本實(shí)用新型屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及周向繞組的交流異步電機(jī)。

背景技術(shù)：

電機(jī)是機(jī)械能和電能之間的轉(zhuǎn)化裝置，包括電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。其中，現(xiàn)有技術(shù)的交流異步電機(jī)，一般是采用在定子軸向開(kāi)槽布線的繞組結(jié)構(gòu)，該種電機(jī)是利用定子繞組在定子磁芯上產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)子感應(yīng)出異步感生電流，異步感生電流在定子磁場(chǎng)中驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；或者通過(guò)定子與轉(zhuǎn)子之間通過(guò)磁場(chǎng)的變化使定子繞組感應(yīng)異步感生電壓，作為交流異步發(fā)電機(jī)使用。

無(wú)論是電動(dòng)機(jī)還是發(fā)電機(jī)，在定子的軸向槽路中的定子繞組的直導(dǎo)體部分，其磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化率較高，但繞組的端部一般呈近弧形，其漏磁較多，會(huì)產(chǎn)生較大的渦流發(fā)熱損耗及電磁輻射干擾，繞組端部的磁場(chǎng)利用率明顯低于其直導(dǎo)體部分的磁場(chǎng)利用率，且近弧形的端部導(dǎo)體的直流電阻發(fā)熱損耗較多，其通過(guò)弧形外側(cè)的空間向外散熱的熱導(dǎo)率明顯低于直導(dǎo)體部分通過(guò)所在槽路散熱的熱導(dǎo)率，因此往往出現(xiàn)由于過(guò)熱導(dǎo)致繞組端部先于直導(dǎo)體部分超溫乃至燒毀。統(tǒng)計(jì)表明，一般定子繞組端部損耗占到繞組總損耗的1/4～1/2，減少端部的長(zhǎng)度，可以提高電機(jī)的效率，實(shí)驗(yàn)表明，端部長(zhǎng)度減少20％，損耗下降10％。

這種具有端部的繞組結(jié)構(gòu)的電機(jī)具有以下技術(shù)缺陷或弊端：

1、端部漏磁較多，磁場(chǎng)利用率降低，電機(jī)功率和效率受到影響；

2、端部漏磁導(dǎo)致端部附近的端蓋等導(dǎo)磁部件產(chǎn)生較大的渦流損耗，端蓋及附近金屬器件溫升較高，在一些特定電機(jī)上不得不采取端蓋降溫措施，增加了成本和故障率，縮短了電機(jī)使用壽命；

3、端部同時(shí)產(chǎn)生阻性功率消耗而發(fā)熱，使繞組銅損增加、溫度升高，而且浪費(fèi)能量；

4、端部的存在使得繞組的長(zhǎng)度較長(zhǎng)、電磁導(dǎo)線用量較大，增加了銅材和成本需求；

5、端部的存在還使電機(jī)體積增大、重量增加；

6、現(xiàn)有技術(shù)的磁芯槽部結(jié)構(gòu)使得定子磁芯加工工藝較為復(fù)雜、繞組嵌線較為困難、嵌線專用設(shè)備耗資較大、工藝較復(fù)雜、使生產(chǎn)成本上升；

7、為了提高槽滿率，磁芯所采用的絕緣紙或涂有的絕緣漆層較薄，較易出現(xiàn)絕緣層擊穿、擠壓、破損導(dǎo)致搭鐵漏電問(wèn)題；

8、一般繞組多為近似橢圓型結(jié)構(gòu)，其最有效的直導(dǎo)體部分在嵌入槽內(nèi)以后往往由于裝配工藝問(wèn)題產(chǎn)生彎曲、錯(cuò)位或錯(cuò)層擠壓?jiǎn)栴}，同樣，端部也容易出現(xiàn)錯(cuò)層擠壓現(xiàn)象，使絕緣可靠性降低，較容易出現(xiàn)匝間、相間短路或漏電，增加了電機(jī)的故障率；

較為重要的另一方面是，目前，新能源電動(dòng)汽車(chē)采用的電機(jī)包括有；交流電機(jī)、永磁電機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等，一般這些電機(jī)仍采用具有端部繞組的傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)，由于該類(lèi)電機(jī)所具有的上述不足，使電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展較大程度上受制于電機(jī)技術(shù)的制約；在現(xiàn)有車(chē)載動(dòng)力電池的技術(shù)條件下，在日益嚴(yán)格的節(jié)能和環(huán)保指標(biāo)要求下，如何提高電機(jī)的效率和功率問(wèn)題成為制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，因此，亟待研發(fā)高效節(jié)能的高可靠性的新型電機(jī)。

因此，有必要設(shè)計(jì)出一種無(wú)端部繞組的電機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種無(wú)端部繞組的交流異步電機(jī)，以克服上述電機(jī)所具有的端部渦流損耗較大、端部漏磁電磁輻射較多、端部阻性發(fā)熱較多等技術(shù)缺陷。本實(shí)用新型的總體思路是設(shè)計(jì)一種圓周方向的繞組(即周向繞組)，所述圓周方向是與電機(jī)的軸向和徑向分別垂直的圓周方向，且所述圓周方向的繞組均置于與之適合的定子磁芯內(nèi)，以更高效率地利用所述繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)，較大限度地磁化定子磁芯再通過(guò)定子磁芯的導(dǎo)磁部分將磁場(chǎng)傳遞至定子磁極，用于使與所述定子磁極預(yù)留較小氣隙的轉(zhuǎn)子磁極受到電磁力矩而推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成單相或多相交流異步電機(jī)。

本實(shí)用新型創(chuàng)造性地將與繞組方向與電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向一致，使繞組的一周能夠整體性地藏于所述定子磁芯中，取消了端部，使電機(jī)在漏磁、渦流、阻性發(fā)熱等方面的損耗均隨端部的取消而大幅減小，且繞組導(dǎo)線長(zhǎng)度可以縮短、體積減小、定子無(wú)需開(kāi)有多個(gè)軸向直槽、繞線更為簡(jiǎn)易、嵌裝方便。

依據(jù)本實(shí)用新型第一方面，提供了一種周向繞組的交流異步電機(jī)，其特殊之處在于包括轉(zhuǎn)子、定子磁芯、定子繞組以及殼體和支撐部件，

所述轉(zhuǎn)子為異步電機(jī)轉(zhuǎn)子，

所述定子繞組為周向繞組，所述周向繞組為與所述電機(jī)同軸心的圓型線圈結(jié)構(gòu)，

所述定子磁芯為外定子式定子磁芯，

所述定子磁芯包括筒形磁芯、定子磁極以及將所述筒形磁芯軸向端部和所述定子磁極一端連接起來(lái)的若干端部磁路連接體，

所述筒形磁芯為一體結(jié)構(gòu)或分體組合結(jié)構(gòu)的磁路連續(xù)的內(nèi)部圓筒型的導(dǎo)磁體，所述筒形磁芯與所述周向繞組和所述轉(zhuǎn)子共軸線，所述筒形磁芯的內(nèi)壁包圍所述周向繞組的外壁，所述周向繞組的內(nèi)側(cè)圓周?chē)@著沿所述圓周均勻分布的n個(gè)定子磁極，其中n≥2且n為偶數(shù)；

