專利名稱：直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)x型磁路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)。
傳統(tǒng)直流電機(jī)在磁場強(qiáng)度較低的高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，因電樞反應(yīng)的交磁磁通增強(qiáng)而使磁場極軸偏移造成電刷火花加大及換向效率低落與異常發(fā)熱。
本發(fā)明的直流電機(jī)低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)為藉由一體結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)并呈與磁場磁極數(shù)相同的X型磁路結(jié)構(gòu)作相鄰磁極聯(lián)結(jié)，以構(gòu)成磁場兩極或兩極以上磁通環(huán)路，在無礙磁場磁路結(jié)構(gòu)條件下，直流電機(jī)電樞反應(yīng)的交磁磁通回路呈高磁阻的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，使交磁磁通受抑制進(jìn)而改善換向效應(yīng)以及在保持交磁磁通回路呈高阻抗結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，進(jìn)一步在磁極間設(shè)置輔助分流磁路及換向磁極，此外，磁場磁極近端殼兩端則可依需要選擇呈缺口結(jié)構(gòu)，以利通風(fēng)及散熱。
以下配合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)

圖1為本發(fā)明的電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)呈向外漸縮通孔的實(shí)施例的立體示意圖。
圖2為圖1的俯視剖面圖。
圖3為本發(fā)明的各通孔分別在外側(cè)徑向環(huán)形地設(shè)置的片狀結(jié)構(gòu)護(hù)殼的實(shí)施例的立體示意圖。
圖4為圖1的電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的實(shí)施例。
圖5為圖1的電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的實(shí)施例。
圖6為圖1的電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的實(shí)施例。
圖7為本發(fā)明藉磁場磁極間設(shè)置呈通孔的縱向溝槽以抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的實(shí)施例的俯視圖。
圖8為圖7的前視剖面示意圖。
圖9為圖7磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視剖面示意圖。
圖10為圖7磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視剖面示意圖。
圖11為圖7磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視剖面示意圖。
圖12為本發(fā)明磁極間的磁路加設(shè)呈通孔縱向溝槽及換向磁極的實(shí)施例的俯視圖。
圖13為圖12的前視剖面示意圖。
圖14為圖12磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視剖面示意圖。
圖15為圖12磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視剖面示意圖。
圖16為圖12磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視剖面示意圖。
圖17為本發(fā)明藉磁場磁極間設(shè)置呈通孔的斜向溝槽以抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的實(shí)施例的俯視圖。
圖18為圖17的前視圖。
圖19為圖17磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖。
圖20為圖17磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖。
圖21為圖17磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖。
圖22為本發(fā)明磁極間的磁路加設(shè)呈通孔斜向溝槽及換向磁極的實(shí)施例的俯視圖。
圖23為圖22的前視圖。
圖24為圖22磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖。
圖25為圖22磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖。
圖26為圖22磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖。
圖27為本發(fā)明藉磁場磁極間設(shè)置呈通孔的橫向溝槽以抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的實(shí)施例的俯視圖。
圖28為圖27的前視圖。
圖29為圖27磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖。
圖30為圖27磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖。
圖31為圖27磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖。
圖32為本發(fā)明磁極間的磁路加設(shè)呈通孔橫向溝槽及換向磁極的實(shí)施例的俯視圖。
圖33為圖32的前視圖。
圖34為圖32磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖。
圖35為圖32磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖。
圖36為圖32磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖。
圖37為本發(fā)明藉磁場磁極間設(shè)置呈通孔的孔洞狀結(jié)構(gòu)以抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的實(shí)施例的俯視圖。
圖38為圖37的前視圖。
圖39為圖37磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖。
圖40為圖37磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖。
圖41為圖37磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖。
圖42為本發(fā)明磁極間的磁路加設(shè)呈通孔孔洞狀結(jié)構(gòu)及換向磁極的實(shí)施例的俯視圖。
圖43為圖42的前視圖。
圖44為圖42磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖。
圖45為圖42磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖。
圖46為圖42磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖。
圖47為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成本發(fā)明的磁極間輔助分流磁路的實(shí)施例之一的俯視圖。
圖48為圖47的前視剖面示意圖。
圖49為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成本發(fā)明的磁極間輔助分流磁路的實(shí)施例之二的俯視圖。
圖50為圖49的前視剖面示意圖。
圖51為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成本發(fā)明的磁極間輔助分流磁路的實(shí)施例之三的俯視圖。
圖52為圖51的前視剖面示意圖。
圖53所示為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成本發(fā)明的磁極間輔助分流磁路的實(shí)施例之四的俯視圖。
圖54為圖53的前視剖面示意圖。
圖55為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成本發(fā)明的磁極間輔助分流磁路的實(shí)施例之五的俯視圖。
圖56為圖55的前視剖面示意圖。
圖57為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成本發(fā)明的磁極間輔助分流磁路的實(shí)施例之六的俯視圖。
圖58為圖57的前視剖面示意圖。
圖59為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路結(jié)合本發(fā)明的磁極間環(huán)形設(shè)置的閉合磁路的實(shí)施例的俯視圖。
圖60為圖59的前視剖面示意圖。
圖61為本發(fā)明具有呈軸向雙向延伸逐漸增大氣隙的實(shí)施例之一。
圖62為本發(fā)明具有呈軸向雙向延伸逐漸增大氣隙的實(shí)施例之二。
圖63為本發(fā)明的線型磁場磁路結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖64為本發(fā)明的磁場磁路由不同外徑的導(dǎo)磁薄片軸向疊積的實(shí)施例的俯視剖面圖。
圖65為圖64的A-A斷面圖。
圖66為圖64的端殼前視圖。
圖67為圖64的中繼磁路前視圖。
圖68所示為本發(fā)明由相同外徑不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片疊積呈漸寬型磁場磁路所構(gòu)成的實(shí)施例。
圖69所示為本發(fā)明的磁場磁路由不同外徑的導(dǎo)磁薄片軸向疊積其磁極間具有分流磁路的實(shí)施例的俯視剖面圖。
圖70為圖69的B-B斷面圖。
圖71為圖69的端殼前視圖。
圖72為圖69的中繼磁路前視圖。
圖73所示為本發(fā)明由相同外徑不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片疊積呈漸寬型磁場磁路并在磁極間環(huán)形地設(shè)置分流磁路所構(gòu)成的實(shí)施例。
圖74所示為本發(fā)明由相同尺寸導(dǎo)磁薄片疊積構(gòu)成磁場磁路的實(shí)施例。
圖75所示為本發(fā)明由相同尺寸導(dǎo)磁薄片疊積構(gòu)成磁場磁路并在磁極間環(huán)形設(shè)置分流磁路所構(gòu)成的實(shí)施例。
