轉(zhuǎn)子12。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 在下面的描述中，參考附圖，附圖通過(guò)圖示的形式圖解了如何實(shí)施本發(fā)明。
[0046] 圖1示出調(diào)極電機(jī)的示例。特別地，圖1示出單相電機(jī)例如一相電機(jī)或多相電機(jī) 的一相的活動(dòng)部分。圖Ia不出包括定子10和轉(zhuǎn)子30的電機(jī)的活動(dòng)部分的透視圖。圖Ib 示出電機(jī)的一部分的擴(kuò)大視圖。圖2示出圖1的調(diào)極電機(jī)的定子10的示例。特別地，圖2a 示出定子10的分解圖，示出了線圈20和兩個(gè)定子芯構(gòu)件14、16。圖2b示出定子10的剖視 圖。
[0047] 該電機(jī)包括定子10,該定子包括對(duì)由軟磁定子芯結(jié)構(gòu)形成的多個(gè)齒102進(jìn)行磁饋 送的中央單個(gè)線圈20。盡管在其它普通電機(jī)結(jié)構(gòu)中線圈形成在定子芯的各個(gè)齒周圍，但圖 1的定子的線圈20被夾在定子芯的齒之間。更具體地，圖1和2的調(diào)極電機(jī)包括兩個(gè)定子 芯構(gòu)件14、16、線圈20和轉(zhuǎn)子30,所述定子芯構(gòu)件的每一個(gè)均包括多個(gè)齒102并且基本上 為環(huán)形的，所述線圈布置在第一和第二環(huán)形定子芯構(gòu)件之間，所述轉(zhuǎn)子包括多個(gè)永磁體22。 此外，定子芯構(gòu)件14和16、線圈20和轉(zhuǎn)子30環(huán)繞共同的幾何軸線，并且兩個(gè)定子芯構(gòu)件 14、16的多個(gè)齒102布置成朝向轉(zhuǎn)子30突出以形成閉合回路通量路徑。兩個(gè)定子芯構(gòu)件 14、16的定子齒相對(duì)于彼此沿周向錯(cuò)位。
[0048] 每個(gè)定子芯構(gòu)件都包括環(huán)形部261和形成提供兩個(gè)定子芯構(gòu)件的沿周向錯(cuò)位的 齒之間的軸向通量路徑的通量橋或磁軛構(gòu)件的周向凸緣18。各定子芯構(gòu)件14、16都可形成 為環(huán)形盤片，其具有由環(huán)形部261的徑向內(nèi)緣160限定出的中央的、基本上圓形的開口。內(nèi) 緣160與齒102之間的環(huán)形部261提供了通量路徑和容納線圈20的周向空腔的側(cè)壁。周 向凸緣18位于內(nèi)緣處或其附近。在組裝好的定子中，周向凸緣18布置在一個(gè)定子芯構(gòu)件 的內(nèi)側(cè)，即面向線圈20和另一個(gè)定子芯構(gòu)件的一側(cè)。
[0049] 在圖1和2的電機(jī)中，定子齒沿徑向向外的方向朝向圍繞定子的轉(zhuǎn)子突出。然而， 定子同樣也可相對(duì)于轉(zhuǎn)子安置在外部，并且其中定子齒徑向向內(nèi)延伸，即本文描述的轉(zhuǎn)子 和定子的實(shí)施例可用在內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)中。
[0050] 活動(dòng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30由偶數(shù)個(gè)部段22、24組成，其中一半數(shù)量的部段一一也叫做轉(zhuǎn)子 磁極部件24-一由軟磁性材料制成，并且另一半數(shù)量的部段22由永磁材料制成。這些部段 可作為單獨(dú)的構(gòu)件制造。永磁體22布置成使得永磁體的磁化方向?yàn)榛旧现芟虻?，S卩，北 極和南極分別面向基本上周向。此外，沿周向計(jì)數(shù)每隔一個(gè)的永磁體22布置成具有相對(duì)于 其相鄰的永磁體在反方向上的磁化方向。電機(jī)結(jié)構(gòu)中的軟磁磁極部件24的磁功能性是完 全三維的，并且每個(gè)軟磁磁極部件24都能有效地載持在全部三個(gè)空間方向上都具有高磁 導(dǎo)率的變化的磁通量。
