高转矩密度电机的制作方法

专利名称：高转矩密度电机的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及电机，且具体而言，涉及高转矩密度的电机。
背景技术：
诸如马达和发电机之类的电机通常能够以高速传送高转矩和大 功率。然而，有些应用在低速下要求高转矩和大功率。通常，在较低 速度下传输更高转矩的电机较为昂贵。作为备选，低速下的高转矩可 以通过结合用于减速的机械传动来获得。然而，有些不期望的因素如 附加成本、噪声以及机械磨损和撕裂导致需要对这些机械设备进行持 续地润滑和保养。
磁性齿轮与其机械的对应构件相比具有明显的益处。这些益处包 括驱动轴上的精确位置控制、极低速度下的更高转矩以及输入轴和输 出轴之间的不需物理接触，在此仅列出了一些。然而，磁性传动是相 对复杂的设计，且提供相对低的转矩密度。
近年来，有人提出了使用稀土永磁体的行星状磁性齿轮装置，这 导致在内转子和外转子之间良好的转矩传输能力。然而，这样的系统 需要额外的固定绕组，导致结构复杂。
因此，期望提供一种解决上述事项的高转矩密度的电机。

发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种电机。该电机包括转子，该转 子包括具有多个内转子极的内转子以及具有多个外转子极的外转子。 电机还包括构造成用以调整》兹通以及向内转子和外转子传输转矩的
定子，该定子包括同心地置于内转子和外转子之间的定子芯；，没置在 多个定子槽中的多个定子绕组，该定子绕组构造成用以形成多个定子极。定子还包括置于多个定子槽之间的多个定子齿，其中，定子齿凝: 量的两倍与定子极数量的算术和或者算术差等于转子极的数量。
根据另一个实施例，提供了一种电机。该电机包括定子，该定子 包括具有多个内定子极的内定子以及具有多个外定子极的外定子。电 机还包括定子芯，该定子芯包括置于多个定子槽之间并限定内定子和 外定子的多个定子齿。该定子芯构造成用以调整^t通和传输转矩，以 及多个定子绕组设置在多个定子槽中，该多个定子绕组构造成用以形 成多个定子极。电机还包括转子，该转子包括同心地置于内定子和 外定子之间的转子芯以及设置在转子芯的内表面和转子芯的外表面 上的多个转子极；其中，转子极的数量等于定子齿数量的两倍与定子 极数量的算术和或算术差。
根据另一个实施例，提供了一种电机。电机包括具有多个转子极 的至少一对转子以及具有多个定子齿的至少一个定子，该多个定子齿 在其间限定多个定子槽。定子芯还沿轴向置于该至少一对转子之间， 以及多个定子绕组设置在多个定子槽中，该定子绕组构造成用以形成 多个定子极；其中，定子齿数量的两倍与定子极数量的算术和或算术 差等于转子极数量的算术和。
根据另一个实施例，提供了一种电机。电机包括具有多个定子极 的至少一对定子，该至少一对定子包括绕着多个定子齿设置的多个定 子绕组，该定子绕组构造成用以形成多个定子极。电机还包括转子， 该转子包括沿轴向置于该至少一对定子之间的至少一个转子芯以及 设置在转子芯任一侧上的多个转子极；其中，转子极数量的算术和等 于定子齿数量的两倍与定子极数量的算术和或算术差。
根据另一个实施例，提供了一种电机。电机包括转子，该转子包 括转子芯，以及沿径向嵌在转子芯内以形成多个转子极的多个71<^兹 体。电机还包括定子，该定子包括同心地设置在转子之外的定子芯以 及包括在其间限定多个定子槽的多个定子齿；其中，定子齿数量的两 倍与定子极数量的算术和或算术差等于转子极的数量。


当参考附图并阅读以下详细描述时，可更好地理解本发明的这些 和其它的特征、方面以及优点，在所有附图中，相似的符号代表相似
的部件，附图中
图l是釆用磁性传动的机电能量转换系统的示意图2是电机的横截面示意图，该电机具有指示径向i兹链的转子-定子-转子布置且被构造成用以作为根据本技术一个方面的双边式 (double画sided)电才几来运4亍；