所述定子磁極與所述筒形磁芯的內(nèi)部圓筒沿軸向平行，使所述n個(gè)定子磁極圍成圓周范圍的轉(zhuǎn)子工作區(qū)域；所述定子磁極與所述轉(zhuǎn)子磁極之間留有間隙；

任意相鄰兩個(gè)定子磁極中第一個(gè)定子磁極的軸向第一端通過(guò)一個(gè)端部磁路連接體連接到與所述第一端接近的筒形磁芯的第一端，所述兩個(gè)定子磁極中第二個(gè)定子磁極的軸向第二端通過(guò)另一個(gè)端部磁路連接體連接到與所述第二端接近的筒形磁芯的第二端；

使與所述筒形磁芯第一端和第二端分別相連的定子磁極在所述周向繞組圓周內(nèi)側(cè)交替排列，

用于在所述周向繞組通電時(shí)，使所述周向繞組圓周內(nèi)側(cè)交替排列的定子磁極的磁性相異，并在所述定子磁極圍成的圓形的轉(zhuǎn)子工作區(qū)域形成交變磁場(chǎng)或旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；或用于通過(guò)磁場(chǎng)的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為發(fā)電機(jī)使用。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還提供了一種周向繞組的交流異步電機(jī)，其特殊之處在于所述電機(jī)為軸向分相的多相電機(jī)，所述電機(jī)的不同相位的定子磁芯沿軸向串聯(lián)布置，不同相位的轉(zhuǎn)子磁芯沿軸向串聯(lián)布置，所述多相電機(jī)采取：

①在旋轉(zhuǎn)周向上，相間定子磁極在旋轉(zhuǎn)周向上錯(cuò)開(kāi)一定幾何角度Θ，所述一定幾何角度Θ對(duì)應(yīng)于相間相位差的電角度δ，轉(zhuǎn)子磁極在旋轉(zhuǎn)周向上采取對(duì)齊設(shè)置，相間轉(zhuǎn)子磁極幾何角度差為0；或采?。?/p>

②在旋轉(zhuǎn)周向上，相間定子磁極在旋轉(zhuǎn)周向上采取對(duì)齊設(shè)置，相間轉(zhuǎn)子磁極幾何角度差為0；轉(zhuǎn)子磁極在旋轉(zhuǎn)周向上，相間轉(zhuǎn)子磁極錯(cuò)開(kāi)一定幾何角度Θ，所述一定幾何角度Θ對(duì)應(yīng)于相間相位差的電角度δ。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還提供了一種周向繞組的交流異步電機(jī)，其特殊之處在于，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子為多相共用的多相感應(yīng)式轉(zhuǎn)子，所述多相感應(yīng)式轉(zhuǎn)子磁芯的軸向長(zhǎng)度涵蓋所述多相電機(jī)所有相位定子長(zhǎng)度值和，所述多相感應(yīng)式轉(zhuǎn)子僅在其兩端設(shè)有短路環(huán)，所述多相感應(yīng)式轉(zhuǎn)子上的磁芯槽路內(nèi)的導(dǎo)體共用所述多相感應(yīng)式轉(zhuǎn)子的整體槽路兩端的短路環(huán)。

依據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供了一種周向繞組的交流異步電機(jī)，其特殊之處在于包括轉(zhuǎn)子、定子磁芯、定子繞組以及殼體和支撐部件，

所述轉(zhuǎn)子為異步電機(jī)轉(zhuǎn)子，

所述定子繞組為周向繞組，所述周向繞組為與所述電機(jī)同軸心的圓型線圈結(jié)構(gòu)，

所述定子磁芯為內(nèi)定子式定子磁芯，

所述定子磁芯包括筒形磁芯或圓柱形磁芯、定子磁極以及將所述筒形磁芯或圓柱形磁芯軸向端部和所述定子磁極一端連接起來(lái)的若干磁路連接體，

所述筒形磁芯或圓柱形磁芯為一體結(jié)構(gòu)或分體組合結(jié)構(gòu)的磁路連續(xù)的圓型的導(dǎo)磁體，所述筒形磁芯或圓柱形磁芯與所述周向繞組和所述轉(zhuǎn)子共軸線，所述筒形磁芯或圓柱形磁芯的外壁被所述周向繞組內(nèi)壁包圍，所述周向繞組的外側(cè)圓周被沿所述圓周均勻分布的n個(gè)定子磁極圍繞，其中n≥2且n為偶數(shù)；

所述定子磁極與所述筒形磁芯或圓柱形磁芯的外圓沿軸向平行，使所述定子磁極圍成圓柱形范圍，所述轉(zhuǎn)子工作區(qū)域位于所述圓柱形外側(cè)；所述定子磁極與所述轉(zhuǎn)子磁極之間留有間隙；

相鄰兩個(gè)定子磁極中第一個(gè)定子磁極的軸向第一端通過(guò)一個(gè)磁路連接體連接到與所述第一端接近的筒形磁芯或圓柱形磁芯的第一端，所述兩個(gè)定子磁極中第二個(gè)定子磁極的軸向第二端通過(guò)另一個(gè)磁路連接體連接到與所述第二端接近的筒形磁芯或圓柱形磁芯的第二端；

使與所述筒形磁芯或圓柱形磁芯第一端和第二端分別相連的定子磁極在所述周向繞組圓周外側(cè)交替排列，

用于在所述周向繞組通電時(shí)，使所述周向繞組圓周外側(cè)交替排列的定子磁極的磁性相異，并在所述定子磁極圍成的圓柱形外側(cè)的轉(zhuǎn)子工作區(qū)域形成交變磁場(chǎng)或旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；或用于通過(guò)磁場(chǎng)的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為發(fā)電機(jī)使用。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還提供了一種周向繞組的交流異步電機(jī)，其特殊之處在于所述電機(jī)為軸向分相的多相電機(jī)，所述電機(jī)的不同相位的定子磁芯沿軸向串聯(lián)布置，不同相位的轉(zhuǎn)子磁芯沿軸向串聯(lián)布置，所述多相電機(jī)采?。?/p>

①在旋轉(zhuǎn)周向上，相間定子磁極在旋轉(zhuǎn)周向上錯(cuò)開(kāi)一定幾何角度Θ，所述一定幾何角度Θ對(duì)應(yīng)于相間相位差的電角度δ，轉(zhuǎn)子磁極在旋轉(zhuǎn)周向上采取對(duì)齊設(shè)置，相間轉(zhuǎn)子磁極幾何角度差為0；或采取：

