具有相偏移的横向和/或换向通量系统技术方案

电动机器，例如横向通量机器及/或换向通量机器，该电动机器可配置成通过实施六分之一相偏移，而实现总体齿槽效应转矩降低。该电动机器中各个齿槽效应转矩波形可在电压相位的六分之一或其它合适间隔上均匀分布，从导致该电动机器的总体齿槽效应转矩波形幅度减小及/或正弦性增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有相偏移的横向和/或换向通量系统
本专利技术涉及电动系统，尤其是涉及横向通量机器和换向通量机器。
技术介绍
齿槽效应转矩是大多数永磁电动机器（例如电动马达和发电机）中存在的情况。未通电时，电动机器会朝产生最低磁路磁阻(或最高磁导)的旋转位置而去。这种情况可视为电动机器旋转的间歇阻力。由于齿槽效应转矩交替“阻止”和“促进”电动机器的旋转，因此在电动机器旋转时净齿槽效应转矩为零。然而，因为在电动机器的大多数旋转位置上瞬时齿槽效应转矩不为零，所以齿槽效应转矩导致电动机器内产生噪音和振动。这会潜在地导致电气和/或机械部件的磨损和/或过早故障。另外，还会导致由电动机器驱动的系统内和/或驱动电动机器的系统内产生振动，从而造成额外的噪音、磨损和/或故障。因为齿槽效应转矩的这些及其它不希望的后果，所以先前已经尝试过减少和/或最小化齿槽效应转矩的许多方法。然而，人们仍旧希望提供改善的系统和方法，来减少和/或最小化电动机器中的齿槽效应转矩，和/或提供具有更接近理想正弦波的反电动势波形的电动机器，特别是横向通量机器和/或换向通量机器。
技术实现思路
本专利技术涉及用于改变横向和/或换向通量机器中齿槽效应转矩（coggingtorque）的系统和方法。在一个示例性实施例中，用于横向通量机器的定子包括第一定子部分，该第一定子部分包括齿数为N并且围绕第一定子部分外周设置的第一组定子齿。第一组定子齿中的第一定子齿和相邻的第二定子齿以大约(360/N)度加上大约(l/6*(360/N))度的中心到中心角距离分开。第一组定子齿中的所有其它相邻的定子齿以大约(360/N)度减去大约((l/6*(360/N))/(N-1))度的中心到中心角距离分开。在另一个示例性实施例中披露了一种电动机器，其包括：转子以及分别至少部分地包围第一线圈、第二线圈和第三线圈的第一定子、第二定子和第三定子。该第一定子、第二定子和第三定子每一个都配置成具有六分之一相偏移（sixth-phaseoffset）。该第一定子、第二定子和第三定子每一个都磁耦合至转子，并且第一定子、第二定子和第三定子彼此相位不同。该电动机器为横向通量机器或换向通量机器中的至少一种。在另一个示例性实施例中披露了一种电动机器，其包括转子和至少部分地包围线圈的定子。该转子和定子的相互作用产生了多个齿槽效应转矩波形，并且该多个齿槽效应转矩波形在从零到电动机器的电压相位的六分之一的相位移上均匀分布。该电动机器为横向通量机器或换向通量机器中的至少一种。该
技术实现思路
部分的内容仅作为本专利技术的简介，并不用于限制所附权利要求的范围。附图说明请参阅下列说明书、所附权利要求书和附图：图1A示出了依照示例性实施例的示例性横向通量机器；图1B示出了依照示例性实施例的示例性换向通量机器；图2A示出了依照示例性实施例的示例性轴向间隙配置；图2B示出了依照示例性实施例的示例性径向间隙配置；图3A示出了依照示例性实施例的示例性空腔接合配置；图3B示出了依照示例性实施例的示例性表面接合配置；图3C示出了依照示例性实施例的示例性表面接合横向通量配置；图4A示出了依照示例性实施例的具有均匀分布的定子齿间隔的示例性定子部分；图4B示出了依照示例性实施例的耦合至线圈的图4A的定子部分；图4C示出了依照示例性实施例的经耦合形成定子组件的两个示例性定子部分；图4D示出了依照示例性实施例的均匀分布的定子齿间隔；图4E示出了依照示例性实施例的由图4C中示例性定子组件产生的齿槽效应转矩和反电动势波形；图5A示出了依照示例性实施例的具有不均等分布的定子齿间隔的示例性定子部分；图5B示出了依照示例性实施例的根据六分之一相偏移的不均等分布的定子齿间隔；图5C示出了依照示例性实施例的通过改变偏移量产生的示例性齿槽效应齿波形；图5D示出了由图4C中示例性定子组件产生的示例性齿槽效应转矩波形与依照示例性实施例的由配置成具有六分之一相偏移的示例性定子组件产生的示例性齿槽效应转矩波形的对比图；图5E示出了由图4C中示例性定子组件产生的示例性齿槽效应转矩和反电动势波形与依照示例性实施例的由配置成具有六分之一相偏移的示例性定子组件产生的示例性齿槽效应转矩和反电动势波形的对比图；图6示出了电动机器的示例性的齿槽效应转矩波形，其中齿槽效应转矩波形之间的关系与相关实体部件之间的实体关系无关；图7A示出了示例性的多相装置，其中，每一相都利用了依照示例性实施例的六分之一相偏移；图7B示出了示例性的多相装置，其中，每一相都利用了依照示例性实施例的六分之一相偏移；图7C示出了依照示例性实施例配置成具有六分之一相偏移的示例性多相装置的齿槽效应转矩波形；和图7D示出了依照示例性实施例配置成具有零相位偏移的示例性多相装置的齿槽效应转矩波形。