專利名稱：具有變化尺寸的定子極靴的旋轉式永磁體電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及旋轉式電動機，更特定地，涉及具有在徑向上具有變化厚度的極靴的永磁體電機。
背景上文認定的Maslov等人的相關共同未決的美國專利申請No.09/826,423確認并針對對改進的電機的需要，該電機適合于簡化制造并且能夠具有有效的和靈活的操作特性。例如，在車輛驅動環(huán)境中，非常需要的是，在寬的速度范圍中獲得平穩(wěn)的操作，同時在最小功率消耗下維持高的扭矩輸出能力。該車輛電機驅動器應有利地提供了對多種結構部件的方便的接觸，用于以最小的不便替換這些部分。上文確認的相關共同未決的美國申請描述了作為配置在環(huán)形環(huán)中的隔離透磁結構的電磁體芯部分的形成。相比于現(xiàn)有技術的實施例，通過這樣的配置可以集中磁通量以提供有利的效果。
如上文確認的Maslov等人的申請中所述，電磁體芯部分的隔離允許在磁芯中獨立地集中磁通量，且具有最小的磁通量損失或者使對其他電磁體部件的有害互感干擾的影響最小。通過將單一極對配置為隔離的電磁體組可以獲得操作上的優(yōu)點。在開關對極對繞組的賦能時，獨立極對與其他極組的磁路隔離消除了對相鄰組的磁通量互感的影響。在組中沒有額外的極避免了該組中的任何該影響。所描述的進一步的益處來自于使用三維面向的電機結構，諸如以下這樣的結構化配置，其中軸向對準的定子極和軸向對準的轉子磁體在機器的有效氣隙中提供了高度集中的磁通量密度分布。相比于具有相同氣隙直徑的傳統(tǒng)的電機，該配置提供了更多的具有相同獨立有效氣隙表面面積和/或更大的總有效氣隙表面面積的極。
除了通過上文所述的配置而獲得的磁通量集中的優(yōu)點，最近提出的釹-鐵-硼(NdFeB)磁材料可以產生比先前在無刷電機中使用的其他永磁材料更大的磁通量密度，因此增加了扭矩輸出能力。在包括大量極的電機中使用高密度產生永磁體提出了對改善由頓轉扭矩所引入的不需要的影響的關注。頓轉扭矩是通過安裝有永磁體的轉子和那些不處于選擇性磁化狀態(tài)的定子極之間的磁吸引力而產生的。該吸引力使轉子磁體向與定子極相對的平衡位置移動，用以使其之間的磁阻最小。當通過向定子的賦能而驅動轉子旋轉時，由磁體與未賦能的電磁體部分相互作用而產生的頓轉扭矩的幅度和方向周期性地改變，與由賦能定子部分產生的頓轉扭矩相反。在沒有補償?shù)那闆r下，頓轉扭矩可以以突然的方式改變轉子旋轉的方向。如果頓轉扭矩具有很大的幅度，則其變成旋轉的障礙和機械振動源，這對精確速度控制和平穩(wěn)操作的目標是有害的。
作為頓轉扭矩建立的說明，考慮諸如共同未決申請No.09/826,422中公開的電機。該申請的公開內容在此處并入。

圖1是示出了轉子和定子元件的示例性示圖。轉子部件20是具有永磁體21的環(huán)形環(huán)結構，永磁體21彼此隔開并且基本上均勻地沿圓柱狀支撐板25分布。該永磁體是沿環(huán)形環(huán)的內圓周交替改變磁極性的轉子極。轉子環(huán)繞定子部件30，轉子和定子部件由環(huán)形徑向氣隙隔開。定子30包括多個具有一致構造的電磁體芯部分，其沿氣隙均勻地分布。每個芯部分包括一般為U形的磁體結構36，其形成了兩個具有面對氣隙的表面32的極。極對的支腳由繞組38纏繞，盡管芯部分可被構建為容納形成在極對鏈接部分上的單個繞組。每個定子電磁體芯結構是分立的，并且同相鄰的定子芯元件是磁隔離的。定子元件36固定到非透磁支撐結構上，由此形成環(huán)形環(huán)配置。該配置消除了來自相鄰定子極組的雜散互感磁通量影響的發(fā)散。在上述專利申請中可以看出適當?shù)亩ㄗ又谓Y構，其未被示出在此，以使有效電機元件更加清楚地顯現(xiàn)。
