具150和轉子軸122之間的氣隙G2。磁通量通過轉子軸122傳輸?shù)蒋B層式轉子疊片124上。磁通量流過轉子疊片124和永久磁鐵130，然后在轉子疊片之間流動到籠170的邊緣部分176a，176c。即使轉子極126a，126c疊加，磁通量也可以在疊片124之間流動，因為在它們之間有許多金屬與金屬的接觸點。轉子疊片124之間的微小氣隙可能往往會減少疊片124之間的轉向磁通量流動，但在很大程度上不妨礙所公開的磁通量控制組件140的操作。
如上所述，籠170的邊緣部分176a，176c實際上與轉子組件120疊層式疊片124的末端接觸。它們之間的接觸使轉向磁通量能從凸轉子極126a，126c傳輸?shù)交\170上。因此，邊緣部分176a，176c的遠端和轉子組件120疊層式轉子疊片124的末端優(yōu)選的是具有最大的金屬與金屬的接觸量，在此處它們彼此觸及或鄰接。此外，邊緣部分176a，176c的遠端優(yōu)選的是齊平并基本上垂直于籠170的中心軸，而轉子疊片優(yōu)選的是基本上垂直于軸122安裝。
在邊緣部分176a，176c接觸轉子極126a，126c的情況下，磁通量從轉子極126a，126c傳輸?shù)竭吘壊糠?76a，176c并進入管狀體部分172。然后，磁通量橋接氣隙G3，并通過裝配夾具150流回到線圈160。轉向磁通量P2根據(jù)電流流過線圈160的方向或是相加式或是操作式與通過主通路P1的磁通量結合。這樣，可以通過控制流到固定線圈160的電流進行控制所公開的機器100的最終磁通量。磁通量控制組件140可以減小轉矩，尤其是在高速下，并可以降低對所公開的機器各電子元件(未示出)如變換器的電流要求。
如這里所證明的，所公開的機器100有許多優(yōu)于圖1現(xiàn)有技術機器的好處。一方面，轉子組件120可以與所公開的機器100中的磁通量控制組件140無關使用。另一方面，與圖1現(xiàn)有技術機器的鐵損相比，可以減少具有轉子和磁通量控制組件120和140的所公開的機器100的鐵損。尤其是，圖1的現(xiàn)有技術機器具有長的、堅固的材料支腿，可能造成比理想情況更大的鐵損。相反，所公開的機器100具有完全疊加在一起的凸轉子極126，從而減少了鐵損。
另一方面，磁通量控制組件140可以與轉子組件120上斜疊層的轉子疊片124一起使用，此處每個疊片124都以依次不同的取向安裝在軸122上。在依次斜放疊片124的情況下，在每疊中的磁鐵保持槽128形成一種用于永久磁鐵130的基本上是螺旋形的槽。因此，永久磁鐵130可以用本領域已知的技術直接在轉子10中螺旋形槽內形成。例如，永久磁鐵130可以由壓入螺旋形槽中的磁粉和環(huán)氧樹脂粘合劑形成。如圖1所示的307專利的電磁機器的籠上的長的堅固的支腿和大的長面包狀磁鐵使這種斜式轉子制造現(xiàn)有技術電機不實用。
在還有另一方面，所公開的機器100改善了現(xiàn)有技術機器的性能和操作。在圖1的現(xiàn)有技術機器中，籠的長的、堅固的支腿包括若干外表面，所述外表面限定基本上均勻的弧，因為制造困難和費用高可能禁止用任何其它方法成形這些表面。因此，在現(xiàn)有技術機器中各支腿和定子極之間所形成的氣隙基本上是同心的或均勻的。相反，所公開的機器100的帶有埋置式永久磁鐵130a，130c的凸轉子極126a，126c由疊層式的疊片124形成。因此，這些轉子極126a，126c和其它轉子極126b，126d的端面可以很容易形成輪廓或向外擴張，以便在有或沒有安裝磁通量控制組件140的情況下改善所公開的機器100的性能和操作。例如，所有轉子極126a-d的端面都可以形成輪廓，以便減少所公開的機器100的齒槽效應轉矩。在機器100中有或沒有安裝磁通量控制組件140都可以得到所公開的轉子組件120的這些和另一些好處。
所公開的機器100可用于許多應用中。例如，所公開的機器100可能特別適用于作為一種電器電機，作為一種牽引電動機傳動裝置，或作為機動車中的一種同步交流發(fā)電機/發(fā)電機。作為交流發(fā)電機/發(fā)電機，例如，根據(jù)本公開的教導所述的可控磁通量電機可以具有某些優(yōu)于機動車中目前所用的典型交流發(fā)電機/發(fā)電機的優(yōu)點。隨著對機動車性能和乘客舒適要求的增加，需要有一種能提供更大電力的交流發(fā)電機/發(fā)電機。在這個領域，一個特殊的問題是交流發(fā)電機/發(fā)電機的輸出必須在很大的運轉速度范圍內恒定不變。根據(jù)本公開的一些教導的可控磁通量電機，與合適的微處理器或類似控制裝置一起使用，可以滿足電流要求，而不管交流同步發(fā)電機/發(fā)電機運轉有多快。
當用所公開的機器100作為交流發(fā)電機/發(fā)電機時，在運行期間的大部分時間內沒有電流加到磁通量控制組件140的固定線圈160上。磁通量控制組件140主要是用于間斷的狀況。例如，當發(fā)動汽車時，可以把最大電流加到磁通量控制組件140的線圈160上，以便在所公開的機器100中產(chǎn)生最大的起動轉矩。在所公開的機器100的交流發(fā)電機模式，在機動車例如在3000-4000rpm之間的正常運轉期間，沒有電流可以加到線圈160上，并且具有轉子組件120有利特點的所公開的機器100可以在比現(xiàn)有技術中所證明的更好效率的情況下運轉。在例如6000rpm的高速下，可以將抵消電流加到磁通量控制組件140的線圈160上，以便減少汽車蓄電池組充電過度。
參見圖5-6，圖5-6示出了根據(jù)本發(fā)明教導的一種可控磁通量永磁電機100的另一個實施例的各部件。在圖5的局部截面圖中，所公開的機器100具有一個殼體，所述殼體由第一和第二部分102和104形成，不過也可以使用其它的殼體構造。所公開的機器100的本實施例的許多部件基本上與上述實施例的相同，因此，采用相同的標號。另外，所公開的機器100的本實施例的某些操作上的特點可基本上與上述實施例的相同。
在圖5的局部截面圖中，定子組件110安裝在機器100中，而具有轉子組件120和磁通量控制組件140的模塊化組件106也安裝在電機100中。轉子組件120包括四個凸轉子極126(圖5只示出其中一個)。磁通量控制組件140的裝配夾具150具有安裝于其中的線圈160并在158處安裝到機器100的殼體104上。優(yōu)選的是，將由金屬構成的襯套123安裝在轉子組件120的軸122上。襯套123圈繞裝配線圈150所在的這部分軸122設置。因此，在轉子疊片124疊層的另一側上的軸122外面部分沒有這種襯套。通過減小軸122和安裝配夾具150之間的氣隙及通過增加軸122的總直徑，襯套123增加氣隙導磁性并降低軸122的磁通密度。
