具有變化的定子齒的三相永磁電動(dòng)機(jī)或發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。該電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)包括可圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，以及定子。該定子包括定子芯和圍繞定子芯繞制的繞線。定子芯包括多個(gè)弧形間隔交替的初級(jí)齒和次級(jí)齒，由此每個(gè)次級(jí)齒位于對應(yīng)的一對初級(jí)齒之間。繞線圍繞初級(jí)齒繞制以形成多個(gè)線圈。多個(gè)線圈包括A相線圈、B相線圈、和C相線圈。每個(gè)初級(jí)齒包括大致徑向延伸的初級(jí)臂和大致弧形延伸的初級(jí)冠。每個(gè)初級(jí)冠的跨度一百六十(160)至兩百(200)電角度。
【專利說明】具有變化的定子齒的三相永磁電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年11月6日提交的美國臨時(shí)申請N0.61/723，248的優(yōu)先權(quán)，其公開的全部內(nèi)容在此以引用的方式并入此文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明大致涉及電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。更特別地，本發(fā)明涉及一種包括定子芯的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)，定子芯具有多個(gè)弧形間隔的齒，其中該齒包括初級(jí)齒和次級(jí)齒。
【背景技術(shù)】
[0004]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知曉電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)通常用于例如洗碗機(jī)或洗衣機(jī)的家庭設(shè)備中、例如高爾夫球車的車輛中和例如固定自行車的運(yùn)動(dòng)設(shè)備中。這樣的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)一般包括轉(zhuǎn)子和定子，其中定子包括多個(gè)弧形間隔的齒和圍繞齒繞制的繞線。
[0005]盡管現(xiàn)有技術(shù)中已知多種方法來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的高效率，但是這樣的方法通常復(fù)雜和/或增加成本。類似地，用于降低齒槽轉(zhuǎn)矩的技術(shù)也可能是復(fù)雜和/或昂貴的。因此，需要一種能滿足高效率需求和低齒槽轉(zhuǎn)矩需求的低成本的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。該電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)包括可圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，以及定子。該定子包括定子芯和圍繞定子芯繞制的繞線。定子芯包括多個(gè)弧形間隔交替的初級(jí)齒和次級(jí)齒，從而使得每個(gè)次級(jí)齒位于對應(yīng)的一對初級(jí)齒之間。繞線圍繞初級(jí)齒繞制以形成多個(gè)線圈。多個(gè)線圈包括A相線圈、B相線圈和C相線圈。每個(gè)初級(jí)齒包括大致徑向延伸的初級(jí)臂和大致弧形延伸的初級(jí)冠。每個(gè)初級(jí)冠跨度為一百六十(160)到兩百(200)電角度。
[0007]所提供的本發(fā)明概要以簡化的形式介紹發(fā)明構(gòu)思的一部分。這些構(gòu)思以優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)介紹將進(jìn)一步在下面進(jìn)行描述。本概要并不意在定義所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不意在用于限制所要求保護(hù)主題的范圍。
[0008]本發(fā)明的各種其它方面和優(yōu)點(diǎn)將通過對下面優(yōu)選實(shí)施例和附圖的詳細(xì)介紹而顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面參照附圖，將詳細(xì)介紹本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中:
[0010]圖1是依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的原理而構(gòu)造的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的底部等距視圖；