圖2是兩個相鄰定子芯元件36的局部平面布局，其具有標注為A～D的極面32，在電機操作期間與標注為0～5的轉子磁體相關。在轉子從左向右移動的周期中，在三個時刻(t1～t3)在(A)～(C)示出了轉子磁體的位置。在時刻t1，通過按照在A處形成強南極和在B處形成強北極的方向上流動的電流來向A-B定子極對的繞組賦能。C-D定子極對的繞組未賦能。在(A)示出了轉子的位置。北磁體1和南磁體2與定子極A重疊。南磁體2和北磁體3與定子極B重疊。在該時刻，磁體3接近與極C相重疊的位置。南磁體4基本上與極C對準，而北磁體5基本上與極D對準。在該時刻，通過南極A和北極磁體1之間的吸引力、北極B和南極磁體2之間的吸引力、以及北極B和北極磁體3之間的排斥力來產生了電機扭矩。極C和D具有由磁體4和5的吸引所導致的各自微弱的北和南的磁化強度。傾向于維持最小的磁阻的該吸引與電機驅動扭矩相反。
在時刻t2，轉子移動到(B)處所示的位置。對極對A-B繞組的賦能被轉換為關閉。C-D極對的繞組未賦能。磁體1和2基本上分別與極A和B對準。北磁體3和南磁體4與極C重疊。南磁體4和北磁體5與極D重疊。極A和B分別具有微弱的南和北的磁化強度。定子極C和D受到北和南轉子磁體兩者的影響。極C處于北極磁體3和南極磁體4之間的磁通路線中。極D處于南極磁體4和北極磁體5之間的磁通路線中。因此所建立的頓轉扭矩與電機驅動扭矩相反，并且隨著轉子磁體從與未賦能定子極直接對準位置向部分對準位置的移動而改變幅度。
在時刻t3，轉子移動到(C)處所示的位置。顛倒A-B極對繞組的賦能，引起了極A處的強北極和B處的強南極。C-D極對的繞組未賦能。北磁體1和南磁體2與定子極B重疊。南磁體0和北磁體1與定子極A重疊。在該時刻南磁體2接近與極C相重疊的位置。北磁體3基本上與極C對準，而南磁體4基本上與極D對準。
如上文所述，相反的頓轉扭矩以進行旋轉時相對于相關角度位置而改變的方式影響電機扭矩。在轉子磁體將要跨越氣隙面對定子極時，該頓轉扭矩在轉變點處最為顯著。在通常是矩形的永磁體表面前緣接近矩形定子極的平行邊緣時，發(fā)生了頓轉扭矩的突然變化。使用諸如釹-鐵-硼(NdFeB)磁材料的高能量密度永磁體材料(其在轉子永磁體的鄰近區(qū)域的氣隙中引入了大的磁通量密度)在很大程度上增加了這一使不需要的振動變得顯著的影響。具有大量定子磁極和轉子磁極的電機，諸如軸向對準的定子極行和轉子磁體行，可以產生甚至更大的頓轉扭矩影響。在具有單一定子芯的電機中，在變化的范圍中以相同的方式產生了頓轉扭矩。
多種技術已被用于將頓轉扭矩的影響減到最小。這些技術嘗試減小相對于轉子位置的磁阻變化的速率，減小電機中的磁通量，或者在單一的定子芯中移動極使得由獨立極產生的頓轉扭矩趨向于彼此相消?？梢允褂秒娮臃椒刂瓢l(fā)生在永磁體和電磁體表面之間的電磁相互作用的強度。該方法的缺陷在于，該方法的缺陷在于，它們涉及了復雜的控制算法，該算法與電機控制算法同時實現(xiàn)并且有降低電機整體性能的趨勢。磁通量密度的減少犧牲了通過較新的永磁體材料和上文確認的共同未決申請的磁通量集中技術而獲得的優(yōu)勢。在傳統(tǒng)的整體定子芯結構中移動極的位置引起了尺寸、位置和極數(shù)目的限制，其阻礙提供優(yōu)化操作的配置。