在圖6中詳細示出了籠170，該籠170被靠近轉子組件120安裝?；\170的邊緣部分176從管狀體部分172中延伸，并實際與凸轉子極126接觸，所述凸轉子極126具有埋置于其中的永久磁鐵130。在籠176的邊緣部分176和具有埋置的磁鐵130的凸轉子極126之間采用一個或多個支承件或軸向連接器190。軸向連接器190可以是例如一種銷釘或其它突出的構件?？拷B片124的疊層一端的許多轉子疊片124包含在其中形成的孔或鏜孔。軸向連接器190設置在具有埋置式磁鐵130的凸轉子極126內所形成的部分孔中，并可以例如通過磨擦配合固定于其中。
在圖6的詳圖中，軸向連接器190的另一端可以在邊緣部分176上在178處整體式形成，或者可以設置在邊緣部分末端中于178處所形成的一個鏜孔中。軸向連接器190優(yōu)選的是從邊緣部分176的兩端延伸約0.3-0.4英寸的長度L2。因此，當裝配在轉子組件上時，軸向連接器190a可以定位在許多轉子疊片所形成的孔中。
一方面，圖5和6的軸向連接器190將籠170支承在轉子組件120上。因此，軸向連接器190可以由非磁性材料構成。另一方面，軸向連接器190可以起具有埋置式磁鐵的凸轉子極126各疊片124之間的導體作用，并因此可以幫助將磁通流從轉子極126轉移到磁通量控制組件140的籠170中。在這種情況下，軸向連接器190可能縮減一部分它通過的轉子疊片124，因此，可能損失在一部分凸轉子極126上具有疊層式轉子疊片124的好處。因此，軸向連接器190通過的轉子疊片124的數(shù)目優(yōu)選的是保持最少，以便減少轉子疊片124的數(shù)目，所述轉子疊片124的數(shù)目可以縮減，而使連接器190還能為籠170提供結構支承件。
一般來說，籠170的邊緣部分176和立體部分172的厚度T2優(yōu)選的是不大于從磁鐵130到定子附近磁極126末端的距離。否則，邊緣部分176和籠170可能干擾定子的繞組或其它部件(未示出)。由于軸向連接器190支承籠170，并可以幫助在轉子極126和磁通量控制組件140之間轉移磁通量，所以與這里所公開的其它實施例相比，厚度T2可以減小，上述其它實施例具有用另外方法和技術支承的邊緣部分176，如上述參照圖2-3B安裝到軸上的基本上徑向的構件。
參見圖7，圖7以截面圖形式部分地示出了根據(jù)本公開的教導所述的可控磁通量永磁電機100的另一個實施例的各部件。所公開機器100的本實施例具有一軸向磁通量構件192。所公開機器100的本實施例的許多部件基本上與上述實施例中的相同，因此，采用相同的標號。另外，所公開的機器100的某些操作特點可基本上與上述實施例的那些特點相同。
如上所述，轉子組件120包括四個凸轉子極126(圖7中只示出其中一個)?；\170的邊緣部分176從管狀體部分172延伸，并實際與永久磁鐵130設置于其中的凸轉子極126接觸。一個或多個軸向導體192設置在轉子極126中。軸向導體192可以例如是一個銷釘或其它細長的構件。軸向導體192通過許多凸轉子極126的轉子疊片124中所形成的孔或鏜孔設置。軸向導體192起轉子極126的轉子疊片124之間的導體的作用，并因此幫助將磁通流從極126轉移到籠170和磁通量控制組件140。為進一步方便磁通量的轉移，軸向導體192的一端可以鄰接籠170的邊緣部分176。
如上所述，軸向導體192可以縮減一部分它通過的轉子疊片124，因此，必須注意其尺寸，以便在不過分妨礙所公開的機器100磁通量路徑的情況下，方便磁通量的轉移。上述籠170由與本文所公開的那些相同的支承件180支承。由于軸向導體192幫助在轉子極126和磁通量控制組件140之間轉移磁通量，與其它實施例相比，籠170的邊緣部分176和主體部分172的厚度T2可以減小。
參見圖8-10B，圖中示出了根據(jù)本公開的教導所述的可控磁通量永磁電機100的另一個實施例的部件。所公開的機器100的本實施例具有多個轉子疊片200，多個埋入式永久磁鐵240，242，及多個支承疊片220。所公開的機器100的本實施例的許多部件基本上與上述實施例的相同，因此，采用相同的標號。另外，所公開的機器100的某些操作特點可基本上與上述實施例的那些特點相同。
在圖8的局部截面圖中，轉子組件120包括四個凸轉子極(圖8中只示出一個凸轉子極126)。凸轉子極126由多個疊層式疊片200形成，上述疊層式疊片200安裝在軸122上。用于所公開的機器100的轉子疊片200的一個實施例參見圖9A-B進行詳細說明。多個永久磁鐵成一層埋入或埋置在凸轉子極內。在本實施例中，示出了兩個永久磁鐵240，242成一層埋入凸轉子極126中。永久磁鐵240和242被轉子疊片200的隔離部分或層214分開，并且優(yōu)選的是稀土釹磁鐵或稀土釤鈷磁鐵。
籠170的邊緣部分176從籠170的主體部分172延伸，并且實際上與用于傳輸轉向磁通量的轉子疊片200接觸。與上述各實施例相反，邊緣部分176被一支承件支承，所述支承件由多個安裝在軸122上的支承疊片形成。永久磁鐵240和242的末端延伸到在這些支承疊片220內所形成的磁鐵保持槽中。用于所公開的機器100的支承疊片220的一些實施例參照圖10A-B進行詳細說明。
在圖9A中，以平面圖的形式示出了用于圖8的所公開的機器的轉子疊片200的一個實施例。轉子疊片200包括中心開口202，所述中心開口202供用本領域已知的技術安裝在轉子軸(未示出)上。在轉子疊片200中形成多個極槽204，同時產(chǎn)生多個凸轉子極206a-d。極槽204如此形成，以使每個轉子極都具有一個端面部分208，所述端面部分208顯著寬于極206的頸部209。凸極206a，206c各具有磁鐵保持槽210和212，所述磁鐵保持槽210和212被限定在其頸部209中。磁鐵保持槽210和212基本上是平坦的和平行的，并被疊片材料隔離部分或層214分開。這兩個凸極206a，206c各具有多個埋入式永久磁鐵240和242，所述永久磁鐵240和242安裝在磁鐵保持槽210和212中，以便提供一種交替磁極安排。