附圖中標(biāo)號100表示環(huán)狀護(hù)殼，101表示磁極鐵芯，102表示激磁繞組，103表示向外漸縮的通孔，103a表示漸縮的向內(nèi)凹陷盲孔，103b表示漸縮的向外凹陷盲孔，103c表示漸縮的雙向凹陷盲孔，104表示向外擴(kuò)大的缺口，105表示呈通孔的縱向溝槽，105a表示呈向內(nèi)凹陷盲孔的縱向溝槽，105b表示呈向外凹陷盲孔的縱向溝槽，105c表示呈雙向凹陷盲孔的縱向溝槽，106表示換向磁極，107表示呈通孔的斜向溝槽，107a表示呈向內(nèi)凹陷盲孔的斜向溝槽，107b表示呈向外凹陷盲孔的斜向溝槽，107c表示呈雙向凹陷盲孔的斜向溝槽，108表示呈通孔的橫向溝槽，108a表示呈向內(nèi)凹陷盲孔的橫向溝槽，
108b表示呈向外凹陷盲孔的橫向溝槽，108c表示呈雙向凹陷盲孔的橫向溝槽，109表示呈通孔的孔洞狀結(jié)構(gòu)，109a表示呈向內(nèi)凹陷盲孔的孔洞狀結(jié)構(gòu)，109b表示呈向外凹陷盲孔的孔洞狀結(jié)構(gòu)，109c表示呈雙向凹陷盲孔的孔洞狀結(jié)構(gòu)，110表示導(dǎo)磁端殼，120表示片狀結(jié)構(gòu)護(hù)殼，111、112、113、114、115、116表示輔助分流磁路，117表示閉合的環(huán)形磁路，121表示轉(zhuǎn)子，122表示轉(zhuǎn)軸，123表示隔離環(huán)，201表示不同外徑導(dǎo)磁薄片構(gòu)成的磁場磁路，202表示不同磁路寬導(dǎo)磁薄片構(gòu)成的磁場磁路，203表示中繼磁路，204表示端殼，208表示同尺寸導(dǎo)磁薄片構(gòu)成的磁場磁路，301表示具有分流磁路不同外徑導(dǎo)磁薄片構(gòu)成的磁場磁路，302表示具有分流磁路不同磁路寬導(dǎo)磁薄片構(gòu)成的磁場磁路，303表示具有流路孔的中繼磁路，304表示端殼，305表示分流磁路，306表示流路孔，307表示流路空間，以及308表示具有分流磁路同尺寸的導(dǎo)磁薄片構(gòu)成的磁場磁路。
圖1所示為直流電極的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)的磁場磁路隨磁通漸增而呈向外擴(kuò)大結(jié)構(gòu)于磁極間形成漸縮孔的實(shí)施例的立體示意圖，圖2為圖1的俯視剖面圖，圖3為本發(fā)明的各通孔分別在外側(cè)徑向環(huán)形的設(shè)置片狀結(jié)構(gòu)護(hù)殼的實(shí)施例的立體示意圖，圖4為圖1的電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的實(shí)施例，圖5為圖1的電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的實(shí)施例，圖6為圖1的電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的實(shí)施例；其主要構(gòu)成包含-由一體結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)并呈與磁場磁極數(shù)相同的X型磁路結(jié)構(gòu)構(gòu)成磁通環(huán)路的直流電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)，其各X型磁路結(jié)構(gòu)的交叉部分供設(shè)置不同極性的磁極結(jié)構(gòu)，如永久磁極或繞組激磁式的磁極鐵芯101及激磁繞組102，上述X型磁路結(jié)構(gòu)各磁極間的磁路結(jié)構(gòu)為基于平均或接近平均的磁場磁通密度的原則而決定其截面積，并呈沿極軸由中間向兩端殼方向呈向外逐漸增大面積的磁路結(jié)構(gòu)，以及在磁極間形成向外漸縮的通孔103(如圖1-3所示)、或向內(nèi)凹陷的盲孔103a(如圖4所示)、或向外凹陷的盲孔103b(如圖5所示)、或雙向凹陷的盲孔103c(如圖6所示)，而構(gòu)成X型磁路結(jié)構(gòu)中供通過電樞反應(yīng)交磁磁通的磁路呈高阻抗。
-磁路結(jié)構(gòu)的外側(cè)可依需要軸向環(huán)形設(shè)置由導(dǎo)磁材料或非導(dǎo)磁材料所構(gòu)成的護(hù)殼，并由護(hù)殼與具有通孔的磁路間呈氣流通路以利冷卻氣流的流通，上述護(hù)殼可為如圖1-2所示由導(dǎo)磁性或非導(dǎo)磁性環(huán)狀護(hù)殼100或如圖3所示由導(dǎo)磁性或非導(dǎo)磁性材料所構(gòu)成的弧形或片狀結(jié)構(gòu)護(hù)殼120與磁路結(jié)構(gòu)所組合，弧形或片狀結(jié)構(gòu)護(hù)殼120為徑向個別設(shè)置于通孔并依需要或安排其通氣口結(jié)構(gòu)位置，當(dāng)上述環(huán)狀護(hù)殼或個別設(shè)置于通孔的弧形或片狀結(jié)構(gòu)護(hù)殼，若由導(dǎo)磁性材料構(gòu)成時則可構(gòu)成磁極間磁路的一部分，以及進(jìn)一步在設(shè)有換向磁極時構(gòu)成換向磁極的磁路。
此外，各磁極極軸方向近端殼部份可依需要制成向外擴(kuò)大的缺口104或向內(nèi)或向外或雙向凹陷的盲孔以減輕重量及利于散熱，而磁極到磁極間的磁路及經(jīng)由兩端的磁路各段截面積上的磁通密度仍保持分配平均或接近平均，或在上述缺口置入良導(dǎo)熱體；上述結(jié)構(gòu)中各缺口可為開放式或半閉式或藉良導(dǎo)熱體以導(dǎo)出積儲的熱量，而構(gòu)成磁場的磁極與X型磁路結(jié)構(gòu)可由一體結(jié)構(gòu)或分件組合結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，而磁路結(jié)構(gòu)本身亦可為一體結(jié)構(gòu)制成或呈分件組合的結(jié)構(gòu)。
在前述提高電樞反應(yīng)交磁磁路磁阻的原則下，磁路亦可藉由各種結(jié)構(gòu)形態(tài)的選擇以獲得相同效益，以下為本發(fā)明直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)的各種相容設(shè)計(jì)例-前文圖1-3所示設(shè)于磁場磁極間與電樞反應(yīng)交磁磁通極軸供抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的鏤空磁路，亦可改為設(shè)置一組或一組以上與磁場極軸平行呈通孔105或向內(nèi)105a或向外105b或雙向凹陷盲孔105c(非通孔)的縱向溝槽，以加大交磁磁通磁阻而抑制電樞反應(yīng)的交磁強(qiáng)度；圖7所示為這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)藉磁場磁極間設(shè)置呈通孔縱向溝槽以抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的實(shí)施例俯視圖，圖8為圖7的前視剖面示意圖，圖9為圖7磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視剖面示意圖，圖10為圖7磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視剖面示意圖，圖11為圖7磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視剖面示意圖；而圖7-11所述實(shí)施例亦可再進(jìn)一步如圖12-16所示將其位于兩相鄰磁極中間電機(jī)角位置呈通孔105或內(nèi)凹105a或外凹105b或雙向凹陷盲孔105c縱向溝槽的磁路，視電機(jī)特性需要加設(shè)換向磁極106，而仍保留溝槽以協(xié)助抑制電樞反應(yīng)的交磁磁通；圖12為本發(fā)明的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)磁極間的磁路加設(shè)呈通孔縱向溝槽及換向磁極實(shí)施例俯視圖，圖13為圖12的前視剖面示意圖；圖14為圖12磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視剖面示意圖，圖15為圖12磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視剖面示意圖，圖16為圖12磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視剖面示意圖。
-前文圖1-3所示設(shè)于磁場磁極間與電樞反應(yīng)交磁磁通極軸供抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的鏤空磁路，亦可改為設(shè)置一道或一道以上呈通孔107或向內(nèi)凹盲孔107a或向外凹盲孔107b或雙向凹陷盲孔107c(非通孔)并與磁場極軸呈斜向的溝槽，以加大交磁磁通磁阻而抑制電樞反應(yīng)的交磁強(qiáng)度；圖17所示為這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)藉磁場磁極間設(shè)置呈通孔的斜向溝槽以抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的實(shí)施例俯視圖，圖18為圖17的前視圖；圖19為圖17磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖，圖20為圖17磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖，圖21為圖17磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖；而圖17-21所述實(shí)施例亦可再進(jìn)一步如圖22-26所示將其位于兩相鄰磁極中間電機(jī)角位置呈通孔107或內(nèi)凹盲孔107a或外凹盲孔107b或雙向凹陷盲孔107c斜向溝槽的磁路，視電機(jī)特性需要加設(shè)換向磁極106，而仍保留溝槽以協(xié)助抑制電樞反應(yīng)的縱向交磁磁通；圖22為這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)磁極間的磁路加設(shè)呈通孔斜向溝槽及換向磁極的實(shí)施例的俯視圖，圖23為圖22的前視圖；圖24為圖22磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖，圖25為圖22磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖，圖26為圖22磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖。