其他方法涉及通過改變定子極的形狀來修改電機的構造。傳統(tǒng)上由層疊的疊層制成的現(xiàn)有技術的定子極不容易適于被修改。可用的疊片機器加工工藝受限于對傳統(tǒng)圖形(特別是三維圖形)再成形的能力。用于對該疊片結構進行大范圍修改是過于復雜的和高成本的，以至于不可行。
因此存在以下需要，即在特別是那些具有高磁通量密度幅度和集中度的電機中進行有效的頓轉補償，而不會損壞電機的有效操作和控制能力，同時提供了節(jié)約成本的可行性和應用。
共同未決的申請No.10/160,257針對這一需要，其通過將定子極表面或者轉子磁體表面成形為使得定子極表面幾何配置和轉子磁體表面的幾何配置關于彼此是相互偏斜的。該偏斜配置的作用在于，在永磁體橫越其旋轉路線時，抑制了由轉子磁體和未賦能定子電磁體的極之間的相互作用而產生的頓轉扭矩的變化速率。通過使用適合于形成多種特定形狀的諸如軟透磁介質的芯材料，使得選擇性成形定子極的能力是可行的。這些材料還可以形成為具有各向異性磁屬性用于所需應用。例如，芯材料可以由軟磁化程度的Fe、SiFe、SiFeCo、SiFeP粉末狀材料制成，每種材料具有唯一的功率損耗、磁導率和飽和度?？梢砸匀魏嗡璧娜S配置在最初時形成這些材料，由此避免了機器加工已形成的硬疊層材料的需要。
共同未決的申請No.10/160,254通過抵消多個軸向隔開的定子和轉子元件組中產生的頓轉扭矩的影響，致力于上文所述的需要。使每個分立的軸向安置的定子芯的極在軸向上相對彼此移位或者偏移，用以在不限制圓周方向上的定子極之間的位置關系的情況下消除頓轉扭矩的影響?？商鎿Q地，在圓周方向和軸向上排列的轉子永磁體在軸向上相互偏移，用以在不限制圓周方向上的永磁體總數(shù)或者它們的位置的情況下消除頓轉扭矩的影響。
共同未決的申請No.10/160,254通過提供具有變化極厚度的定子極，致力于上文所述的需要。極靴的體厚度的選擇性變化改變了定子極和永磁體的極靴之間的耦合點處的有效磁通量的集中度。在不改變極靴和轉子磁體的有效鄰接面積的情況下，維持了一致的氣隙。
在不破壞性地影響扭矩輸出能力的情況下使扭矩紋波和頓轉扭矩的影響減到最小繼續(xù)是重要的目標。

發(fā)明內容
本發(fā)明通過提供具有變化極厚度的定子極，至少部分地滿足了這一需要。該極被構建為具有基座部分，該基座部分終止于氣隙的極靴處。該極靴在圓周方向上從體基座部分延伸。根據(jù)本發(fā)明，極靴的體厚度的選擇性變化改變了定子極和永磁體極靴之間的耦合點處的有效磁通量的集中度。本發(fā)明的優(yōu)點在于，沒有改變極靴的有效鄰接面積并且維持了一致的氣隙。因此，在由氣隙或者有效表面面積引起的局部磁路界面的磁阻中不存在變化。
本發(fā)明的進一步的優(yōu)點在于，通過配置定子極靴厚度使之沿其圓周方向適當?shù)刈兓梢赃x擇性地改變每個定子極/轉子永磁體界面的扭矩特征，以使電機操作平穩(wěn)。極靴可以具有相對于極基座的錐形式遞減的前緣或者后緣，用于以特定的旋轉節(jié)距改變氣隙中的有效磁通量密度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過使極靴相對于極基座移位離開中心，可以實現(xiàn)上文的目的。例如，使極材料體在相對于磁體旋轉方向上向極的后緣安置，同時具有相對恒定的極靴延伸部分的厚度，可以提供有利的效果。通過改變極靴延伸部分的厚度，可以進一步地修改該效果。
