專利名稱：無刷電機(jī)及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無刷電機(jī)及其系統(tǒng)，尤其是具有靈活的輸出功率的無刷電機(jī)。
背景技術(shù)：
永磁無刷電機(jī)已廣泛地用于不同的電應(yīng)用比如三相泵、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、輸送機(jī)驅(qū)動等。無刷電機(jī)的驅(qū)動功率由源自永久磁鐵的永磁場的切割效應(yīng)和線圈或所謂的無刷電機(jī)中的繞組所產(chǎn)生的可變電磁場提供。磁敏霍爾效應(yīng)部件被安裝在一些無刷電機(jī)中以收集永磁場的信號，其可用作用于控制施加到電機(jī)繞組的電功率的參考。三相無刷電機(jī)具有優(yōu)點(diǎn)比如簡單設(shè)計、固有的高啟動力矩和高效率。然而，現(xiàn)存的無刷電機(jī)具有某些缺點(diǎn)，缺點(diǎn)之一是無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子上的永久磁鐵通常安裝到或固定到轉(zhuǎn) 子芯的圓周向外表面上。將永久磁鐵安裝或固定到轉(zhuǎn)子芯的圓周向外表面上增加了轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙，以及在相鄰永久磁鐵之間產(chǎn)生大的氣隙。將永久磁鐵固定到轉(zhuǎn)子芯外表面上的已知方法包括將磁鐵通過螺紋或者螺栓連接到外表面或者甚至使用粘合劑將所述磁鐵粘附到所述外表面。粘附方法不一定可靠，并且具有風(fēng)險在轉(zhuǎn)子的高速轉(zhuǎn)動期間，永久磁鐵有可能從轉(zhuǎn)子的表面分離并損害無刷電機(jī)。傳統(tǒng)的高功率無刷電機(jī)也具有問題用于無刷電機(jī)的控制器很難制造，原因是控制器不得不承受從電機(jī)產(chǎn)生高功率輸出所需的大電流。因此，用于制造具有高功率部件的控制器的制造復(fù)雜性導(dǎo)致不合需要的高費(fèi)用。在某些情況下，傳統(tǒng)的高功率無刷電機(jī)具有固定的驅(qū)動功率，從而無法根據(jù)特定應(yīng)用在改變驅(qū)動功率方面提供靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)前述的背景，本發(fā)明的目標(biāo)是在一定程度上消除或減輕已知的永磁無刷電機(jī)相關(guān)的一個或多個問題。上述目標(biāo)通過主權(quán)利要求的特征組合而得以滿足。從屬權(quán)利要求進(jìn)一步公開了本發(fā)明的有利實施例。本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一種交流無刷電機(jī)和由無刷電機(jī)組成的電機(jī)系統(tǒng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將從下面的描述得到本發(fā)明的其他目標(biāo)。因而，目標(biāo)的前述陳述不是窮舉的，而僅僅用來說明本發(fā)明許多目標(biāo)的一部分。因此，在一個方面，本發(fā)明包括一種無刷電機(jī)，該無刷電機(jī)包括具有在轉(zhuǎn)動方向上交替地磁化為N和S極的多個磁化表面的轉(zhuǎn)子；具有多個凸極的定子，線圈纏繞在各凸極上；多個凸極對立于磁化表面。轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括磁化表面之下的多個腔；多個磁體中的每一個置于相應(yīng)的腔內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種電機(jī)系統(tǒng)，其包括多個電機(jī)；連接多個電機(jī)的驅(qū)動軸的至少一個傳動聯(lián)軸器；連接到多個電機(jī)的控制器。傳動聯(lián)軸器能將來自多個電機(jī)的驅(qū)動功率傳送到驅(qū)動構(gòu)件?？