有了內部磁鐵240和242，轉子疊片200的材料形成朝向磁鐵保持槽210和212末端的互連材料橋216。這些橋216提供極206a，206c的結構支承件，但也可以造成磁鐵240和242在保持槽210和212中的“短路”。例如，從槽210和212中永久磁鐵240和242的N極出來的一部分磁通量，可以通過橋216到達同樣磁鐵240和242的S極。通過橋216的這部分磁通量決不會通過轉子疊片200外部的空間。因此，該磁通量不與所公開的機器的定子相交，并且該磁通量不產(chǎn)生旋轉驅動轉子的力。通過使穿過橋216的磁通量減至最少，可以高效利用槽210和212中磁鐵240和242的磁力。穿過橋216的磁通量部分取決于橋216的截面積。因此，橋216的截面積優(yōu)選的是選擇使穿過它的磁通量達到最少，但還保持轉子極206a，206c的結構完整性。
在圖9B中，示出了圖9A的轉子疊片200的極槽204和兩個相鄰轉子極206a，206d的詳圖。轉子極206的寬端面部分208對四極轉子限定一個約60-75°的角寬度θ1，上述四極轉子具有以約90°安排的極。極槽204優(yōu)選的是在加寬的端面208之間限定一個約25-30°的互補角寬度θ2。這些值是圖9A-B的實施例中的四極轉子的示例。一般來說，優(yōu)選的是轉子極具有若干端面部分，所述端面部分限定一個角寬度θ1，它為360°/n角寬度的約67-83％，并被互補角寬度θ2分開，所述互補角寬度θ2為360°/n角寬度的約33-27％(此處n是轉子中所形成的凸極數(shù))。形成轉子疊片200凸極206的極槽204增強了極206的凸極性。利用多個埋入式磁鐵240和242也幫助增加凸轉子極206a，206b的凸極性比，上述凸轉子極206a，206b具有埋置于其中的永久磁鐵240和242。此外，槽210和212之間的隔離部分或層214還提供凸轉子極的結構支承件，所述凸轉子極具有埋置的磁鐵240和242。在轉子疊片200的一個實施例中，轉子的各凸轉子極206a-d可以具有的凸極性比Xd∶Xg為約1.5-1。
為了減小所公開的機器的齒槽效應轉矩，轉子疊片200的端面部分208優(yōu)選的是具有擴張的面，所述擴張的面可以減少所公開的機器的齒槽效應轉矩，并可以使反EMF更正弦形。在圖9B中，由定子組件的定子極(未示出)所形成的基本上均勻的鏜孔112用虛線示出。每個面部分208的各極面如此擴張，以使面的前沿和后沿限定一個比面部分208中心區(qū)中所限定的氣隙Gd更大的氣隙Ge。在轉子疊片200的一個實施例中，氣隙之比Ge∶Gd可以為約1.5∶1-3∶1。
對具有近似半徑為1.75英寸的轉子疊片，槽210和212中用的塊狀磁鐵240和242可以具有約0.057-0.068英寸的示例性高度。塊狀磁鐵240和242也可以具有約0.84英寸的寬度并可以長達1.1英寸。塊狀磁鐵240和242通常比它們裝入其中的磁鐵保持槽210和212小。磁鐵保持槽210和212優(yōu)選的是具有圓形的末端，并具有超過磁鐵240和242寬度的寬度W1。理想情況是磁鐵的槽210和212之間的隔離部分或層214盡可能小，以便減少在磁鐵240和242處磁動勢損失。然而，隔離部分或層214大到足以提供極的結構完整性和增加極的凸極性也是理想的。優(yōu)選的是，槽210和212之間層的分開部分215至少是轉子疊片200厚度的三倍，所述分開部分215通常是在約0.018-0.035英寸厚之間。
當裝配轉子組件時，塊狀磁鐵240和242通過磁鐵保持槽210和212被設置在凸轉子極206a，206c上，如圖9A所示。與本實施例的疊片200一起用的合適的磁鐵包括稀土釹磁鐵或稀土釤鈷磁鐵。形成轉子極206a-d的極槽204不僅增加其凸極性，而且當制造組件時還方便磁鐵的初始磁對準。為說明的目的，在圖9A中用虛線示出了如果轉子疊片200在疊片組中是最后，則籠組件的邊緣部分176a和176c接觸轉子疊片200的位置。由于邊緣部分176a，176c的接觸是在極206a，206c的面部分208的面附近進行，所以永久磁鐵240和242必須進一步埋置到轉子疊片200的主體中，以便磁鐵保持槽210和212與這些轉子極206a，206c的面隔開。這與常規(guī)的永磁電機上的磁鐵相反，常規(guī)永磁電機上的磁鐵通常是靠近轉子材料的面設置或是設置在轉子材料的面上。如果不是由于上述極槽204的好處，在本實施例的轉子疊片200中進一步埋置永久磁鐵240和242將使在制造操作期間對準各磁鐵的極很困難。
為說明起見，對準線圈MC的磁鐵，如在所公開的機器的轉子組件制造中所用的，被設置在極槽204之一中。在很深地限定極槽204的情況下，從用來給轉子極206a，206c中磁鐵240和242極定向的線圈MC中發(fā)出的磁通線，可以很容易到達磁鐵保持槽210和212中另外埋置的磁鐵240和242。如圖9B中最佳示出的，將極槽204以與磁鐵保持槽212中另進一步埋置的磁鐵242基本相等的深度限定在轉子疊片200的主體中。換句話說，從疊片200的中心C到極槽204深度的徑向距離d2優(yōu)選的是基本上等于從中心C到保持槽212中埋置的磁鐵242的徑向距離d3。
如上所述，圖8中所公開的機器100的實施例包括多個用于支承籠170的支承疊片220。在圖10A中，以平面圖的形式示出了用于圖8中籠170的支承疊片220的實施例。支承疊片220由用于轉子疊片200的那種磁性材料構成。支承疊片220限定用于安裝在轉子軸(未示出)上的中心開口222。疊片220的第一和第二端226a和226c支承籠(未示出)的至少一個表面。例如，第一和第二端226a和226c限定用于接觸和支承圖8中籠的弓形表面。優(yōu)選的是，第一和第二端226a和226c在籠的邊緣部分(未示出)處支承籠，這樣節(jié)省了空間。
如上所述，在轉子疊片200情況下，支承疊片220限定用于夾持多個埋入式磁鐵端部241和243的磁鐵保持槽230和232。磁鐵保持槽230和232被疊片材料的隔離部分或層234分開，并具有橋236，所述橋236用與圖9A-B中轉子疊片200相同的方式在無論哪一端上形成。由于支承疊片220由磁性材料構成，所以不能希望支承疊片具有與上述轉子疊片200相同的形狀。優(yōu)選的是，支承疊片220具有與帶埋置式磁鐵的凸轉子極和籠的邊緣部分數(shù)目相同的末端226的數(shù)目。換句話說，優(yōu)選的是，如本實施例中的支承疊片220類似于用于所公開的四轉子極機器的兩極疊片。支承疊片220上的任何磁性材料“附加極”都可以起凸極作用，所述凸極可以“縮減”接觸支承疊片220的籠，同時減少所公開的機器的控制組件的實用性。