[0011]圖2是圖1的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的頂部的部分剖面等距視圖，特別示出了轉(zhuǎn)子和定子的相對位置；
[0012]圖3是圖2的定子芯帶有示意性繞線的頂部視圖，特別示出了初級(jí)齒、次級(jí)齒和繞線方式；[0013]圖4是圖2和3的定子芯以及圖1和2的轉(zhuǎn)子一部分的頂部視圖，特別示出了定子芯的初級(jí)齒和次級(jí)齒的優(yōu)選尺寸以及定子芯和轉(zhuǎn)子的相互關(guān)系；
[0014]圖5是圖2和4的轉(zhuǎn)子的鐵芯和磁體的頂部視圖；
[0015]圖6是第二優(yōu)選轉(zhuǎn)子實(shí)施例的鐵芯和磁體的頂部視圖；以及
[0016]圖7是第三優(yōu)選轉(zhuǎn)子實(shí)施例的鐵芯和磁體的頂部視圖。
[0017]附圖并不將本發(fā)明限制在所公開的以及本文所述的特定實(shí)施例。附圖無需按比例繪制，重點(diǎn)是清晰地示出優(yōu)選實(shí)施例的原理即可。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明允許以多種不同的方式實(shí)施。盡管附圖示出以及說明書描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解這種公開僅僅是示例的方式。沒有意在將本發(fā)明的原理限制于所公開的特定實(shí)施例。
[0019]首先參照圖1和2，提供了在機(jī)器中使用的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)10。該機(jī)器可為各種機(jī)器類型中的任意一種，包括但不限于洗碗機(jī)；直筒或滾筒洗衣機(jī)，包括皮帶傳動(dòng)洗衣機(jī)；風(fēng)扇；例如高爾夫球車和電動(dòng)自行車和輕便摩托車的車輛；以及例如運(yùn)動(dòng)自行車的運(yùn)動(dòng)設(shè)備。
[0020]電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)10優(yōu)選為變速電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)并且優(yōu)選能夠變向。然而，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可提供非變向和/或固定速度的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。此外，電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)10優(yōu)選為無刷永磁電動(dòng)機(jī)(BPM)或無刷永磁發(fā)電機(jī)，當(dāng)然在不脫離本發(fā)明范圍的情況下也可使用其它類型的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。
[0021]優(yōu)選地，電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)10包括可圍繞軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子12，以及定子14。接下來將更加詳細(xì)的描述轉(zhuǎn)子12和定子14。
[0022]電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)10進(jìn)一步優(yōu)選包括固定在定子14上的一對端罩16和18，并且端罩被構(gòu)造為將電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)10支承在機(jī)器內(nèi)。而進(jìn)一步，優(yōu)選地提供構(gòu)造為圍繞轉(zhuǎn)子軸22旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇元件20。皮帶輪24構(gòu)造用于與例如皮帶(未示出)的驅(qū)動(dòng)元件互連，由此轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)對應(yīng)于風(fēng)扇元件20的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。端罩16和18、風(fēng)扇元件20，以及皮帶輪24的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)內(nèi)容由2009年11月13日提交的美國專利N0.8，278，793所公開，通過引用的方式將其全部內(nèi)容并入本文。然而，各種電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，包括那些省略或者變換一種或多種上述端罩、皮帶輪和風(fēng)扇元件的結(jié)構(gòu)都落入本發(fā)明的范圍。
[0023]在優(yōu)選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子12優(yōu)選包括轉(zhuǎn)子芯26、多個(gè)弧形間隔的磁體28，和軸22。
