專利名稱：帶有多極永久磁鐵的多相電磁轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永久磁鐵的電磁轉(zhuǎn)換器。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種三相轉(zhuǎn)換器，它帶有具有X個(gè)極對(duì)的多極永久磁鐵;X是大于二的偶數(shù);這種三相轉(zhuǎn)換器可用作可逆電磁轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明的電磁轉(zhuǎn)換器，可在多種應(yīng)用中適宜于作馬達(dá)使用，例如用于在信息或視聽領(lǐng)域中驅(qū)動(dòng)盤、輪或盒帶。這種電磁轉(zhuǎn)換器也可用于驅(qū)動(dòng)諸如汽車速度計(jì)或電子手表的模擬顯示器的指針。
在電子手表的情況下，通常采用以步進(jìn)模式工作的雙極永久磁鐵的電磁馬達(dá)，其轉(zhuǎn)子每步轉(zhuǎn)180°。若手表有秒針，且步的頻率為1Hz，則在馬達(dá)的轉(zhuǎn)子與此指針之間需有減速比為30的減速。這樣，轉(zhuǎn)子每步轉(zhuǎn)180°的轉(zhuǎn)動(dòng)需要有一齒輪系來(lái)進(jìn)行減速。這樣因摩擦?xí)a(chǎn)生能量損失并產(chǎn)生較大的噪聲。
通常，為了用雙極永久磁鐵獲得準(zhǔn)連續(xù)的步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)，需要增加馬達(dá)運(yùn)行的頻率，并在馬達(dá)的轉(zhuǎn)子與該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的裝置之間提供減速裝置。這難免造成額外的能耗并加大制造成本。
本發(fā)明的一個(gè)目的，是提供一種電磁轉(zhuǎn)換器，它能使步進(jìn)運(yùn)動(dòng)以轉(zhuǎn)子每步很小的角位移進(jìn)行。
本發(fā)明的第二個(gè)目的，是提供能以較低成本達(dá)到小型化并具有良好能量輸出的這類電磁轉(zhuǎn)換器。
最后，本發(fā)明的第三個(gè)目的，是提供結(jié)構(gòu)緊湊的這種電磁轉(zhuǎn)換器，它能保證獲得相對(duì)于所述轉(zhuǎn)換器的體積和有用能量而言良好的輸出。
因此，本發(fā)明提供了一種電磁轉(zhuǎn)換器，它包括一個(gè)定子和相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)安裝的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子可繞該轉(zhuǎn)子的定位軸形成的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并包括一多極永久磁鐵，該磁鐵構(gòu)成了與所述轉(zhuǎn)軸垂直的轉(zhuǎn)子平面，并且多極永久磁鐵是由圍繞所述轉(zhuǎn)軸環(huán)形配置的一組轉(zhuǎn)子極對(duì)組成，這些轉(zhuǎn)子極對(duì)為大于二的偶數(shù)，各轉(zhuǎn)子極對(duì)有一磁軸，該磁軸的取向沿所述轉(zhuǎn)軸的方向，且與相鄰極對(duì)的轉(zhuǎn)軸方向相反，且其磁鐵在所述平面中與所述轉(zhuǎn)軸成α角，該角的度數(shù)等于360°除以轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)，所述電磁轉(zhuǎn)換器的特征在于它包括N個(gè)分別與N個(gè)導(dǎo)磁支路相聯(lián)的勵(lì)磁裝置，N是大于二的整數(shù)，且還在于它包括第一和第二主定子部件，第一主定子部件有N個(gè)由高磁阻區(qū)相互磁絕緣的主磁極，并且它還包括第一個(gè)疊加部分，該部分相對(duì)于在所述轉(zhuǎn)子平面內(nèi)的凸起部分而言，是疊于所述多極永久磁鐵之上的，每一個(gè)所述主磁極均包括至少一個(gè)次磁極，它相對(duì)于在所述轉(zhuǎn)子平面內(nèi)的凸起部分而言，它至少是部分地疊放在所述多極永久磁鐵之上的，所述次磁極確定了與所述轉(zhuǎn)子平面平行的第一定子平面，每一次磁極均在所述第一定子平面中與所述轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