图3是图2中的电机的另 一横截面示意图4是电机的横截面示意图，该电机具有指示径向磁链的转子-定子-转子布置且被构造成用以作为根据本技术一个方面的磁性齿轮
来运行；
图5是图4中的电机的另一横截面示意图6是轴向电机的横截面示意图，该轴向电机具有转子-定子-转 子布置且被构造成用以作为根据本技术一个方面的磁性齿轮来运行；
图7是图6所示的轴向电机的另一横截面示意图8是图6中所示轴向电机的另一横截面示意图，该轴向电机具 有指示定子中周向^f兹通的转子-定子-转子布置；
图9是另一个轴向电机的横截面示意图，该轴向电机具有定子-转子-定子布置且被构造成用以作为根据本技术的一个方面的磁性齿 轮来运行；
图IO是图9中所示轴向电机的另一横截面示意图11是图9中所示轴向电机的另一横截面示意图，该轴向电机
具有指示转子中周向;兹通的定子-转子-定子布置；
图12是另一个轴向电机的横截面示意图，该轴向电机具有多个 转子-定子-转子布置且被构造成用以作为根据本技术一个方面的磁性 齿轮来运行；
图13是具有71<^兹体的电机的横截面示意图，该;^f兹体嵌在转子
7芯上且被构造成用以形成转子极；
图14是包括励磁线圈的转子极的截面示意图15是包括转子槽和转子齿的转子极的截面示意图；以及
图16是包括轴向叠层以产生磁阻转矩的转子极的截面示意图。
零件清单
10才几电系统 12马达或发电机 14高速轴 16磁性齿轮 18低速轴
20机械负载或原动机 22 /f兹性传动电才几 24转子
25石兹性传动电冲几 26外转子 28内转子 30定子齿 32定子槽 34定子绕组 36永》兹体转子才及 38永磁体转子极 40永》兹体转子才及 42 7Ja兹体转子才及 44磁通方向 46磁通方向 48 ;兹通方向 50 ;兹通方向52 ;兹通方向
54磁通方向
56》兹性传动电冲几
58定子
60外定子
62内定子
64转子芯
66定子齿
68定子槽
70永^兹体转子极
72永》兹体转子极
74永》兹体转子才及
76永》兹体转子极
78 -兹通方向
80》兹通方向
82 i兹通方向
84》兹通方向
86》兹通方向
88磁通方向
90轴向电扭j
92转子芯
94转子芯
96永;兹体转子极
98定子
100定子绕组
102非磁性轴
104轴承
106轴向电才儿
9L08转子 L10转子
U2永;兹体转子极
L14 7JU兹体转子才及
[15定子 L16定子芯 L18定子齿 L20定子槽 122》兹通方向 .24 /f兹通方向 .26轴向电才几 .28 4由向电才几 30定子芯 32定子芯 34转子 36转子极 38定子齿 40定子绕组 42定子极 44定子绕组 46轴承 48非》兹性轴 50气隙 56 4由向电才几 58定子 60定子 62定子齿 64定子槽166转子芯 168永;兹体转子才及 170永磁体转子极 172 i兹通方向 174》兹通方向 176转子 178轴向电才几 182轴向电枳j 184转子 186转子极 188定子 190定子绕组 192非磁性轴 194多个定子转子 196轴承 200电机 201定子 202定子芯 204定子齿 206定子槽 208转子 210转子芯 212永;兹体转子才及 214永;兹体转子才及 216支承轴 220转子极 222转子芯 224励;兹绕组230转子极 232转子芯 234转子齿 236转子槽 240转子极 242轴向叠层 244表面 246表面 248表面
250叠层堆叠方向 252叠层宽度 254轴向叠层
具体实施例方式
根据本发明的实施例，在文中描述了用于高转矩密度电机的系统 和方法。在以下的详细描述中，阐述了大量的具体细节，以便于彻底 地理解本发明的各种实施例。然而，本领域的技术人员将认识到不需 要这些具体的细节也能够实施本发明的实施例，本发明不限于所描述 的实施例，而且可以各种备选的实施例来实施本发明。在其它示例中， 详细地描述了众所周知的方法、程序以及构件。
