換器22、23、24不在圖15的平面中，所以它們用虛影表示。對(duì)于圖示的三相機(jī)器的情況，切換器22、23、24均相對(duì)于其它相位偏移120電角度。
[0126]存在如下兩個(gè)可以用于提供繞組5、6的勵(lì)磁相位偏移的選擇:
[0127]1.定子相位組之間不存在相位偏移，在轉(zhuǎn)子上實(shí)現(xiàn)120電角度的相位偏移(如圖15所繪)。
[0128]2.定子相位組之間存在120電角度偏移，在轉(zhuǎn)子上無偏移。
[0129]勵(lì)磁元件12具有(方位角方面的)交替極性，并且安裝于筒I的外表面。各元件均包括固定于筒I的表面的永磁體以及沿徑向方向?qū)盈B的鋼層疊體3。
[0130]卷繞筒4固定于筒I的內(nèi)表面。卷繞筒盤具有成對(duì)的剛性肋4a，并且使層疊體3的徑向固定。
[0131]卷繞筒4保持半個(gè)相繞組5;另一半個(gè)相繞組6纏繞在筒I上、位于具有適當(dāng)絕緣性的層疊體3之間。如將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的，兩組半個(gè)相繞組5、6可以串聯(lián)或平行地纏繞。
[0132]定子筒I安裝于定子盤7。在具有固定軸(例如，用于輪轂馬達(dá)應(yīng)用)的外轉(zhuǎn)子實(shí)施方式的情況下，盤7與在本實(shí)施方式中為固定的軸8連接。
[0133]在內(nèi)轉(zhuǎn)子實(shí)施方式的情況下，如圖15所繪，盤7與定子殼體9連接。
[0134]9.L形芯的實(shí)施方式
[0135]圖16示出了本發(fā)明的利用“L形芯”作為磁性切換器的又一實(shí)施方式。
[0136]定子的相位模塊包括兩個(gè)卷繞筒1、2(在本實(shí)施方式中，也用于保持繞組、用于分布芯和用于將轉(zhuǎn)矩從定子芯傳送至殼筒)，卷繞筒1、2均保持相繞組3、4。卷繞筒剛性地連接于殼體5。采用例如包括層疊的鋼層疊體6的定子磁通傳導(dǎo)元件，鋼層疊體6采用與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行的平行六面體或T形的形式。
[0137]諸如指向徑向的永磁體8等的勵(lì)磁元件安裝于定子，并且均勾地分布在圓周上。剛性肋7、8保持永磁體9。磁體9的一端與層疊體6連接，另一端面對(duì)機(jī)器的軸。轉(zhuǎn)子具有與軸10剛性連接并且均勻分布的兩組L形芯切換器11、12。如圖16所示，L形芯的徑向部分與層疊體6近乎接觸，第二部分與軸平行、與磁體9幾乎接觸。
[0138]—個(gè)卷繞筒的L形芯可以相對(duì)于第二卷繞筒的L形芯偏移一個(gè)角度極距。在圖16的平面中，第一卷繞筒I的L形芯11在圖的平面中，因此第二卷繞筒2的L形芯12用虛線表示。
[0139]多種固定L形芯以承受住離心力的方式是可能的，其中包括使用如圖所示凱芙拉制成的環(huán)或帶12。
[0140]在多相機(jī)器(例如，三相機(jī)器)的情況下，兩個(gè)相鄰的L形芯能夠組合成T形芯，這將略微減小機(jī)器的軸向尺寸，但是會(huì)帶來使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的代價(jià)。
[0141]在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)期間，L形芯切換繞著繞組3、4的磁通的方向。因而，該機(jī)器不包括不工作的磁體，并且對(duì)于給定的功率可能具有比傳統(tǒng)機(jī)器小的尺寸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種橫向磁通電機(jī)，其用作馬達(dá)或發(fā)電機(jī)，所述橫向磁通電機(jī)包括(I)轉(zhuǎn)子、(2)定子、(3)被方形地布置的定子相繞組、(4)芯元件、(5)基于定子的勵(lì)磁元件以及(6)基于轉(zhuǎn)子的能夠使相同的勵(lì)磁元件具有相反的磁通方向的鐵磁磁性切換器，所述切換元件被布置成完成由所述芯元件形成的磁回路，所述磁回路穿過所述定子相繞組，其中所述切換元件產(chǎn)生穿過所述芯元件的周期性交替的磁通，并且所述切換元件始終感生所述芯元件中的至少一些芯元件中的磁通改變。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括用于保持所述相繞組、用于分布所述芯和用于傳遞轉(zhuǎn)矩的卷繞筒。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述定子為限定所述轉(zhuǎn)子的外定子，所述轉(zhuǎn)子為內(nèi)轉(zhuǎn)子。