刂破髂芸刂贫鄠€電機(jī)的運(yùn)行，使得多個電機(jī)之中的預(yù)定數(shù)目的電機(jī)可被同時驅(qū)動，同時多個電機(jī)中的其他電機(jī)不被驅(qū)動。電機(jī)可包括無刷電機(jī)。傳動聯(lián)軸器可以如此，以便以末端對末端方式連接多個電機(jī)的驅(qū)動軸，就是說，電機(jī)的驅(qū)動軸的輸出驅(qū)動軸部分被連接到相鄰電機(jī)的輸入驅(qū)動軸部分。電機(jī)因而可被布置成電機(jī)軸縱向調(diào)整。在本發(fā)明的再一個方面，無刷電機(jī)包括至少兩個轉(zhuǎn)子、至少兩個定子和控制器。轉(zhuǎn)子被驅(qū)動軸連接，各定子對應(yīng)于各自的一個轉(zhuǎn)子，并包圍各自的轉(zhuǎn)子。各定子進(jìn)一步包括繞組?？刂破鬟B接到定子的繞組?？刂破髂軐㈦姽β蕛H提供給兩個定子的繞組中的預(yù)定數(shù)目的繞組。 在另一個方面，本發(fā)明公開了一種無刷電機(jī)，該無刷電機(jī)包括轉(zhuǎn)子；具有多個凸極的定子，第一和第二線圈纏繞在各凸極上；以及至少一個連接到第一線圈和第二線圈的控制器。控制器能將電功率提供給第一線圈、第二線圈或者同時提供給第一線圈和第二線圈。本發(fā)明具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，通過將永久磁鐵插入轉(zhuǎn)子芯表面下方的腔中，永久磁鐵被穩(wěn)定地固定在轉(zhuǎn)子內(nèi)，從而使得永久磁鐵脫離的風(fēng)險得以消除或大體上減少。在另一方面，繞轉(zhuǎn)子的磁力線因為永久磁鐵布置的位置而更均勻的分布，這就改善了能量轉(zhuǎn)換效率，并進(jìn)而增加了電機(jī)的總性能。凹槽設(shè)定在兩個磁化表面或?qū)嵸|(zhì)上轉(zhuǎn)子上的兩個永久磁鐵之間。轉(zhuǎn)子上的凹槽在無刷電機(jī)運(yùn)行時產(chǎn)生氣流，使得聚集在凸極上的線圈內(nèi)或周圍的熱量以及轉(zhuǎn)子周圍的熱量可有效地耗散。本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)在于在本發(fā)明實施例中所描述的電機(jī)系統(tǒng)中，提供了多種結(jié)構(gòu)，比如不止一個單獨(dú)控制定子上的線圈的控制器或不止一個單獨(dú)控制電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的無刷電機(jī)的控制器。這些結(jié)構(gòu)已被采用以單獨(dú)地控制系統(tǒng)內(nèi)的線圈/電機(jī)，以便可實現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的靈活功率輸出，并且更簡單地制造不止一個小功率控制器而非簡單的高功率控制器，同時仍然獲得期望的高驅(qū)動輸出功率。在另一方面，電機(jī)系統(tǒng)能在目標(biāo)裝置不需要電機(jī)系統(tǒng)的全部輸出功率時獲得能源節(jié)省。


本發(fā)明的前述和進(jìn)一步的特征將從經(jīng)由示例以及附圖提供的優(yōu)選實施例的以下描述而變得顯而易見，其中圖Ia是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無刷電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的橫截面視圖；圖Ib示出了圖Ia中的無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫截面視圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的無刷電機(jī)的橫截面視圖的示意圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的無刷電機(jī)周圍的磁場線的