-前文圖1-3所示設(shè)于磁場磁極間與電樞反應(yīng)交磁磁通極軸供抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的鏤空磁路，亦可改為設(shè)置一組或一組以上呈通孔108或向內(nèi)凹盲孔108a或向外凹盲孔108b或雙向凹陷盲孔108c(非通孔)并與磁場極軸垂直的橫向溝槽，以加大交磁磁通磁阻而抑制電樞反應(yīng)的交磁強(qiáng)度；圖27所示為這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)藉磁場磁極間設(shè)置呈通孔的橫向溝槽108以抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的實(shí)施例俯視圖，圖28為圖27的前視圖；圖29為圖27磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖，圖30為圖27磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖，圖31為圖27磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖；而圖27-31所述實(shí)施例亦可再進(jìn)一步如圖32-36所示可進(jìn)一步將其位于兩相鄰磁極中間電機(jī)角位置呈通孔108或內(nèi)凹108a或外凹108b或雙向凹陷盲孔108c橫向溝槽的磁路，視電機(jī)特性需要加設(shè)換向磁極106，而仍保留溝槽以協(xié)助抑制電樞反應(yīng)的縱向交磁磁通；圖32為這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)磁極間的磁路加設(shè)呈通孔斜向溝槽及換向磁極的實(shí)施例的俯視圖，圖33為圖32的前視圖；圖34為圖32磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖，圖35為圖32磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖，圖36為圖32磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖。
前文圖1-3所示設(shè)于磁場磁極間與電樞反應(yīng)磁磁通極軸供抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的鏤空磁路，亦可改為設(shè)置兩個或兩個以上呈通孔109或向內(nèi)凹盲孔109a或向外凹盲孔109b或雙向凹陷盲孔109c(非通孔)的孔洞狀結(jié)構(gòu)，以加大交磁磁通磁阻而抑制電樞反應(yīng)的交磁強(qiáng)度；圖37所示為這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)藉磁場磁極間設(shè)置呈通孔的洞狀結(jié)構(gòu)以提高磁阻抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的實(shí)施例的俯視圖，圖38為圖37的前視圖；圖39為圖37磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖，圖40為圖37磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖，圖41為圖37磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖；而圖37-41所述實(shí)施例亦可再進(jìn)一步如圖42-46所示將其位于兩相鄰磁極中間電機(jī)角位置呈通孔109或內(nèi)凹盲孔109a或外凹盲孔109b或雙向凹陷盲孔109c孔洞狀結(jié)構(gòu)的磁路，視電機(jī)特性需要加設(shè)換向磁極106，以協(xié)助抑制電樞反應(yīng)的交磁磁通；圖42為這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)磁極間的磁路加設(shè)呈通孔孔洞狀結(jié)構(gòu)及換向磁極實(shí)施例的俯視圖，圖43為圖42的前視圖；圖44為圖42磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向內(nèi)凹陷盲孔的前視示意圖，圖45為圖42磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈向外凹陷盲孔的前視示意圖，圖46為圖42磁極間磁路結(jié)構(gòu)呈雙向凹陷盲孔的前視示意圖。
前文圖1-3所示直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，亦可將X型磁路制成兩件或兩件以上分離結(jié)構(gòu)而結(jié)合導(dǎo)磁端殼110共同構(gòu)成磁場磁路，為便于表達(dá)與敘述，以下以兩件式X型磁路為例，其結(jié)合方式包含(1)如圖47所示為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)的磁極間輔助分流磁路實(shí)施例之一的俯視圖，圖48為圖47的前視剖面示意圖；在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極106，并在換向磁極與磁極之間設(shè)置一路或一路以上輔助分流磁路111，磁場主磁通為由磁極經(jīng)導(dǎo)磁性端殼110到相對磁極再經(jīng)轉(zhuǎn)子構(gòu)成一閉合磁路，而換向磁極106的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路111及導(dǎo)磁性端殼110及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路；(2)如圖49所示為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)磁極間輔助分流磁路實(shí)施例之二的俯視圖，圖50為圖49的前視剖面示意圖；在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極106，及在換向磁極與磁場磁路間設(shè)置與轉(zhuǎn)子軸向平行設(shè)置的一路或一路以上輔助分流磁路112，磁場主磁通為由磁極經(jīng)導(dǎo)磁性端殼110到相對磁極再經(jīng)轉(zhuǎn)子構(gòu)成一閉合磁路，而換向磁極106的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路112及導(dǎo)磁性端殼110及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路；(3)如圖51所示為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)磁極間輔助分流磁路實(shí)施例之三的俯視圖，圖52為圖51的前視剖面示意圖；在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極106，并呈同斜向或不同斜向設(shè)置一路或一路以上輔助分流磁路113在換向磁極與磁場磁路之間，磁場主磁通為由磁極經(jīng)導(dǎo)磁性端殼110到相對磁極再經(jīng)轉(zhuǎn)子構(gòu)成一閉合磁路，而換向磁極106的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路113及導(dǎo)磁性端殼110及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路；前述導(dǎo)磁性端殼為避免磁通經(jīng)轉(zhuǎn)軸分流，可在導(dǎo)磁性端殼110與轉(zhuǎn)子121的轉(zhuǎn)軸122間設(shè)置非導(dǎo)磁材料的隔離環(huán)123或由非導(dǎo)磁材料制成電機(jī)轉(zhuǎn)軸122。
前文圖1-3所示直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，亦可進(jìn)一步結(jié)合導(dǎo)磁端殼110共同構(gòu)成磁場磁路，為便于表達(dá)，以下以兩極的電機(jī)結(jié)構(gòu)為例，其結(jié)合方式包含(1)如圖53所示為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)的磁極間輔助分流磁路實(shí)施例之四的俯視圖，圖54為圖53的前視剖面示意圖；在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極106，并在換向磁極與磁極之間設(shè)置一路或一路以上輔助分流磁路114，磁場主磁通為由磁極，而部分經(jīng)由磁極間連接磁路，以及部分經(jīng)由導(dǎo)磁端殼110再合流至相對磁極構(gòu)成閉合磁路，而換向磁極106的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路114及導(dǎo)磁性端殼110及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路；(2)如圖55所示為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)的磁極間輔助分流磁路實(shí)施例之五的俯視圖，圖56為圖55的前視剖面示意圖；為在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極106，及在換向磁極與磁場磁路間設(shè)置與轉(zhuǎn)子軸向平行的一路或一路以上輔助分流磁路115，磁場主磁通為經(jīng)由磁極，而部分經(jīng)由磁極間連接磁路，以及部分經(jīng)由導(dǎo)磁性端殼110再合流至相對磁極構(gòu)成閉合磁路，而換向磁極106的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路115及導(dǎo)磁性端殼110及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路；(3)如圖57所示為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路構(gòu)成這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)的磁極間輔助分流磁路實(shí)施例之六的俯視圖，圖58為圖57的前視剖面示意圖；為在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)朝向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極106，并斜向或不同斜向設(shè)置一路或一路以上輔助分流磁路116在換向磁極與磁場磁路之間，磁場主磁通經(jīng)由磁極，而部分經(jīng)由磁極間連接磁路，以及部分經(jīng)由導(dǎo)磁性端殼110再合流至相對磁極構(gòu)成閉合磁路，而換向磁極106的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路116及導(dǎo)磁性端殼110及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路；(4)如圖59所示為設(shè)有導(dǎo)磁性端殼磁路結(jié)合這種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)磁極間設(shè)置閉合的磁路的實(shí)施例俯視圖，圖60為圖59的前視剖面示意圖；在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極106及設(shè)置閉合環(huán)形磁路117，這種環(huán)形磁路的導(dǎo)磁容量為小于主磁極的磁通，而磁場主磁通為經(jīng)由磁極，而部分經(jīng)由磁間連接磁路，以及部分經(jīng)由導(dǎo)磁性端殼110再合流至相對磁極構(gòu)成閉合磁路，換向磁極106的磁通則經(jīng)由閉合的環(huán)形磁路117及導(dǎo)磁性端殼110及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路，前述導(dǎo)磁性端殼為避免磁通經(jīng)轉(zhuǎn)軸分流，可在導(dǎo)磁性端殼110與轉(zhuǎn)子121的轉(zhuǎn)軸122間設(shè)置非導(dǎo)磁材料的隔離環(huán)123或由非導(dǎo)磁材料制成電機(jī)轉(zhuǎn)軸122。