[0024]在優(yōu)選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子芯26為包括多個(gè)覆蓋疊片的層疊芯。然而，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，也可允許非層疊(例如，實(shí)心的)的芯。而進(jìn)一步，在不脫離本發(fā)明一些方面范圍的情況下，還可使用分段轉(zhuǎn)子芯。
[0025]轉(zhuǎn)子芯26優(yōu)選包含鋼，當(dāng)然在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可使用各種材料中的任意一種或多種。
[0026]如圖4和5最佳所示，轉(zhuǎn)子芯26優(yōu)選包括轉(zhuǎn)子磁軛30以及多個(gè)從轉(zhuǎn)子磁軛30大致徑向延伸的弧形間隔的轉(zhuǎn)子齒32。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子齒32從轉(zhuǎn)子磁軛30大致徑向向外延伸，當(dāng)然根據(jù)本發(fā)明的一些方面，大致徑向向內(nèi)延伸的轉(zhuǎn)子齒也是允許的。
[0027]優(yōu)選地，每個(gè)轉(zhuǎn)子齒32包括大致徑向延伸的轉(zhuǎn)子齒臂34和大致弧形延伸的轉(zhuǎn)子齒冠36。
[0028]轉(zhuǎn)子齒冠36優(yōu)選配合地部分限定轉(zhuǎn)子12的徑向邊緣38。優(yōu)選地，徑向邊緣38是徑向最外邊緣，定子14至少大致限定轉(zhuǎn)子12，并且電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)10由此為內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。然而，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，使用外轉(zhuǎn)子也是允許的，轉(zhuǎn)子齒冠至少部分限定轉(zhuǎn)子的內(nèi)邊緣，并且轉(zhuǎn)子至少大致限定定子，由此電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)為外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。
[0029]磁體28優(yōu)選為永磁體。更特別地，磁體28優(yōu)選為6級(jí)鐵氧體永磁體，當(dāng)然在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可使用其它級(jí)別和/或材料。
[0030]如圖4和5最佳所示，優(yōu)選的轉(zhuǎn)子12的磁體28優(yōu)選為表面式磁體。更特別地，磁體28優(yōu)選弧形地與轉(zhuǎn)子齒32交替設(shè)置并且與轉(zhuǎn)子齒32配合來限定轉(zhuǎn)子12的徑向邊緣38。轉(zhuǎn)子12因此優(yōu)選為交替磁極、表面式磁體轉(zhuǎn)子。然而，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，對于包括嵌入式磁體和/或使用其它磁體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子來說也是允許的。
[0031]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子12的徑向邊緣38至少大致為圓柱形，當(dāng)然在本發(fā)明的一些方面的范圍內(nèi)其它的形狀是允許的。
[0032]在優(yōu)選的實(shí)施例中，磁體28限定了具有大致徑向定位的極性的磁極對。也就是，每個(gè)磁極對的北極和南極被徑向間隔并大致弧形對齊。然而，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，對于偏斜的或其它替代定位的極性來說是允許的。
[0033]每個(gè)磁極對可與磁化材料的分離片相關(guān)，或者多個(gè)磁極可形成于給定的材料片中。
[0034]圖6示出了第二優(yōu)選的轉(zhuǎn)子實(shí)施例的一部分。更特別地，圖6的轉(zhuǎn)子110包括轉(zhuǎn)子芯112和多個(gè)弧形間隔的磁體114。轉(zhuǎn)子芯112包括多個(gè)弧形間隔、大致徑向延伸的感測翼片116,每一個(gè)感測翼片在相應(yīng)的一對磁體114之間延伸。
[0035]圖7示出了第三優(yōu)選的轉(zhuǎn)子實(shí)施例的一部分。更特別地，圖7的轉(zhuǎn)子210包括轉(zhuǎn)子芯212和多個(gè)弧形間隔的磁體214。但是，不包括轉(zhuǎn)子齒或感測翼片。
[0036]所屬領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)很容易的理解，三個(gè)優(yōu)選的轉(zhuǎn)子實(shí)施例的某些特征可用以結(jié)合來產(chǎn)生其它適合的轉(zhuǎn)子實(shí)施例。