)夾角，該夾角的值基本上等于角α的值，各所述主磁極的每一個(gè)次磁極均相對(duì)于兩個(gè)相鄰主磁極中的每一個(gè)的各次磁極錯(cuò)開一個(gè)角度，并相對(duì)于所述轉(zhuǎn)軸偏移一個(gè)角度，按所述角度α的模值計(jì)算，其值等于該角α的所述數(shù)值除以N，所述第二主定子部件形成了一磁返回極，它的第二疊加部分相對(duì)于在所述轉(zhuǎn)子平面內(nèi)的凸起部分而言，是疊放在所述多極永久磁鐵之上的，該第二疊加部分限定了與所述轉(zhuǎn)子平面平行的第二定子平面，所述第一和第二定子平面位于所述轉(zhuǎn)子平面的各側(cè)，各所述導(dǎo)磁支路均有與不同的所述主磁極相磁耦合的第一端和與所述返回極相磁耦合的第二端。
根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的另一特征，所述第一主定子部件的每一所述主磁極均包括至少兩個(gè)次磁極，屬于同一主磁極的相鄰次磁極在所述第一定子平面內(nèi)彼此之間并且還相對(duì)于所述轉(zhuǎn)軸移開一個(gè)角度，其值大體等于所述角α的值的兩倍。
根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的另一特征，第一和第二主定子部件分別包括相對(duì)于在所述平面內(nèi)的凸起部分而言是不疊加在所述多極永久磁鐵之上的第一和第二部分，該第一和第二不疊加部分分別位于大體相互平行的第一和第二總平面中。此外，導(dǎo)磁支路位于第一和第二總平面之間的區(qū)域內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，第一和第二主定子部件完全是平面形的。
在本發(fā)明的主實(shí)施例中屬于第二主定子部件的所述轉(zhuǎn)換器的返回磁極還包括一些次級(jí)，它們相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子平面內(nèi)的一個(gè)凸出部分而言，至少部分地是疊加在第一主定子部件的所述次極上的，并至少部分地疊加在所述多極永久磁鐵上，第二定子部件的次磁極在所述第二定子平面中相對(duì)于所述轉(zhuǎn)軸呈角度分布，它與第一主定子部件的次磁極的角度分布基本相同。
根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的具體實(shí)施例，第一主定子部件和/或第二主定子部件的各次磁極均由環(huán)形鋸齒狀物的不同的齒或由通過(guò)加強(qiáng)橋與同一主極中的其他齒相嚙合的不同的齒，或由形成一環(huán)形段的起伏部分的頂峰構(gòu)成，相對(duì)于起伏表面中部平面，頂峰位于所述多極永久磁鐵的一側(cè)。
還有，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，第一疊加部分和/或第二疊加部分在多極永久磁鐵的方向上分別相對(duì)于定子的第一總平面和/或第二總平面至少部分地有一加厚部分，或者在多極永久磁鐵的方向上分別相對(duì)于定子的第一總平面和/或第二總平面至少部分地凹入。
由于本發(fā)明的上述特征，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
下面結(jié)合附圖進(jìn)行的非限定性描述，將使人們對(duì)本發(fā)明其他特征有更好的了解。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的電磁轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例的俯視圖;
圖2是沿圖1中剖視線Ⅱ-Ⅱ的剖視圖;
圖3是第一實(shí)施例的第二主定子部件的俯視圖;
圖4顯示圖1中所示的、根據(jù)本發(fā)明的電磁轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例的一個(gè)變型;
圖5是圖4沿剖視線Ⅴ-Ⅴ的剖視圖;
圖6是圖4所示的變形的第二主定子部件的俯視圖;
圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的第二實(shí)施例的第二主定子部件;
圖8是沿圖7中剖視線Ⅷ-Ⅷ的剖視圖;