此外，眾所周知，轉(zhuǎn)子與磁極極面氣隙將影響其運(yùn)轉(zhuǎn)特性及交率，因此前述圖1-圖60所述各例中，轉(zhuǎn)子與磁極極面徑向氣隙設(shè)計(jì)原理與傳統(tǒng)電機(jī)相同，而軸向氣隙分布原則如下轉(zhuǎn)子與磁極間的磁路結(jié)構(gòu)為呈軸向雙向延伸而耦合于磁極及轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)型態(tài)，轉(zhuǎn)子與磁極極面的軸向氣隙因制造考慮，除可采用軸向間呈等氣隙外，可進(jìn)一步呈愈趨近端殼方向的氣隙漸呈增大，其軸向氣隙漸呈增減方式包含轉(zhuǎn)子直徑的增減或磁場極面直徑的增減或兩者同時增減，而使磁極極面與轉(zhuǎn)子間的氣隙沿軸向向兩端殼方向漸呈增大，以使磁極極面的磁通分布趨向較平均傾向。
如圖61所示為這種設(shè)計(jì)具有呈軸向雙向延伸逐漸增大氣隙的實(shí)施例之一，其特征為磁極極面沿軸向呈等內(nèi)徑而轉(zhuǎn)子直徑向兩端殼方向呈漸縮，使轉(zhuǎn)子與磁極間的氣隙沿軸向向兩端殼方向漸呈增大，以使磁極極面的磁通分布趨向較平均。
圖62所示為這種設(shè)計(jì)具有呈軸向雙向延伸逐漸增大氣隙的實(shí)施例之二，其特征為磁極極面沿軸向向兩端殼方向漸呈增大的內(nèi)徑而轉(zhuǎn)子則呈等徑直圓筒狀，使轉(zhuǎn)子與磁極間的氣隙沿軸向向兩端殼方向逐漸增大，以使磁極極面的磁通分布趨向較平均。
在實(shí)際應(yīng)用中，亦可由磁極內(nèi)徑及轉(zhuǎn)子外徑同時變化，使轉(zhuǎn)子與磁極間的氣隙沿軸向向兩端殼方向逐漸增大，以使磁極極面的磁通分布趨向較平均。
如同傳統(tǒng)電機(jī)的應(yīng)用，這種設(shè)計(jì)的應(yīng)用包括內(nèi)回轉(zhuǎn)式或外回轉(zhuǎn)式或內(nèi)外回轉(zhuǎn)式的電機(jī)結(jié)構(gòu)，在具有繞組磁場回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)中則藉導(dǎo)電環(huán)及電刷傳輸電能。
前述圖1-圖62的結(jié)構(gòu)亦可應(yīng)用于線型電機(jī)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)可視為多極及大直徑回轉(zhuǎn)電機(jī)的展開；圖63為這種設(shè)計(jì)的線型磁場磁路結(jié)構(gòu)例示意圖，如前述各應(yīng)用例那樣，其各磁極中間可為具有通孔或盲孔或縱向?qū)Р刍蛐毕驅(qū)Р奂斑M(jìn)一步設(shè)置換向磁極。
基于前述特定結(jié)構(gòu)及運(yùn)轉(zhuǎn)特性，前述電機(jī)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用包含串激或分激或復(fù)磁的直流有刷馬達(dá)或發(fā)電機(jī)，或磁場由永久磁鐵所構(gòu)成設(shè)有繞組激磁式換向磁極的直流無刷或有刷馬達(dá)或發(fā)電機(jī)，換向磁極的換向繞組與電樞串聯(lián)，其與磁場極性關(guān)系依運(yùn)轉(zhuǎn)方向及作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)功能而定，而其機(jī)械結(jié)構(gòu)型態(tài)亦進(jìn)一步包括以相同原理的電機(jī)特性而構(gòu)成兩極或兩極以上的外轉(zhuǎn)式或內(nèi)轉(zhuǎn)式或雙動型的圓筒狀或錐狀或盤狀回轉(zhuǎn)式電機(jī)結(jié)構(gòu)或線型驅(qū)動的電機(jī)結(jié)構(gòu)為應(yīng)用范圍，基于上述運(yùn)行原理，電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)可依需要由一體結(jié)構(gòu)或分件組合結(jié)構(gòu)所構(gòu)成或由導(dǎo)磁材料薄片疊積而成，或僅選擇磁極部份由導(dǎo)磁材料疊積而成而其余磁路為塊狀結(jié)構(gòu)。
茲就本發(fā)明由導(dǎo)磁材料薄片疊積構(gòu)成或部分磁路結(jié)構(gòu)的各實(shí)施例說明如下圖64為本發(fā)明的磁場磁路由不同外徑的導(dǎo)磁薄片軸向疊積實(shí)施例的俯視剖面圖，圖65為圖64的A-A斷面圖，圖66為圖64的端殼前視圖，圖67為圖64的中斷磁路前視圖；圖64-67所示的磁場磁路由磁極中間向兩端殼方向以導(dǎo)磁薄片作軸向疊積所構(gòu)成，各導(dǎo)磁薄片的磁路軸向?qū)Т琶娣e呈徑向擴(kuò)大，其結(jié)構(gòu)特征如下-沿軸向向端殼延伸的不同外徑的磁場磁路201，為藉由磁極中間沿軸向向兩側(cè)軸向疊積不同外徑的導(dǎo)磁薄片而構(gòu)成階梯狀外徑的外場磁路，其軸向?qū)Т沤孛娣e藉各層疊積導(dǎo)磁薄片外徑的增大而向兩端逐漸增大，以使各段磁路的磁通密度趨向平均。
圖68所示為本發(fā)明的磁場磁路由相同外徑而不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片疊積成沿軸向向兩端殼方向逐漸加寬的磁場磁路所構(gòu)成，其特征如下-漸寬型磁場磁路202為沿軸向向端殼延伸的同外徑不同磁路寬呈漸增截面積的磁場磁路，系由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，薄片的外徑相同，只是其磁場磁路由不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片由磁極中間沿軸向向兩側(cè)疊積，而愈往端殼204方向?qū)Т疟∑怕酚鷮?，以使磁場磁路的磁通密度趨向平均?br> 圖64-68所示的磁場磁路中亦可由其混合結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，即藉由不同外徑及不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，而導(dǎo)磁截面積由磁極中間沿軸向向兩端殼方向呈漸增，以利于磁場磁路的磁通密度趨向平均；此外，由于電機(jī)結(jié)構(gòu)需有閉合的磁通磁路，因此圖64-68的磁場磁路軸向兩端可選擇性匹配相對的磁路結(jié)構(gòu)，其匹配方式包含-中繼磁路203供與磁場磁路兩側(cè)耦合，以使磁極間的磁通由磁場磁路、中繼磁路、轉(zhuǎn)子而構(gòu)成閉合磁通以作電機(jī)效應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)，中繼磁路由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，以軸向視之，具有呈閉合圈狀相對相鄰磁極中間位置的中間磁路，以供耦合磁場磁路相鄰磁極間的磁通，中繼磁路亦可出塊狀導(dǎo)磁材料所構(gòu)成；-端殼204端殼供與轉(zhuǎn)子121及磁場磁路結(jié)構(gòu)(或包含兩者之間設(shè)置的中繼磁路)結(jié)合成一機(jī)械結(jié)構(gòu)體，以提供電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械性穩(wěn)定基礎(chǔ)，端殼可由導(dǎo)磁體或非導(dǎo)磁體所構(gòu)成，當(dāng)由導(dǎo)磁體構(gòu)成時其與轉(zhuǎn)軸122間需設(shè)置非導(dǎo)磁性隔離環(huán)123，以在轉(zhuǎn)軸為導(dǎo)磁體時避免經(jīng)轉(zhuǎn)軸形成磁通環(huán)流，若轉(zhuǎn)軸為非導(dǎo)磁體則可省略非導(dǎo)磁環(huán)；端殼的端面若由非導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則需要中繼磁路203，若端殼由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則中繼磁路可依需要選擇設(shè)置或不設(shè)置，若不設(shè)置中繼磁路則由端殼形成磁路的一段，導(dǎo)磁性端殼的結(jié)構(gòu)可由塊狀材料或由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成。
-護(hù)殼圖64-68所示電機(jī)其磁極中間與相鄰磁極間呈開放式結(jié)構(gòu)，故可如圖1-3所述實(shí)施例藉由同軸設(shè)置環(huán)狀護(hù)殼或結(jié)合個別的弧形或片狀護(hù)殼，護(hù)殼可由非導(dǎo)磁材料所制成以使電機(jī)組呈閉合的密閉型，亦可為具有開放流路以供與中繼磁路或端殼的流路口(或缺口)相配合以構(gòu)成具有軸向冷卻流路的半密式結(jié)構(gòu)；若護(hù)殼由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成，除可具有上述功能外，亦可構(gòu)成分流磁路以及依需要進(jìn)一步供加設(shè)換向磁極或直接構(gòu)成換向磁極。
圖69-72所示為本發(fā)明的磁場磁路由磁極中間向兩端殼方向以導(dǎo)磁薄片作軸向疊積所構(gòu)成，各導(dǎo)磁薄片的磁路軸向?qū)Т琶娣e呈徑向擴(kuò)大，各磁極間并具有設(shè)于磁極間的分流磁路，圖69為本實(shí)施例的俯視剖面圖，圖70為圖69的B-B斷面圖，圖71為圖69的端殼前視圖，圖72為圖69為中繼磁路前視圖，其結(jié)構(gòu)特征如下-沿軸向向端殼延伸的不同外徑的磁場磁路301，為藉由磁極中間沿軸向向兩側(cè)軸向疊積不同外徑的導(dǎo)磁薄片而構(gòu)成階梯狀外徑的外場磁路，其軸向?qū)Т沤孛娣e藉各層疊積導(dǎo)磁薄片外徑的增大而向兩端逐漸增大，以使各段磁路的磁通密度趨向平均；各導(dǎo)磁薄片同時具有環(huán)設(shè)于兩相鄰磁極間的分流磁路305，并供匹配其兩端的中繼磁路303上的流路孔306，使電機(jī)徑向呈閉合而軸向具有冷卻流路孔。