②在旋轉(zhuǎn)周向上，相間定子磁極在旋轉(zhuǎn)周向上采取對(duì)齊設(shè)置，相間轉(zhuǎn)子磁極幾何角度差為0；轉(zhuǎn)子磁極在旋轉(zhuǎn)周向上，相間轉(zhuǎn)子磁極錯(cuò)開(kāi)一定幾何角度Θ，所述一定幾何角度Θ對(duì)應(yīng)于相間相位差的電角度δ。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還提供了一種周向繞組的交流異步電機(jī)，其特殊之處在于，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子為多項(xiàng)共用的多相感應(yīng)式轉(zhuǎn)子，所述多相感應(yīng)式轉(zhuǎn)子磁芯的軸向長(zhǎng)度涵蓋所述多相電機(jī)所有相位定子長(zhǎng)度值和，所述多相感應(yīng)式轉(zhuǎn)子僅在其兩端設(shè)有短路環(huán)，所述多相感應(yīng)式轉(zhuǎn)子上的磁芯槽路內(nèi)的導(dǎo)體共用所述多相感應(yīng)式轉(zhuǎn)子的整體槽路兩端的短路環(huán)。

本實(shí)用新型的有益效果是，采用周向繞組，使電機(jī)具有下述優(yōu)點(diǎn)：

1、周向繞組結(jié)構(gòu)，不存在原有技術(shù)的繞組端部，徹底消除了端部帶來(lái)的漏磁問(wèn)題，磁場(chǎng)利用率明顯提高，使電機(jī)的功率和效率得以提高。

2、減小電機(jī)端蓋渦流損耗。

3、采用周向繞組技術(shù)方案徹底擯除端部的發(fā)熱問(wèn)題。

4、周向繞組緊湊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省銅材和成本。

5、減小電機(jī)的體積和重量。

6、整體的周向繞組繞制工藝較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本降低。

7、周向繞組繞制好以后，其裝配到定子槽內(nèi)的工序比傳統(tǒng)繞組嵌線簡(jiǎn)單，繞組還可以先浸漆烘干定型，繞組內(nèi)每條導(dǎo)線規(guī)則度和一致性好，使繞組間磁場(chǎng)干預(yù)大幅度減小，磁場(chǎng)規(guī)則度較好，還可以將繞組預(yù)先裝配到適宜的絕緣支架內(nèi)再連同絕緣支架一切轉(zhuǎn)配到定子槽內(nèi)，還提高了絕緣性能。

8、在多相周向繞組的功率電機(jī)中，不同相位的繞組安裝在不同定子的槽內(nèi)，不同相位的繞組之間不直接接觸、相互間隔離著環(huán)型定子磁芯和定子繞組環(huán)型絕緣支架，不會(huì)出現(xiàn)相間短路極相間漏電現(xiàn)象，使電機(jī)可靠性和壽命提高。

9、采用本實(shí)用新型技術(shù)方案的周向繞組的電機(jī)，在采用靈活方式設(shè)計(jì)的電機(jī)中，可以在轉(zhuǎn)配時(shí)根據(jù)不同場(chǎng)合的需求，通過(guò)增減轉(zhuǎn)子磁芯組合數(shù)目和定子磁芯數(shù)目及定子繞組組合數(shù)目來(lái)調(diào)整為不同相數(shù)的電機(jī)，使電機(jī)的應(yīng)用更為靈活、廣泛，節(jié)省設(shè)計(jì)與生產(chǎn)成本。

10、定子和轉(zhuǎn)子可以分為較多的極數(shù)，減小了電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)同時(shí)不會(huì)像軸向槽繞線的的電機(jī)那樣工藝復(fù)雜，節(jié)省加工工時(shí)成本和繞組耗材。

11、所述周向繞組電機(jī)的應(yīng)用前景較好，可以應(yīng)用在多種電機(jī)中。

附圖說(shuō)明

圖1是單相周向繞組交流異步電機(jī)的定子軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是單相周向繞組交流異步電機(jī)的定子立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是單相周向繞組交流異步電機(jī)的側(cè)向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是單相周向繞組交流異步電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)展開(kāi)示意圖；

圖5是三相定子軸向分相、轉(zhuǎn)子磁芯同角度的周向繞組的交流異步電機(jī)的三相定子相位比對(duì)圖；

圖6是三相定子軸向分相、轉(zhuǎn)子磁芯同角度的周向繞組的交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是三相定子軸向分相、轉(zhuǎn)子磁芯同角度的周向繞組的交流異步電機(jī)的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是三相轉(zhuǎn)子軸向分相、定子磁芯同角度的周向繞組的交流異步電機(jī)的三相定子相位比對(duì)圖；

圖9是三相轉(zhuǎn)子軸向分相、定子磁芯同角度的周向繞組的交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是三相轉(zhuǎn)子軸向分相、定子磁芯同角度的周向繞組的交流異步電機(jī)的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是定子軸向分相、轉(zhuǎn)子磁芯同角度的周向繞組的內(nèi)定子式交流異步電機(jī)的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是定子軸向分相、轉(zhuǎn)子磁芯同角度的周向繞組的內(nèi)定子式交流異步電機(jī)的外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是轉(zhuǎn)子軸向分相、定子磁芯同角度的周向繞組的內(nèi)定子式交流異步電機(jī)的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是轉(zhuǎn)子軸向分相、定子磁芯同角度的周向繞組的內(nèi)定子式交流異步電機(jī)的外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型實(shí)施方式提供了新型的周向繞組結(jié)構(gòu)的交流異步電機(jī)，其中包括周向繞組的交流異步電動(dòng)機(jī)和周向繞組的交流異步發(fā)電機(jī)，采用周向繞組，使電機(jī)具有前述的技術(shù)特點(diǎn)。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做以進(jìn)一步詳細(xì)描述，實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，并不用來(lái)限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的權(quán)利范圍由權(quán)利要求限定。

第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施方式提供了一種周向繞組的交流異步電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子磁芯、定子繞組以及殼體和支撐部件，

所述轉(zhuǎn)子為異步電機(jī)轉(zhuǎn)子，

所述定子繞組為周向繞組，所述周向繞組為與所述電機(jī)同軸心的圓型線圈結(jié)構(gòu)，

所述定子磁芯為外定子式定子磁芯，

所述定子磁芯包括筒形磁芯、定子磁極以及將所述筒形磁芯軸向端部和所述定子磁極一端連接起來(lái)的若干磁路連接體，

所述筒形磁芯為一體結(jié)構(gòu)或分體組合結(jié)構(gòu)的磁路連續(xù)的內(nèi)部圓筒型的導(dǎo)磁體，所述筒形磁芯與所述周向繞組和所述轉(zhuǎn)子共軸線，所述筒形磁芯的內(nèi)壁包圍所述周向繞組的外壁，所述周向繞組的內(nèi)側(cè)圓周?chē)@著沿所述圓周均勻分布的n個(gè)定子磁極，其中n≥2且n為偶數(shù)；

所述定子磁極與所述筒形磁芯的內(nèi)部圓筒沿軸向平行，使所述n個(gè)定子磁極圍成圓周范圍的轉(zhuǎn)子工作區(qū)域；所述定子磁極與所述轉(zhuǎn)子磁極之間留有間隙；