圖9是根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的第三實(shí)施例的第二主定子部件的俯視圖;
下面結(jié)合圖1至3，描述本發(fā)明的電磁轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例。
這種電磁轉(zhuǎn)換器包括定子2和可相對(duì)于定子2轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的轉(zhuǎn)子4。轉(zhuǎn)子4包括構(gòu)成轉(zhuǎn)軸8的定位軸6及形成垂直于轉(zhuǎn)軸8的轉(zhuǎn)子平面12的多極永久磁鐵10。多極永久磁鐵10由一組轉(zhuǎn)子極對(duì)14組成，其磁軸16平行于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸8。
應(yīng)注意，轉(zhuǎn)子極對(duì)的磁軸16的方向，與兩個(gè)相鄰轉(zhuǎn)子極對(duì)的磁軸方向相反。構(gòu)成多極永久磁鐵10的轉(zhuǎn)子極對(duì)的數(shù)目是大于二的偶數(shù)。轉(zhuǎn)子極對(duì)圍繞轉(zhuǎn)軸8呈環(huán)形方式排列。
在本實(shí)施例中，多極永久磁鐵10為環(huán)形，包括20個(gè)轉(zhuǎn)子極對(duì)14，一非磁性盤18配置在該環(huán)的中心并以一種方式安裝在轉(zhuǎn)子4的定位軸6上，這樣多極永久磁鐵10就被固定在定位軸6上。
應(yīng)注意，轉(zhuǎn)子4的定位軸6可相對(duì)定子2轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝，例如特別是對(duì)于技術(shù)熟練的人員所熟知的馬達(dá)可借助定位架(未顯示)或其他轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)子組裝裝置安裝。
在圖1所示的第一實(shí)施例中，各轉(zhuǎn)子極對(duì)14在轉(zhuǎn)子平面12內(nèi)確定了相對(duì)于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸8的公共角α。這樣，在此第一實(shí)施例中，角α＝360°/20＝18°?？煽吹睫D(zhuǎn)子極對(duì)確定的角α可包圍位于兩個(gè)轉(zhuǎn)子極對(duì)14之間的非磁性部分。
定子2包括第一主定子部件22和第二主定子部件24。第一主定子部件22位于第一總平面26內(nèi)，而第二主定子部件24位于轉(zhuǎn)換器的第二總平面28中。這兩個(gè)總平面26和28位于轉(zhuǎn)子平面12的各側(cè)。
第一轉(zhuǎn)子部件22有3個(gè)主磁極30、31和32。這三個(gè)主磁極由凹槽34、35和36相互磁絕緣，這些凹槽具有高磁阻。主極30、31和32中的每一個(gè)均包括至少一個(gè)次磁極38。應(yīng)注意，在本說(shuō)明書中“極”總是指磁極。另外，極總是由構(gòu)成它的部件的一個(gè)區(qū)域來(lái)體現(xiàn)的。
在第一實(shí)施例中，各主極均包括三個(gè)次磁極38。各次磁極38均由從相應(yīng)主磁極的延伸部分42沿轉(zhuǎn)軸8的方向伸出的齒40構(gòu)成。一組齒40就構(gòu)成了第一環(huán)形鋸齒部分44，其突出部分由齒40組成。設(shè)置該第一環(huán)形鋸齒狀部分44時(shí)應(yīng)使得相對(duì)在轉(zhuǎn)子平面12中的凸起部分而言，這些齒40至少是部分地疊于多極永久磁鐵10之上的。
一組次磁極38形成了第一定子平面46，該定子平面46與轉(zhuǎn)子平面12平行。形成次磁極38的各個(gè)齒40在定子平面46相對(duì)于轉(zhuǎn)軸8形成了一個(gè)角度，該角等于多極永久磁鐵10的各個(gè)轉(zhuǎn)子極對(duì)14確定的角α。這樣，在本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例中，各齒在轉(zhuǎn)軸8上形成了等于18°的角。