[0037]如圖3和4最佳所示，定子14優(yōu)選包括包含定子磁軛42的定子芯40，多個(gè)弧形間隔的初級(jí)齒44，和多個(gè)弧形間隔的次級(jí)齒46。定子磁軛42優(yōu)選對定子芯40提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；并且初級(jí)齒44和次級(jí)齒46分別優(yōu)選從定子磁軛42至少大致徑向延伸。
[0038]定子芯40優(yōu)選為包含鋼的層疊結(jié)構(gòu)。更特別地，定子芯40優(yōu)選包含相似構(gòu)造的鋼疊片，且每一個(gè)優(yōu)選具有大約0.031英寸(0.79mm)的厚度。此外，優(yōu)選的疊片為S85H5鋼疊片。然而，可使用其它的材料和/或厚度，并且鐵芯可為非層疊(例如，實(shí)心的)結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一些方面，使用分段定子芯也是允許的。
[0039]優(yōu)選地，初級(jí)齒44和次級(jí)齒46交替設(shè)置，由此每個(gè)初級(jí)齒44周向地設(shè)置在一對次級(jí)齒46之間，且反之亦然。凹槽48優(yōu)選分別限定在初級(jí)齒44和次級(jí)齒46的每個(gè)相鄰對之間。
[0040]在優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)初級(jí)齒44包括初級(jí)齒臂50和初級(jí)齒冠52,初級(jí)齒冠52至少大致從初級(jí)齒臂50周向地延伸。類似地，每個(gè)次級(jí)齒46優(yōu)選包括次級(jí)齒臂54和次級(jí)齒冠56，次級(jí)齒冠56至少大致從次級(jí)齒臂54周向地延伸。[0041]優(yōu)選地，每個(gè)初級(jí)齒冠52從相應(yīng)一個(gè)初級(jí)齒44的徑向端部延伸，而每個(gè)次級(jí)齒冠56從相應(yīng)一個(gè)次級(jí)齒46的徑向端部延伸。然而，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，沿著各自的臂從中間位置延伸是允許的。
[0042]臂50和54優(yōu)選從定子磁軛42徑向向內(nèi)延伸，冠52和56從各自的臂50和54的徑向向內(nèi)端部延伸。定子14因此優(yōu)選為至少大致限定轉(zhuǎn)子12，冠52和56鄰近轉(zhuǎn)子12設(shè)置。又一次地，電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)可替代地具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中定子齒從定子磁軛徑向向外延伸，每個(gè)冠定位為鄰近相應(yīng)定子齒的徑向外端部。
[0043]每個(gè)初級(jí)齒冠52優(yōu)選包括一對初級(jí)齒冠部58，其從相應(yīng)的初級(jí)齒臂50的一端部在大致相對的、大致弧形的方向上突出。此外，每個(gè)初級(jí)齒冠52優(yōu)選限定一對周向相反的初級(jí)齒冠尖端60，每一個(gè)初級(jí)齒冠尖端形成在一個(gè)相應(yīng)初級(jí)齒冠部58的弧形端部。
[0044]類似地，每個(gè)次級(jí)齒冠56優(yōu)選包括一對次級(jí)齒冠部62，其從相應(yīng)的次級(jí)齒臂54的一端在大致相對的、大致弧形的方向上突出。此外，每個(gè)次級(jí)齒冠56優(yōu)選限定一對周向相反的次級(jí)齒冠尖端64，每一個(gè)次級(jí)齒冠尖端形成在一個(gè)相應(yīng)次級(jí)齒冠部62的弧形端部。
[0045]冠間隙66優(yōu)選被分別限定在初級(jí)齒冠尖端60和次級(jí)齒冠尖端64的每一個(gè)相鄰對之間。優(yōu)選地，冠間隙66至少大致相等，當(dāng)然冠間隙尺寸變化也落入本發(fā)明一些方面的范圍內(nèi)。
[0046]每個(gè)次級(jí)齒冠56優(yōu)選作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的一個(gè)或多個(gè)附加元件的連接結(jié)構(gòu)，例如絕緣結(jié)構(gòu)(未示出)。然而，一個(gè)或多個(gè)次級(jí)齒完全沒有齒冠或者次級(jí)齒冠不作為連接結(jié)構(gòu)使用也是允許的。
[0047]在優(yōu)選實(shí)施例中，如圖所示，每個(gè)初級(jí)齒44和次級(jí)齒46分別至少大致關(guān)于各自的徑向延伸軸對稱。然而，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，某些或所有的齒是非對稱也是允許的。例如，每個(gè)次級(jí)齒冠的一個(gè)尖端可包括另一個(gè)尖端上沒有設(shè)置的特定連接結(jié)構(gòu)。