在圖10B中，以平面圖的形式示出了支承疊片220’的另一個實施例。在這個實施例中的支承疊片220’基本上與圖10A的支承疊片220相同。然而，為了支承籠，支承疊片220’將凹槽228a和228c限定在端部226t 226c中。當被裝配在所公開的機器中時，這些凹槽228a和228c容納從籠的邊緣延伸的邊緣部分(未示出)，并可以對其提供進一步支承。
參見圖11-12B，圖11-12B示出了根據(jù)本發(fā)明教導所述的可控磁通量永磁電機100的另一個實施例的部件。所公開的機器的上述實施例包括結構上薄、磁性強的磁鐵，如稀土釹磁鐵或稀土釤鈷磁鐵，所述磁鐵被埋置在轉子疊層中。相反，所公開的機器100的本實施例利用磁性較弱的永久磁鐵260，如鐵氧體磁鐵。由于永久磁鐵260比較弱，所以它們必須更大。所公開的機器100的本實施例的許多部件基本上與上述各實施例的相同，因此，采用相同的桔。另外，所公開的機器100的某些操作特點可基本上與上述各實施例的那些特點相同。
在圖11的局部截面圖中，轉子組件120的轉子極256由多個具有埋置于其中的永久磁鐵260的疊層式轉子疊片250形成。永久磁鐵260的一端延伸到轉子疊片250的疊層之外，并且多個支承疊片270支承永久磁鐵260的端部266?；\170的邊緣部分176被支承在永久磁鐵260的端部266上，并因此也被支承疊片270支承。邊緣部分176的遠端實際上與具有埋置式永久磁鐵260的轉子極256的疊層式轉子疊片250的端部接觸或觸及轉子疊片250的端部。
在圖12A中，沿著圖11線段A-A的截面圖示出了用于圖11機器的轉子疊片250。轉子疊片250包括用于軸122的中心孔252并包括兩個凸轉子極254。轉子疊片250還具有兩個凸轉子極256，各限定一個磁鐵保持槽262用作較大永久磁鐵260的通道，所述較大永久磁鐵260是長面包似的形狀。即使在本實施例中使用了比較大的面包似的磁鐵260，凸轉子極254，256由疊層式轉子疊片250形成的事實使轉子極的端面部分258能改善反EMF特性并減小所公開的機器的齒槽效應轉矩。由于永久磁鐵260埋置在轉子疊片250的材料中，所以將永久磁鐵260兩側上形成的疊層材料的橋264適當?shù)囟ǔ叽?，以防止磁鐵260短路，但仍保持轉子極256的結構完整性。在所公開的機器的一個實施例中，轉子疊片250可以限定從圓心到極面258的半徑為大約15/8英寸。磁鐵保持槽262可沿這個半徑限定最大高度為大約0.6英寸。朝向磁鐵260兩側的橋264可以限定高度為大約0.3英寸和寬度為大約0.03英寸。
在圖12B中，沿著圖11線B-B的截面圖示出了支承疊片270，用于支承永久磁鐵260露出的端部266和籠的邊緣部分176。支承疊片270限定軸122用的中心孔272，并包括凸轉子極274。永久磁鐵260的端部266在276處支承在支承疊片270上。在本實施例中，支承疊片270還可包括側面部分及頂部部分，用于進一步封閉永久磁鐵260。籠170邊緣部分176的彎曲的下側支承在永久磁鐵260的一部分弧形表面上。
在圖2-12B的實施例中，公開了具有交替磁極式結構的模塊化組件的轉子組件。例如，公開了轉子組件具有四個凸轉子極，其中兩個凸轉子極具有一個或多個埋置于其中的永久磁鐵。因此，磁通量控制組件的籠具有兩個邊緣部分，每個用于具有埋置于其中的磁鐵的各凸轉子極的邊緣部分。然而，一般來說，根據(jù)本公開教導所述的轉子組件可具有多個凸轉子極，并可具有多個帶有埋置于其中的一個或多個磁鐵的凸轉子極。因此，磁通量控制組件的籠還可以包括多個邊緣部分，用于接觸每個具有永久磁鐵的轉子極。優(yōu)選的是，每個具有埋置式永久磁鐵的轉子極也與籠的相應邊緣部分接觸，這樣提供所公開的機器的對稱性，并防止被磁通量控制組件可控制的換向式磁通量可能消失。此外，優(yōu)選的是，用于轉子極與單個磁通量控制組件接觸的各永久磁鐵都具有相同的極性取向。另外，優(yōu)選的是，埋置式永久磁鐵是圍繞轉子組件凸轉子極的至少一半對稱地或交錯地排列。例如，對于具有六個轉子極的機器的轉子組件，優(yōu)選的是為三個交錯轉子極設置相同極性取向的永久磁鐵，然后，籠具有三個接觸這些帶埋置式磁鐵的轉子極的邊緣部分。因此，同樣的對稱性可以應用到具有8，10，12，或更多凸轉子極和一個磁通量控制組件的所公開的機器的其它實施例。
參見圖13-14C，圖中示出了根據(jù)本公開教導所述的可控磁通量永磁電機100另一個實施例的部件。在圖13中，以平面圖的形式示出了用于所公開的機器100的六極疊片280的實施例，并示出其位于定子疊片110中。本實施例的定子疊片110由多個分段118構成，每個分段118都具有定子齒119。因此，用于所公開的機器的定子組件可以在用已知技術將多個分段連接在一起的情況下，用分段的方式形成。在本例中，示出九個分段，因此，定子疊片110包括九個向內的凸定子齒119。分段式定子疊片110與另其它這樣的定子疊片疊層，以便形成用于所公開的機器的定子組件。優(yōu)選的是將集中繞組技術用于定子組件的繞組。合適的集中繞組技術的說明已在美國專利申請10/229,506中公開(2002年8月28日提交，題為“Permanent Magnet Machine”，該美國專利申請的內容被在此引入作為參考。
用于所公開的機器的疊片280被設置在定子疊片110的內孔中。疊片280限定一個用于安裝在轉子軸(未示出)上的開口282。疊片280還限定多個極槽284，以便疊片280包括六個凸轉子極286a-f。三個交錯式轉子極286a，286c和286e限定磁鐵保持槽210和212，用于將多個埋入式磁鐵(未示出)夾持于其中。另外，交錯式轉子極286a，286c和286e各在其中限定一個支承保持槽288，用于支承一個籠，如下所述。當疊片280用來支承磁通量控制組件的籠時，這些支承保持槽288設置在所述疊片280中。因此，只有鄰近轉子組件一端的疊片280可以具有這些在其中形成的支承保持槽288。所公開的機器的其它疊片可以與圖13所示的疊片280基本上相同，但可以不限定各支承保持槽。