齒40所形成的每個(gè)鋸齒狀部分由兩個(gè)斜面50與兩個(gè)相鄰的突出部分隔開。隔開公共主磁極30、31或32的兩個(gè)齒的斜面所成的角度，構(gòu)成了在第一定子平面46中相對(duì)于轉(zhuǎn)軸8的一個(gè)角度，它等于由各個(gè)齒40及多極永久磁鐵10的各個(gè)轉(zhuǎn)子極對(duì)14形成的角度α。
另一方面，屬于同一主磁極30、31或32的每一個(gè)齒38相對(duì)于屬于相鄰主磁極的次磁極偏移了一個(gè)角度，角度α的模值，等于角α的值除以轉(zhuǎn)換器的相數(shù)，即第一實(shí)施例中的三相。角α的值的模的意思，是角α的值整除的結(jié)果。這樣，在所示的第一實(shí)施例情況下，屬于第一主磁極的齒40與屬于相鄰主磁極的齒40之間的角位移等于18°的整倍數(shù)加6°。從此結(jié)構(gòu)可得出，分隔屬于不同主磁極的兩個(gè)齒40的斜面在第一定子平面46內(nèi)相對(duì)于轉(zhuǎn)軸8構(gòu)成了一個(gè)角度，按角度α的模值考慮，該角度也等于6°。
三個(gè)主磁鐵30、31或32中的每一個(gè)分別包括固定突耳54a、54b或54c。各固定突耳54a、54b或54c相應(yīng)地可保證與導(dǎo)磁支路56a，56b或56c的第一端55a，55b或55c的磁接觸，在這些導(dǎo)磁支路上相應(yīng)地裝有繞組58a，58b或58c。
圖3表示第二主定子部件24的俯視圖。第二主定子部件24形成一個(gè)單個(gè)返回磁極60。該返回磁極是由環(huán)形部分62和與第一環(huán)形鋸齒狀部分44基本相同的第二環(huán)形鋸齒狀部分64組成。第二環(huán)形鋸齒狀部分64包括也是形成次磁極68的齒66，還包括一組構(gòu)成次磁極68的齒66它們形成了第二定子平面70。相對(duì)于轉(zhuǎn)子平面12而言，第二定子平面70位于第一定子平面46的另一側(cè)。分隔轉(zhuǎn)子平面12和第二定子平面70的距離基本等于分隔轉(zhuǎn)子平面12與第一定子平面46的距離。
第二環(huán)形鋸齒狀部分64的齒66至少部分地疊加在多極永久磁鐵10上。第二環(huán)形鋸齒狀部分64的齒66所形成的突出部分以及分隔該突出部分的斜面顯示了在第二定子平面70中相對(duì)于轉(zhuǎn)軸8的角度分布與第一定子部件22的第一環(huán)形鋸齒狀部分44的所述角度分布相同。
為了使繞組58a、58b和58c中任一個(gè)產(chǎn)生的磁通量經(jīng)多極永久磁鐵10的轉(zhuǎn)子極對(duì)14傳播，環(huán)形鋸齒部分66在轉(zhuǎn)子平面12的方向相對(duì)于位于該轉(zhuǎn)換器的第二總平面28的第二主定子部件24的剩余部分有一個(gè)加厚部分。應(yīng)注意，具有加厚部分的區(qū)域在圓孔74內(nèi)被完全包括在相對(duì)于轉(zhuǎn)子平面12的疊加部分，在孔74的內(nèi)表面上，形成第一定子部件22的第一環(huán)形鋸齒狀部分44。第二主定子部件24還包括三個(gè)固定突耳78a、78b和78c，這些突耳中的每一個(gè)分別與不同導(dǎo)磁裝置56a、56b或56c的第二端79a、79b或79c相連。
根據(jù)圖1至3所示的本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器有三個(gè)主磁路，每個(gè)磁路與不同的繞組58a、58b或58c相聯(lián)。另外，這些主磁路的每一個(gè)均不與其他兩個(gè)主磁路耦合。每一個(gè)主磁路均由不同的主磁極30、31或32，與這些主磁極相連的導(dǎo)磁裝置支路56a、56b或56c以及由第二主定子部件24構(gòu)成的返回極所組成。應(yīng)注意，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)，具有對(duì)外界磁場(chǎng)不敏感的優(yōu)點(diǎn)。
第一環(huán)形鋸齒狀部分44的齒40的給定結(jié)構(gòu)及第二環(huán)形鋸齒狀部分64的齒66的相應(yīng)結(jié)構(gòu)使該轉(zhuǎn)換器可方便地以步進(jìn)模式工作。應(yīng)注意，采用20對(duì)磁極組成的多極永久磁鐵，可在任何給定的方向使轉(zhuǎn)子4每轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)60步。