[0048]每個(gè)初級(jí)齒44優(yōu)選限定了初級(jí)齒徑向最內(nèi)表面68，而每個(gè)次級(jí)齒46優(yōu)選限定了次級(jí)齒徑向最內(nèi)表面70。初級(jí)齒徑向最內(nèi)表面68和次級(jí)齒徑向最內(nèi)表面70分別優(yōu)選至少大致配合地限定了定子芯40的大致光滑、非連續(xù)的圓柱內(nèi)表面72。然而，在本發(fā)明一些方面的范圍內(nèi)，由初級(jí)齒和次級(jí)齒的最內(nèi)表面限定的非圓柱表面也是允許的。例如，可限定大致非圓形的截面，或次級(jí)齒可比初級(jí)齒徑向向內(nèi)延伸更多或更少，由此定子芯的內(nèi)表面包括與突出區(qū)域交替的凹陷區(qū)域。
[0049]優(yōu)選地，如圖4最佳所示，定子芯40的內(nèi)表面72鄰接轉(zhuǎn)子12的徑向邊緣38，由此在其間僅形成了一個(gè)非常小的間隙74。
[0050]如圖3示意性所示，優(yōu)選每個(gè)初級(jí)齒44被繞線76繞制以此圍繞其形成線圈78。更特別地，線圈78圍繞每個(gè)初級(jí)齒臂50繞制，由此線圈78形成在凹槽48內(nèi)，并且至少大致包繞各自的初級(jí)齒臂50。
[0051]繞組優(yōu)選為單齒繞組、形成隔離線圈78且有利地產(chǎn)生較短的線圈端部和較低的線路損耗。然而，這樣的繞組形式可產(chǎn)生相對于傳統(tǒng)的繞組形式增加的電感，導(dǎo)致更高的伏-安需求(或較低的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)功率因數(shù))。該繞組形式還可影響電源模塊(需要更大的電流)。
[0052]繞線76優(yōu)選包含鋁，當(dāng)然在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，也可使用銅或多種導(dǎo)電材料中的任意一種或多種。[0053]如圖3示意性所示，繞線76繞制成使得電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)為具有標(biāo)識(shí)為A、B和C相的三相電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。更特別地，繞線76優(yōu)選形成一對A相線圈78a，一對B相線圈78b，和一對C相線圈78c。
[0054]優(yōu)選地，三相的每一相間隔一百二十(120)電角度。然而，在本發(fā)明一些方面的范圍內(nèi)，可使用非三相繞組形式。
[0055]優(yōu)選地，次級(jí)齒46沒有繞組。然而，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，次級(jí)齒被繞制也是允許的。
[0056]在優(yōu)選實(shí)施例中，次級(jí)齒46有助于齒槽轉(zhuǎn)矩的降低。
[0057]如圖4最佳所示，每個(gè)初級(jí)齒44具有初級(jí)臂寬度或厚度W1，優(yōu)選地大致以切線方向測量，且具有初級(jí)冠跨度或延伸度?i，優(yōu)選大致弧形的測量。同樣地，每個(gè)次級(jí)齒46具有次級(jí)臂寬度或厚度W2，優(yōu)選地大致以切線方向測量，且次級(jí)冠跨度或延伸度O2，優(yōu)選大致弧形的測量。
[0058]優(yōu)選地，初級(jí)齒44至少大致為相同的，由此初級(jí)臂寬度W1至少大致相等且初級(jí)冠延伸度O1至少大致相等。同樣地，次級(jí)齒46至少大致為相同的，由此次級(jí)臂寬度W2至少大致相等且次級(jí)冠廣度?2至少大致相等。然而，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，在初級(jí)齒和/或次級(jí)齒內(nèi)部存在變換的寬度和/或跨度也是允許的。
[0059]在優(yōu)選實(shí)施例中，初級(jí)臂寬度W1大于次級(jí)臂寬度w2。更特別地，初級(jí)臂寬度W1與次級(jí)臂寬度W2的比值優(yōu)選介于2.0:1和2.5:1之間，含端點(diǎn)值。更優(yōu)選地，初級(jí)臂寬度W1與次級(jí)臂寬度W2的比值大約為2.3:1。例如，在優(yōu)選實(shí)施例中，初級(jí)臂W1的寬度為0.276英寸，而次級(jí)臂的寬度W2為0.120英寸。然而，在不脫離本發(fā)明一些方面范圍的情況下，該比值可在上述優(yōu)選的范圍內(nèi)略有適宜的改變。
[0060]優(yōu)選地，寬度W1和W2為平均寬度。在所示實(shí)施例中，臂具有固定的寬度，任何測得的寬度為平均寬度。然而，某些臂的形狀變化使得其寬度沿著臂各自的徑向軸改變也落入本發(fā)明的范圍。例如，盡管初級(jí)臂50和次級(jí)臂54分別可適當(dāng)?shù)貫橹钡?、對稱的、和固定寬度的，如圖所示，但是也允許這些臂中的一些或全部為錐形。例如，鄰近磁軛的臂部可具有比鄰近冠的臂部更大的寬度。在該情況中，或在與上述和如圖2-4所示的優(yōu)選結(jié)構(gòu)偏離的其它情況中，平均寬度可用來計(jì)算上述的寬度和寬度比。
[0061]每個(gè)初級(jí)冠的跨度Q1優(yōu)選大約為一百六十(160)至兩百(200)電角度。更為優(yōu)選地，每個(gè)初級(jí)冠的跨度?1大約為一百八十(180)電角度。