另外，各个操作描述为以有助于理解本发明实施例的方式进行的 多个分离的步骤。然而，描述的顺序不应解释为暗示需要以所展现的 顺序来进行这些操作，也不应解释为暗示这些操作甚至为相互依赖的 顺序。而且，短语"在一个实施例中"的重复使用并没有必要是指相 同的实施例，即使可能是这样。最后，本申请中所用的用语"具备"、 "包括"、"具有"等旨在具有相同含义，除非另外指明。
图1表示电4几系统10的方框图，该电机系统10包括机械负载/ 原动机20、 ^兹性传动装置16以及马达/发电机12。机械原动机20经由低速转轴18而联接到具有传动比为1:X的磁性传动装置16上，其 中，X是整数。磁性传动装置经由高速转轴14而联接到发电机12上。 在发电机构造(机械能转化为电能)中，原动机20的低速旋转由磁性传 动装置16以传动比1:X转换为高速旋转。例如，如果低速转轴18以 90转/分钟(rpm)转动且传动比为1:20,则高速转轴以1800rpm转动。
相反，在马达构造(电能转化为机械能)中，马达由驱动马达(例如， 1800rpm)的电源(未显示)提供动力。磁性传动装置16将高速转轴14 转换为低速转轴18(例如，90rpm)。根据本发明的实施例，展现了可 在系统10中实施的^兹性传动的构成。
现参看图2，图示了磁性传动电机22的示范性构造。磁性传动电 机22包括转子24。转子24包括具有多个外转子极36、 38的外转子 26以及具有多个内转子极40、 42的内转子28。在一个具体的实施例 中，内转子极36、 38和外转子极40、 42包括多个7^c石兹体、多个绕线 转子或多个励磁线圈的其中之一。在所示实施例中，内转子极36、 38 和外转子极40、 42为永磁体。定子提供为用来调整磁通和传输转矩。 定子包括同心地置于外转子26和内转子28之间的定子芯。多个定子 齿30和定子槽32设置在定子芯上。定子槽32构造成用以容纳定子 绕组34。定子绕组34还相互连接以形成多个定子极。
在示范性的实施例中，外转子26的内转子极可以为设置在其内 表面上的永-兹体36、 38,内转子28的外转子极可以为设置在其外表 面上的永-兹体40、 42。 7^o磁体36、 38、 40以及42共同构造成用以形 成多个转子极。转子极的数量、定子极的数量以及定子齿的数量构造 为满足
其中，&￡^表示定子齿30的数量，表示定子极的数量，及^￡表 示转子极的数量。可以认识到，在一个实施例中，公式(l)应用于包括 内转子极和定子齿的气隙。在另一个实施例中，公式(l)应用于包括外 转子极和定子齿的气隙。外转子26可构造成以比内转子28更低的速度运行。在电机22 的运行期间，定子绕组34通电。通过由定子绕组34激发的磁通和由 永磁体转子极36、 38、 40以及42激发的磁通之间的相互作用来传输 转矩。可以注意到，磁通的方位取决于外转子极40、 42和内转子极 36、 38的对准。在一个实施例中，永石兹体38、 40相当于北极，而永 石兹体36、 42相当于南极。在这样的一种构造中，如虚线44和46所 示，磁通相对于转子的旋转轴线沿径向向内或向外传播。
图3图示了具有转子-定子-转子构造的》兹性传动电机25的另一个 示范性实施例，其中，图2所示内转子的内转子极40、 42和图2所 示外转子的外转子极36、 38的对准发生部分移位。有关对准的部分 移位导致磁通48、 50、 52、 54沿着平行于转子24旋转轴线的方向传 播。永〃磁体36、 38、 40以及42构造成用以形成多个转子极。转子极 的数量、定子极的数量以及定子齿的数量选择成用以满足公式(l)。在 一个具体的实施例中，7Ja兹体36、 42相当于南极，而7lcf兹体38、 40 相当于北极，导致如虚线48、 50、 52以及54所示，》兹通相对于转子 的旋转轴线沿周向传播。
