[发明专利]具有环形绕组的开关磁阻电机

说明书

开关磁阻电机具有与转子同心布置的定子铁芯，定子铁芯通过定子极凸起，转子通过转子极凸起。多个线圈绕组围绕着定子铁芯缠绕，使得一对绕组与每个定子极相邻。该对线圈绕组在其相邻的定子极中感应磁通量，并且转子旋转以将转子极与具有感应的磁通量的定子极对准。转子可以在高至50,000RPM的高速下旋转并且线圈绕组可以被直接冷却。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年4月6日提交的第62/143，282号美国临时专利申请的优先权，该美国申请的内容以引用方式并入本文中。

技术领域

所描述的实施例一般涉及电机，并且特别涉及开关磁阻电机。

背景技术

电机已经在范围广泛的工业中被应用为电动机和发电机达一个多世纪。磁阻电机是这样的电机，其中，转矩由机器的可移动部件移动到励磁的绕组的电感最大化位置的趋势产生。开关磁阻电机是一种磁阻电机，在该磁阻电机中根据机器的可移动部件的位置给绕组通电。

常规的开关磁阻电机通常利用在定子齿上具有绕组的定子来产生电磁场，使得电磁场中的转子具有与定子对准以实现最大电感的趋势。只要定子齿上的绕组的励磁成功地转换，转子旋转。

发明内容

在一些方面，本文描述的实施例提供了开关磁阻电机。开关磁阻电机包括具有定子铁芯的定子，该定子铁芯通过定子极凸起，围绕定子铁芯的多个线圈绕组，和通过转子极凸起的转子，转子与定子同心地布置。每个定子极可以被一对相应的线圈绕组励磁，一对相应的线圈绕组包括围绕定子铁芯与定子极第一侧相邻的第一线圈绕组和围绕定子铁芯与定子极第二侧相邻的第二线圈绕组，该对相应的线圈绕组被配置为感应穿过该定子极的磁通量以励磁该定子极，并且转子可旋转以将转子极与励磁的定子极对准。

在一些示例中，对于每一对相应的线圈绕组，第一线圈绕组对应于第一相位，第二线圈绕组对应于第二相位，并且第一相位和第二相位具有部分重叠的激活周期。

在一些示例中，多个线圈绕组中的每个线圈绕组对应于不同的相位。

在一些示例中，对于每一对相应对线圈绕组，第一线圈绕组和第二线圈绕组对应于相同的相位。

在一些示例中，定子可以包括多个接合的定子段，每个定子段包括定子极中的至少一个。

在一些示例中，每个定子段可以包括一个定子极。

在一些示例中，每个定子段具有可与相邻定子段的相应对准引导件匹配的对准引导件。

在一些示例中，每个线圈绕组可以具有在所述定子铁芯的外侧上被配置为被冷却的外绕组部分。

在一些示例中，开关磁阻电机还可以包括至少一个冷却通道。每个线圈绕组的外绕组部分可以与冷却通道中的至少一个相邻。

在一些示例中，开关磁阻电机还可以包括大体包围定子、转子和多个线圈绕组的壳体。

在一些示例中，转子可以被配置为以大于5,000RPM旋转。在一些示例中，转子可以被配置为以高达至少50,000RPM旋转。

在一些方面，本文描述的实施例提供了制造开关磁阻电机的方法。该方法可以包括：提供具有定子铁芯的定子，该定子铁芯通过定子极凸起；将多个线圈绕组围绕着所述定子铁芯缠绕，使得对于每个定子极存在与该定子极相邻的一对相应的线圈绕组，每一对相应的线圈绕组包括围绕着所述定子铁芯与相应的定子极的第一侧相邻的第一线圈绕组和围绕着所述定子铁芯与相应定子极的第二侧相邻的第二线圈绕组，并且每一对相应的线圈绕组被配置为通过感应穿过所述定子极的磁通量以励磁相应的定子极；和与定子同心地布置通过转子极凸起的转子。