參見圖14A-C，其中以不同的視圖示出了用于具有圖13的疊片280的所公開的機器的籠290的一個實施例。在圖14A的端視圖中，籠290包括管狀體部分292和三個邊緣部分296a，296c和296e，上述三個邊緣部分296a，296c和296e繞管狀體292的圓周以約120°的間隔設置。每個邊緣部分296a，296c和296e都包括一個支承件或在其上整體形成的軸向連接器298。如在圖14B局部透視圖中最佳示出的，邊緣部分296從管狀體部分292的圓周邊緣293延伸，并且優(yōu)選的是具有與主體部分292相同的厚度。支承件290從邊緣部分296的末端延伸，并且優(yōu)選的是具有比邊緣部分296小的厚度。此外，支承件298優(yōu)選的是具有與邊緣部分296相同的弓形末端部分，不過這不是必須的。為了將籠290支承在轉子組件上，這些支承件298被裝配到圖13的疊片280內的支承保持槽288中。
下面將論述所公開的籠290的示例性尺寸。如圖14C局部截面圖所最佳示出的，籠290的內部圓筒形壁從管狀體部分292的中心具有的半徑R2為約1.408英寸，外部圓筒壁具有的半徑R3為1.528英寸。因此，管狀體部分292的厚度為大約0.120英寸。管狀體部分292和邊緣部分296的長度L3為大約1.68英寸，邊緣部分296優(yōu)選的是延伸長度L3的約0.150英寸。支承件298延伸的長度L4為大約0.350英寸。因此，支承件298優(yōu)選的是裝配在支承件保持槽288中，所述支承件保持槽288在圖13所示轉子組件的許多疊片280中形成。因此，轉子組件其余的疊片280不需要支承件保持槽。凸出構件298的厚度T3優(yōu)選的是小于管狀體部分292的0.120英寸的厚度。如圖14A最佳示出的，支承件298的寬度W3為大約0.395英寸。應該理解，這些尺寸對所公開的機器的特定實施僅是示例性的。
在圖2-14C的實施例中，已經(jīng)說明了用于可控磁通量永磁電機的模塊化組件的實施例，并且示出了只有一個磁通量控制組件與一個轉子組件一起用。參見圖15，圖15以截面圖的形式示出了可控磁通量永磁電機100的一個實施例，它具有一種交替磁極式安排和雙磁通量控制組件140和140’。所公開的機器100的本實施例的許多部件基本上與上述那些實施例的部件相同，因此，采用相同的標號。所公開的電機100的某些操作特點可基本上與上述實施例的那些操作特點相同。
安裝在軸122上的轉子疊片200具有四個向外式凸轉子極(只以局部截面圖示出兩個極206a，206c)，它們可基本上與上述參照圖9A-B的那些凸轉子極相同。轉子疊片的疊層200和定子疊片的疊層114可具有約0.950英寸的軸向長度L5。凸轉子極206a，206c各具有多個埋入式永久磁鐵240和242，成層埋置在凸轉子極中，而其它凸轉子極沒有磁鐵。因此，轉子疊片200具有一種交替磁極式安排。
然而，與上述實施例相反，圖15所公開的機器100包括雙控制組件140和140’，而不是如其它所公開的實施例中所述的只有一個組件。磁通量控制組件140和140’包括裝配夾具150和150’，線圈160和160’，及籠170和170’，所述籠170和170’安裝在轉子120的兩端上。第一籠170的邊緣部分176a和176c分別在轉子極206a，206c的一端處與疊片200實際接觸。同樣，第二籠170’的邊緣部分176a’和176c’分別在同一轉子極206a，206c的另一端處與轉子疊片200實際接觸。因此，可以用兩個磁通量控制組件140和140’來控制相同轉子極206a，206c的磁通量?；\170和170’用多個支承疊片220和220’支承在轉子120的兩端上，如上參見圖10A-B所述。優(yōu)選的是，將襯套123和123’在轉子疊片200的疊層兩側安裝在軸122上。如上所述，襯套123和123’增加了具有裝配夾具150和150’的氣隙透磁率，并減少了軸122的磁通密度。
當用雙組件140和140’操作所公開的機器100時，為控制磁通量所加的電流分配到線圈160和160’上。通過將電流分配到兩個線圈160和160’上，所公開的機器100具有雙倍的銅面積。為了達到相同的磁通控制量，每個線圈只需要通常在只有一個磁通量控制組件的機器中所需電流的一半。因此，與只有一個磁通量控制組件的機器相比，具有本實施例中雙籠安排的所公開的機器100可以有利地具有約一半銅損。
圖15所公開的機器100還包括用于裝配夾具150和150’和線圈160和160’的優(yōu)選安排，以方便其制造和傳熱特點。參見圖16A-B，其中以截面圖和前視圖示出了用于所公開的機器的裝配夾具150和線圈160的優(yōu)選安排。安排包括板180和線圈架188，以方便組件的制造并改善傳熱特點。繞線架188限定一個具有一個內壁和兩個側壁的環(huán)，并且優(yōu)選的是用塑料等制造。當制造組件時，用于線圈160的金屬線首先纏繞在與夾具150分開的繞線架上。這可用于線圈160的精密繞組，以便當安裝在裝配夾具150中時提高密度或充滿線圈。此外，纏繞在繞線架188中的線圈160可以在真空壓力下浸透漆或其它材料，以便改善已繞好的線圈160的熱特性。
裝配夾具150由磁性材料構成，并且限定一個環(huán)形空間154用于定位繞線架188和線圈160。利用繞線架188便于將線圈160安裝在環(huán)形空間154中。可以將膠帶或其它技術應用在線圈160的金屬線上用于線圈160和金屬夾具150之間的絕緣。一旦繞線架188和線圈160安裝好，就將板180安裝到夾具150上，以便夾持繞線架188和線圈160。在圖17中，示出的是板180安裝到裝配夾具150上之前的情況。板180由非磁性材料構成。優(yōu)選的是，非磁性板180朝向其周邊向內傾斜或彎曲。因此，當板180被安裝到裝配夾具150上時，隨著它變平，它可以推在線圈160上，同時提高密度和充滿線圈160，并節(jié)省本公開的機器中的空間。非磁性板180還改善了組件的熱特性。用一個或多個緊固件，如螺釘、鉚釘、驅動螺釘、楔形銷等將板180固定到裝配夾具150上。板180限定一個在尺寸上基本等于裝配夾具的內徑153的內孔182。
參見圖18-19，其中示出了根據(jù)本公開教導所述的可控磁通量永磁電機100另一個實施例的部件。在圖18的側視圖中，示出了用于所公開的機器的模塊化組件306的實施例。與前述實施例一樣，模塊化組件306包括轉子組件320，所述轉子組件320具有轉子軸322和若干凸轉子極326(在本例中是四個)，上述轉子組件由多個疊層式轉子疊324形成。上述若干凸轉子極326各具有一個或多個埋置于其中的磁鐵330，因此，轉子組件320具有非交錯磁極式安排。轉子極326a具有一個或多個永久磁鐵330a，轉子極326b具有一個或多個永久磁鐵330c，另一個轉子極(看不到)也具有一個或多個永久磁鐵(看不到)。