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，從由C形芯、H形芯、I形芯、T形芯、L形芯、E形芯、反C形芯和梳形芯構(gòu)成的組中選擇所述芯元件的形狀。5.(面對(duì)軸向的C形芯)一種橫向磁通電機(jī)，其使用面對(duì)軸向的在方向上交替的C形芯，所述C形芯相對(duì)于彼此偏移一個(gè)角度極距，所述橫向磁通電機(jī)使用采用方形環(huán)形式的繞組，所述繞組用于使所述C形芯中產(chǎn)生的磁通封閉，使得一個(gè)芯從一個(gè)方向在三側(cè)圍繞所述繞組，相鄰的芯從相反的方向圍繞所述繞組，其中所述轉(zhuǎn)子保持沿徑向布置的鐵磁元件;橫向磁通電機(jī)還包括用于保持所述相繞組、用于分布所述芯和用于傳遞轉(zhuǎn)矩的卷繞筒。6.(雙繞組)一種橫向磁通電機(jī)，其具有通過永磁體勵(lì)磁的定子，該定子包括筒和至少兩組面對(duì)方位角的C形芯，該C形芯關(guān)于彼此偏移一個(gè)角度極距并包括被布置成彼此面對(duì)的鐵磁材料，采用被方形布置的環(huán)的形式的至少兩個(gè)繞組穿入所述芯，其中所述轉(zhuǎn)子支承被布置成周期性地勵(lì)磁所述C形芯的勵(lì)磁元件，所述勵(lì)磁元件具有交替極性，以便使所述C形芯中的磁通交替，其中獲得增大了的供磁通穿過的工作面積。7.(三組C形芯)根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的裝置，其特征在于，在三相構(gòu)造中，具有面對(duì)外側(cè)、指向徑向的位于轉(zhuǎn)子的三組C形芯，中間組的所述C形芯與頂部組的所述C形芯和底部組的所述C形芯重疊，由此形成四叉形芯；而定子包括(I)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行地定位的定子磁通傳導(dǎo)元件、(2)用于在磁回路中周期性地感生磁通的具有交替極性的四組鐵磁勵(lì)磁元件以及(3)位于定子磁通傳導(dǎo)元件、適當(dāng)?shù)那袚Q器和勵(lì)磁元件之間的基于繞組的三相定子。8.(梳形芯)根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的裝置，其特征在于，在三相實(shí)施方式中，具有轉(zhuǎn)子和定子，該轉(zhuǎn)子包括從3側(cè)圍繞各相繞組的四齒梳狀的無源磁性切換器，該定子包括所述相繞組和勵(lì)磁元件，該勵(lì)磁元件間或地完成磁回路并被配置成從所述勵(lì)磁元件產(chǎn)生四組徑向磁通。9.(三組I形芯)根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的裝置，其特征在于，在三相實(shí)施方式中，采用面對(duì)兩個(gè)半個(gè)定子的轉(zhuǎn)子;定子包括(I)半個(gè)相繞組、(2)芯元件和(3)另外3組所述C形芯，芯元件從兩側(cè)圍繞所述半個(gè)相繞組，而芯元件包括3組重疊的四叉狀C形芯元件，該C形芯元件面對(duì)另外3組所述C形芯并偏移一個(gè)角度極距;而轉(zhuǎn)子包括被徑向布置的具有交替極性的三個(gè)勵(lì)磁元件，該勵(lì)磁元件持續(xù)工作并被定位成使各磁回路交替地閉合且切換所述兩個(gè)半個(gè)定子之間的磁體的磁通。10.(反C形芯)一種橫向磁通電機(jī)，其具有定子，該定子具有(I)相繞組、(2)具有與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)軸線平行地定向的腿的C形芯以及(2)—個(gè)鐵磁勵(lì)磁元件，相繞組被C形芯圍繞;轉(zhuǎn)子包括無源鐵磁切換器;轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并在C形芯的腿和切換器之間周期性地完成磁回路;橫向磁通電機(jī)還包括用于保持所述相繞組、用于分布所述芯和用于傳遞轉(zhuǎn)矩的卷繞筒。11.(L形芯)根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的裝置，其特征在于，該裝置包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有被成形為L形芯的兩個(gè)重疊的無源鐵磁切換器，該無源鐵磁切換器彼此面對(duì)并關(guān)于彼此偏移一個(gè)角度極距;該裝置還包括定子，該定子包括(I)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行地定位的定子磁通傳導(dǎo)元件、(2)持續(xù)工作且用于在磁回路中周期性地感生磁通的具有交替極性的鐵磁勵(lì)磁元件以及(3)位于定子磁通傳導(dǎo)元件、適當(dāng)?shù)那袚Q器和勵(lì)磁元件之間的兩個(gè)半個(gè)相繞組。