一种旋转直流电机，其中每个转子和定子构件为彼此绕旋转轴线同心的环形圆环。转子或定子构件由多组电磁体磁极对形成，所述组沿所述环形圆环的角度范围基本等距分布，每个组包含与其它组磁绝缘和隔离的磁性材料。其它构件包含多个沿所述构件间形成的径向气隙角度范围基本等距分布且交替磁极的永磁体磁极，所述永磁体磁极具有不连续的磁回路，从而将所述构件分成磁绝缘多组永磁体磁极。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及旋转电机，更具体地，涉及具有绕旋转轴线同心设置并由轴向气隙彼此隔离的第一和第二环形圆环构件的电机，其中这两个构件都包含磁绝缘结构组，一个所述构件的组具有固定到其上的永磁体，并且其它的所述构件包含缠绕电磁体磁极。
技术介绍
直流电机在广泛的应用中具有通用性。装配直流电机的设备的电池电源的通用性在利于轻便性方面是交流电机很难得到。例如基于微控制器和微处理器的系统的多种功能应用的电子控制已经变成平常。随着电池发展已经进步，并且电子控制的实用性的扩张，为车辆提供有效的直流电机驱动作为燃烧引擎的可行的替代的挑战已经变得更加紧迫。Shkondin的美国专利5,164,623是建议实施的一个例子，其中将电机装配到车辆的车轮上用于直接驱动车辆。该专利建议该装置能够应用于电车、自行车、轮椅等。直流电机的绕组的电子控制激励提供了电机特性更灵活的管理前景。永磁体结合该绕组的使用在限制电流消耗上有利。Heidelberg等的美国专利4,754,207描述了具有由多个极性连续交替的永磁体的连续圆环组成转子的直流电机。包含多个可电子地转换电磁体磁极的定子由径向气隙圆周地与转子磁体隔离。几个相邻的定子电磁体形成一个相组。每组中相邻电磁体的内基座部分表面区域相互接触形成连续的磁通量通路。电磁路在相邻电磁体组的过渡点断开。传感器检测转子和定子元件间的相对旋转位置以控制单独电磁体绕组的电子转换。每组一个共同的电子转换装置同时转换属于一个共同的组的电磁体。相邻组中的电磁体的绕组不同相，并且转换不同次数。在实行定子绕组转换激励中要关注的是避免诸如旋转不规则的不利结果。例如，同时转换所有电机相绕组能引起脉动输出扭矩。通过适当将所有相转换不同次数或者同时转换在定子周边对称分布并与转子的永磁体磁极承担某种位置关系的一定的绕组组合能够获得一定程度上上述影响的缓解。但是，如果将绕组与连续磁路通路相连，当因为一磁极的绕组的变化的激励影响相邻磁极的通量，通量改变时，相邻绕组转换不同次数导致不良影响。相邻组间磁路通路的不连续性影响磁通量的绝缘，因而简化像组间磁通量干扰的变压器。但是，在将一组的所有磁极缠绕并同时转换的地方，仍然能存在扭矩波动效应。Heidelberg等通过将多个定子磁极以分开的磁路通路分组一定程度地缓解了这个问题。Heidelberg等提供了修改，其中不将一组的一些磁极缠绕和/或一组内的所有磁极的磁极结构不是相同构造，因此阻止扭矩波动的效应和相邻磁极间的通量干扰。这样的修改牺牲了扭矩特性和功率能力。如果缠绕更少的磁极，将减小通量产生能力。围缠绕的磁极无助于扭矩，并且能够有害地影响转子永磁体。在Heidelberg等中的非相同的磁极构造修改与非相同的磁极绕组耦合。这种构造使制造过程复杂并且妥协了电机效率。上述待审相关美国专利申请(Atty.Docket 57357-015)验证并阐述了服从简化制造和能有效灵活地操作特性的改进的电机的需要。在特殊车辆驱动环境中，非常期望在宽的速度范围上获得平稳的操作，同时以最小的功耗保持高的扭矩输出能力。该车辆电机驱动应该有利地提供各种结构零件的迅速的可达性用于以最少的不便更换部件。待审相关美国专利申请包括设在薄环形圆环内以提供有益效果的作为绝缘磁结构的电磁体磁极。利用该装置，能够集中通量，与现有技术实施例相比没有实质损失或在电磁体核心中没有有害的变压器干涉效应。虽然利用上面指出的待审申请的结构可以获得扭矩特性和效率上的改进，更进一步的改进仍是一个目标。
技术实现思路