在圖19中，以平面圖的形式示出了用于圖18的轉子組件320的轉子疊片340一個實施例，所述轉子疊片340具有非交錯的轉子極安排和多個埋入式磁鐵(未示出)。轉子疊片340限定一個供轉子軸(未示出)用的中心孔342，并限定多個極槽344，所述多個極槽344形成四個凸轉子極346a-d。當然，疊片340也可以具有四個以上的極。如上述各實施例一樣，凸轉子極326a-d都形成為具有寬的端面部分348和窄的頸部349。所有凸轉子極346a-d都基本上相同。每個凸轉子極346a-d都具有限定在頸部349中的雙磁鐵保持槽350和352，用于夾持多個埋入式磁鐵(未示出)，如稀土釹磁鐵或稀土釤鈷磁鐵，并具有一個互連材料的分開部分356。形成凸轉子極346a-d的極槽204都被深深地限定，以增加凸極性和當制造轉子組件時便于永久磁鐵的初始磁性對準。在本實施例中，永久磁鐵這樣安排，以使轉子極的極性取向與每個相鄰的轉子極上永久磁鐵的極性取向相反，因此，磁鐵在極性交錯的轉子組件外部形成磁極。
如圖15的實施例一樣，圖18的模塊化組件306具有兩個磁通量控制組件340和340’。然而，在所公開的組件306的本實施例中，轉子320具有非交替磁極安排，并將磁通量控制組件340和340’安排成控制交錯的轉子極組磁通量。第一組件340鄰近轉子疊片324的一端設置。第一組件340用于第一凸轉子極組326，其中包括極326b和另一個極(看不到)，所述另一個極具有一種極性取向的磁鐵。第二組件340’鄰近轉子疊片324的另一端設置，并用于其余的凸轉子極326a，326組，所述凸轉子極326a，326具有另一種極性取向的磁鐵330a，330c。磁通量控制組件340和340’各包括裝配夾具350和350’，線圈360和360’及籠370和370’。
第一磁通量控制組件340的籠350(在圖18中疊片左側上)具有兩個邊緣部分，其中包括邊緣部分376b和另一個在圖15中看不到的邊緣部分，上述邊緣部分376b延伸到轉子極326b，上述看不到的邊緣部分延伸到也看不見的相對的轉子極。第二磁通量控制組件340’的籠350’(在圖18中疊片的右側上)具有兩個邊緣部分，其中包括邊緣部分376a和邊緣部分376c，上述邊緣部分376a延伸到轉子極326a，而邊緣部分376c延伸到對面的轉子極326c。在雙籠中，圖18的非交替磁極安排與上述實施例中所公開的一個籠的安排相比，可以用兩個DC線圈360和360’來有利地分布銅損并減少電感。
為了說明，相對于轉子組件320示出了轉子極116a和116c。在兩個磁通量控制組件340和340’情況下，可以減少轉子疊片324的疊層長度。尤其是，轉子組件320可以由較少的轉子疊片324制成，以便將籠370和370’的邊緣部分376部分地設置在由定子極116所形成的孔112內。優(yōu)選的是，邊緣部分376和376’設置在孔112中距離不大于它們的長度，對每個邊緣部分376，所述距離為約0.150英寸。因此，它可以使轉子疊片324的總疊層長度減少最大量為例如0.300英寸，上述最大量包括邊緣部分376和376’二者的長度。這可使疊層長度減少例如多至15個疊片。能減少轉子疊片324的總疊層長度可以導致至少整個機器的尺寸減少，所以這是有利的。然而，如果疊層長度減少量大于邊緣部分376和376’的長度，則籠370和370’的管狀部分373和373’將部分地設置在電子極116所形成的孔112內，這種情況可能由于讓磁通量在籠和定子極之間傳輸而使籠短路。
上述優(yōu)選實施例和其它實施例的說明并不是要限制或約束申請人所表達的發(fā)明思想的范圍或適用性。在換取公開本文所公開的發(fā)明思想時，申請人要求由所附權利要求書所提供的專利權。因此，本實用新型包括在下面權利要求或等同范圍內的所有修改和變化。
權利要求1.一種可控磁通量電磁機器，包括具有軸和凸轉子極的轉子，所述凸轉子極中埋置有永久磁鐵；用于控制磁通量的線圈，該線圈圍繞上述軸設置；及用于傳輸磁通量的籠，所述籠圍繞線圈設置，其一部分實際上與帶埋置式磁鐵的凸轉子極接觸。
2.根據(jù)權利要求1的電磁機器，其中所述轉子包括多個安裝在軸上的轉子疊片。
3.根據(jù)權利要求2的電磁機器，其中所述轉子疊片限定用于永久磁鐵的磁鐵保持槽。
4.根據(jù)權利要求2的電磁電機器，還包括穿過一個或多個在帶有埋置式磁鐵的凸轉子極中的轉子疊片的導體。
5.根據(jù)權利要求1的電磁機器，其中所述籠包括一個主體，該主體具有第一表面和第二表面，上述第一表面鄰近帶有埋置式磁鐵的凸轉子極的一端，而上第二表面鄰近線圈。
6.根據(jù)權利要求5的電磁機器，其中實際與帶埋置式磁鐵的凸轉子極接觸的籠的部分包括主體第一表面朝向帶埋置式磁鐵的凸轉子極方向的端部延伸。
7.根據(jù)權利要求1的電磁機器，還包括將籠支承在轉子上的支承件。
8.根據(jù)權利要求7的電磁機器，其中所述支承件安裝在轉子軸上，并在其上支承至少一個籠的表面。
9.根據(jù)權利要求7的電磁機器，其中所述支承件包括多個支承疊片。
10.根據(jù)權利要求9的電磁機器，其中所述支承疊片包括磁性材料。
11.根據(jù)權利要求9的電磁機器，其中所述支承疊片限定若干用于永久磁鐵一端的磁鐵保持槽。
12.根據(jù)權利要求10的電磁機器，其中所述支承件包括多個支承疊片，所述多個支承疊片安裝在軸上，并將永久磁鐵的一端支承于其上，所述永久磁鐵的末端支承籠的至少一個表面于其上。
13.根據(jù)權利要求7的電磁機器，其中所述支承件連接在籠和帶埋置式磁鐵的凸轉子極之間。
14.根據(jù)權利要求13的電磁機器，其中所述支承件的一端設置在第一保持槽中，所述第一保持槽至少部分地限定在帶埋置式磁鐵的凸轉子極中。
15.根據(jù)權利要求14的電磁機器，其中所述支承件的另一端整體式連接到籠的一部分上。
16.根據(jù)權利要求14的電磁機器，其中支承件具有設置在籠的其中一部分內第二保持槽中的另一端。
17.根據(jù)權利要求1的電磁機器，其中永久磁鐵是從包括鐵氧體磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐠合金磁鐵、稀土釹磁鐵、稀土釤鈷磁鐵和釹鐵硼化合物的一組磁鐵中選定的。
18.根據(jù)權利要求1的電磁機器，其中所述永久磁鐵包括塊狀磁鐵，所述塊狀磁鐵具有基本上是矩形的橫截面。
19.根據(jù)權利要求1的電磁機器，其中所述永久磁鐵包括第一和第二永久磁鐵，所述第一和第二永久磁鐵彼此相鄰埋置在凸轉子極中。