因此，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器的三相結(jié)構(gòu)，借助只具有20個(gè)轉(zhuǎn)子極對(duì)14，并且其中每一個(gè)的磁軸都與轉(zhuǎn)軸8同軸的多極磁鐵60可實(shí)現(xiàn)每轉(zhuǎn)60步。在轉(zhuǎn)換器被用于驅(qū)動(dòng)計(jì)時(shí)器的秒針的情況下，根據(jù)本發(fā)明的上述第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器，能通過(guò)直接驅(qū)動(dòng)，來(lái)方便地以1Hz的頻率驅(qū)動(dòng)該指針。
應(yīng)注意，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)緊湊，因此它占用空間最小。另外，轉(zhuǎn)子放在定子中心，給多極永久磁鐵10提供了最大的空間。
下面參照?qǐng)D4至6，描述根據(jù)本發(fā)明的電磁轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例的一個(gè)變型。
在前述第一實(shí)施例中詳細(xì)描述過(guò)的參考文獻(xiàn)，在對(duì)該變型的描述中將不再討論。
首先應(yīng)注意，導(dǎo)磁支路56a、56b和56c的結(jié)構(gòu)，為圓弧形，如安裝在該導(dǎo)磁裝置中的繞組58a、58b和58c一樣。
其次，在第一主定子部件22和第二主定子零件24之間設(shè)置有非磁性且最好非導(dǎo)電的穩(wěn)定環(huán)80。如從圖5可見，由于形成返回極60的次磁極68的齒66的作用，穩(wěn)定環(huán)80相對(duì)于橫向位移是被固定的。屬于第二主定子部件24的齒66相對(duì)第二總平面28朝多極永久磁鐵10凹進(jìn);第二主定子部件24就基本上位于平面28中。這種凹進(jìn)造成的高度差，使得穩(wěn)定環(huán)80得以插入。穩(wěn)定環(huán)80是在兩個(gè)主定子部件22和24之間的插入件。因而，它可保持兩個(gè)主定子零件22和24的間距。
在圖4中可看出，形成屬于第一主定子部件22的公共主極30、31或32的次極38的齒40，彼此之間由加強(qiáng)橋84連接。這樣，齒40構(gòu)成了窗86的凸臺(tái);窗86相當(dāng)于利用圖1至3描述的本發(fā)明第一實(shí)施例的斜面。最好加強(qiáng)橋84在齒40之間較薄，以在末端形成一凹槽。
應(yīng)注意，在形成窗86和第一主定子部件22的次級(jí)38時(shí)，在齒40的第一定子平面46中的角度分布，分別等于借助圖1至3所述的第一實(shí)施例的突起部分和斜面的角度分布。
還應(yīng)指出，最好對(duì)于轉(zhuǎn)子平面12的突出部分而言，三個(gè)加強(qiáng)橋84不是疊加在多極永久磁鐵10上。
與這里所述的變形的第一定子部件22相似。圖6所示的該變型的第二定子部件24包括一個(gè)環(huán)形的加強(qiáng)橋88，它與形成返回極60的次級(jí)68的齒66相連接。同樣，齒66構(gòu)成一組窗口90的凸臺(tái)，它們圍繞轉(zhuǎn)軸8呈環(huán)形分布。構(gòu)成該變型的次級(jí)68的齒66的角度分布與圖3所示的第二主定子部件的第一實(shí)施例的齒66的角度分布相同。
以下參見圖7和8，描述根據(jù)本發(fā)明的電磁轉(zhuǎn)換器的第二實(shí)施例。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處，在于第二主定子部件24的形成及圖7所示的由該第二主定子部件24構(gòu)成的返回極60的次級(jí)68的構(gòu)成方式。第二定子部件24的中部有一起伏的環(huán)形區(qū)域;該區(qū)域圍繞在轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)軸8周圍(在圖7中未顯示)以下稱之為環(huán)形起伏區(qū)98。環(huán)形起伏區(qū)98為圓環(huán)形，它形成位于轉(zhuǎn)軸8中心的圓孔100。