任意相鄰兩個(gè)定子磁極中第一個(gè)定子磁極的軸向第一端通過(guò)一個(gè)磁路連接體連接到與所述第一端接近的筒形磁芯的第一端，所述兩個(gè)定子磁極中第二個(gè)定子磁極的軸向第二端通過(guò)另一個(gè)磁路連接體連接到與所述第二端接近的筒形磁芯的第二端；

使與所述筒形磁芯第一端和第二端分別相連的定子磁極在所述周向繞組圓周內(nèi)側(cè)交替排列，

用于在所述周向繞組通電時(shí)，使所述周向繞組圓周內(nèi)側(cè)交替排列的定子磁極的磁性相異，并在所述定子磁極圍成的圓周范圍的轉(zhuǎn)子工作區(qū)域形成交變磁場(chǎng)或旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；或用于通過(guò)磁場(chǎng)的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為發(fā)電機(jī)使用。

實(shí)施例1

圖1為單相周向繞組交流異步電機(jī)的定子軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是單相周向繞組交流異步電機(jī)的定子立體結(jié)構(gòu)示意圖；

周向繞組的交流電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子磁芯、定子繞組以及殼體和支撐部件，作為單相周向繞組電機(jī)的定子如圖1和圖2所示，外定子式定子磁芯100、定子繞組104，轉(zhuǎn)子為異步電機(jī)轉(zhuǎn)子(圖中未予示出)，定子繞組104為周向繞組，是與電機(jī)同軸心的圓型線圈結(jié)構(gòu)，定子磁芯包括筒形磁芯101、定子磁極102、定子磁極103以及將筒形磁芯101軸向端部和定子磁極一端連接起來(lái)的磁路連接體，如磁路連接體106，筒形磁芯為一體結(jié)構(gòu)或分體組合結(jié)構(gòu)的磁路連續(xù)的內(nèi)部圓筒型的導(dǎo)磁體，如圖所示為一體結(jié)構(gòu)的形式，也可以做成軸向或徑向等分體結(jié)構(gòu)形式，筒形磁芯與周向繞組和轉(zhuǎn)子共軸線，筒形磁芯的內(nèi)壁包圍周向繞組的外壁，周向繞組的內(nèi)側(cè)圓周?chē)@著沿圓周均勻分布的n個(gè)定子磁極，其中n≥2且n為偶數(shù)，本實(shí)施例中n＝2，為2極電機(jī)。

定子磁極與筒形磁芯的內(nèi)部圓筒沿軸向平行，使2個(gè)定子磁極圍成圓周范圍的轉(zhuǎn)子工作區(qū)域；圖1中虛線109圓周之內(nèi)即為轉(zhuǎn)子工作區(qū)域，定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極之間留有間隙；任意相鄰兩個(gè)定子磁極中第一個(gè)定子磁極的軸向第一端通過(guò)一個(gè)磁路連接體連接到與第一端接近的筒形磁芯的第一端，如磁極103的軸向一端通過(guò)磁路連接體106與該端接近的筒形磁芯101的一端連接；兩個(gè)定子磁極中第二個(gè)定子磁極的軸向第二端通過(guò)另一個(gè)磁路連接體連接到與第二端接近的筒形磁芯的第二端，如磁極102的軸向第二端通過(guò)磁路連接體與該端接近的筒形磁芯101的另一端111連接；兩個(gè)相鄰異名磁極102和103之間留有間距，如圖2中的間距107；使與筒形磁芯第一端和第二端分別相連的定子磁極在周向繞組圓周內(nèi)側(cè)交替排列。

在周向繞組104通以交流電時(shí)，向繞組圓周內(nèi)側(cè)交替排列的定子磁極102和103的磁性相異，并在定子磁極圍成的圓形的轉(zhuǎn)子工作區(qū)域形成交變磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)子為普通交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子，圖中位于示出。該電機(jī)為單相2極交流異步電機(jī)。

實(shí)施例2

如圖3和圖4所示，其中圖3為單相周向繞組交流異步電機(jī)的側(cè)向剖面圖，圖4為其定子展開(kāi)圖。

該周向繞組的交流異步電機(jī)包括：外定子式定子磁芯123、定子繞組126以及殼體122 和支撐部件，轉(zhuǎn)子為異步電機(jī)轉(zhuǎn)子，定子繞組126為圓周方向的周向繞組，是與電機(jī)同軸心的圓型線圈結(jié)構(gòu)，定子磁芯包括筒形磁芯123、定子磁極(如125、127)、定子磁極(如125) 以及將筒形磁芯(123)軸向端部和定子磁極(如125)一端連接起來(lái)的磁路連接體(如124)，筒形磁芯(123)為一體結(jié)構(gòu)或分體組合結(jié)構(gòu)的磁路連續(xù)的內(nèi)部圓筒型的導(dǎo)磁體，如圖所示為一體結(jié)構(gòu)的形式，也可以做成軸向或徑向等分體結(jié)構(gòu)形式，筒形磁芯與周向繞組和轉(zhuǎn)子共軸線，筒形磁芯的內(nèi)壁包圍周向繞組的外壁，周向繞組的內(nèi)側(cè)圓周?chē)@著沿圓周均勻分布的n 個(gè)定子磁極，其中n≥2且n為偶數(shù)，本實(shí)施例中n＝6，為6極電機(jī)。

定子磁極與筒形磁芯的內(nèi)部圓筒沿軸向平行，使6個(gè)定子磁極圍成圓周范圍的轉(zhuǎn)子工作區(qū)域；定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極之間留有間隙；任意相鄰兩個(gè)定子磁極中第一個(gè)定子磁極的軸向第一端通過(guò)一個(gè)磁路連接體連接到與第一端接近的筒形磁芯的第一端，如磁極125的軸向一端通過(guò)磁路連接體124與該端接近的筒形磁芯123的一端連接；兩個(gè)定子磁極中第二個(gè)定子磁極的軸向第二端通過(guò)另一個(gè)磁路連接體連接到與第二端接近的筒形磁芯的第二端，兩個(gè)相鄰異名磁極(如127和130)之間留有間距；使與筒形磁芯第一端和第二端分別相連的定子磁極在周向繞組圓周內(nèi)側(cè)交替排列。

電機(jī)轉(zhuǎn)子為普通交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子軸121固定有轉(zhuǎn)子磁芯129，轉(zhuǎn)子磁芯中具有軸向槽路結(jié)構(gòu)且其中具有條形導(dǎo)體即導(dǎo)電條(如銅條或鋁條)，轉(zhuǎn)子磁芯軸向兩端圓周具有短路環(huán)，轉(zhuǎn)子與傳統(tǒng)交流異步電機(jī)具有同樣的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子軸121和定子殼體122之間轉(zhuǎn)配有軸承。在周向繞組126通以交流電時(shí)，向繞組圓周內(nèi)側(cè)交替排列的定子磁極的磁性相異，并在定子磁極圍成的圓形的轉(zhuǎn)子工作區(qū)域形成交變磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