[0062]優(yōu)選地，如圖3和4所示，定子芯40包括六(6)個(gè)初級(jí)齒44和六(6)個(gè)次級(jí)齒46，由此共設(shè)置有十二(12)個(gè)齒。這十二(12)個(gè)齒優(yōu)選限定了十二(12)個(gè)凹槽48。然而，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，設(shè)置更多或更少的每種類型的齒是允許的。
[0063]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子12限定了八⑶個(gè)磁極，由此電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)10為十二個(gè)槽、八個(gè)極(12槽/ 8極)電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。在該槽/極結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的大約為一百六十(160)到兩百(200)電角度的初級(jí)冠跨度Q1對應(yīng)于四十(40)到五十(50)機(jī)械角度的初級(jí)冠跨度Θ10同樣地，最優(yōu)的一百八十(180)電角度的初級(jí)冠跨度O1對應(yīng)于四十五(45)機(jī)械角度的初級(jí)冠跨度?P
[0064]盡管優(yōu)選十二個(gè)槽、八個(gè)極(12槽/ 8極)結(jié)構(gòu)，但根據(jù)本發(fā)明的一些方面，電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)10具有任何具備三槽與兩極(3槽/ 2極)比值的槽/極結(jié)構(gòu)也是允許的。例如，可提供具有一百八十(180)電角度或九十(90)機(jī)械角度的初級(jí)冠跨度O1的六槽、四極(6槽/ 4極)電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。同樣地，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可提供具有一百八十(180)電角度或二十二點(diǎn)五(22.5)機(jī)械角度的初級(jí)冠跨度O1的二十四個(gè)槽、十六個(gè)極(24槽/ 16極)電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，不同于具有三槽與兩極(3槽/ 2極)比值的其它槽/極組合也是允許的。
[0065]盡管上面的描述呈現(xiàn)了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的特征，但還可形成具有本發(fā)明原理的其它優(yōu)選實(shí)施例。此外，這些其它優(yōu)選實(shí)施例可在某些情況下通過適于一起使用的特征的組合來實(shí)現(xiàn)，無論這些特征是否已經(jīng)在上面的描述中作為單個(gè)實(shí)施例的一部分獨(dú)立的呈現(xiàn)。
[0066]本發(fā)明上述的優(yōu)選形式僅是作為示例并且不應(yīng)來限制對本發(fā)明范圍的詮釋來使用。在不脫離本發(fā)明精神的情況下，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地做出相對于上述示例實(shí)施例明顯的變型。
[0067]發(fā)明人因此根據(jù)等同條款陳述其觀點(diǎn)來確定并評(píng)價(jià)本發(fā)明合理公平的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī),包括: 可圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；以及 定子， 所述定子包括- 定子芯；以及 圍繞定子芯繞制的繞線， 所述鐵芯包括多個(gè)弧形間隔交替的初級(jí)齒和次級(jí)齒，由此每個(gè)次級(jí)齒設(shè)置在相應(yīng)的一對初級(jí)齒之間， 所述繞線圍繞初級(jí)齒繞制以形成多個(gè)線圈， 所述多個(gè)線圈包括A相線圈、B相線圈、和C相線圈， 每個(gè)所述的初級(jí)齒包括大致徑向延伸的初級(jí)臂和大致弧形延伸的初級(jí)冠， 每個(gè)所述的初級(jí)冠的跨度為160至200電角度。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 所述轉(zhuǎn)子限定了多個(gè)磁極， 所述初級(jí)齒和次級(jí)齒配合地在所述初級(jí)齒和次級(jí)齒之間限定了多個(gè)凹槽，其中凹槽與磁極的比值為3:2。
3.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 所述定子芯包括6個(gè)初級(jí) 齒和6個(gè)次級(jí)齒，所述6個(gè)初級(jí)齒和6個(gè)次級(jí)齒配合地在其間限定了 12個(gè)凹槽， 所述轉(zhuǎn)子限定了 8個(gè)磁極， 每個(gè)所述初級(jí)冠的跨度為40至50機(jī)械角度。