示意圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無刷電機(jī)的示意圖，其中，兩個不同的線圈纏繞在單凸極上；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無刷電機(jī)的橫截面視圖的示意圖，該無刷電機(jī)包括兩組定子和轉(zhuǎn)子；圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的形成電機(jī)系統(tǒng)的多個無刷電機(jī)的組成；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電機(jī)系統(tǒng)的橫截面視圖的示意圖，該電機(jī)系統(tǒng)由兩個無刷電機(jī)組成，各個電機(jī)包含兩組定子和轉(zhuǎn)子。
具體實施例方式在隨后的權(quán)利要求和本發(fā)明的前述描述中，除了因表述語言或必要暗示外，本文中的詞“包括”或變形比如“包括了”或“正包括”用于包含意義，就是說，詳細(xì)說明特定特征的存在，而非排除本發(fā)明不同實施例中的其他特征的存在或增加。如此處所用或權(quán)利要求所用的那樣，“聯(lián)接”或“連接”指經(jīng)由一個或多個電構(gòu)件直接或間接地電聯(lián)接或連接，除非另作說明?，F(xiàn)在參考圖la、圖Ib和圖2，本發(fā)明的第一實施例是包括定子22和轉(zhuǎn)子24的無刷電機(jī)。轉(zhuǎn)子24的芯21優(yōu)選地通過堆疊多個硅鋼而制造成，并且轉(zhuǎn)子芯21具有中空形狀，軸44通過該中空形狀被安裝。如圖2中所示，軸44經(jīng)由多個軸承47可轉(zhuǎn)動地安裝在電機(jī)的端蓋45上。在轉(zhuǎn)子24的外部周圍上具有多個表面40，在每個表面40的下面，腔形成在轉(zhuǎn)子24內(nèi)。在每個腔中，具有磁體26，優(yōu)選地是以型鋼布置的磁鋼。磁鋼26被布置，使得它們的N極和S極沿轉(zhuǎn)子24的圓周在轉(zhuǎn)動方向上交替地定位。磁鋼26優(yōu)選地包括硅鋼片(未不出)。在此配置中，各個表面40被表面40直接下方的相應(yīng)磁鋼26磁化。表面40因 而變成磁化表面，也在轉(zhuǎn)動方向上交替地磁化成N和S極。優(yōu)選地，腔和相應(yīng)的磁鋼26均勻地分布在轉(zhuǎn)子24的圓周上，并以預(yù)定間隔彼此等間隔地隔開。在另一個優(yōu)選實施例中，在每兩個磁化表面40之間形成有凹槽38，換句話說，每兩個磁鋼26被凹槽38隔開。在定子22的內(nèi)圓周上，形成有多個凸極32，線圈(未示出)被纏繞在各個凸極上。多個凸極32對立于轉(zhuǎn)子24上的磁化表面40。在一個實施例中，定子22上的凸極32的數(shù)目是偶數(shù)。優(yōu)選地，凸極32被均勻地分布在定子24的內(nèi)圓周上，并以預(yù)定間隔彼此均等地間隔開。可選擇地，也具有一個或多個霍爾效應(yīng)傳感器30安裝在凸極32上。在如圖Ia所示的實施例中，在定子22的內(nèi)圓周上具有18個凸極32，相應(yīng)地在轉(zhuǎn)子24的外圓周上具有16個磁鋼26。18個凸極32沿定子22的內(nèi)圓周等分成兩組三相繞組，也就是說第一繞組34和第二繞組。換句話說，第一繞組34和第二繞組36中的每一個容納9個凸極。第一繞組34和第二繞組36為整節(jié)距繞組，這就意味著在每一個容納9個凸極的三相繞組中，第一相線圈在正方向上纏繞在第一凸極周圍，然后從第一凸極和第三凸極之間的第二凸極退出；第二相線圈在正方向上纏繞在第四凸極周圍，然后在負(fù)方向上繞第六凸極再纏繞一圈，然后從第四凸極和第六凸極之間的第五凸極退出；第三相線圈在正方向上纏繞在第七凸極周圍，然后在負(fù)方向上繞第九凸極再纏繞一圈，然后從第七凸極和第九凸極之間的第八凸極退出；相同的線圈布置應(yīng)用到其他三相繞組。