20.根據(jù)權利要求19的電磁機器，其中轉子中心到層的第一永久磁鐵的第一徑向距離約等于從轉子中心到轉子中的極槽限定轉子極的邊緣的第二徑向距離。
21.根據(jù)權利要求19的電磁機器，其中所述轉子中的極槽限定轉子極并容納磁化線圈，用于在制造轉子期間給第一和第二永久磁鐵定向，極槽能使從磁化的線圈出來的磁力線基本上垂直于埋置在轉子極中的永久磁鐵通過。
22.根據(jù)權利要求19的電磁機器，其中所述第一和第二永久磁鐵被一層凸轉子極的材料分開。
23.根據(jù)權利要求1的電磁機器，其中所述轉子包括交替磁極式安排它具有多個第一凸轉子極和多個第二凸轉子極，所述多個第一凸轉子極具有埋置于其中的永久磁鐵，而所述述多個第二凸轉子極沒有永久磁鐵。
24.根據(jù)權利要求23的電磁機器，其中所述籠包括多個第一部分，所述多個第一部分實際上與帶有埋置式磁鐵的第一凸轉子極接觸。
25.根據(jù)權利要求23的電磁機器，還包括第二線圈，用于控制磁通量并圍繞鄰近轉子的另一端的軸設置；及第二籠，用于傳輸磁通量并圍繞第二線圈設置，并具有多個第二部分，所述多個第二部分實際上與帶有埋置式磁鐵的第一凸轉子極接觸。
26.根據(jù)權利要求1的電磁機器，其中所述轉子包括非交替磁極式安排，它具有多個第一凸轉子極和多個第二凸轉子極，所述多個第一凸轉子極具有一種極性構造的磁鐵埋置于其中，所述多個第二凸轉子具有另一種極性構造的磁鐵埋置于其中。
27.根據(jù)權利要求26的電磁機器，其中所述籠包括實際上與帶有埋置式磁鐵的各第一凸轉子極接觸的多個第一部分。
28.根據(jù)權利要求26的電磁機器，還包括第二線圈，用于控制磁通量并鄰近轉子的另一端繞軸設置；及第二籠，用于傳輸磁通量并圍繞第二線圈設置并具有多個第二部分，所述多個第二部分實際上與帶有埋置式磁鐵的各第二凸轉子極接觸。
29.一種可控磁通量電磁機器，包括具有軸和多個安裝在軸上的轉子疊片的轉子，所述轉子疊片限定多個凸轉子極；至少一個永久磁鐵，埋置在至少兩個凸轉子極中每一個的轉子疊片中；用于控制磁通量的固定線圈，鄰近轉子的一端圍繞軸設置；及用于傳輸磁通量的可旋轉的籠，它圍繞線圈設置，籠的至少兩部分中的每個部分都實際上與至少兩個帶埋置式磁鐵的轉子極中相應的一個上的轉子端部接觸。
30.根據(jù)權利要求29的電磁機器，其中所述多個轉子疊片限定用于磁鐵的磁鐵保持槽。
31.根據(jù)權利要求29的電磁機器，還包括一個導體，所述導體穿過一個或多個轉子疊片設置在至少兩個帶埋置式磁鐵的凸轉子極中。
32.根據(jù)權利要求29的電磁機器，其中所述籠包括一個主體，所述主體具有鄰近轉子末端的邊緣和鄰近線圈的內表面。
33.根據(jù)權利要求32的電磁機器，其中所述籠的至少兩個部分中的每一個都包括主體的邊緣的延伸部分，該延伸部分在至少兩個帶埋置式磁鐵的凸轉子極相應處朝向轉子端部。
34.根據(jù)權利要求29的電磁機器，還包括將籠支承在轉子上的支承件。
35.根據(jù)權利要求34的電磁機器，其中所述支承件安裝在轉子的軸上，并將籠的至少一個表面支承于其上。
36.根據(jù)權利要求34的電磁機器，其中所述支承件包括多個支承疊片。
37.根據(jù)權利要求36的電磁機器，其中所述支承疊片包括磁性材料。
38.根據(jù)權利要求36的電磁機器，其中所述支承疊片限定用于永久磁鐵端部的磁鐵保持槽。
39.根據(jù)權利要求34的電磁機器，其中所述支承件包括多個支承疊片，所述支承疊片安裝在軸上，并將永久磁鐵的端部支承于其上，及其中永久磁鐵的端部將籠的內表面支承于其上。
40.根據(jù)權利要求34的電磁機器，其中所述支承件包括連接器，所述連接器連接在籠的一部分和帶有埋置式磁鐵的若干凸轉子之一之間。
41.根據(jù)權利要求40的電磁機器，其中所述連接器具有一個設置在第一保持槽中的端部，該第一保持槽至少部分地被限定在帶有埋置式磁鐵的凸轉子極中。
42.根據(jù)權利要求41的電磁機器，其中所述連接器具有整體式連接到籠的一部分上的另一端部。
43.根據(jù)權利要求41的電磁機器，其中所述連接器具有設置在籠的一部分內的第二保持槽中的另一端部。
44.根據(jù)權利要求29的電磁機器，其中永久磁鐵是從包括鐵氧體磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐠合金磁鐵、稀土釹磁鐵、稀土釤鈷磁鐵和釹鐵硼化合物的一組磁鐵中選定的。
45.根據(jù)權利要求29的電磁機器，其中所述永久磁鐵包括具有基本上是矩形的橫截面的塊狀磁鐵。
46.根據(jù)權利要求29的電磁機器，其中所述永久磁鐵包括第一和第二永久磁鐵，所述第一和第二永久磁鐵彼此相鄰埋置在至少兩個凸轉子極中的每一個中。
47.根據(jù)權利要求46的電磁機器，其中轉子中心到層的第一永久磁鐵的第一徑向距離約等于從轉子中心到轉子中的極槽限定轉子極的邊緣的第二徑向距離。
48.根據(jù)權利要求46的電磁機器，其中轉子中的多個極槽限定凸轉子極并容納磁化線圈，所述磁化線圈用于在制造轉子期間給第一和第二永久磁鐵定向，及其中極槽使從磁化線圈中發(fā)出的磁力線基本上垂直于埋置在凸轉子極中的永久磁鐵通過。
49.根據(jù)權利要求46的電磁機器，其中所述第一和第二永久磁鐵被一層轉子疊片材料分開。
50.根據(jù)權利要求49的電磁機器，其中所述層大約是轉子疊片寬度的至少3倍。
51.根據(jù)權利要求29的電磁機器，其中轉子包括非交替磁極式安排，它具有多個第一凸轉子極和多個第二凸轉子極，所述多個第一凸轉子極具有埋置于其中的永久磁鐵，而所述多個第二凸轉子極沒有永久磁鐵。
52.根據(jù)權利要求51的電磁機器，其中所述籠具有多個第一部分，所述多個第一部分實際上與第一凸轉子極接觸。
53.根據(jù)權利要求51的電磁機器，還包括第二線圈，用于控制磁通量并鄰近轉子的另一端繞軸設置；及第二籠，用于傳輸磁通量并圍繞第二線圈設置并具有多個第二部分，所述多個第二部分實際上與帶有埋置式磁鐵的各第二凸轉子極接觸。
54.根據(jù)權利要求29的電磁機器，其中所述轉子包括非交替磁極式安排，它具有多個第一凸轉子極和多個第二凸轉子極，所述多個第一凸轉子極具有埋置于其中的一種極性的永久磁鐵，而所述多個第二凸轉子極具有埋置于其中的另一種極性的永久磁鐵。
55.根據(jù)權利要求50的電磁機器，其中所述籠具有多個第一部分，所述多個第一部分實際上與各第一凸轉子極接觸。