本發(fā)明的結構特征體現(xiàn)在一種電機中，該電機包括轉子，其具有多個圍繞旋轉軸沿圓周方向分布的永磁體；和定子，其通過具有基本一致尺寸的徑向氣隙同轉子隔開。定子包括多個圍繞氣隙分布的極。每個定子極配置有基座部分和面對氣隙的極靴。極靴可以在兩個圓周方向上從基座部分延伸。極靴延伸部分可以在徑向上具有不同的厚度，同時維持氣隙的尺寸基本一致。選擇改變極靴厚度和相關的在極靴任一末端和基座部分之間間距的方式，用以使給定電機的扭矩和力特征適合用于所需的應用。
極靴可以沿該延伸部分中的一個或兩個在厚度上錐形式遞減，使之在朝向前端和/或后端的方向上變窄?？商鎿Q地，極靴可以在兩個延伸部分中在相同的圓周方向上錐形式遞增，使得其一端的厚度基本上大于另一端。此外，極靴可以相對于基座中心偏移，用以提供極的有效厚度的進一步變化。如果偏移自身是足夠用于提供所需的扭矩紋波平滑作用，則極靴的延伸部分可被配置為具有相對一致的厚度。優(yōu)選地，轉子永磁體是磁偶極子，每個極子在面對氣隙的表面處具有單一的磁極性，并且彼此隔開。每個磁體在圓周方向上的長度可以基本上與每個定子極靴在圓周方向上的長度相同。
在具有多個分立的鐵磁隔離的電磁體芯部分的定子配置中，可以提供上文所述的極結構，同時具有有利的結果。每個芯部分由極對形成，諸如圖1所示的。定子是單個的環(huán)形環(huán)，該環(huán)形環(huán)在軸向上包括一個極而在圓周方向上包括多個極對。在其他的配置中，多個定子極環(huán)軸向分開，由多個分立的鐵磁隔離的電磁體芯部分形成。每個芯部分包括多個通過一個或者多個鏈接部分整體連接的極，該鏈接部分通常在旋轉軸方向上延伸。這樣定子在軸向上形成了多個極，并且每個芯部分的單個極在每個環(huán)中在圓周方向上分布。在后一種配置中，轉子形成軸向隔開的、沿氣隙在圓周方向上安置的分立磁體的環(huán)，轉子環(huán)的數(shù)目等于定子芯部分中定子極的數(shù)目。
通過下文的詳細描述，對于本領域的技術人員，本發(fā)明的另外的優(yōu)點將變得易于理解，其中簡單地通過說明執(zhí)行本發(fā)明所考慮的最佳方式，僅示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。如將認識到的，本發(fā)明可以具有其他的和不同的實施例，并且在不偏離本發(fā)明的情況下，其幾處細節(jié)可以在不同的顯著方面進行修改。因此，附圖和描述應被認為是說明性的，而非限制性的。
附圖簡述在附圖的圖示中，本發(fā)明是作為示例，而非作為限制而被描述，并且在附圖相似的參考數(shù)字表示相似的元件，其中圖1是示出了諸如共同未決申請No.09/826,422中公開的電機的轉子和定子元件的示例性圖示。
圖2是圖1元件的局部平面圖，其說明了在電機操作過程中的三個時刻定子極表面和轉子表面的相對位置。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的定子極相對于轉子永磁體表面的局部平面布局的圖示。
圖4是根據(jù)圖3實施例的變化方案的定子極相對于轉子永磁體表面的局部平面布局的圖示。
圖5是根據(jù)圖3實施例的另一變化方案的定子極相對于轉子永磁體表面的局部平面布局的圖示。
圖6是根據(jù)圖3實施例的另一變化方案的定子極相對于轉子永磁體表面的局部平面布局的圖示。
圖7是根據(jù)圖6實施例的變化方案的定子極相對于轉子永磁體表面的局部平面布局的圖示。
圖8是具有軸向對準的定子和轉子元件的電機的三維分解示圖，諸如共同未決申請No.10/067,305中公開的，其可以并入圖3～6的定子極結構中。