上述的兩個(gè)實(shí)施例均為對(duì)于周向繞組交流異步電機(jī)的闡述，采用周向繞組，使電機(jī)具有下述優(yōu)點(diǎn)：

1、周向繞組結(jié)構(gòu)，不存在原有技術(shù)的繞組端部，徹底消除了端部帶來(lái)的漏磁問(wèn)題，磁場(chǎng)利用率明顯提高，使電機(jī)的功率和效率得以提高。

2、減小電機(jī)端蓋渦流損耗。

3、采用周向繞組技術(shù)方案徹底擯除端部的發(fā)熱問(wèn)題。

4、周向繞組緊湊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省銅材和成本。

5、減小電機(jī)的體積和重量。

6、整體的周向繞組繞制工藝較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本降低。

7、周向繞組繞制好以后，其裝配到定子槽內(nèi)的工序比傳統(tǒng)繞組嵌線簡(jiǎn)單，繞組還可以先浸漆烘干定型，繞組內(nèi)每條導(dǎo)線規(guī)則度和一致性好，使繞組間磁場(chǎng)干預(yù)大幅度減小，磁場(chǎng)規(guī)則度較好，還可以將繞組預(yù)先裝配到適宜的絕緣支架內(nèi)再連同絕緣支架一切轉(zhuǎn)配到定子槽內(nèi)，還提高了絕緣性能。

8、在多相周向繞組的功率電機(jī)中，不同相位的繞組安裝在不同定子的槽內(nèi)，不同相位的繞組之間不直接接觸、相互間隔離著環(huán)型定子磁芯和定子繞組環(huán)型絕緣支架，不會(huì)出現(xiàn)相間短路極相間漏電現(xiàn)象，使電機(jī)可靠性和壽命提高。

9、采用本實(shí)用新型技術(shù)方案的周向繞組的電機(jī)，在采用靈活方式設(shè)計(jì)的電機(jī)中，可以在轉(zhuǎn)配時(shí)根據(jù)不同場(chǎng)合的需求，通過(guò)增減轉(zhuǎn)子磁芯組合數(shù)目和定子磁芯數(shù)目及定子繞組組合數(shù)目來(lái)調(diào)整為不同相數(shù)的電機(jī)，使電機(jī)的應(yīng)用更為靈活、廣泛，節(jié)省設(shè)計(jì)與生產(chǎn)成本。

10、定子和轉(zhuǎn)子可以分為較多的極數(shù)，減小了電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)同時(shí)不會(huì)像軸向槽繞線的的電機(jī)那樣工藝復(fù)雜，節(jié)省加工工時(shí)成本和繞組耗材。

11、所述周向繞組電機(jī)的應(yīng)用前景較好，可以應(yīng)用在多種電機(jī)中。

周向繞組的單相交流異步電機(jī)本身無(wú)法實(shí)現(xiàn)確定方向的自起動(dòng)，這同傳統(tǒng)單相交流異步電機(jī)一樣，可以通過(guò)增設(shè)起動(dòng)繞組的方法來(lái)解決，如在通過(guò)電容或電感移相等方法產(chǎn)生分相電源，在電機(jī)中增設(shè)分相起動(dòng)繞組，例如可以在垂直于上述定子磁極102和103之間的磁場(chǎng)方向的位置設(shè)置啟動(dòng)繞組，在每一相鄰磁極間距(如107)兩側(cè)附近的定子磁極(如102和 103)上開(kāi)有軸向的槽，用于嵌入傳統(tǒng)形式的具有端部的啟動(dòng)繞組，因?yàn)橹骼@組為周向繞組，故在電機(jī)啟動(dòng)后的正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間，電機(jī)仍舊能發(fā)揮周向繞組低損耗、高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)然，可以采取軸向分相的方法設(shè)置為多相交流異步電機(jī)，即解決自啟動(dòng)問(wèn)題，也使多相電機(jī)具有上述優(yōu)點(diǎn)，這將在后敘的多相周向繞組的交流異步電機(jī)實(shí)施例中闡述。

實(shí)施例3

本實(shí)施例是以三相電機(jī)為例對(duì)采用定子軸向分相、轉(zhuǎn)子磁芯同角度的周向繞組的交流異步電機(jī)的闡述。

圖5為三相周向繞組軸向分相的交流異步電機(jī)的三相定子相位比對(duì)圖，圖6是該電機(jī)轉(zhuǎn)子立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是該電機(jī)側(cè)剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖5所示，電機(jī)三相定子命名為A、B、C三相，圖中145示意A相定子磁芯，146示意B相定子磁芯，147示意C相定子磁芯，選取每一相磁芯相鄰磁極的間距中點(diǎn)來(lái)進(jìn)行三相定子磁芯的相位比較，圖中虛線140為公共基準(zhǔn)水平線，其A相定子磁芯的磁極151和152 的中間點(diǎn)所在直徑141垂直于公共水平基準(zhǔn)線140，設(shè)磁極151和152中間點(diǎn)所在直徑141 為0°；

B相定子磁芯的磁極153和154中間點(diǎn)所在直徑148與水平基準(zhǔn)線140的垂線142夾角為向右α；

C相定子磁芯的磁極155和156中間點(diǎn)所在直徑149與水平基準(zhǔn)線140的垂線143夾角為向右β；

由于圖示電機(jī)為三相4極電機(jī)，每?jī)蓸O占據(jù)電角度360°，相鄰相間相位差為120°電角度，換算為4極電機(jī)的幾何角度即應(yīng)為：α＝60°，β＝120°。

通過(guò)上述相位比較得知，三相定子磁芯A、B、C以此向右提前120°電角度，滿足三相電機(jī)分相要求。

如圖6所示，為該三相周向繞組軸向分相的交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中轉(zhuǎn)子軸160連接轉(zhuǎn)子體，轉(zhuǎn)子體上的磁芯具有軸向的槽路結(jié)構(gòu)，其槽路方向與軸向平行，槽內(nèi)具有導(dǎo)電銅條或鋁條如導(dǎo)電條162，軟磁材料磁芯可以由硅鋼片疊制而成，如圖示的161 等，在轉(zhuǎn)子體是軸向兩端圓周上具有短路環(huán)163和164用于將導(dǎo)電條連通。

在定子的A相、B相、C相周向繞組按相序通電時(shí)，轉(zhuǎn)子上所對(duì)應(yīng)的區(qū)域：圖示位置的A 相、B相、C相導(dǎo)電條感應(yīng)出相應(yīng)的感生電流，由于其采用軸向分相排列方式，故在其中任一相位處于0受力點(diǎn)的平衡位置時(shí)，其余兩相的感生電流仍會(huì)流經(jīng)該相的導(dǎo)電條使轉(zhuǎn)子在平衡位置時(shí)受力，并由相序決定其轉(zhuǎn)向?？梢岳斫獾氖?，這相當(dāng)于把傳統(tǒng)三相電機(jī)的轉(zhuǎn)子拉長(zhǎng)為原來(lái)的三倍，每一倍長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)一個(gè)相位分別受到對(duì)應(yīng)相位的定子磁場(chǎng)力，使轉(zhuǎn)子任然以相序決定的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向滯后異步旋轉(zhuǎn)；該三相電機(jī)同樣可以像傳統(tǒng)交流電機(jī)一樣用作交流發(fā)電機(jī)使用，在作為發(fā)電機(jī)時(shí)，周向繞組同樣可以發(fā)揮其漏磁少、發(fā)熱少、溫升低、節(jié)能高效等優(yōu)點(diǎn)。