图4是具有定子-转子-定子构造的磁性传动电机56的横截面示意 图。磁性传动电机56包括定子58。定子58包括外定子60和内定子 62。外定子60和内定子62包括设置在各个定子芯上的多个定子齿66 和定子槽68。定子58构造成用以调整; 兹通和传输转矩。定子槽68构 造成用以容纳定子绕组(未显示)，该定子绕组还相互连接以形成多个 定子极。具有转子芯64的转子同心地置于外定子和内定子之间。转 子芯64包括设置在其外表面上的多个转子极70、 72以及设置在其内 表面上的多个转子极74、 76。在一个具体的实施例中，转子极70、 72、 74以及76包括多个永磁体、绕线转子或励;兹线圏的其中之一。 在所示实施例中，内转子74、 76和外转子70、 72为永^兹体。这些永 磁体70、 72、 74以及76—起构造成用以形成多个转子极。转子极的 数量、定子极的数量以及定子齿的数量选择成用以满足公式(l)。在电机56的运行期间，定子绕组通电。通过由定子绕组激发的 磁通和由永磁体转子极70、 72、 74以及76激发的磁通之间的相互作 用来传输转矩。可以注意到，磁通的方位取决于转子极70、 72、 74 以及76的对准。在一个实施例中，？1cJ兹体70、 76相当于南极，而永 -兹体72、 74相当于北极。在这样的一种构造中，如虚线78和80所 示，磁通相对于转子的旋转轴线沿径向向内或向外传播。
图5图示了具有定子-转子-定子构造的》兹性传动电机59的另 一个 示范性的实施例，其中，图4所示的转子极70、 72和图4所示的转 子极74、 76的对准发生部分移位。有关该对准的部分移位导致-兹通 82、 84、 86以及88相对于转子芯64的旋转轴线沿周向传播。永-兹体 70、 72、 74以及76构造成用以形成多个转子极。转子极的数量、定 子极的数量以及定子齿的数量选择为用以满足公式(l)。在一个具体的 实施例中，7Jof兹体70、 76相当于南极，而7lcF兹体72、 74相当于北极， 导致如虚线82、 84、 86以及88所示，^磁通相对于转子的4t转轴线沿 周向传播。
现参看图6，图示了具有转子-定子-转子构造的轴向电机。轴向电 机90包括至少一对转子，该对转子包括设置在中央非磁性轴102上 的转子芯92和94。转子极96设置成靠近转子芯92和94。至少一个 定子98经由轴承104而设置在非磁性轴102上，并沿轴向置于转子 芯92和94之间。定子包括定子齿(未显示)和定子槽(未显示)，以容纳 还相互连接以形成定子极的定子绕组100。定子绕组构造可以包括4旦 不限于叠式(lapped)绕组或环形绕组。转子极的数量、定子极的数量以 及定子齿的数量选择为用以满足公式(l)。以下在图7和图8中图示了 》兹通传播。
图7是图示磁通的图6的轴向电机的横截面示意图。轴向电机106 的转子-定子-转子构造包括至少一对转子108、 110。转子108、 110 分别包括多个转子极112、 114。在一个具体的实施例中，转子极112、 114包括多个永磁体、绕线转子或励;磁线圈的其中之一。在所示的实施例中，转子极112、 114为永J兹体。定子115提供为用以调整磁通 和传输转矩。定子包括沿轴向置于转子108、 110之间的定子芯116。 多个定子齿118和定子槽120设置在定子芯上。定子槽120构造成容 纳定子绕组(未显示)，该定子绕组还相互连接以形成多个定子极。定 子绕组构造可包括但不限于叠式绕组或环形绕组。作为示范性的实施 例，转子108、 110包括如图所示地设置在表面上的7Jc磁体112、 114。 这些永磁体构造成用以形成多个转子极。转子极的数量、定子极的数 量以及定子齿的数量选择为用以满足公式(l)。
转子108可构造成以比转子110更低的速度运行。在电机106的 运行期间，定子绕組通电。通过由定子绕组激发的;兹通和由永;兹体转 子极112和114激发的磁通之间的相互作用来传输转矩。可以注意到， 爿磁通的方位^^决于转子108和110上的转子极的对准。在一个实施例 中，7la兹体112相当于北极，而永磁体114相当于南极。在这样的一 种构造中，如虚线122和124所示，^磁通在定子芯116内沿平行于转 子旋转轴线的方向传播。