發(fā)明詳述本發(fā)明的概念適用于具有單個的在圓周方向上安置的轉子和定子元件組的電機，這些轉子和定子元件圍繞徑向氣隙同心排列，諸如上述圖1的電機，還適用于具有兩個或者多個軸向隔開的轉子和定子元件組的電機。圖3是諸如圖1說明的電機的局部平面布局的示圖，其中根據(jù)本發(fā)明修改的定子極被示出為與轉子永磁體表面相關。應當理解，本布局表示具有彼此成同心關系的、由徑向氣隙隔開的轉子和定子的旋轉式電機。
為了配置的清楚起見，示出了不具有支撐結構的、具有連續(xù)交替變化磁極性的轉子磁體21。每個定子芯元件36a和36b包括具有基座部分31和極靴部分32的極對。這些極通過鏈接部分33整體地相互鏈接?？梢砸怨姆绞?，在極基座部分上或者在鏈接部分上形成用于每個極對的未示出的賦能繞組。每個極靴通過極靴延伸部分37和39在兩個圓周方向上從極基座部分向外延伸。極靴延伸部分37的徑向厚度從基座部分向極靴一端的最窄尺寸處錐形式遞減。極靴延伸部分39具有相對小的一致厚度的部分。盡管為了說明清楚起見，在圖中僅示出了兩個定子部分，但是可以使用任何數(shù)目的定子相。
在該說明中，假設轉子磁體在操作中在從左向右的方向上旋轉。這樣磁體21的前緣首先接近錐形的定子極靴延伸部分37。為了描述清楚起見，極靴延伸部分37被指定為前延伸部分，而極靴延伸部分39被指定為后延伸部分。進一步假設，在磁體21接近與定子極靴對準的時間周期中，左邊的定子部分36a的繞組未賦能。由永磁體21越過氣隙產生的磁通量在磁體和定子極之間產生了吸引力。磁體21的前緣在重疊的轉變點處接近極靴延伸部分37。由于錐形式遞減的極靴厚度在該點是最小的并且穿過該極靴的鐵磁磁通路線是最小的，因此導致的頓轉扭矩不是突然變得顯著的。由于是錐形式遞減，穿過極延伸部分的磁通路線逐漸增加，由此使得頓轉扭矩影響變得平緩。當這些元件處于圖中所示的相對于定子部分36a的重疊位置時，定子極靴和永磁體之間的磁鏈是最大的。后極靴延伸部分39，由于其相對小的厚度，在重疊的轉子磁體的后緣處減小了有效磁鏈。因此由于避免了嚴重的頓轉扭矩振蕩，該極靴結構提供了改善的扭矩特征。
圖4說明了圖3所示結構的變化方案。該結構與圖3結構的區(qū)別在于，與極延伸部分37錐形式遞減的方式相同，后極靴延伸部分39在極基座和其末端之間錐形式遞減。這樣在朝向極延伸部分39的末端的方向上逐漸減少了后磁鏈，使得通過的轉子磁體的吸引作用進一步使頓轉作用變得平緩。圖4的極結構具有另外的優(yōu)點，即對于每個電機旋轉方向，其提供了基本相同的影響。由于極延伸部分的錐形角度影響氣隙中磁鏈的變化速率，因此可以選擇錐形角度以提供最優(yōu)化的扭矩特征。
通過多個定子極對，可以利用多種繞組賦能模式選擇以獲得所需的操作特征，用于特定的電機應用和結構配置。繞組賦能順序和時序可能較好地需要多個極對在重疊的間隔中被去賦能。由于多種極對的頓轉扭矩的獨立影響可以相長和/或相消，因此在選擇極配置時，應考慮整個的扭矩特征。圖5示出了圖3結構的另一變化方案。后極靴延伸部分39具有在極基座和其末端之間增加的徑向厚度?；旧显谙嗤姆较蛏弦曰鞠嗤慕嵌仁箖蓚€延伸部分錐形式遞減。增加的厚度可以提供關于由轉子磁體同其他定子極相互作用而產生的頓轉扭矩的抵消作用。
圖6和7是上述圖3～5中示出的極靴結構示例的另外的變化方案。在圖6和7的配置中，極靴從基座偏移以形成比前面示例更長的前延伸部分37并且基本沒有后延伸部分。延伸部分37具有相對小的徑向厚度，其在圖6中是相對一致的或者在圖7中是錐形式遞減的。相比于體基座部分，極靴延伸部分37提供了較少的磁鏈且對于頓轉扭矩具有明顯較低的作用。由于磁體21的前緣到達同體基座部分重疊的位置受到延遲，因此使頓轉扭矩波形的幅度發(fā)生變化。