12.(H形芯)根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的裝置，其特征在于，在三相構(gòu)造中，包括定子，而各相位均具有:(I)被方形地布置的H形芯以及(2)兩個(gè)半個(gè)相繞組，該H形芯包括持續(xù)工作且連接在H形芯的無源鐵磁兩側(cè)的具有交替極性的鐵磁勵(lì)磁元件，該兩個(gè)半個(gè)相繞組位于H形芯的所述兩側(cè)之間；該裝置還包括轉(zhuǎn)子，而各相位均包括用于周期性地完成包括所述H形芯的磁回路的內(nèi)導(dǎo)磁切換元件和外導(dǎo)磁切換元件。13.(E形芯)根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的裝置，其特征在于，該裝置包括定子，該定子包括(I)具有與定子的回轉(zhuǎn)軸線平行地布置的腿的多個(gè)E形芯、(2)持續(xù)工作且位于所述E形芯的內(nèi)側(cè)腿的具有交替極性的勵(lì)磁元件以及(3)被所述E形芯圍繞的兩個(gè)相繞組;該裝置還包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括用于周期性地轉(zhuǎn)動(dòng)通過所述E形芯的腿并完成由此形成的磁回路的導(dǎo)磁切換元件。14.根據(jù)其它權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，基于轉(zhuǎn)子的切換器還包括高模量材料的環(huán)或帶，該高模量材料例如為凱芙拉。15.根據(jù)其它權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，芯、切換器和定子磁通傳導(dǎo)元件中所應(yīng)用的所述無源鐵磁材料由層疊的鋼層疊體構(gòu)成，以便減少所述無源鐵磁材料中通過的渦流。16.根據(jù)其它權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，代替由鐵磁材料形成的永磁體，通過(使用DC繞組的)電磁體來實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁。17.根據(jù)其它權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，代替作為外定子的定子和作為內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子，所述定子為由作為外轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)子限定的內(nèi)定子。18.根據(jù)其它權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置實(shí)現(xiàn)多相機(jī)器。
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)現(xiàn)橫向磁通電機(jī)(馬達(dá)或發(fā)電機(jī))的變型，該橫向磁通電機(jī)采用主要位于定子而不是轉(zhuǎn)子的鐵磁勵(lì)磁元件。在通過轉(zhuǎn)子的移動(dòng)而周期性完成的近乎完整的磁回路中采用勵(lì)磁元件。如此生成的變化的磁通用于在繞組中產(chǎn)生EMF，在發(fā)電機(jī)的情況下或者在馬達(dá)的情況下，適當(dāng)?shù)腅MF用于產(chǎn)生最終使馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的變化的磁通。
【IPC分類】H02K1/17
【公開號(hào)】CN105637733
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480056712
【發(fā)明人】A·R·亞歷山大
【申請(qǐng)人】艾柯阿爾德有限責(zé)任公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年10月14日
【公告號(hào)】WO2015056268A1