图8图示了具有转子-定子-转子构造的轴向电机126的另一个示 范性的实施例，在该转子-定子-转子构造中，图7所示的转子极112、 114的对准发生部分移位。有关该对准的部分移位导致定子芯116中 的磁通112和124相对于转子108、 110的旋转轴线沿周向传播。永 磁体112和114构造成用以形成多个转子极。转子极的数量、定子极 的数量以及定子齿的数量选择为用以满足公式(l)。在一个具体的实施 例中，永磁体112相当于北极，而7la兹体114相当于南极，导致如虚 线122和124所示，磁通沿平行于转子的旋转轴线的方向传播。
图9图示了具有定子-转子-定子构造的轴向电机。轴向电机128 包括至少一对定子，该定子包括定子芯130、 132并且经由轴承146 而设置在中央的非磁性轴148上。定子130、 132芯包括定子齿138, 以容纳定子绕组140，该定子绕组还相互连接以形成定子极。至少一 个转子134沿轴向置于定子130和132之间，以形成气隙150。转子134设置在非^磁性轴148上。多个转子极136设置在转子134上。转 子极的数量、定子极的数量以及定子齿的数量选择为用以满足公式 (1)。可以注意到，公式应用于各个气隙150。以下在图IO和图11中， 图示了磁通传播。
图IO是图示磁通的图9的轴向电机的横截面示意图。轴向电机 156的定子-转子-定子构造包括至少一对定子158、 160。定子158、 160 包括多个定子齿162和定子槽164，定子还构造成用以调整;F兹通和传 输转矩。定子槽164构造成用以容纳定子绕组(未显示)，该定子绕组 还相互连接以形成定子极。定子绕组构造可包括但不限于叠式绕组或 环形绕组。转子176沿轴向置于定子158、 160之间。转子极168、 170 设置在转子芯166上。在一个具体的实施例中，转子极168、 170包 括多个永磁体、绕线转子或励磁线圏的其中之一。在所示的实施例中， 转子极168、 170为永》兹体。这些永》兹体168、 170构造成用以形成多 个转子极。转子极的数量、定子极的数量以及定子齿的数量选择为用 以满足公式(l)。
在电机的运行期间，定子绕组通电。通过由定子绕组激发的磁通 和由永磁体转子极168、 170激发的磁通之间的相互作用来传输转矩。 可以注意到，磁通的方位取决于转子极的对准。在一个实施例中，永 磁体168相当于北极，而7Ja兹体170相当于南极。在这样的一种构造 中，如虚线172和174所示，；兹通在转子116内沿平行于转子的旋转 轴线的方向传播。
图11图示了具有定子-转子-定子构造的轴向电机178的另一个示 范性的实施例，在该定子-转子-定子构造中，图10所示的转子极168、 170的对准发生部分移位。有关该对准的部分移位导致磁通172和174 在转子166内相对于转子176的旋转轴线沿周向传播。永磁体168、 170构造成用以形成多个转子极。转子极的数量、定子极的数量以及 定子齿的数量选择为用以满足公式(l)。在一个具体的实施例中，7JC磁 体168相当于北极，而永磁体170相当于南极，导致如虚线172、 174
17所示，磁通在转子166内相对于转子的旋转轴线沿周向传播。
图12是图6中的轴向电机90的另一示意图，图示了采用定子98 的示范性的轴向电机182，该定子98如图6所示位于各对的多个转子 92、 184之间。轴向电机182包括设置在中央非磁性轴192上的转子 92、 184、 94以及定子98和188。在所示的实施例中，定子188置于 转子184和94之间。可以注意到，多个定子可设置在由引用标号194 表示的两个转子之间。此外，转子92、 94包括设置在转子的表面上 的转子极96。类似而言，转子极186设置在转子184的表面上。转子 92、 94以及184安装到非磁性轴上。定子98和188分别包括定子绕 组100和190。才艮据本发明的一个实施例，定子经由轴7R 196而固定 到非》兹性轴192上。定子绕组相互连接，以形成定子极。