如圖7所示，為三相周向繞組軸向分相的交流異步電機(jī)的側(cè)向剖面圖，該圖中還示出了三相周向繞組167、168、169以及轉(zhuǎn)子軸160與殼體166之間的軸承165。

易于理解的是，該電機(jī)相當(dāng)于將3個(gè)前述的單相周向繞組的交流異步電機(jī)沿軸向串聯(lián)起來(lái)，形成可以自啟動(dòng)的三相交流電機(jī)。

實(shí)施例4

本實(shí)施例是以三相電機(jī)為例對(duì)采用轉(zhuǎn)子軸向分相、定子磁芯同角度的周向繞組的交流異步電機(jī)的闡述。

圖8為三相周向繞組軸向分相的交流異步電機(jī)的三相定子相位比對(duì)圖，圖9是該電機(jī)轉(zhuǎn)子立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖10是該電機(jī)側(cè)剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖8所示，電機(jī)三相定子命名為A、B、C三相，圖中191示意A相定子磁芯，192示意B相定子磁芯，193示意C相定子磁芯，選取每一相磁芯相鄰磁極的間距中點(diǎn)來(lái)進(jìn)行三相定子磁芯的相位比較，圖中虛線180為公共基準(zhǔn)水平線，其A相定子磁芯的磁極184和185 中間點(diǎn)所在直徑181垂直于公共水平基準(zhǔn)線180；

B相定子磁芯的磁極186和187中間點(diǎn)所在直徑182與水平基準(zhǔn)線180垂直；

C相定子磁芯的磁極188和189中間點(diǎn)所在直徑183與水平基準(zhǔn)線180垂直；

通過(guò)上述相位比較得知，三相定子磁芯A、B、C相間在幾何位置上相差0°電角度，即在軸向上三個(gè)相位定子磁芯對(duì)齊。

如圖9所示，為三相周向繞組軸向分相的交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中轉(zhuǎn)子軸215連接轉(zhuǎn)子體，轉(zhuǎn)子體上的磁芯具有三個(gè)相位的軸向的槽路結(jié)構(gòu)，其槽路方向與軸向平行，槽內(nèi)具有導(dǎo)電銅條或鋁條，如A相導(dǎo)電條217、B相導(dǎo)電條218、C相導(dǎo)電條219，其中B相導(dǎo)電條和A相導(dǎo)電條相比相差為120°電角度，換算為對(duì)應(yīng)的幾何角度如圖所示p，C 相導(dǎo)電條和B相導(dǎo)電條相比相差為120°電角度，換算為對(duì)應(yīng)的幾何角度如圖所示q，轉(zhuǎn)子上鄰相導(dǎo)電條相連接；軟磁材料磁芯可以由硅鋼片疊制而成，如圖示的214等，在轉(zhuǎn)子體的軸向兩端圓周上具有短路環(huán)216和220用于將導(dǎo)電條連通。

在定子的A相、B相、C相周向繞組按相序通電時(shí)，轉(zhuǎn)子上所對(duì)應(yīng)的區(qū)域：圖示位置的A 相、B相、C相導(dǎo)電條感應(yīng)出相應(yīng)的感生電流，由于其采用軸向分相排列方式，故在其中任一相位處于0受力點(diǎn)的平衡位置時(shí)，其余兩相的感生電流仍會(huì)流經(jīng)該相的導(dǎo)電條使轉(zhuǎn)子在平衡位置時(shí)受力，并由相序決定其轉(zhuǎn)向?？梢岳斫獾氖?，這相當(dāng)于把傳統(tǒng)三相電機(jī)的轉(zhuǎn)子拉長(zhǎng)為原來(lái)的三倍，每一倍長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)一個(gè)相位，再將相鄰相位旋轉(zhuǎn)120°電角度，而將傳統(tǒng)三相定子相反方向旋轉(zhuǎn)120°電角度，這樣每一相轉(zhuǎn)子與其相應(yīng)的定子磁芯之間的矢量相位關(guān)系并未改變，轉(zhuǎn)子的三個(gè)相位區(qū)域可以分別受到對(duì)應(yīng)相位的定子磁場(chǎng)力，使轉(zhuǎn)子仍然以相序決定的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向滯后異步旋轉(zhuǎn)；該電機(jī)同樣也可以作為發(fā)電機(jī)使用。

如圖10所示，為周向繞組的三相周向繞組的轉(zhuǎn)子軸向分相、定子軸向?qū)R的交流異步電機(jī)的側(cè)向剖面圖，該圖中示出了三相定子磁芯191、192、193、三相磁極中的磁極208、209、 210以及轉(zhuǎn)子軸194與殼體195之間的軸承196。

圖中轉(zhuǎn)子軸194連接轉(zhuǎn)子體，轉(zhuǎn)子體上的磁芯具有三個(gè)相位的軸向的槽路結(jié)構(gòu)，其槽路方向與軸向平行，槽內(nèi)具有導(dǎo)電銅條或鋁條，如A相導(dǎo)電條197、B相導(dǎo)電條198、C相導(dǎo)電條199，其中B相導(dǎo)電條和A相導(dǎo)電條相比相差為120°電角度，C相導(dǎo)電條和B相導(dǎo)電條相比相差為120°電角度，轉(zhuǎn)子上鄰相導(dǎo)電條相連接；軟磁材料磁芯可以由硅鋼片疊制而成，在轉(zhuǎn)子體的軸向兩端圓周上具有短路環(huán)211和212用于將導(dǎo)電條連通。

在定子的A相、B相、C相周向繞組205、206、207按相序通電時(shí)，轉(zhuǎn)子上所對(duì)應(yīng)的區(qū)域：圖示位置的A相、B相、C相導(dǎo)電條感應(yīng)出相應(yīng)的感生電流，由于轉(zhuǎn)子采用軸向分相排列方式，故在其中任一相位處于0受力點(diǎn)的平衡位置時(shí)，其余兩相的感生電流仍會(huì)流經(jīng)該相的導(dǎo)電條使轉(zhuǎn)子在平衡位置時(shí)受力，并由相序決定其轉(zhuǎn)向。不難理解的是，這相當(dāng)于把傳統(tǒng)三相電機(jī)的轉(zhuǎn)子拉長(zhǎng)為原來(lái)的三倍，每一倍長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)一個(gè)相位，再將相鄰相位旋轉(zhuǎn)120°電角度，而將傳統(tǒng)三相定子相反方向旋轉(zhuǎn)120°電角度，這樣每一相轉(zhuǎn)子與其相應(yīng)的定子磁芯之間的矢量相位關(guān)系并未改變，轉(zhuǎn)子三個(gè)相位區(qū)域可以分別受到對(duì)應(yīng)相位的定子磁場(chǎng)力，使轉(zhuǎn)子仍然以相序決定的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向滯后異步旋轉(zhuǎn)；該電機(jī)同樣也可以作為發(fā)電機(jī)使用。