圖73所示本發(fā)明的磁場磁路由相同外徑而不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片疊積構(gòu)成沿軸向向兩端殼方向呈漸寬型磁場磁路并在相鄰磁極間設(shè)置分流磁路所構(gòu)成，其特征如下-漸寬型磁場磁路302為沿軸向向殼延伸的同外徑不同磁路寬呈漸增截面積的磁場磁路，系由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，薄片的外徑相同，只是其磁場磁路由不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片由磁極中間沿軸向向兩側(cè)疊積，而愈往端殼304方向的導(dǎo)磁薄片磁路為愈寬，以使磁場磁路的磁通密度趨向平均；各導(dǎo)磁薄片具有位于兩相鄰磁極間的分流磁路305，并供匹配其兩端中繼磁路303上的流路孔306，使電機(jī)徑向呈閉合而軸向具有冷卻流路孔。
圖69-73所述的磁場磁路中亦可由其混合結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，即藉由不同外徑及不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，而導(dǎo)磁截面積由磁極中間沿軸向向兩端殼方向漸增，以利于磁場磁路的磁通密度趨向平均；此外，由于電機(jī)結(jié)構(gòu)需有閉合的磁通磁路，因此圖69-73的磁場磁路軸向兩端可選擇性匹配相對的磁路結(jié)構(gòu)，其匹配方式含-中繼磁路303供與磁場磁路兩側(cè)耦合，以使磁極間的磁通由磁場磁路、中繼磁路、轉(zhuǎn)子而構(gòu)成閉合磁通以作電機(jī)效應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)，中繼磁路由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，以軸向視之，具有呈閉合圈狀相對相鄰磁極中間位置的中間磁路，以耦合磁場磁路相鄰磁極間的磁通，中繼磁路亦可由塊狀導(dǎo)磁材料所構(gòu)成；中繼磁路相對磁極中間位置的中間磁路具有流路孔306(或缺口)，以和磁場磁路的流路空間307共同結(jié)合，而使電機(jī)組徑向呈閉合而軸向具有冷卻流路孔；-端殼304端殼為供與轉(zhuǎn)子121及磁場磁路結(jié)構(gòu)(或包含兩者之間設(shè)置的中繼磁路)結(jié)合成一機(jī)械結(jié)構(gòu)體，以提供電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械性穩(wěn)定基礎(chǔ)，端殼可由導(dǎo)磁體或非導(dǎo)磁體所構(gòu)成，當(dāng)由導(dǎo)磁體構(gòu)成時其與轉(zhuǎn)軸122間需設(shè)置非導(dǎo)磁性隔離環(huán)123，以在轉(zhuǎn)軸為導(dǎo)磁體時避免經(jīng)轉(zhuǎn)軸形成磁通環(huán)流，若轉(zhuǎn)軸為非導(dǎo)磁體則可省略非導(dǎo)磁環(huán)；端殼的端面若由非導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則需要中繼磁路303，若端殼由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則中繼磁路可依需要選擇設(shè)置或不設(shè)置，若不設(shè)置中繼磁路則由端殼形成磁路的一段，導(dǎo)磁性端殼的結(jié)構(gòu)可由塊狀材料或由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成。
圖74所示為本發(fā)明由相同尺寸導(dǎo)磁薄片疊積構(gòu)成磁場磁路的實(shí)施例，其特征如下-由同尺寸導(dǎo)磁薄片軸向疊積合成磁場磁路208；-中繼磁路203與磁場磁路兩側(cè)耦合，以使磁極間的磁通由磁場磁路、中繼磁路、轉(zhuǎn)子而構(gòu)成閉合磁通以作電機(jī)效應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)，中繼磁路由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，以軸向視之，具有呈閉合圈狀相對相鄰磁極中間位置的中間磁路，以供耦合磁場磁路相鄰磁極間的磁通，中繼磁路亦可由塊狀導(dǎo)磁材料所構(gòu)成；-端殼204端殼為供與轉(zhuǎn)子及磁場磁路結(jié)構(gòu)(或包含兩者之間設(shè)置的中繼磁路)結(jié)合成一機(jī)械結(jié)構(gòu)體，以提供電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械性穩(wěn)定基礎(chǔ)，端殼可由導(dǎo)磁體或非導(dǎo)磁體所構(gòu)成，當(dāng)由導(dǎo)磁體構(gòu)成時，其與轉(zhuǎn)軸間需設(shè)置非導(dǎo)磁性隔離環(huán)，以在轉(zhuǎn)軸為導(dǎo)磁體時避免經(jīng)轉(zhuǎn)軸形成磁通環(huán)流，若轉(zhuǎn)軸為非導(dǎo)磁體則可省略非導(dǎo)磁環(huán)；端殼的端面若由非導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則需要中繼磁路，若端殼由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則中繼磁路可依需要選擇設(shè)置或不設(shè)置，若不設(shè)置中繼磁路則由端殼形成磁路的一段，導(dǎo)磁性端殼的結(jié)構(gòu)可由塊狀材料或由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成。
-護(hù)殼由于前述電機(jī)組其磁極中間與相鄰磁極間呈開放式結(jié)構(gòu)，故可如圖1-3所示實(shí)施例由同軸設(shè)置環(huán)狀護(hù)殼或結(jié)合個別的弧形或片狀護(hù)殼，護(hù)殼可由非導(dǎo)磁材料所制成以使電機(jī)組呈閉合的密閉型，亦可為具有開放流路以供與中繼磁路或端殼的流路口(或缺口)相配合以構(gòu)成具有軸向冷卻流路的半密閉式結(jié)構(gòu)；若護(hù)殼由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成，除可具有上述功能外，亦可構(gòu)成分流磁路以及依需要進(jìn)一步供加設(shè)換向磁極或直接構(gòu)成換向磁極。
圖75所示為本發(fā)明由相同尺寸導(dǎo)磁薄片疊積構(gòu)成磁場磁路并在相鄰磁極間設(shè)置分流磁路所構(gòu)成的實(shí)施例，其特征如下-相同尺寸導(dǎo)磁薄片軸向疊合成磁場磁路308，各導(dǎo)磁薄片具有位于兩相鄰磁極間的分流磁路305，并供匹配其兩端中繼磁路303上的流路孔306，使電機(jī)組徑向閉合而軸向具有冷卻流路孔。
圖74及圖75所示的磁場磁路中亦可由其混合結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，即藉由不同外徑及不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，而導(dǎo)磁截面積由磁極中間沿軸向向兩端殼方向漸增，以利于磁場磁路的磁通密度趨向平均；此外，由于電機(jī)結(jié)構(gòu)需有閉合的磁通磁路，因此圖74及圖75的磁場磁路軸向兩端可選擇性匹配相對的磁路結(jié)構(gòu)，其匹配方式包含-中繼磁路為供與磁場磁路兩側(cè)耦合，以使磁極間的磁通由磁場磁路、中繼磁路、轉(zhuǎn)子而構(gòu)成閉合磁通以作電機(jī)效應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)，中繼磁路由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，以軸向視之，具有呈閉合圈狀相對相鄰磁極中間位置的中間磁路，以供耦合磁場磁路相鄰磁極間的磁通，中繼磁路亦可由塊狀導(dǎo)磁材料所構(gòu)成；圖75的中繼磁路303相對磁極中間位置的中間磁路具有流路孔306(或缺口)，以和磁場磁路的流路空間307共同結(jié)合，而使電機(jī)徑向呈閉合而軸向具有冷卻流路孔；-換向磁極的設(shè)置當(dāng)電機(jī)因更大的工作范圍而有主動換向的需求時，則可藉換向磁極的設(shè)置以配合的；在圖64-68及圖74所示的實(shí)施例中，若其耦合于磁極間缺口所設(shè)置的環(huán)狀護(hù)殼或個別設(shè)置在弧形或片狀護(hù)殼結(jié)構(gòu)為導(dǎo)磁材料所構(gòu)成，則可依換向需求而設(shè)置換向磁極；在圖69-73及圖75所示的實(shí)施例中，由于其磁場磁路為近似閉合環(huán)形在導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，則換向磁極可直接由薄片制成或另行設(shè)置；-磁場磁路開口尺寸與轉(zhuǎn)子的匹配由于轉(zhuǎn)子長寬及整體電機(jī)組磁路結(jié)構(gòu)磁極間開口尺寸的匹配，依電機(jī)組的散熱需求及換向需求而有所不同，因此在前述圖64-圖75中由導(dǎo)磁薄片所疊積的磁場磁路及中繼磁路中，可藉著將磁場結(jié)構(gòu)近兩側(cè)的一部份導(dǎo)磁薄片的磁極部分去除，以縮短磁極軸向長度，或中繼磁路鄰近磁場磁路的一部分導(dǎo)磁薄片加設(shè)磁極部分，以增加磁極軸向長度作為調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，若因結(jié)構(gòu)需要，其漸增導(dǎo)磁截面積磁路結(jié)構(gòu)可由沿軸向向兩端殼方向漸增，改為由其中一側(cè)向另一側(cè)呈向單側(cè)漸增，其結(jié)構(gòu)原則為使磁場磁路中的各位置段磁通密度趨向平均。
此項(xiàng)直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，由于風(fēng)道的特定結(jié)構(gòu)性，其冷卻方式如下1.開放式自由空冷即不加外環(huán)外護(hù)殼，或半開放式自由空冷或密閉式；2.內(nèi)置風(fēng)扇或外加獨(dú)立驅(qū)動風(fēng)扇的氣冷；3.外加流體泵及散熱器或散熱管散熱流體冷卻。
權(quán)利要求