[0051] 轉(zhuǎn)子30和定子10的該設(shè)計(jì)具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，S卩，實(shí)現(xiàn)了永磁體22的通量集中，從 而使得轉(zhuǎn)子30的面向定子10的齒的表面可存在從相鄰的兩個(gè)永磁體22到面向齒的表面 的全部磁通量。通量集中可視為取決于永磁體22的面向各磁極部件24的面積除以面向齒 的面積。特別地，由于齒的周向錯(cuò)位，面向磁極部件的齒引起僅部分地跨磁極部件的軸向范 圍延伸的活動(dòng)氣隙。不過(guò)，來(lái)自永磁體的整個(gè)軸向范圍的磁通量在磁極部件中軸向和徑向 地朝向活動(dòng)氣隙被引導(dǎo)。各磁極部件24的這些通量集中特性使得可以使用低成本的弱永 磁體作為轉(zhuǎn)子中的永磁體22,并且使得可以實(shí)現(xiàn)極高的氣隙通量密度?？赏ㄟ^(guò)由實(shí)現(xiàn)有效 的三維通量路徑的磁性粉末制成磁極部件來(lái)促進(jìn)通量集中。此外，所述設(shè)計(jì)還使得可以比 在相應(yīng)類型的電機(jī)中更有效地利用磁體。
[0052] 定子10包括兩個(gè)同樣的定子芯構(gòu)件14、16,每個(gè)定子芯構(gòu)件都包括一定數(shù)量的齒 102 ;然而，在替代性實(shí)施例中，定子可由具有不同形狀的定子芯構(gòu)件組裝而成。每個(gè)定子 芯構(gòu)件都由在壓制工具中壓實(shí)成為一體的軟磁性粉末制成。當(dāng)定子芯構(gòu)件具有同樣的形狀 時(shí)，它們可以在相同的工具中壓制。兩個(gè)定子芯構(gòu)件隨后在第二操作中結(jié)合并共同形成具 有徑向延伸的定子芯齒的定子芯，其中一個(gè)定子芯構(gòu)件的齒相對(duì)于另一定子芯構(gòu)件的齒沿 軸向和周向錯(cuò)位。
[0053] 各齒102具有面向氣隙的分界表面262。在電機(jī)運(yùn)行期間，磁通量傳送通過(guò)分界表 面262經(jīng)由所述氣隙并通過(guò)轉(zhuǎn)子磁極部件的相應(yīng)分界表面。分界表面262在周向上、也就 是沿轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)方向由邊緣263界定。邊緣263將分界表面262與齒的面向相鄰齒的相應(yīng) 側(cè)面266連接起來(lái)。
[0054] 如圖2a所示，線圈20具有用于向該線圈提供電流的兩根連接線221。連接線可在 不同的周向和/或徑向位置與線圈連接。定子芯構(gòu)件14、16設(shè)置有形成沿各定子芯構(gòu)件的 內(nèi)側(cè)延伸的線通道231的長(zhǎng)形凹部，以允許至少一根線沿線圈在徑向上給送，并且兩根線 在基本上相同的位置背離線圈沿軸向給送。在圖2a的示例中，定子芯構(gòu)件還設(shè)置有例如作 為凸緣18的一部分的引導(dǎo)凸部232,該引導(dǎo)凸部成形和確定尺寸為部分地插入另一定子構(gòu) 件的線通道中以有利于兩個(gè)定子芯構(gòu)件在組裝期間相對(duì)于彼此的正確對(duì)準(zhǔn)。然而，將了解 的是，定子芯構(gòu)件的其它實(shí)施例可以不設(shè)置或設(shè)置不同的線通道和/或不設(shè)置或設(shè)置不同 的引導(dǎo)特征。
[0055] 單相定子10可被用作如圖1和2所示的單相電機(jī)的定子，和/或多相電機(jī)的一相， 例如圖3的電機(jī)的定子相IOa-C之一。
[0056] 特別地，圖3a示出3-相調(diào)極電機(jī)的示例，而圖3b示出圖3a的電機(jī)的定子的示 例。該電機(jī)包括定子10和轉(zhuǎn)子30。定子10包含均如結(jié)合圖1和2所述的三個(gè)定子相構(gòu) 件10a、10b、10c。特別地，各定子相構(gòu)件分別包括相應(yīng)的定子構(gòu)件對(duì)14a，16a ; 14b，16b ;和 14c，16c，每個(gè)定子構(gòu)件對(duì)各自保持一個(gè)周向線圈20a-c。