56.根據(jù)權利要求54的電磁機器，還包括第二線圈，用于控制磁通量并鄰近轉子的另一端繞軸設置；及第二籠，用于傳輸磁通量并圍繞第二線圈設置并具有多個第二部分，所述多個第二部分實際上與帶有埋置式磁鐵的各第二凸轉子極接觸。
57.一種用于電磁機器的模塊化組件，包括具有軸和多個安裝在軸上的轉子疊片的轉子，所述轉子疊片限定至少四個向外的凸轉子極，及至少兩個永久磁鐵，埋入凸轉子極中至少兩個的每一個內的層中。
58.根據(jù)權利要求57的模塊化組件，其中永久磁鐵是從包括鐵氧體磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐠合金磁鐵、稀土釹磁鐵、稀土釤鈷磁鐵和釹鐵硼化合物的一組磁鐵中選定的。
59.根據(jù)權利要求57的模塊化組件，其中所述永久磁鐵安裝在限定于各轉子疊片內的磁鐵保持槽中。
60.根據(jù)權利要求57的模塊化組件，其中所述永久磁鐵包括具有基本上是矩形的橫截面的塊狀磁鐵。
61.根據(jù)權利要求57的模塊化組件，其中至少兩個永久磁鐵被一層轉子疊片材料分開，上述一層轉子疊片材料約是轉子疊片寬度的至少3倍。
62.根據(jù)權利要求57的模塊化組件，其中所述向外的凸轉子極的凸極性比大于或等于約1.5。
63.根據(jù)權利要求57的模塊化組件，其中所述向外的凸轉子極各包括一個端面部分和一個頸部，端面部分通過頸部連接到轉子疊片的中心主體部分上，并且大大寬于頸部。
64.根據(jù)權利要求63的模塊化組件，其中將若干層永久磁鐵埋入至少兩個凸轉子極的頸部中。
65.根據(jù)權利要求63的模塊化組件，其中端面部分限定一個約為360°/n角寬度的67-83％的角寬度，并且其中在轉子疊片中的極槽限定一個約為360°/n角寬度的33-27％的互補角寬度，其中n是轉子中的凸極數(shù)。
66.根據(jù)權利要求57的模塊化組件，其中轉子中心到層的第一永久磁鐵的第一徑向距離約等于從轉子中心到轉子中的極槽限定轉子極的邊緣的第二徑向距離。
67.根據(jù)權利要求57的模塊化組件，其中所述轉子中的多個極槽限定凸轉子極并容納磁化線圈，用于在制造轉子期間給第一和第二永久磁鐵定向，及其中極槽使從磁化線圈出來的磁力線基本上垂直于埋置在各凸轉子極中的永久磁鐵通過。
68.根據(jù)權利要求57的模塊化組件，還包括磁通量組件，所述磁通量組件具有一個線圈和一個籠，上述線圈用于控制磁通量并圍繞軸設置，而上述籠安裝在轉子上，用于在轉子和線圈之間傳輸磁通量。
69.根據(jù)權利要求68的模塊化組件，還包括一個導體，所述導體穿過一個或多個轉子疊片設置在至少兩個帶埋入的磁鐵的凸轉子極中。
70.根據(jù)權利要求68的模塊化組件，其中所述籠包括一個主體，所述主體圍繞線圈設置并具有至少兩個部分，所述至少兩個部分實際上與至少兩個帶埋入式磁鐵的轉子極其中相應一個接觸。
71.根據(jù)權利要求68的模塊化組件，其中磁通量組件包括安裝在軸上并將籠支承于其上的支承件。
72.根據(jù)權利要求71的模塊化組件，其中所述支承件包括非磁性材料。
73.根據(jù)權利要求68的模塊化組件，其中所述磁通量組件包括多個安裝在軸上并將籠支承于其上支承疊片。
74.根據(jù)權利要求73的模塊化組件，其中所述支承疊片限定用于永久磁鐵端部的磁鐵保持槽。
75.根據(jù)權利要求68的模塊化組件，其中所述磁通量組件包括多哥支承疊片，所述多個支承疊片安裝在軸上，并將永久磁鐵端部支承于其上，及其中永久磁鐵端部將籠支承于其上。
76.根據(jù)權利要求68的述模塊化組件，其中所述磁通量組件包括一個導體，所述導體連接在籠和至少兩個帶埋置式磁鐵的凸轉子極之一之間。
77.根據(jù)權利要求76的模塊化組件，其中導體具有第一末端，所述第一末端設置在第一保持槽中，所述第一保持槽至少部分地被限定在帶埋置式磁鐵的凸轉子極中。
78.根據(jù)權利要求77的模塊化組件，其中所述導體具有第二末端，所述第二末端整體式連接到所述籠上。
79.根據(jù)權利要求77的模塊化組件，其中所述導體具有第二末端，所述第二末端設置在籠內的第二保持槽中。
80.根據(jù)權利要求68的模塊化組件，其中所述轉子包括非交替磁極式安排，它具有多個向外的第一凸轉子極和多個向外的第二凸轉子極，所述第一向外的凸轉子極具有埋置于其中的永久磁鐵，而所述第二向外的凸轉子極沒有永久磁鐵。
81.根據(jù)權利要求54的模塊化組件，還包括第二線圈，用于控制磁通量并鄰近轉子的另一端繞軸設置；及第二籠，用于傳輸磁通量并圍繞第二線圈設置并具有多個第二部分，所述多個第二部分實際上與帶有埋置式磁鐵的各第二凸轉子極接觸。
82.根據(jù)權利要求68的模塊化組件，其中所述轉子包括非交替磁極式安排，它具有多個第一向外的凸轉子極和多個第二向外的凸轉子極，所述多個第一向外的凸轉子極具有若干層埋入其中的一種極性的永久磁鐵，而所述多個第二向外的凸轉子極具有若干層埋入其中的另一種極性的永久磁鐵。
83.根據(jù)權利要求83的模塊化組件，其中所述籠具有多個第一部分，上述多個第一部分實際上與若干第一凸轉子極接觸。
84.根據(jù)權利要求83的模塊化組件，還包括第二磁通量組件，所述第二磁通量組件具有第二線圈和第二籠，所述第二線圈用于控制磁通量并圍繞軸的另一端設置，而所述第二籠支承在轉子組件的另一端上，用于在多個第二凸轉子極和第二線圈之間傳輸磁通量。
85.一種具有轉子的電磁機器，包括用于將永久磁鐵埋置在轉子中的裝置；用于控制轉子磁通量的裝置；及用于在轉子和控制轉子磁通量的裝置之間傳輸磁通量的裝置。
專利摘要一種用于電機的模塊化組件。模塊化組件包括轉子組件和磁通量控制組件。轉子組件具有軸和多個安裝在軸上的轉子疊片。轉子疊片限定至少四個凸轉子極。至少一個永久磁鐵被埋置在至少兩個凸轉子極的每一個中。磁通量組件具有繞軸設置的固定線圈，用于控制所公開的電機的磁通量。磁通量組件還具有一個籠，所述籠支承在轉子組件上，用于在至少兩個帶埋置式磁鐵的凸轉子極和線圈之間傳輸磁通量。在一個實施例中，支承件安裝在軸上，并將籠支承于其上。在另一個實施例中，支承件連接在籠和至少兩個帶埋置式磁鐵的轉子極之間。
文檔編號H02K1/27GK2706952SQ20042000747
公開日2005年6月29日 申請日期2004年3月22日 優(yōu)先權日2003年3月27日
發(fā)明者G·E·霍斯特 申請人:美國艾默生電氣公司