1.一種直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)為藉由一體結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)并呈與磁場磁極數(shù)相同的X型磁路結(jié)構(gòu)作相鄰磁極聯(lián)結(jié)，以構(gòu)成兩極或兩極以上磁場磁通環(huán)路，在無礙磁場磁路結(jié)構(gòu)的條件下，直流電機(jī)電樞反應(yīng)的交磁磁通回路呈高磁阻狀態(tài)以降低電樞反應(yīng)，其特征在于，主要構(gòu)成包含-由一體結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)并呈與磁場磁極數(shù)相同的X型磁路結(jié)構(gòu)構(gòu)成磁通環(huán)路的直流電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)，其各X型磁路結(jié)構(gòu)的交叉部分為供設(shè)置不同極性的磁極結(jié)構(gòu)，如永久磁極或繞組激磁式的磁極鐵芯(101)及激磁繞組(102)，上述X型磁路結(jié)構(gòu)各磁極間的磁路結(jié)構(gòu)為基于平均或接近平均的磁場磁通密度的原則而決定其截面積，并呈沿極軸由中間向兩端殼方向呈向外逐漸增大面積的磁路結(jié)構(gòu)，以及在磁極間形成向外漸縮通孔(103)或向內(nèi)凹陷的盲孔(103a)或向外凹陷的盲孔(103b)或雙向凹陷的盲孔(103c)，而構(gòu)成X型磁路結(jié)構(gòu)中供通過電樞反應(yīng)交磁磁通磁路呈高阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其磁路結(jié)構(gòu)的外側(cè)可依需要軸向設(shè)置由導(dǎo)磁材料或非導(dǎo)磁材料所構(gòu)成的護(hù)殼，并由護(hù)殼與具有通孔的磁路間呈氣流通路以利冷卻氣流的流通，上述護(hù)殼可為由導(dǎo)磁性或非導(dǎo)磁性環(huán)狀護(hù)殼(100)或弧形或片狀結(jié)構(gòu)護(hù)殼(120)與磁路結(jié)構(gòu)所組合，弧形或片狀結(jié)構(gòu)護(hù)殼(120)為徑向個別設(shè)于通孔并依需要或安排其通氣口結(jié)構(gòu)位置，當(dāng)上述環(huán)狀護(hù)殼或個別設(shè)于通孔的弧形或片狀結(jié)構(gòu)護(hù)殼，若由導(dǎo)磁性材料構(gòu)成時則可構(gòu)成磁極間磁路的一部分，以及進(jìn)一步在設(shè)有換向磁極時構(gòu)成換向磁極的磁路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，各磁極極軸方向近端殼部份可依需要制成向外擴(kuò)大的缺口(104)或向內(nèi)或向外或雙向凹陷的盲孔，而磁極到磁極間的磁路及經(jīng)由兩端的磁路各段截面積上的磁通密度仍保持分配平均或接近平均，或在上述缺口置入良導(dǎo)熱體；上述結(jié)構(gòu)中各缺口可為開放式或半閉式或藉良導(dǎo)熱體以導(dǎo)出積熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其構(gòu)成磁場的磁極與X型磁路結(jié)構(gòu)可為一體結(jié)構(gòu)制成或分件組合構(gòu)成，而磁路結(jié)構(gòu)本身亦可為一體結(jié)構(gòu)制成或呈分件組合的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，設(shè)于磁場磁極間與電樞反應(yīng)交磁磁通極軸供抑制電樞反應(yīng)交磁磁通的鏤空磁路，亦可改為設(shè)置一組或一組以上與磁場極軸平行呈通孔(105)或向內(nèi)凹陷盲孔(105a)或向外凹陷盲孔(105b)或雙向凹陷盲孔(105c)(非通孔)的縱向溝槽，以加大交磁磁通磁阻而抑制電樞反應(yīng)的交磁強(qiáng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，可進(jìn)一步將其位于兩相鄰磁極中間電機(jī)角位置呈通孔(105)或內(nèi)凹盲孔(105a)或外凹盲孔(105b)或雙向凹陷盲孔(105c)縱向溝槽的磁路，視電機(jī)特性需要加設(shè)換向磁極(106)，而仍保留溝槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其設(shè)于磁場磁極間與電樞反應(yīng)交磁磁通極軸的鏤空磁路，亦可改為設(shè)置一道或一道以上呈通孔(107)或向內(nèi)凹陷盲孔(107a)或向外凹陷盲孔(107b)或雙向凹陷盲孔(107c)(非通孔)并與磁場極軸呈斜向的溝槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，可進(jìn)一步將其位于兩相鄰磁極中間電機(jī)角位置呈通孔(107)或內(nèi)凹陷盲孔(107a)或外凹盲孔(107b)或雙向凹陷盲孔(107c)斜向溝槽的磁路，視電機(jī)特性需要加設(shè)換向磁極(106)，而仍保留溝槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，設(shè)于磁場磁極間與電樞反應(yīng)交磁磁通極軸的鏤空磁路，亦可改為設(shè)置一組或一組以上呈通孔(108)或向內(nèi)凹陷盲孔(108a)或向外凹陷盲孔(108b)或雙向凹陷盲孔(108c)(非通孔)并與磁場極軸垂直橫向的溝槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，可進(jìn)一步將其位于兩相鄰磁極中間電機(jī)角位置呈通孔(108)或內(nèi)凹盲孔(108a)或外凹盲孔(108b)或雙向凹陷盲孔(108c)橫向溝槽的磁路，視電機(jī)特性需要加設(shè)換向磁極(106)，而仍保留溝槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，設(shè)于磁場磁極間與電樞反應(yīng)磁交磁通極軸的鏤空磁路亦可改為設(shè)置兩個或兩個以上呈通孔(109)或向內(nèi)凹陷盲孔(109a)或向外凹陷盲孔(109b)或雙向凹陷盲孔(109c)(非通孔)的孔洞狀結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，可進(jìn)一步將其位于兩相鄰磁極中間電機(jī)角位置呈通孔(109)或內(nèi)凹盲孔(109a)或外凹盲孔(109b)或雙向凹陷盲孔(109c)的孔洞狀結(jié)構(gòu)的磁路，視電機(jī)特性需要加設(shè)換向磁極106。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，亦可將X型磁路制成兩件或兩件以上分離結(jié)構(gòu)，而結(jié)合導(dǎo)磁端殼(110)并于磁極間設(shè)置輔助分流磁路結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成磁場磁路，其結(jié)合方式包含在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電角差的位置設(shè)置換向磁極(106)，并在換向磁極與磁極之間設(shè)置一路或一路以上輔助分流磁路(111)，磁場主磁通為由磁極經(jīng)導(dǎo)磁端殼(110)到相對磁極再經(jīng)轉(zhuǎn)子構(gòu)成一閉合磁路，而換向磁極(106)的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路(111)及導(dǎo)磁性端殼(110)及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，亦可將X型磁路制成兩件或兩件以上分離結(jié)構(gòu)，而結(jié)合導(dǎo)磁端殼(110)并于磁極間設(shè)置輔助分流磁路結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成磁場磁路，其結(jié)合方式包含在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電角差的位置設(shè)置換向磁極(106)，及在換向磁極與磁場磁路間設(shè)置與轉(zhuǎn)子軸向平行的一路或一路以上輔助分流磁路(112)，磁場主磁通為由磁極經(jīng)導(dǎo)磁性端殼(110)到相對磁極再經(jīng)轉(zhuǎn)子構(gòu)成一閉合磁路，而換向磁極(106)的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路(112)及導(dǎo)磁端殼(110)及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，亦可將X型磁路制成兩件或兩件以上分離結(jié)構(gòu)，而結(jié)合導(dǎo)磁端殼(110)并于磁極間設(shè)置輔助分流磁路結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成磁場磁路，其結(jié)合方式包含在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極(106)，并在換向磁極與磁場磁路之間呈同斜向或不同斜向設(shè)置一路或一路以上輔助分流磁路(113)，磁場主磁通為由磁極經(jīng)導(dǎo)磁端殼(110)到相對磁極再經(jīng)轉(zhuǎn)子構(gòu)成一閉合磁路，而換向磁極(106)的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路(113)及導(dǎo)磁性端殼(110)及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，亦可結(jié)合導(dǎo)磁端殼(110)并于磁極間設(shè)置輔助分流磁路結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成磁場磁路，其結(jié)合方式包含在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極(106)，并在換向磁極與磁極之間設(shè)置一路或一路以上輔助分流磁路(114)，磁場主磁通經(jīng)由磁極，而部分經(jīng)由磁極間連接磁路，以及部分經(jīng)由導(dǎo)磁端殼(110)再合流至相對磁極構(gòu)成閉合磁路，而換向磁極(106)的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路(114)及導(dǎo)磁性端殼(110)及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，亦可結(jié)合導(dǎo)磁端殼(110)并于磁極間設(shè)置輔助分流磁路結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成磁場磁路，其結(jié)合方式包含在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極(106)，及在換向磁極與磁場磁路間設(shè)置與轉(zhuǎn)子軸向平行的一路或一路以上輔助分流磁路(115)，磁場主磁通經(jīng)由磁極，而部分經(jīng)由磁極間連接磁路，以及部分經(jīng)由導(dǎo)磁性端殼(110)再合流至相對磁極構(gòu)成閉合磁路，而換向磁極(106)的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路(115)