具体实施方式以下只说明各种示例性实施例，并非以任何方式用于限制本专利技术的范围、应用或配置。更确切地说，下列描述用于提供适当的示例，以用于实施包括最佳方式的各种实施例。显而易见的是，在不脱离所附权利要求范围的情况下，可以对这些实施例中所描述的元件的功能和布置进行各种改变。为了简洁起见，本说明书并不会详细说明用于电动系统构造、管理、操作、测量、优化和/或控制的传统技术以及用于减少齿槽效应转矩的传统技术以及磁通量的运用、集中、控制和/或管理的传统技术。此外，这里包含的各附图中显示的连接线旨在表示各个元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应该注意，在实际的电动系统（例如交流同步电动马达）中，可能有许多替代的或另外的功能关系或物理连接。先前的电动马达（例如传统交流同步马达）具有许多缺陷。例如，许多先前的电动马达具有高峰值齿槽效应转矩，例如超过马达输出转矩的十分之一(1/10)的峰值齿槽效应转矩，因而尤其是在较高的每分钟转数（RPM）运转时，易于有过大的振动和/或噪音。另外，许多先前的电动马达具有至少部分为非正弦的齿槽效应转矩波形，尤其是当多相马达中多重相位的齿槽效应转矩相加时，这使得马达的峰值齿槽效应转矩难以减少。另外，许多先前的电动马达具有至少部分非正弦的反电动势波形。因此，由基本上正弦输入来驱动这些电动马达时，马达由此产生的转矩随马达旋转而变化，也就是熟知的转矩脉动(torqueripple)的情况。即使先前的横向通量机器和/或换向通量机器也无法克服这些困难。例如，某些先前的横向通量机器受到相对较高的齿槽效应转矩的困扰。还有一些具有明显偏离理想正弦波的齿槽效应转矩波形。另外，先前用于减少齿槽效应转矩的方法常常导致所得到的横向通量机器和/或换向通量机器的复杂度和/或费用显著增加。此外，某些先前的横向通量机器已经配置成具有明显非正弦的反电动势波形，从而导致由近似正弦输入驱动这些横向通量机器时转矩波动增加。相反，通过应用根据本专利技术原理配置的横向通量机器和/或换向通量机器，能够减少和/或最小化齿槽效应转矩和/或反电动势所带来的各种这类问题。在此所使用的“横向通量机器”和/或“换向通量机器”可以是其中磁通量路径具有通量大体上横向于机器旋转面的部分的任何电动机器。在一个示例性实施例中，当磁铁和/或通量集中部件位于转子上和/或随电动机器的操作而运动时，该电动机器可以是纯“横向”通量机器。在另一个示例性实施例中，当磁铁和/或通量集中部件位于定子上和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.15 US 61/314,0711.一种用于横向通量机器的定子，该定子包括：第一定子部分，该第一定子部分包括数量为N并且围绕第一定子部分外周设置的第一组定子齿，其中，第一组定子齿中的第一定子齿和相邻的第二定子齿以360/N度加上l/6*(360/N)度的中心到中心角距离间隔开，以及其中第一组定子齿中的所有其它相邻的定子齿以360/N度减去(l/6*(360/N))/(N-1)度的中心到中心角距离间隔开。2.如权利要求1所述的定子，还包括：第二定子部分，该第二定子部分包括数量为M并且围绕第二定子部分外周设置的第二组定子齿，其中，第二组定子齿中的第一定子齿和相邻的第二定子齿以360/M度加上l/6*(360/M)度的中心到中心角距离间隔开，以及其中，第二组定子齿中的所有其它相邻的定子齿均以360/M度减去(l/6*(360/M))/(M-1)度的中心到中心角距离间隔开。3.如权利要求2所述的定子，其中，数量N大于50。4.如权利要求2所述的定子，其中，N等于M。5.如权利要求2所述的定子，其中，第一定子部分和第二定子部分耦合，从而使得第一组定子齿和第二组定子齿交错。6.如权利要求2所述的定子，其中，所述第一组定子齿中的任一个定子齿都提供到该第二组定子齿中的任一个定子齿的通量路径，该通量路径至少部分地围绕并穿过线圈，而所述线圈至少部分地由该第一定子部分和该第二定子部分所包围。7.如权利要求1所述的定子，其中，第一定子部分由硅钢、粉末状金属或非晶态金属中的至少一种制成。8.如权利要求2所述的定子，其中，与该定子运行相关联的叠加的齿槽效应转矩波形近似为一理想的正弦波。9.如权利要求2所述的定子，其中，所述定子以双重六分之一相偏移或三重六分之一相偏移中的至少一种来配置。10.一种电动机器，其包括：转子；和分别至少部分地包围第一线圈、第二线圈和第三线圈的第一定子、第二定子和第三定子，其中，所述第一定子、第二定子和第三定子都采用六分之一相偏移来配置，其中，所述第一定子、第二定子和第三定子均磁耦合至转子，其中，所述第一定子、第二定子以及第三定子的相位彼此都不同，以及其中，所述电动机器为横向通量机器或换向通量机器中的至少一种。11.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·G·卡利，D·S·科尔，J·M·戴尔，T·F·简塞克，
申请(专利权)人：电扭矩机器股份有限公司，
类型：
国别省市：