上文所述的定子極結構的變化方案的優(yōu)點適用于其他的定子/轉子配置。例如，具有整體的連續(xù)定子芯的定子可以具有如圖3～7中任何一個所述形成的凸出的極，用以提供頓轉扭矩補償?？梢詫崿F(xiàn)該極形式用以減輕具有單個的軸向對準的磁體和定子極行的電機中的頓轉扭矩現(xiàn)象。
圖8說明了諸如共同未決申請No.10/067,305中公開的電機的三維分解示圖。電機15包括環(huán)形永磁體轉子20和環(huán)形定子結構30，它們通過徑向氣隙隔開。多個由透磁材料制成的鐵磁隔離的定子芯部分元件36由維持芯部分鐵磁隔離的支撐結構50支撐。芯部分36是由透磁材料形成的整體結構，其具有面對氣隙的極表面32。如圖所示，每個芯部分的極面可具有不同的表面面積或具有相同的表面配置。每個定子芯元件36是包括形成在芯材料上的繞組38的電磁體。以公知的方式顛倒賦能電流方向導致每個極的磁極性的顛倒。轉子包括永磁體部分21，其具有3個軸向隔開的、圍繞氣隙在圓周方向分布的轉子磁體環(huán)22～24；和在其上安裝有永磁體的支撐鐵環(huán)25。定子支撐結構50可以固定到固定軸，其通過適當?shù)妮S襯和軸承作為軸頸地支撐到該軸。
圖8所示的定子極可以被構建為如圖3～7的變化方案中任何一個所示的形式。在圓周方向和旋轉軸方向上提供大量的磁體和定子極時，對于潛在很大的頓轉扭矩干擾提供了補償。
在本公開內容中，僅示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例和數(shù)個其多樣性的示例。應當理解，本發(fā)明能夠用于多種其他組合和環(huán)境中，并且能夠在如此處表述的本發(fā)明的概念的范圍內進行變化和修改。例如，可以使用整體的而不是分段的、在軸向上相互隔開的定子芯來實現(xiàn)附圖中說明的每個布局，得到有利的結果。而且，盡管為了清楚的解釋，說明的示例示出了定子極間距基本上等于轉子極間距，但是在定子極對之間的圓周方向上的距離可以大于或者小于轉子磁體對之間的距離。
盡管說明了定子芯元件的特定的幾何配置，但是應當認識到，此處的本發(fā)明的概念涵蓋了這些配置的眾多的變化方案，而實質上使用粉末化金屬技術可以形成任何形狀。因此，可以使特定的芯配置適合于所需的磁通量分布。例如，處于本發(fā)明的概念中的是，不同的極對組可以分別具有帶有不同配置的極靴。
盡管本發(fā)明的描述示出了由轉子圍繞的定子，但是本發(fā)明的概念同樣適用于轉子由定子圍繞的電機。
權利要求
1.一種旋轉式電動機包括轉子，其具有多個圍繞旋轉軸沿圓周方向分布的永磁體；定子，其通過尺寸基本一致的徑向氣隙與轉子隔開，所述定子具有多個圍繞氣隙分布的極；其中每個定子極包括面對氣隙的極靴，該極靴在徑向上具有可變的厚度，同時保持極靴表面和永磁體表面之間越過氣隙的尺寸是基本一致的。
2.權利要求1的旋轉式電動機，其中極靴在圓周方向上從極的基座部分延伸預定的距離，并且該極靴沿所述預定的距離在厚度上錐形式遞減。
3.權利要求2的旋轉式電動機，其中所述厚度在從接近基座部分的最大尺寸處到遠離基座部分的一個極靴末端的最小尺寸處的方向上錐形式遞減。
4.權利要求3的旋轉式電動機，其中極靴的厚度在與電機旋轉反向相反的方向上減小。
5.權利要求3的旋轉式電動機，其中極靴的厚度在與電機旋轉反向相反的方向上增大。