4.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 所述多個(gè)線圈包含一對A相線圈，一對B相線圈，和一對C相線圈， 每個(gè)所述A相線圈、B相線圈、和C相線圈圍繞所述初級(jí)齒中相 應(yīng)的一個(gè)繞制。
5.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 每個(gè)所述初級(jí)冠的跨度大約為180電角度， 每個(gè)所述初級(jí)冠的跨度大約為45機(jī)械角度。
6.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 所述定子至少大致包繞所述轉(zhuǎn)子，每個(gè)初級(jí)臂徑向向內(nèi)延伸使得初級(jí)冠鄰近轉(zhuǎn)子。
7.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯和多個(gè)弧形間隔的永磁體， 所述永磁體至少部分限定了轉(zhuǎn)子的徑向最內(nèi)邊緣或轉(zhuǎn)子的徑向最外邊緣。
8.如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 所述轉(zhuǎn)子芯包括多個(gè)弧形間隔的、大致徑向延伸的轉(zhuǎn)子齒， 每個(gè)所述轉(zhuǎn)子齒包括大致徑向延伸的轉(zhuǎn)子齒臂和大致弧形延伸的轉(zhuǎn)子齒冠， 所述轉(zhuǎn)子齒與所述永磁體弧形交 替設(shè)置。
9.如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 所述轉(zhuǎn)子芯包括多個(gè)弧形間隔、大致徑向延伸的感測翼片，每個(gè)所述感測翼片在相應(yīng)的一對所述永磁體之間延伸。
10.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 每個(gè)所述次級(jí)齒包括大致徑向延伸的次級(jí)臂， 每個(gè)所述初級(jí)臂在大致弧形方向上具有初級(jí)臂寬度， 每個(gè)所述次級(jí)臂在大致弧形方向上具有次級(jí)臂寬度， 所述初級(jí)臂寬度是所述次級(jí)臂寬度的2至2.5倍。
11.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 所述初級(jí)臂寬度大約是所述次級(jí)臂寬度的2.3倍。
12.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 每個(gè)所述初級(jí)臂的寬度和每個(gè)所述次級(jí)臂的寬度沿著徑向方向至少大致為常量。
13.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 每個(gè)所述初級(jí)齒和每個(gè)所述次級(jí)齒關(guān)于各自的徑向軸線大致對稱。
14.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 每個(gè)所述初級(jí)臂和每個(gè)所述次級(jí)臂至少大致是直的。
15.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 每個(gè)所述初級(jí)臂的寬度和每個(gè)所述次級(jí)臂的寬度為沿著徑向方向的平均寬度。
16.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 每個(gè)所述初級(jí)冠包括一對冠部分，該一對冠部分從相應(yīng)初級(jí)臂的端部在大致相對的、大致弧形的方向上突出， 每個(gè)所述初級(jí)齒與所述一對冠部分中的一個(gè)冠部分相關(guān)， 每對冠部分中的每個(gè)冠部分具有大致相等的長度。
17.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 所述初級(jí)齒均勻地弧形間隔， 所述次級(jí)齒均勻地弧形間隔。
18.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 所述繞線以單齒繞組的形式繞制。
19.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 所述次級(jí)齒不具有繞組。
20.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)， 每個(gè)所述次級(jí)齒具有大致弧形延伸的次級(jí)冠。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK103812240SQ201310688140
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月6日
【發(fā)明者】K·I·霍曼 申請人:尼得科電機(jī)有限公司