现参看图13，.图示了具有嵌入的永;兹体的电机的截面图，该永J兹 体构造为转子极。电机200包括永^兹体208、转子芯210以及沿径向 嵌在转子芯210中的永磁体212和214。转子芯210还绕着支承轴216 设置。而且，定子201包括同心地设置在转子芯210外的定子芯202。 多个定子齿204构造成用以在各定子齿204之间形成定子槽206。永 ;兹体212、 214构造成用以形成多个转子4及。定子槽构造成用以容纳 定子绕组(未显示)，该定子绕組相互连接，以形成定子极。在一个示 范性的实施例中，定子绕组可包括由超导材料制成的线圏。转子极的 数量、定子极的数量以及定子齿的数量选择为用以满足公式(l)。在所 示的实施例中，电机200采用常规的设计。然而，将要认识到，电机 200可设计成内外式(inside-out)的构造，在该构造中，转子208沿周向 绕着定子201设置在外。在示范性的实施例中，在内外式的构造中， 转子极可包括例如但不限于嵌入式磁体或表面安装式永J兹体的结构。
在电机200的运行期间，定子绕组通电。通过由定子绕组激发的 石兹通和由永;f兹体转子极212、 214激发的石兹通之间的相互作用来传專t 转矩。在一个实施例中，永磁体212相当于北极，而7JCf兹体214相当 于南极。图14是包括励磁绕组224的示范性的转子极220(也称为励磁线 圈构造)的横截面示意图。转子极220的构成包括可由磁性材料制成的 转子芯222并包括槽，该槽构造成用以容纳绕着转子芯222的励^磁绕 组224。励磁绕組可由直流电源通电。转子极220的构造由穿过励磁 绕组224的电流的方向所决定。转子极220的这种构造可结合到图2、 图4、图6、图9以及图12所示的电机的转子极中。
图15是包括绕线转子构造的示范性的转子极230的示意图。转 子极230包括备选地形成在转子芯232上的转子齿234和转子槽236。 文中图示的转子极230(有时称为磁阻转子极)的这种齿-槽构造可结合 到图2、图4、图6、图9以及图12所示的电机的转子极中。
图16是包括轴向叠层242的示范性的转子极240的示意图。这 种轴向叠层242可结合到要求磁阻转矩的电机中。诸如2邻的多个轴 向叠层以 一个位于另 一个之上的方式堆叠，以形成能够促进》兹通传播 的芯。轴向叠层242包括三个面244、 246以及248。各轴向叠层242 的径向宽度为沿着由引用标号250所示的方向变化。然而，宽度252 保持恒定，以提供能够帮助将轴向叠层242和254设置在基座(未显示) 上的支承。转子极240的这种构造可结合到图2、图4、图6、图9以 及图12所示的电机的转子极中。
有利的是，上述系统提供了可用于磁性传动的电机构成的节省成 本和方便的手段。这样的构成还促进更高的转矩密度。而且，所选择 的满足公式(l)的定子齿、定子极和转子极的数量提供了穿过转子的期 望定子;兹通模式。更高的转矩密度能够充分地降低电才几尺寸。构成质 量降低的旋转电机具有诸如机械磨损和撕裂降低、易于操作、转矩要 求提高较为经济的其它优点。而且，直接驱动的应用发现结合更高转 矩电机的大量优点。
虽然在文中仅图示和描述了本发明的一些特征，但本领域的技术 人员将想到许多修改和变化。因此，能够理解，所附权利要求旨在覆 盖落入本发明的真实要旨内的所有这样的修改和变化。
19
权利要求
1.一种电机，包括转子(24)，其包括具有多个内转子极(36，38)的内转子(28)；以及具有多个外转子极(40，42)的外转子(26)；以及定子，其构造成用以调整磁通以及传输转矩至所述内转子和所述外转子，所述定子包括同心地置于所述内转子和所述外转子之间的定子芯；设置在多个定子槽(32)中的多个定子绕组(34)，所述定子绕组构造成用以形成多个定子极；以及置于所述多个定子槽之间的多个定子齿(30)，其中，定子齿数量的两倍与定子极数量的算术和或者算术差等于转子极的数量。