環(huán)形起伏區(qū)98是這樣構(gòu)成的，環(huán)形起伏區(qū)98的尖峰104相對(duì)于起伏區(qū)98表面的中部平面102，位于多極永久磁鐵10(圖7中沒有示出)的一側(cè)，從而構(gòu)成了返回磁極60的次級(jí)68。其次，相對(duì)于在起伏區(qū)98之外，由這種第二個(gè)主定子部件24的表面108構(gòu)成的平面106而言，由環(huán)形起伏區(qū)98的一組尖峰104組成的第二定子平面70位于多極永久磁鐵的一側(cè)。
同樣，構(gòu)成次級(jí)68的尖峰104具有與本發(fā)明第一實(shí)施例的次極38相同的角度分布。其次，相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子平面12中的凸起部分而言，尖峰104至少部分地是安放在多極磁鐵之上和第一個(gè)定子部件24(圖7中未示出)的次極之上的。
應(yīng)注意，在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的第二實(shí)施例的一個(gè)變型(未示出)中，有一個(gè)起伏區(qū)，它與前面所述屬于第一主定子部件22(見圖1)的公共主極30、31或32的次磁級(jí)38所述的起伏區(qū)相似。在此變形中，提供了三個(gè)環(huán)形起伏部分，它們的每一個(gè)均屬于第一主定子部件的一個(gè)公共主磁極;起伏的尖峰位于多極永久磁鐵10(見圖1)的一側(cè)，形成了第一主定子部件的次級(jí)38。
以下參見圖9，描述第二主定子部件24的第三簡(jiǎn)化實(shí)施例。
在此簡(jiǎn)化實(shí)施例中，第二主定子部件24形成的返回極60不再包括次級(jí)，只設(shè)置了一個(gè)嵌入的圓環(huán)部分112，其表面114位于不同于第二主定子部件24的輔助表面116的平面內(nèi)。
圓環(huán)部分112的表面114構(gòu)成了第二個(gè)定子平面，相對(duì)于第二主定子部件24的輔助部分的116而言，它位于多極永久磁鐵(圖9中未示出)的一側(cè)。
總的看，應(yīng)注意，為第一主定子部件選擇的實(shí)施例，可獨(dú)立于為第二主定子部件選擇的實(shí)施例。其次，導(dǎo)磁支路56a、56b和56c的結(jié)構(gòu)及它們的排列方式，可有多種變型。
還應(yīng)注意，在簡(jiǎn)化實(shí)施例中，第一和第二主定子部件可完全是平的。在此情況下，可提供一結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)主定子部件之間的疊加區(qū)在多極永久磁鐵區(qū)之外是很小的，以盡量降低磁通量損失。
最后，應(yīng)注意，不需要進(jìn)一步的發(fā)明，在此借助三相轉(zhuǎn)換器描述的本發(fā)明可用于包括更多相的轉(zhuǎn)換器，尤其是五相轉(zhuǎn)換器。
權(quán)利要求
1.一種電磁轉(zhuǎn)換器，它包括定子(2)和相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子(4)，所述轉(zhuǎn)子適于繞所述轉(zhuǎn)子的定位軸(6)確定的轉(zhuǎn)軸(8)轉(zhuǎn)動(dòng)，并包括一多極永久磁鐵(10)，磁鐵(10)確定了與所述轉(zhuǎn)軸垂直的轉(zhuǎn)子平面(12)，并由圍繞所述轉(zhuǎn)軸呈環(huán)形排列的一組轉(zhuǎn)子極對(duì)(14)構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)子極對(duì)(14)的數(shù)目為大于二的偶數(shù)，每一個(gè)轉(zhuǎn)子極對(duì)有一方向沿著所述轉(zhuǎn)軸(8)取向的磁軸(16)，其方向與相鄰極對(duì)的磁軸方向相反，并在所述轉(zhuǎn)子平面內(nèi)相對(duì)于所述轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)角度α，角度α的值等于360°除以轉(zhuǎn)子極對(duì)的所述數(shù)目，所述電磁轉(zhuǎn)換器的特征在于它包括分別與N個(gè)導(dǎo)磁支路(56a，56b，56c)相聯(lián)的N個(gè)勵(lì)磁裝置(58a，58b，58c)，N為大于二的整數(shù)，且在于它包括第一和第二主定子部件(22和24)，第一主定子部件(22)形成了由