及導(dǎo)磁端殼(110)及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，亦可結(jié)合導(dǎo)磁端殼(110)并于磁極間設(shè)置輔助分流磁路結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成磁場磁路，其結(jié)合方式包含在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極(106)，并斜向或不同斜向設(shè)置一路或一路以上輔助分流磁路(116)在換向磁極與磁場磁路之間，磁場主磁通由磁極，而部分經(jīng)由磁極間連接磁路，以及部分經(jīng)由導(dǎo)磁性端殼(110)再合流至相對磁極構(gòu)成閉合磁路，而換向磁極(106)的磁通則經(jīng)由輔助分流磁路(116)及導(dǎo)磁端殼(110)及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其導(dǎo)磁端殼磁路構(gòu)成該直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)包含在兩相鄰磁極間呈鏤空或呈盲孔的磁路結(jié)構(gòu)面向轉(zhuǎn)子側(cè)的相鄰異性磁極間，依電機(jī)性能選定電機(jī)角差的位置設(shè)置換向磁極(106)，及設(shè)置呈閉合環(huán)形磁路(117)，環(huán)形磁路的導(dǎo)磁容量小于主磁極的磁通，磁場主磁通經(jīng)由磁極，部分經(jīng)由磁極間連接磁路，以及部分經(jīng)由導(dǎo)磁端殼(110)再合流至相對磁極構(gòu)成閉合磁路，而換向磁極(106)的磁通則經(jīng)由閉合的環(huán)形磁路(117)及導(dǎo)磁端殼(110)及相對磁極而構(gòu)成閉合磁路。
20.根據(jù)權(quán)利要求13，14，15，16，17，18或19的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，導(dǎo)磁端殼為避免磁通經(jīng)轉(zhuǎn)軸分流，可在導(dǎo)磁端殼110與轉(zhuǎn)子121的轉(zhuǎn)軸122間設(shè)置非導(dǎo)磁材料的隔離環(huán)123或由非導(dǎo)磁材料制成電機(jī)轉(zhuǎn)軸122。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其電機(jī)結(jié)構(gòu)可實(shí)際應(yīng)用于串激或分激或復(fù)磁的直流有刷馬達(dá)或發(fā)電機(jī)，或磁場由永久磁鐵所構(gòu)成而設(shè)有繞組激磁式換向磁極的直流無刷或有刷馬達(dá)或發(fā)電機(jī)，換向磁極的換向繞組與電樞串聯(lián)，其與磁場極性關(guān)系依運(yùn)轉(zhuǎn)方向及作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)功能而定，而其機(jī)械結(jié)構(gòu)型態(tài)亦進(jìn)一步包括以相同原理的電機(jī)特性而構(gòu)成兩極或兩極以上的外轉(zhuǎn)式或內(nèi)轉(zhuǎn)式或雙動型的圓筒狀或錐狀或盤狀回轉(zhuǎn)式電機(jī)結(jié)構(gòu)或線型的電機(jī)結(jié)構(gòu)，基于上述運(yùn)行原理，電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)可依需要由一體結(jié)構(gòu)或分件組合結(jié)構(gòu)所構(gòu)成或由導(dǎo)磁材料薄片疊積而成，或僅選擇磁極部份由導(dǎo)磁材料疊積而成，而其余磁路為塊狀結(jié)構(gòu)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其磁場磁路由磁極中間向兩端殼方向以導(dǎo)磁薄片作軸向疊積所構(gòu)成，各導(dǎo)磁薄片的磁路軸向?qū)Т琶娣e呈徑向擴(kuò)大，其結(jié)構(gòu)如下-沿軸向向端殼延伸的不同外徑的磁場磁路(201)，為藉由磁極中間沿軸向向兩側(cè)軸向疊積不同外徑的導(dǎo)磁薄片而構(gòu)成階梯狀外徑的外場磁路，其軸向?qū)Т沤孛娣e藉各層疊積導(dǎo)磁薄片外徑的增大而向兩端呈漸增擴(kuò)大，以使各段磁路的磁通密度趨向平均。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其磁場磁路由相同外徑而不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片疊積成沿軸向向兩端殼方向呈漸寬型磁場磁路所構(gòu)成，-漸寬型磁場磁路(202)為沿軸向向殼延伸的同外徑不同磁路寬呈漸增截面積的磁場磁路，系由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，薄片的外徑相同，只是其磁場磁路由不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片由磁極中間沿軸向向兩側(cè)疊積，而愈往端殼(204)方向?qū)Т疟∑怕酚鷮?，以使磁場磁路的磁通密度趨向平均?br> 24.根據(jù)權(quán)利要求22或23的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其磁場磁路中亦可由其混合結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，即藉由不同外徑及不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，而導(dǎo)磁截面積由磁極中間沿軸向向兩端殼方向呈漸增，以利于磁場磁路的磁通密度趨向平均；其磁場磁路軸向兩端可選擇性匹配相對的磁路結(jié)構(gòu)，其匹配方式包含-中繼磁路(203)為供與磁場磁路兩側(cè)耦合，以使磁極間的磁通由磁場磁路、中繼磁路、轉(zhuǎn)子而構(gòu)成閉合磁通以作電機(jī)效應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)，中繼磁路由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，以軸向視之，具有呈閉合圈狀相對相鄰磁極中間位置的中間磁路，以供耦合磁場磁路相鄰磁極間的磁通，中繼磁路亦可由塊狀導(dǎo)磁材料所構(gòu)成；-端殼(204)端殼為供與轉(zhuǎn)子(121)及磁場磁路結(jié)構(gòu)(或包含兩者之間設(shè)置的中繼磁路)結(jié)合成一機(jī)械結(jié)構(gòu)體，以提供電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械性穩(wěn)定基礎(chǔ)，端殼可由導(dǎo)磁體或非導(dǎo)磁體所構(gòu)成，當(dāng)由導(dǎo)磁體構(gòu)成時其與轉(zhuǎn)軸(122)間需設(shè)置非導(dǎo)磁性隔離環(huán)(123)，以在轉(zhuǎn)軸為導(dǎo)磁體時避免經(jīng)轉(zhuǎn)軸形成磁通環(huán)流，若轉(zhuǎn)軸為非導(dǎo)磁體則可省略非導(dǎo)磁環(huán)；端殼的端面若由非導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則需要中繼磁路(203)，若端殼由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則中繼磁路可依需要選擇設(shè)置或不設(shè)置，若不設(shè)置中繼磁路則由端殼形成磁路的一段，導(dǎo)磁性端殼的結(jié)構(gòu)可由塊狀材料或由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成。-護(hù)殼電機(jī)組其磁極中間與相鄰磁極間呈開放式結(jié)構(gòu)，故可藉由同軸設(shè)置環(huán)狀護(hù)殼或結(jié)合個別的弧形或片狀護(hù)殼，護(hù)殼可由非導(dǎo)磁材料所制成以使電機(jī)組呈閉合的密閉型，亦可為具有開放流路以供與中繼磁路或端殼的流路口(或缺口)相配合以構(gòu)成具有軸向冷卻流路的半密閉式結(jié)構(gòu)；若護(hù)殼由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成，除可具有上述功能外，亦可構(gòu)成分流磁路以及依需要進(jìn)一步供加設(shè)換向磁極或直流構(gòu)成換向磁極。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其磁場磁路為由磁極中間向兩端殼方向以導(dǎo)磁薄片作軸向疊積所構(gòu)成，各導(dǎo)磁薄片的磁路軸向?qū)Т琶娣e呈徑向擴(kuò)大，各磁極間并具有設(shè)于磁極間的分流磁路，其結(jié)構(gòu)如下-沿軸向向端殼延伸的不同外徑的磁場磁路(301)，為藉由磁極中間沿軸向向兩側(cè)軸向疊積不同外徑的導(dǎo)磁薄片而構(gòu)成階梯狀外徑的外場磁路，其軸向?qū)Т沤孛娣e藉各層疊積導(dǎo)磁薄片外徑的增大而向兩端呈漸增擴(kuò)大，以使各段磁路的磁通密度趨向平均；各導(dǎo)磁薄片同時具有設(shè)于兩相鄰磁極間的分流磁路(305)，并供匹配其兩端的中繼磁路(303)上的流路孔(306)，使電機(jī)徑向呈閉合而軸向具有冷卻流路孔。