上述實(shí)施例中，是以便于理解的簡(jiǎn)單圖示來(lái)描述三相電機(jī)的分相角度，在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要，例如根據(jù)出線口位置需要等，可將三相周向繞組的引線端在適宜位置引出，需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以顯而易見(jiàn)地根據(jù)多相電機(jī)分相角度，按照常識(shí)性的分相規(guī)律，不同相位之間轉(zhuǎn)子磁極可以采取幾何角度不對(duì)齊的結(jié)構(gòu)形式，只需相應(yīng)相位的定子磁極幾何角度位置之間滿足相間電角度相位差即可。

第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施方式提供了一種周向繞組的交流異步電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子磁芯、定子繞組以及殼體和支撐部件，

所述轉(zhuǎn)子為異步電機(jī)轉(zhuǎn)子，

所述定子繞組為周向繞組，所述周向繞組為與所述電機(jī)同軸心的圓型線圈結(jié)構(gòu)，

所述定子磁芯為內(nèi)定子式定子磁芯，

所述定子磁芯包括筒形磁芯或圓柱形磁芯、定子磁極以及將所述筒形磁芯或圓柱形磁芯軸向端部和所述定子磁極一端連接起來(lái)的若干磁路連接體，

所述筒形磁芯或圓柱形磁芯為一體結(jié)構(gòu)或分體組合結(jié)構(gòu)的磁路連續(xù)的圓型的導(dǎo)磁體，所述筒形磁芯或圓柱形磁芯與所述周向繞組和所述轉(zhuǎn)子共軸線，所述筒形磁芯或圓柱形磁芯的外壁被所述周向繞組內(nèi)壁包圍，所述周向繞組的外側(cè)圓周被沿所述圓周均勻分布的n個(gè)定子磁極圍繞，其中n≥2且n為偶數(shù)；

所述定子磁極與所述筒形磁芯或圓柱形磁芯的外圓沿軸向平行，使所述定子磁極圍成圓柱形范圍，所述轉(zhuǎn)子工作區(qū)域位于所述圓柱形范圍外側(cè)；所述定子磁極與所述轉(zhuǎn)子磁極之間留有間隙；

相鄰兩個(gè)定子磁極中第一個(gè)定子磁極的軸向第一端通過(guò)一個(gè)磁路連接體連接到與所述第一端接近的筒形磁芯的第一端，所述兩個(gè)定子磁極中第二個(gè)定子磁極的軸向第二端通過(guò)另一個(gè)磁路連接體連接到與所述第二端接近的筒形磁芯的第二端；

使與所述筒形磁芯或圓柱形磁芯第一端和第二端分別相連的定子磁極在所述周向繞組圓周外側(cè)交替排列，

用于在所述周向繞組通電時(shí)，使所述周向繞組圓周外側(cè)交替排列的定子磁極的磁性相異，并在所述定子磁極圍成的圓柱形范圍外側(cè)的轉(zhuǎn)子工作區(qū)域形成交變磁場(chǎng)或旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；或用于通過(guò)磁場(chǎng)的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為發(fā)電機(jī)使用。

實(shí)施例5

本實(shí)施例是以三相電機(jī)為例對(duì)采用定子軸向分相、轉(zhuǎn)子磁芯同角度的周向繞組的內(nèi)定子式交流異步電機(jī)的闡述。

如圖11所示，為定子軸向分相、轉(zhuǎn)子磁芯同角度的周向繞組的內(nèi)定子式交流異步電機(jī)的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

該電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子磁芯、定子繞組以及殼體和支撐部件，

所述轉(zhuǎn)子為外轉(zhuǎn)子式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子，

所述定子繞組包括三相周向繞組240、241、242，這三相周向繞組為與所述電機(jī)同軸心的圓型線圈結(jié)構(gòu)，

所述定子磁芯為內(nèi)定子式定子磁芯，

所述定子磁芯包括軸向分相排列的三個(gè)筒形或圓柱形磁芯、三相定子磁極(如三相定子磁極中的A相磁極之233、B相磁極之234、C相磁極之235、)以及將所述筒形磁芯或圓柱形磁芯軸向端部和所述定子磁極一端連接起來(lái)的若干磁路連接體，

所述筒形磁芯或圓柱形磁芯為一體結(jié)構(gòu)或分體組合結(jié)構(gòu)的磁路連續(xù)的圓型的導(dǎo)磁體，所述筒形磁芯或圓柱形磁芯與所述周向繞組和所述轉(zhuǎn)子共軸線，所述筒形磁芯或圓柱形磁芯的外壁被所述周向繞組內(nèi)壁包圍，所述周向繞組的外側(cè)圓周被沿所述圓周均勻分布的n個(gè)定子磁極圍繞，其中n≥2且n為偶數(shù)；本實(shí)施例中n＝4，為三相4極電機(jī)。

所述定子磁極與所述筒形磁芯的外圓沿軸向平行，使所述定子磁極圍成圓柱形范圍，所述轉(zhuǎn)子工作區(qū)域位于所述圓柱形范圍外側(cè)；所述定子磁極與所述轉(zhuǎn)子磁極之間留有間隙；

相鄰兩個(gè)定子磁極中第一個(gè)定子磁極的軸向第一端通過(guò)一個(gè)磁路連接體連接到與所述第一端接近的筒形磁芯的第一端，所述兩個(gè)定子磁極中第二個(gè)定子磁極的軸向第二端通過(guò)另一個(gè)磁路連接體連接到與所述第二端接近的筒形磁芯的第二端；

使與所述筒形磁芯第一端和第二端分別相連的定子磁極在所述周向繞組圓周外側(cè)交替排列，

用于在所述周向繞組通電時(shí)，使所述周向繞組圓周外側(cè)交替排列的定子磁極的磁性相異，并在所述定子磁極圍成的圓柱形外側(cè)的轉(zhuǎn)子工作區(qū)域形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；或用于通過(guò)磁場(chǎng)的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為發(fā)電機(jī)使用。

如圖12所示，為定子軸向分相、轉(zhuǎn)子磁芯同角度的周向繞組的內(nèi)定子式交流異步電機(jī)的外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。圖中定子軸與轉(zhuǎn)子軸套之間裝有軸承，轉(zhuǎn)子軸套243連接轉(zhuǎn)子體，轉(zhuǎn)子體上的磁芯具有軸向的槽路結(jié)構(gòu)，其槽路方向與軸向平行，槽內(nèi)具有導(dǎo)電銅條或鋁條如導(dǎo)電條282，軟磁材料磁芯可以由硅鋼片疊制而成，如圖示的283等，在轉(zhuǎn)子體是軸向兩端圓周上具有短路環(huán)280和281用于將導(dǎo)電條連通。