高磁阻區(qū)(34，35，36)相互磁絕緣的N個(gè)主磁極(30，31，32)，并包括相對(duì)于在所述轉(zhuǎn)子平面(12)中突出部分而言，是疊加在該多極永久磁鐵上的第一疊加部分，每一個(gè)所述主磁極均包括至少一個(gè)次磁極(38)，后者相對(duì)于在所述轉(zhuǎn)子平面中的突出部分而言，至少部分地是位于該多極永久磁鐵(10)之上的，所述次磁極確定了與所述轉(zhuǎn)子平面平行的第一定子平面(46)，各次磁極在所述第一定子平面中相對(duì)所述轉(zhuǎn)軸確定了一角度，其值等于所述角α的值，各所述主磁極的各次極相對(duì)于兩個(gè)相鄰主磁極中每一個(gè)的各次極和相對(duì)于所述轉(zhuǎn)軸偏移一個(gè)角度，該位移角的值，按所述角α的模值計(jì)算等于角α的所述值除以N，所述第二主定子部件(24)構(gòu)成了一磁返回極(60)，相對(duì)于在所述轉(zhuǎn)子平面(12)中突出部分而言，后者的第二疊加部分疊加于多極永久磁鐵之上，該第二疊加部分形成了與所述轉(zhuǎn)子平面平行的第二定子平面(70)，所述第一和第二定子平面位于所述轉(zhuǎn)子平面的兩側(cè)，每一個(gè)所述導(dǎo)磁支路均有與不同的所述主磁極相磁耦合的第一端(55a，55b，55c)和與所述返回極相磁耦合的第二端(79a，79b，79c)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第一主定子部件(22)的各所述主磁極(30，31，32)包括至少兩個(gè)次磁極(38)，屬于同一個(gè)主磁極的相鄰次磁極在第一定子平面(46)中彼此之間同時(shí)還相對(duì)所述轉(zhuǎn)軸(8)錯(cuò)開了一個(gè)角度，該角的值等于所述角α的值的兩倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第一和第二主定子部件(22和24)分別包括相對(duì)在所述轉(zhuǎn)子平面(12)中的突出部分而言，沒有疊加在所述永久磁鐵之上的第一和第二部分，該第一和第二未疊加部分分別大致位于彼此平行的第一和第二總平面(26和28)中，所述導(dǎo)磁支路(56a，56b，56c)基本上位于所述第一和第二總平面之間的區(qū)域中，各所述勵(lì)磁裝置(58a，58b，58c)由在不同的所述支路上的線圈構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第一主定子部件(22)完全是平的并位于所述第一總平面(26)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第一主定子部件(22)的所述第一疊加部分相對(duì)所述第一總平面，在所述多極永久磁鐵(10)的方向上至少部分地有一加厚部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第一主定子部件(22)的所述第一疊加部分，相對(duì)所述第一總平面(26)，在所述多極永久磁鐵(10)的方向上至少部分地凹進(jìn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第一主定子部件(22)的所述次級(jí)(38)由第一環(huán)形鋸齒狀部分(44)的齒(40)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)的轉(zhuǎn)換器，其特征在于屬于所述第一主定子部件(22)的共同主磁極(30，31，32)的次極(38)由彼此間用加強(qiáng)橋(84)連接的齒(40)構(gòu)成從而形成了至少一個(gè)窗口(86)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第一主定子部件(22)的第一疊加部分是起伏的，第一主定子部件的各所述次磁極(38)由該起伏疊加部分的尖峰構(gòu)成，相對(duì)于該起伏的第一疊加部分表面的中間平面而言，夾峰位于所述多極永久磁鐵(10)的一側(cè)，第一疊加部分構(gòu)成N個(gè)起伏的環(huán)形部分，每個(gè)起伏環(huán)形部分屬于不同的主磁極(30，31，32)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項(xiàng)的