[实用新型]多相旋转电机

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种多相旋转电机结构，特别是指多相旋转电机的电枢成员的每相单元与其它的每相单元相互间以磁性隔离，并且场磁铁成员的含两磁极的磁性组件的两磁极极面彼此在与环绕着旋转轴的圆周方向垂直的第一方向上被配置以相反，与电枢成员的具成对极的电磁体组件的两极极面彼此在与环绕着旋转轴的圆周方向垂直的第一方向上被配置以相反。

背景技术

以通用旋转电机而言，不论直流电机或交流电机的运作，其转子与定子间均采用磁极同性相斥、异性相吸的磁原理。

Kawai等人在美国专利授权公告号5436518中提出一动力产生装置，其定子的复数个电磁体的每条磁路被安排彼此独立。因电磁体被安排各自的磁路彼此独立，以便分别单独被磁化以与其它电磁体无关，并对电磁体顺序励磁以控制转子运动在一预定方向。其藉由安排电磁体各自独立，来处理毗邻线圈间磁通的转换干扰效应，使应用至电磁体的能量可被最大有效利用，以尽量减少妨碍转子运动的干扰力量。

马斯洛夫等人于中国专利申请公开号CN1650501中，与陆纬庭等人于中国专利公开号CN2812392中提出一种无刷旋转电机，其藉由电枢上各自独立的电磁体极对的安排以处理毗邻线圈间的磁通的转换干扰效应，且以沿移动方向排列的场磁极磁铁与电枢电磁体极对提供了非常集中的磁通分布，使磁通可以被集中在相对大的表面以促成高的力矩，且可降低单一线圈运作时因几何学不平衡产生的不利影响。并以感知器侦测场磁极与电枢的相对位置，在不同的时间，分别合宜地控制电枢电磁体极对上的线圈电流，来造成电机的平顺运转。

为了可获得更大的总有效气隙表面面积，陆纬庭等人于中国专利公开号CN101005229与CN1897424中，通过电机电枢电磁体极对的表面和场磁极磁铁的相应表面增加，以提供更大磁通分布，并藉由磁通的集中使磁通分布被改进。此电机架构的构造藉由增加穿过复数个气隙的场磁极磁铁与相对的电枢电磁体极对的表面面积，使电机构造提供了在场磁极磁铁与电枢电磁体两者间更大的连续磁通产生路径，以促使磁通集中在相对大的表面上，进一步增进电机的高转矩能力，并顾及电机的单一线圈在空间中几何学上的平衡。

Kawai、马斯洛夫、陆纬庭等人在专利中确认了磁通的集中与磁通的尽量利用，与磁通损失与干扰效应的极小化，与更大的总有效气隙表面面积，及电机在空间中获得更佳的几何学上的平衡，以获得电机的高效率、高力矩与灵活安全的运作特性，已经被描述在上述的专利应用中。虽然，在电机中，电磁体组件的线圈被以电流激磁时，导磁性的核心部分连接成对极形成的电磁体却可提供较大的力矩；但是，在永久磁铁通过电磁体时，复数个磁性隔离的含线圈的电磁体组件形成额外的顿转力矩，而造成输出力矩的脉动，将对电机的操作有不利影响。

在无刷电机中，顿转力矩是使电机的控制性能下降的主因之一，为了减少顿转力矩的不利影响，可利用更多的相群组，与控制转子与定子间的磁阻变化率。

然而，马斯洛夫、陆纬庭等人在上述专利中提出的电机，当在电枢上的电磁体极对的数目，与场磁极磁性组件的磁铁对的数目相同，以及电枢沿着旋转轴圆周方向毗邻的电磁体极对相互间作磁性隔离的间隙的每一个间隙大小相同，与场磁极磁性组件沿旋转轴圆周方向毗邻的彼此分隔的间隙的每一个间隙大小相同时，将使电机形成单相结构。但电机的单相结构，将造成当某一电磁体的极面与相应磁性组件的磁极极面相互间面对面时，另外其它的每一电磁体的极面也必定与磁性组件其中之一，以其电磁体的极面与相应磁性组件的磁极极面相互间以面对面。此种状况，虽可有效利用移动方向空间，以获得更大的总有效气隙表面面积；但电机的电磁体组件的线圈中不论是否有励磁电流，电磁体组件与磁性组件相互间的作用力方向必然垂直于移动方向，而不能产生作用于移动方向的作用力，因而不利于电机的运作。

虽然，有许多技术用于减少因电磁体的存在而产生的顿转力矩的不利影响，如：减少电机的磁通、或是安排极间间隙沿移动方向以不同的间距来产生类同于多相的效应。但减少电机的磁通将造成输出的下降。或是，改变上述电机的单相结构，依需要安排沿环绕着旋转轴的圆周方向上的毗邻电磁体组件的极间间隙，与毗邻磁性组件的极间间隙以各自不同的间距距离，并在合宜的时间分别对每一电磁体组件各自激磁，以获得作用于移动方向的作用力；然而，不同间距的极间间隙安排虽有尽量利用移动方向空间的利益与获得可用的电机运作，但将增加控制与设计的复杂与困难，并易于在电机的空间上产生几何学的不平衡的不利影响。