2. 根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述内转子极(36，38) 和所述外转子极(40,42)包括多个永磁体、绕线转子或励磁线圏的其中之一o
3. —种电才几，包4舌 定子(58)，其包括具有多个内定子极的内定子(62);以及具有多个外定子极的外定子(60);以及定子芯，其包括多个定子齿(66)，其置于多个定子槽(68)之间并限定内定 子和外定子，所述定子芯构造成用以调整;兹通和传输转 矩；以及设置在所述多个定子槽中的多个定子绕组，所述多个定子绕 组构造成用以形成多个定子才及；以及 转子，其包括同心地置于所述内定子和所述外定子之间的转子芯(64);以 及设置在所述转子芯的内表面和所述转子芯的外表面上的多 个转子极(74,76)， 其中，转子极的数量等于定子齿数量的两倍与定子极数量的算术 和或者算术差。
4. 根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述外转子极包 括多个永磁体、绕线转子或励磁线圏的其中之一。
5. —种电才几，包4舌具有多个转子极(112，U4)的至少一对转子(108);以及定子(115),其包括具有多个定子齿(l 18)的至少一个定子芯(116)，所述多个定子 齿(118)在其间限定多个定子槽(120)，所述定子芯沿轴向置于 所述至少一对转子之间，以及设置在所述多个定子槽中的多个定子绕组，所述定子绕组构造成用以形成多个定子极； 其中，定子齿数量的两倍与定子极数量的算术和或者算术差等于 转子极数量的算术和。
6. 冲艮据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述多个定子绕 组包括叠式绕组。
7. 根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述多个定子绕 组包括环形绕组。
8. —种电机，包括具有多个定子极的至少一对定子(98，188)，所述至少一对定子包括 绕着多个定子齿设置的多个定子绕组(100,190)，所述定子绕组构造成 用以形成多个定子^l;以及转子，其包括沿轴向置于所述至少一对定子(98,118)之间的至少一个转子芯(92);以及设置在所述转子芯的任一侧上的多个转子极(96)， 其中，转子极数量的算术和等于定子齿数量的两倍与定子极数量 的算术和或者算术差。
9. 根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述多个转子^L 包括多个7lcf兹体、绕线转子或励磁线圈的其中之一。
10. —种电机，包括 转子(208),其包括转子芯(210);以及沿径向嵌在所述转子芯(210)内以形成多个转子极的多个永 磁体(212,214);以及 定子(201),其包括定子芯(202),其同心地设置在所述转子之外或之内并且包括 多个定子齿(204)，所述多个定子齿(204)在其间限定多个定子 槽(206);其中，定子齿数量的两倍与定子极数量的算术和或者算术差等于 转子极的数量。
全文摘要
本发明涉及高转矩密度电机，具体而言，提供了一种电机。该电机包括转子，该转子包括具有多个内转子极的内转子以及具有多个外转子极的外转子。电机还包括定子，该定子构造成用以调整磁通和传输转矩至内转子和外转子，该定子包括同心地置于内转子和外转子之间的定子芯；设置在多个定子槽中的多个定子绕组，该定子绕组构造成用以形成多个定子极。定子还包括置于多个定子槽之间的多个定子齿，其中，定子齿数量的两倍与定子极数量的算术和或者算术差等于转子极的数量。
文档编号H02K1/22GK101604890SQ20091014938
公开日2009年12月16日 申请日期2009年6月12日 优先权日2008年6月12日
发明者P·L·詹森, 曲荣海 申请人:通用电气公司