26.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其磁場磁路由相同外徑而不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片疊積構(gòu)成沿軸向向兩端殼方向呈漸寬型磁場磁路并在相鄰磁極間設(shè)置分流磁路所構(gòu)成，-漸寬型磁場磁路(302)為沿軸向向端殼延伸的同外徑不同磁路寬呈漸增截面積的磁場磁路，系由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，薄片的外徑相同，只是其磁場磁路由不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片由磁極中間沿軸向向兩側(cè)疊積，而愈往端殼(304)方向?qū)Т疟∑怕窞橛鷮?，以使磁場磁路的磁通密度趨向平均；各?dǎo)磁薄片具有兩相鄰磁極間的分流磁路(305)，并供匹配其兩端中繼磁路(303)上的流路孔(306)，使電機(jī)徑向呈閉合而軸向具有冷卻流路孔。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其磁場磁路中亦可由其混合結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，即藉由不同外徑及不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，而導(dǎo)磁截面積由磁極中間沿軸向向兩端殼方向呈漸增，以利于磁場磁路的磁通密度趨向平均；其磁場磁路軸向兩端可選擇性匹配相對的磁路結(jié)構(gòu)，其匹配方式包含-中繼磁路(303)為供與磁場磁路兩側(cè)耦合，以使磁極間的磁通由磁場磁路、中繼磁路、轉(zhuǎn)子而構(gòu)成閉合磁通以作電機(jī)效應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)，中繼磁路由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，以軸向視之，具有呈閉合圈狀相對相鄰磁極中間位置的中間磁路，以耦合磁場磁路相鄰磁極間的磁通，中繼磁路亦可由塊狀導(dǎo)磁材料所構(gòu)成；中繼磁路相對磁極中間位置的中間磁路具有流路孔(306)(或缺口)，以和磁場磁路的流路空間307共同結(jié)合，而使電機(jī)徑向呈閉合而軸向具有冷卻流路孔。-端殼(304)端殼與轉(zhuǎn)子(121)及磁場磁路結(jié)構(gòu)(或包含兩者之間設(shè)置的中繼磁路)結(jié)合成一機(jī)械結(jié)構(gòu)體，以提供電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械性穩(wěn)定基礎(chǔ)，端殼可由導(dǎo)磁體或非導(dǎo)磁體所構(gòu)成，當(dāng)由導(dǎo)磁體構(gòu)成時其與轉(zhuǎn)軸(122)間需設(shè)置非導(dǎo)磁性隔離環(huán)(123)，以在轉(zhuǎn)軸為導(dǎo)磁體時避免經(jīng)轉(zhuǎn)軸形成磁通環(huán)流，若轉(zhuǎn)軸為非導(dǎo)磁體則可省略非導(dǎo)磁環(huán)；端殼的端面若由非導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則需要中繼磁路(303)，若端殼由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則中繼磁路可依需要選擇設(shè)置或不設(shè)置，若不設(shè)置中繼磁路則由端殼形成磁路的一段，導(dǎo)磁性端殼的結(jié)構(gòu)可由塊狀材料或由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，含由相同尺寸導(dǎo)磁薄片疊積構(gòu)成的磁場磁路，-由同尺寸導(dǎo)磁薄片軸向疊積合成磁場磁路(208)；-中繼磁路(203)與磁場磁路兩側(cè)耦合，以使磁極間的磁通由磁場磁路、中繼磁路、轉(zhuǎn)子而構(gòu)成閉合磁通以作電機(jī)效應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)，中繼磁路由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，以軸向視之，具有呈閉合圈狀相對相鄰磁極中間位置的中間磁路，以供耦合磁場磁路相鄰磁極間的磁通，中繼磁路亦可由塊狀導(dǎo)磁材料所構(gòu)成；-端殼(204)端殼為供與轉(zhuǎn)子及磁場磁路結(jié)構(gòu)(或包含兩者之間設(shè)置的中繼磁路)結(jié)合成一機(jī)械結(jié)構(gòu)體，以提供電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械性穩(wěn)定基礎(chǔ)，端殼可由導(dǎo)磁體或非導(dǎo)磁體所構(gòu)成，當(dāng)由導(dǎo)磁體構(gòu)成時，其與轉(zhuǎn)軸間需設(shè)置非導(dǎo)磁性隔離環(huán)，以在轉(zhuǎn)軸為導(dǎo)磁體時避免經(jīng)轉(zhuǎn)軸形成磁通環(huán)流，若轉(zhuǎn)軸為非導(dǎo)磁體則可省略非導(dǎo)磁環(huán)；端殼的端面若由非導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則需要中繼磁路，若端殼由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成則中繼磁路可依需要選擇設(shè)置或不設(shè)置，若不設(shè)置中繼磁路則由端殼形成磁路的一段，導(dǎo)磁性端殼的結(jié)構(gòu)可由塊狀材料或由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成。-護(hù)殼由于前述電機(jī)組其磁極中間與相鄰磁極間呈開放式結(jié)構(gòu)，故可藉由同軸設(shè)置環(huán)狀護(hù)殼或結(jié)合個別的弧形或片狀護(hù)殼，護(hù)殼可由非導(dǎo)磁材料所制成以使電機(jī)組呈閉合的密閉型，亦可為具有開放流路以供與中繼磁路或端殼的流路口(或缺口)相配合以構(gòu)成具有軸向冷卻流路的半密閉式結(jié)構(gòu)；若護(hù)殼由導(dǎo)磁材料所構(gòu)成，除可具有上述功能外，亦可構(gòu)成分流磁路以及依需要進(jìn)一步供加設(shè)換向磁極或直接構(gòu)成換向磁極。
29.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，由相同尺寸導(dǎo)磁薄片疊積構(gòu)成磁場磁路并在相鄰磁極間設(shè)置分流磁路所構(gòu)成，-相同尺寸導(dǎo)磁薄片軸向疊積合成磁場磁路(308)，各導(dǎo)磁薄片具有設(shè)于兩相鄰磁極間的分流磁路(305)，并供匹配其兩端中繼磁路(303)上的流路孔(306)，使電機(jī)徑向呈閉合而軸向具有冷卻流路孔。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其磁場磁路中亦可由其混合結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，即藉由不同外徑及不同磁路寬的導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，而導(dǎo)磁截面積由磁極中間沿軸向向兩端殼方向呈漸增，以利于磁場磁路的磁通密度趨向平均；其磁場磁路軸向兩端可選擇性匹配相對的磁路結(jié)構(gòu)，其匹配方式包含-中繼磁路為供與磁場磁路兩側(cè)耦合，以使磁極間的磁通由磁場磁路、中繼磁路、轉(zhuǎn)子而構(gòu)成閉合磁通以作電機(jī)效應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)，中繼磁路由導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，以軸向視之，具有呈閉合圈狀相對相鄰磁極中間位置的中間磁路，以供耦合磁場磁路相鄰磁極間的磁通，中繼磁路亦可由塊狀導(dǎo)磁材料所構(gòu)成；所述中繼磁路(303)，其相對磁極中間位置的中間磁路具有流路孔(306)(或缺口)，以和磁場磁路的流路空間(307)共同結(jié)合，而使電機(jī)徑向呈閉合而軸向具有冷卻流路孔。
31.根據(jù)權(quán)利要求22，23，24，25，26，27，28，29或30的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，若其耦合于磁極間缺口所設(shè)置的環(huán)狀護(hù)殼或個別設(shè)置的弧形或片狀護(hù)殼結(jié)構(gòu)為導(dǎo)磁材料所構(gòu)成，則可依換向需求而設(shè)置換向磁極；若其磁場磁路為近似閉合環(huán)形的導(dǎo)磁薄片所構(gòu)成，則換向磁極可直接由薄片制成或另行設(shè)置。
32.根據(jù)權(quán)利要求22，23，24，25，26，27，28，29或30的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其由導(dǎo)磁薄片所疊積的磁場磁路及中繼磁路中，可藉著將磁場結(jié)構(gòu)近兩側(cè)的一部份導(dǎo)磁薄片的磁極部分去除，以縮短磁極軸向長度，或中繼磁路鄰近磁場磁路的一部分導(dǎo)磁薄片加設(shè)磁極部分，以增加磁極軸向長度作為調(diào)節(jié)。
33.根據(jù)權(quán)利要求1的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其漸增導(dǎo)磁截面積的磁路結(jié)構(gòu)可由沿軸向向兩端殼方向漸增，改為由其中一側(cè)向另一側(cè)呈向單側(cè)漸增，其結(jié)構(gòu)原則為使磁場磁路中的各位置段磁通密度趨向平均。
34.根據(jù)權(quán)利要求1至33任一項(xiàng)的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，轉(zhuǎn)子與磁極間的磁路結(jié)構(gòu)為呈軸向雙向延伸而耦合于磁極及轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)型態(tài)，轉(zhuǎn)子與磁極極面的軸向氣隙因制造考慮，除可采用軸向間呈等氣隙外，可進(jìn)一步呈愈趨近端殼方向氣隙漸呈增大，其軸向氣隙漸呈增減方式含由轉(zhuǎn)子直徑的增減或磁場極面直徑的增減或兩者同時增減，而使磁極極面與轉(zhuǎn)子間的氣隙沿軸向向兩端殼方向漸呈增大的間隙關(guān)系，以使磁極極面的磁通分布趨向較平均。
35.根據(jù)權(quán)利要求1至34任一項(xiàng)的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于，其應(yīng)用包含串激或分激或復(fù)磁的直流有刷馬達(dá)或發(fā)電機(jī)，或磁場由永久磁鐵所構(gòu)成設(shè)有繞組激磁式換向磁極的直流無刷或有刷馬達(dá)或發(fā)電機(jī)，換向磁極的換向繞組與電樞串聯(lián)，其與磁場極性關(guān)系依運(yùn)轉(zhuǎn)方向及作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)功能而定，而其機(jī)械結(jié)構(gòu)型態(tài)亦進(jìn)一步包括以相同原理的電機(jī)特性而構(gòu)成兩極或兩極以上的外轉(zhuǎn)式或內(nèi)轉(zhuǎn)式或雙動型的圓筒狀或錐狀或盤狀回轉(zhuǎn)式電機(jī)結(jié)構(gòu)或線型的電機(jī)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明的直流電機(jī)的低電樞反應(yīng)X型磁路結(jié)構(gòu)為藉由一體結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)并呈與磁場磁極數(shù)相同的X型磁路結(jié)構(gòu)作相鄰磁極聯(lián)結(jié),以構(gòu)成兩極或兩極以上磁場磁通環(huán)路,在無礙磁場磁路結(jié)構(gòu)條件下,直流電機(jī)所產(chǎn)生電樞反應(yīng)中的交磁磁通回路呈高磁阻狀態(tài)以抑制交磁磁通進(jìn)而改善其換向效益。
文檔編號H02K23/02GK1181654SQ96114430
公開日1998年5月13日 申請日期1996年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月5日
發(fā)明者楊泰和 申請人:楊泰和