在定子的A相、B相、C相周向繞組240、241、242按相序通電時(shí)，轉(zhuǎn)子上所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的A相、B相、C相導(dǎo)電條感應(yīng)出相應(yīng)的感生電流，由于定子采用軸向分相排列方式，故在轉(zhuǎn)子任一相位處于0受力點(diǎn)的平衡位置時(shí)，其余兩相的感生電流仍會(huì)流經(jīng)該相的導(dǎo)電條使轉(zhuǎn)子在平衡位置時(shí)受力，并由相序決定其轉(zhuǎn)向?？梢岳斫獾氖牵@相當(dāng)于把傳統(tǒng)內(nèi)定子三相電機(jī)的轉(zhuǎn)子拉長(zhǎng)為原來(lái)的三倍，每一倍長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)一個(gè)相位分別受到對(duì)應(yīng)相位的定子磁場(chǎng)力，使轉(zhuǎn)子任然以相序決定的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向滯后異步旋轉(zhuǎn)，該電機(jī)同樣可以作為交流發(fā)電機(jī)使用。

實(shí)施例6

如圖13所示，為轉(zhuǎn)子軸向分相、定子磁芯同角度的周向繞組的內(nèi)定子式交流異步電機(jī)的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

內(nèi)定子軸250連接三相定子磁芯，定子磁芯為圓柱形或圓筒形結(jié)構(gòu)磁芯，為軸向排列的三相定子磁芯串聯(lián)連接，可以采用新材料新工藝的一體結(jié)構(gòu)的三相磁芯，也可以有硅鋼片疊制而成或者采用軸向分體結(jié)構(gòu)形式，每一相磁芯的軸向兩端均通過(guò)磁路連接體連接有定子磁極，如A相定子磁極之254、B相定子磁極之255、C相定子磁極之256；定子磁極圍繞在圓柱形或圓筒形結(jié)構(gòu)磁芯的外部，且與圓柱形或圓筒形結(jié)構(gòu)磁芯的外壁之間留有一定間隙用于放置圓周型的周向繞組，圓周上的相鄰定子磁極分別通過(guò)各自的磁路連接體與內(nèi)部的圓柱形或圓筒形結(jié)構(gòu)定子磁芯的兩短連接，如A相磁極254通過(guò)A相磁芯左端的磁路連接體257連接于內(nèi)部圓柱形或圓筒形結(jié)構(gòu)磁芯，其同相的相鄰定子磁極通過(guò)另一端的磁路連接體258連接于內(nèi)部圓柱形或圓筒形結(jié)構(gòu)磁芯，B相磁極255通過(guò)B相磁芯左端的磁路連接體258連接于內(nèi)部圓柱形或圓筒形結(jié)構(gòu)磁芯，其同相相鄰定子磁極通過(guò)另一端的磁路連接體259連接于內(nèi)部圓柱形或圓筒形結(jié)構(gòu)磁芯，C相磁極256通過(guò)C相磁芯左端的磁路連接體259連接于內(nèi)部圓柱形或圓筒形結(jié)構(gòu)磁芯，其同相相鄰定子磁極通過(guò)另一端的磁路連接體260連接于內(nèi)部圓柱形或圓筒形結(jié)構(gòu)磁芯。這樣，在三相周向繞組通以三相交流電時(shí)，三相周向繞組261、 262、263使對(duì)應(yīng)的A相磁極、B相磁極、C相磁極產(chǎn)生同步于相序的交變磁場(chǎng)，將在對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條上感應(yīng)出感生電流。

如圖14所示，為轉(zhuǎn)子軸向分相、定子磁芯同角度的周向繞組的內(nèi)定子式交流異步電機(jī)的外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：定子軸和轉(zhuǎn)子軸套之間裝配有軸承，轉(zhuǎn)子軸套連接轉(zhuǎn)子體265，轉(zhuǎn)子體上的磁芯具有三個(gè)相位的軸向的槽路結(jié)構(gòu)，其槽路方向與軸向平行，槽內(nèi)具有導(dǎo)電銅條或鋁條，如A 相導(dǎo)電條267、B相導(dǎo)電條268、C相導(dǎo)電條269，其中B相導(dǎo)電條和A相導(dǎo)電條相比相差為 120°電角度，C相導(dǎo)電條和B相導(dǎo)電條相比相差為120°電角度，轉(zhuǎn)子上鄰相導(dǎo)電條相連接；軟磁材料磁芯可以由硅鋼片疊制而成，在轉(zhuǎn)子體的軸向兩端圓周上具有短路環(huán)266和270用于將導(dǎo)電條連通。

在定子的A相、B相、C相周向繞組按相序通電時(shí)，A相磁極、B相磁極、C相磁極產(chǎn)生同步于相序的交變磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子上所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的A相、B相、C相導(dǎo)電條感應(yīng)出相應(yīng)的感生電流，由于轉(zhuǎn)子采用軸向分相排列方式，故在其中任一相位處于0受力點(diǎn)的平衡位置時(shí)，其余兩相的感生電流仍會(huì)流經(jīng)該相的導(dǎo)電條使轉(zhuǎn)子在平衡位置時(shí)受力，并由相序決定其轉(zhuǎn)向?？梢岳斫獾氖?，這相當(dāng)于把傳統(tǒng)內(nèi)定子三相電機(jī)的轉(zhuǎn)子拉長(zhǎng)為原來(lái)的三倍，每一倍長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)一個(gè)相位，再將相鄰相位旋轉(zhuǎn)120°電角度，而將傳統(tǒng)三相定子相反方向旋轉(zhuǎn)120°電角度，這樣每一相轉(zhuǎn)子與其相應(yīng)的定子磁芯之間的矢量相位關(guān)系并未改變，轉(zhuǎn)子三個(gè)相位區(qū)域可以分別受到對(duì)應(yīng)相位的定子磁場(chǎng)力，使轉(zhuǎn)子任然以相序決定的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向滯后異步旋轉(zhuǎn)，也可以作為交流發(fā)電機(jī)使用。

上述實(shí)施例中，是以便于理解的簡(jiǎn)單圖示來(lái)描述三相電機(jī)的分相角度，在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要，例如根據(jù)出線口位置需要等，可將三相周向繞組的引線端在適宜位置引出，需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以顯而易見(jiàn)地根據(jù)多相電機(jī)分相角度，按照常識(shí)性的分相規(guī)律，不同相位之間轉(zhuǎn)子磁極也可以采取幾何角度不對(duì)齊的結(jié)構(gòu)形式，只需相應(yīng)相位的定子磁極幾何角度位置之間滿足相間電角度相位差即可。

對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，對(duì)于上述實(shí)施方式所述實(shí)施類(lèi)型可以很容易聯(lián)想到其他優(yōu)點(diǎn)和變形，因此，本實(shí)用新型不局限于所述實(shí)施例，實(shí)施例僅作為示例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)、示范性的說(shuō)明，在不脫離本實(shí)用新型發(fā)明思路的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)上述實(shí)施例通過(guò)簡(jiǎn)單組合及各種形式的等同代換所得到的等同的技術(shù)方案，均包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求限定范圍及其等同范圍之內(nèi)。