[0057] 因此，與圖1和2的示例中一樣，圖3的各調(diào)極電機(jī)定子相構(gòu)件lOa-c均包括對(duì)由 軟磁芯結(jié)構(gòu)形成的多個(gè)齒102進(jìn)行磁饋送的中央線圈20a-c，例如單線圈。更具體地，所示 的調(diào)極電機(jī)的各定子相l(xiāng)Oa-c都包括：兩個(gè)定子芯構(gòu)件14,每個(gè)定子芯構(gòu)件都包括多個(gè)齒 102且基本上是環(huán)形的；以及布置在第一和第二環(huán)形定子芯構(gòu)件之間的線圈20。此外，各定 子相的定子芯構(gòu)件14和線圈20環(huán)繞共同的軸線，并且定子芯構(gòu)件14的多個(gè)齒102布置成 徑向向外突出。在圖3的示例中，轉(zhuǎn)子30與定子10共軸地布置并環(huán)繞定子以形成定子的 齒102與轉(zhuǎn)子之間的氣隙。轉(zhuǎn)子可設(shè)置為如結(jié)合圖1和2所述的交替的永磁體22和磁極 部件24,但跨所有定子相構(gòu)件沿軸向延伸，即單個(gè)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)置成服務(wù)于全部三相。然而， 將了解的是，在其它實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子可設(shè)置為布置成自彼此沿軸向延伸的三個(gè)單獨(dú)的圓柱 形轉(zhuǎn)子。在又一些實(shí)施例中，一些或全部轉(zhuǎn)子構(gòu)件，例如永磁體22,可設(shè)置為一系列較短的 構(gòu)件，每一者都僅具有單相的軸向范圍。
[0058] 結(jié)合圖1-3所述的定子的實(shí)施例具有不帶所謂的爪的齒。然而，可增設(shè)小型爪而 不提尚工具成本并且仍提尚電機(jī)性能。
[0059] 圖3的定子的相由單獨(dú)的定子芯構(gòu)件組成。然而，在替換性實(shí)施例中，相鄰相的定 子芯可結(jié)合在同一構(gòu)件中，例如如WO 2011/033106中所述，其全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用并入 本文。
[0060] 圖4示出調(diào)極電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的示例的一部分的擴(kuò)大視圖。特別地，圖4示出 同一定子芯或同一定子芯相的兩個(gè)定子芯構(gòu)件中的一個(gè)定子芯構(gòu)件的相鄰兩個(gè)齒l〇2a以 及這兩個(gè)定子芯構(gòu)件中的另一個(gè)定子芯構(gòu)件的齒l〇2b。圖4還示出轉(zhuǎn)子30的一部分。轉(zhuǎn) 子包括永磁體22和磁極部件24。每個(gè)齒都具有分界表面262,該分界表面由位于分界表面 262與齒的相應(yīng)側(cè)壁266之間的邊緣263在周向上界定。分界表面的周向范圍限定了齒的 齒跨度St。齒跨度可作為長(zhǎng)度、例如以_為單位表達(dá)?；蛘撸鐖D4所示，齒跨度可方便地 用電角度、也就是作為相對(duì)于與一個(gè)完整的電循環(huán)對(duì)應(yīng)的角度的角度表達(dá)。一個(gè)完整的電 循環(huán)對(duì)應(yīng)于如圖4所示的360°。與齒跨度相似，各磁極部件24在周向上的范圍限定了磁 極跨度Sp。
[0061] 可通過(guò)在保持相同的磁體厚度（即永磁體22的周向范圍）并因此保持磁極跨度 不變的同時(shí)改變齒跨度來(lái)改變磁極跨度與齒跨度之比。與改變磁體厚度不同，改變齒跨度 對(duì)基本反EMF的大小的影響較小，且因此是更加可預(yù)測(cè)的諧波調(diào)諧方式。
[0062] 圖4還示出這里作為齒的相應(yīng)中心之間的距離測(cè)得的齒102a之間的齒距P?；?者，齒距可作為面向齒l〇2a的同一方向的相應(yīng)側(cè)面之間的距離測(cè)得。
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