本专利技术实现了上述需求并提供了另外的优点。旋转电机包含转子和定子构件，每个构件设为环形圆环并绕旋转轴线彼此同心。转子或定子构件由电磁体磁极对组形成，所述组沿环形圆环的角度范围基本等距分布，每个组包含磁绝缘的材料并与其它组隔离。另一个构件包含多个永磁体磁极组，这些组磁极交替地沿形成在构件之间的径向气隙的角度范围基本等距分布。每个永磁体磁极组包含一个共同的磁回复通路，其与相邻永磁体磁极组隔离并磁绝缘。将每组电磁体磁极对的磁极的绕组缠绕在一起，可转换地激励该绕组用来驱动定子与转子间的电动感应。因此，为每个电磁体组设有偶数个磁极，每对两个磁极。将每个磁极对的磁极相反地缠绕以提供相反的北/南极。如相关待审申请所述，电磁体组的绝缘允许通量单独集中在所述组的磁核中，并且没有实质地通量损失或与其他电磁体构件没有有害的变压器干涉效应。通过将单个磁极对设为绝缘电磁体组可以得到运行优势。单个磁极对与其它磁极组的磁通路绝缘消除了当转换磁极对绕组的激励时在相邻组上的通量变压器效应。在所述组内缺乏额外磁极消除了组内任何上述效应。通过适当地安排每个磁极对组的转换绕组激励的时间，在整个电机内获得平稳的电动力的发展。用于具体磁极对组的时控转换的精确的最佳的相和序基于电磁体磁极、永磁体磁极的具体的结构构造、各磁极间的间隔和其它的机构上的相互关系。在为特定的电机构造确定最佳的时控转换顺序的基础上，基于转子和定子间的相对位置能够制定转换方案的执行。可以通过机械换向器或响应位置传感器产生的信号的电子致动器实现转换。现有技术里已知的多种合适的传感器包括，仅以例子的形式，簧片转换传感器、电容传感器、霍耳效应传感器、光学传感器和脉冲电线传感器。在轻量结构中微处理器控制电子转换提供精确地可调速度。虽然在现有技术中已知不同的位置传感装置，可以采用任何一种来产生该信号，优选地使用分解器。然后编码器能够利用分解器输出来编码信号应用于基于控制电路的微控制器或微处理器。本专利技术的实施体还提供了另外的优点。作为主要要素推进系统包含，电磁体子系统、永磁体簇和永磁体簇的封装后铁环部分。永磁体和圆环部分形成电机的转子部件，将永磁体置于后铁环部分内。转子中的重要性参数为磁体的等级、能量密度和磁等级的总体磁特性，当磁体是转子的一部分时，能够调整磁体的持久性和总体运行条件的磁体的尺寸和维数，磁体的温度稳定性，为预定用途制造磁体中采用的结束、涂覆和后处理步骤，磁体曲面上的磁化强度的稳定性，磁体的径向极化的均匀性，两隔离磁体间的相邻间隙，磁体边缘的机械特征，当设有后铁环部分时磁体的回复通量通道。后铁环部分大多数为软磁介质。它们能够利用各种技术由铸造、压塑的、烧结的或成粉的材料以及铁磁性的软磁分层硅钢制造。对于最佳运行，后铁应该具有高透磁性和优选地在2.5T附近的饱和通量密度水平。在将永磁体固定到连续后铁环的构造中，例如如上述待审申请(Atty.Docket No.57357-015)，没有励磁施加到任何电磁体相位上，存在一个平衡。连续铁环在存在两磁体间相邻间隙的区域后的区域经历全磁通量饱和。如果仔细研究该圆环，这种通量饱和方式在圆环体内重复。饱和通量密度能够在2.0到2.3T之内。为减少饱和度能够修改铁环的尺寸和材料等级。在没有电磁体励磁的情况下，后铁环中的通量分布方式是稳定的(为调整)，尽管因为位于组件中的每个磁体的能量密度值存在一些可忽略的变化所以可能存在微细的名义变化。但是，在给定相位的电机的励磁循环期间，电磁体的磁极与相应耦合永磁体间的磁位差趋向增大。该位差趋向改变永磁体的相应回复通路部分中的通量方式。因为这种效应为局部化的，仅后铁通路的相应部分在通量饱和度中经历微小的减少。既然在特定的脉宽调制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种旋转电机，包含：以电磁磁极组的环形圆环形成构成的定子，所述组沿所述环形圆环的角度范围基本等距分布，每个所述组包含与其它组隔离并磁绝缘的磁性材料；和环形转子，其与旋转轴同心并与所述环形定子同心以在其间形成径向气隙，该环形转 子包含多个永磁体磁极组，所述转子组沿气隙的角度范围基本等距分布，每组所述永磁体磁极具有与相邻永磁体磁极组的磁回路绝缘的共有的磁回路；其中，每组定子电磁体磁极包含可转换激励用来驱动所述定子和所述转子间的电动感应的绕组。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：博里斯马斯洛夫，亚历山大平季科夫，
申请(专利权)人：波峰实验室责任有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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