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第二疊加部分構(gòu)成了所述第二主定子部件(24)的一嵌入圓環(huán)部分(112)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第二主定子部件(24)的所述返回磁極(60)還包括若干個(gè)次極(68)，它們相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子平面(12)上、至少部分地是位于所述第一主定子部件(22)的所述次極(38)上及至少部分地是位于所述多極永久磁鐵(10)之上的，第二主定子部件的次極(68)在所述第二定子平面(70)中相對(duì)于所述轉(zhuǎn)軸(8)的角度分布與第一主定子部件的次極(38)的角度分布基本相同。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第一和第二疊加部分相對(duì)于在所述轉(zhuǎn)子平面(12)上的一突出部分而言是完全相互疊加的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述返回磁極(60)的所述次磁極(68)由第二環(huán)形鋸齒狀部分(64)的齒(66)構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述返回磁極(60)的所述次磁極(68)由彼此間以圓形加強(qiáng)橋(88)連接的齒(66)組成，從而形成圍繞所述轉(zhuǎn)軸(8)呈圓形分布的一組窗口(90)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14之任一項(xiàng)的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第二主定子部件(24)的所述第二疊加部分在所述多極永久磁鐵(10)的方向上相對(duì)于所述第二總平面(28)至少部分地具有加厚部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至14之任一項(xiàng)的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第二疊加部分在所述多極永久磁鐵(10)的方向上，相對(duì)于所述第二總平面(28)，至少部分地凹進(jìn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12或13的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第二疊加部分有一起伏部分(98)，所述返回極(60)的每一個(gè)所述次極(68)由該起伏部分的尖峰(104)構(gòu)成，該尖峰相對(duì)于該起伏部分(98)表面的中間平面(102)而言，位于所述多極永久磁鐵(10)的一側(cè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)的電磁轉(zhuǎn)換器，其特征在于它包括設(shè)在所述第一和第二主定子部件(22和24)之間的穩(wěn)定環(huán)(80)。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的轉(zhuǎn)換器，其特征在于它是三相式的，N等于3。
全文摘要
本發(fā)明涉及多相電磁轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)子(4)包括一個(gè)多極永久磁鐵(10)，后者包括沿轉(zhuǎn)子(4)的轉(zhuǎn)軸方向取向的偶數(shù)個(gè)磁極對(duì)(14)。第一和第二主定子部件(22和24)分別從多極永久磁鐵(10)確定的轉(zhuǎn)子平面的兩側(cè)之一伸延。第一主定子部件(22)確定了至少三個(gè)主磁極(30，31和32)和次級(jí)磁極(38)，后者由疊加在多極永久磁鐵(10)上的齒(40)確定。
文檔編號(hào)H02K37/16GK1085358SQ9311789
公開日1994年4月13日 申請(qǐng)日期1993年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月24日
發(fā)明者G·瑟米利, D·塔赫祖特 申請(qǐng)人:Eta草圖制造公司