6.權利要求3的旋轉式電動機，其中極靴在第二圓周方向上從極的基座部分延伸到第二末端。
7.權利要求4的旋轉式電動機，其中極靴在極的基座部分和該第二末端之間錐形式遞減。
8.權利要求7的旋轉式電動機，其中極靴的厚度從基座部分到該第二末端增大。
9.權利要求6的旋轉式電動機，其中在基座部分和一個末端之間的圓周方向上的極靴的第一長度不同于在基座部分和第二末端之間的圓周方向上的極靴的第二長度。
10.權利要求9的旋轉式電動機，其中第一長度大于第二長度。
11.權利要求1的旋轉式電動機，其中轉子永磁體彼此隔開，并且每個永磁體是磁偶極子，每個極子在面對氣隙的表面處具有一種磁極性，并且在背對氣隙處具有相反的磁極性；并且在圓周方向上的每個磁體長度基本上與在圓周方向上每個定子極靴的長度相同。
12.權利要求11的旋轉式電動機，其中磁路的磁阻包括面對定子極的永磁體，并且氣隙是基本一致的。
13.權利要求1的旋轉式電動機，其中定子包括多個分立的鐵磁隔離的電磁體芯部分，每個芯部分包括至少一個所述極。
14.權利要求13的旋轉式電動機，其中每個芯部分包括由一個或者多個鏈接部分整體連接的多個極，該鏈接部分通常在旋轉軸的方向上延伸；并且轉子永磁體具有面對氣隙的表面，并且形成軸向隔開的、沿氣隙在圓周方向上安置的分立磁體的環(huán)，所述環(huán)的數(shù)目等于定子芯部分中的定子極的數(shù)目。
15.一種旋轉式電動機包括轉子，其具有多個圍繞旋轉軸沿圓周方向分布的永磁體；定子，其通過尺寸基本一致的徑向氣隙與轉子隔開，所述定子具有多個圍繞氣隙分布的極；其中每個定子極包括面對氣隙的極靴，該極靴在圓周方向上從極的基座部分向第一末端延伸第一預定距離，并且在圓周方向上從極的基座部分向第二末端延伸第二預定距離，并且所述第一預定距離大于所述第二預定距離。
16.權利要求15的旋轉式電動機，其中沿該兩個預定距離的極靴徑向厚度是基本一致的。
17.權利要求15的旋轉式電動機，其中從第一末端到第二末端的圓周方向與轉子旋轉的方向相同。
18.權利要求15的旋轉式電動機，其中定子包括多個分立的鐵磁隔離的電磁體芯部分，每個芯部分包括至少一個所述極。
19.權利要求18的旋轉式電動機，其中每個芯部分包括由一個或者多個鏈接部分整體連接的多個極，該鏈接部分通常在旋轉軸的方向上延伸；并且轉子永磁體具有面對氣隙的表面，并且形成軸向隔開的、沿氣隙在圓周方向上安置的分立磁體的環(huán)，所述環(huán)的數(shù)目等于定子芯部分中的定子極的數(shù)目。
全文摘要
旋轉式永磁體電機具有凸出的定子極，其在徑向上具有非一致的極厚度，用于補償頓轉扭矩的影響。極基座部分在徑向氣隙處終止于極靴。極靴在圓周方向上從體基座部分延伸。極靴厚度的變化改變了定子極和永磁體極靴之間的耦合點處的有效磁通量的集中度。由于不改變極靴的有效鄰接面積，因此維持了一致的氣隙。通過配置定子極靴厚度使之沿其圓周方向適當?shù)刈兓?，可以選擇性地改變每個定子極/轉子永磁體界面的扭矩特征，以使電機操作平穩(wěn)。磁極蹄片極靴可以具有相對于磁極極基座的錐形式遞減的前緣或者后緣，用于以特定的旋轉節(jié)距改變氣隙中的有效磁通量密度。此外，可以使極靴相對于極基座移位離開中心。
文檔編號H02K1/22GK1659765SQ03812800
公開日2005年8月24日 申請日期2003年3月28日 優(yōu)先權日2002年6月4日
發(fā)明者博里斯·A·馬斯洛夫, 扎雷·薩爾馬西·什奧哈穆尼安 申請人:波峰實驗室責任有限公司