如圖2所示，電機(jī)中的各個三相繞組被聯(lián)接到電纜組件46，其用來將電力供應(yīng)到繞組，以及將電機(jī)的狀態(tài)信息比如霍爾傳感器30所收集的數(shù)據(jù)提供給外部傳感器(未示出)。現(xiàn)在回到上述的裝置操作，如圖la、圖Ib和圖2所示的無刷電機(jī)是三相無刷電機(jī)。當(dāng)三相DC電力被提供到電機(jī)時，電機(jī)凸極上的繞組將產(chǎn)生電磁場，其與轉(zhuǎn)子上的永磁體所產(chǎn)生的磁場作用，因此驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致從軸輸出的機(jī)械能。當(dāng)磁鋼26被嵌入在轉(zhuǎn)子20內(nèi)時，此時轉(zhuǎn)子24以高速轉(zhuǎn)動,磁鋼26被穩(wěn)定地固定轉(zhuǎn)子24內(nèi)而不會與轉(zhuǎn)子24分離,而后者情況在傳統(tǒng)的無刷電機(jī)中常會發(fā)生。因而，轉(zhuǎn)子的可靠性被大大地增強(qiáng)，并可減少電機(jī)的維修需要。在另一個方面，轉(zhuǎn)子周圍的磁力線由于磁鋼的位置而更均勻地分布，這就改善了能量轉(zhuǎn)換效率，并進(jìn)而增加電機(jī)的總性能。參考圖3，其示出了轉(zhuǎn)子表面附近的磁場線42，由于每兩個磁鋼26被凹槽38隔開，轉(zhuǎn)子表面附近的磁場相對于不具有凹槽的傳統(tǒng)電機(jī)而言進(jìn)一步以均勻方式分布。磁鋼的滯后回線由于兩個磁鋼之間的隔離也被增強(qiáng)，并且轉(zhuǎn)子的磁場表面被加強(qiáng)。在另一方面，因不均勻幾何形狀引起的凹槽38也用來在轉(zhuǎn)子24轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生氣流，從而便于電機(jī)內(nèi)的繞組的熱耗散并在其處于運(yùn)行時位置轉(zhuǎn)子的溫度。插入磁鋼26內(nèi)的硅鋼片防止磁鋼26免受磁場泄漏影響。安裝在無刷電機(jī)的凸極上的霍爾效應(yīng)傳感器30檢測轉(zhuǎn)子24的位置以及轉(zhuǎn)速，并將該信息送給經(jīng)由上述的電纜組件46連接到電機(jī)的外部電機(jī)控制器(未示出)。由于磁場將在不同的位置被檢測到，將不止一個霍爾效應(yīng)傳感器30安裝在相應(yīng)凸極32上將更好的檢測結(jié)果提供給霍爾效應(yīng)傳感器30。優(yōu)選地，霍爾效應(yīng)傳感器30也被分成三組，以提供用于三相電機(jī)的各相的狀態(tài)信息。供給遠(yuǎn)程電機(jī)控制器的霍爾效應(yīng)傳感器30的輸出可通過使用計算機(jī)軟件被進(jìn)一步分析。此外，電機(jī)的上述實施例中的凸極被均等地分成兩組三相繞組，并且各個三相繞組可被連接到單獨(dú)的電機(jī)控制器，這就意味著無刷電機(jī)所承受的總電流也被兩個電機(jī)控制器所均等地共享。該合成磁通量配置消除了生產(chǎn)一個單一的、高功率的電機(jī)控制器的需要，相反地，制造多于一個小功率控制器以控制電機(jī)是更加容易的，但仍然可獲得電機(jī)的期望高驅(qū)動功率。由于具有不止一個電機(jī)控制器，施加到電機(jī)的總電流是靈活的，并可根據(jù)特定 應(yīng)用而調(diào)節(jié)，比如需要高輸出扭矩的場合。在如圖4所示的本發(fā)明的另一個實施例，無刷電機(jī)在各個凸極上包含兩個不同的纏繞在凸極上的線圈，就是說第一線圈104和第二線圈你06。第一線圈104和第二線圈106彼此獨(dú)立并隔離。第一線圈104和第二線圈106分別被電線連接到第一控制器100和第二控制器102。在操作中，當(dāng)?shù)谝痪€圈104和第二線圈106彼此獨(dú)立時，所示的無刷電機(jī)能將電力僅提供給第一線圈104、第二線圈106或兩個線圈。例如，當(dāng)目標(biāo)裝置僅需要相對小的驅(qū)動力時，第一控制器100可將電力提供給第一線圈104，第一線圈104所產(chǎn)生的磁場和轉(zhuǎn)子驅(qū)動電機(jī)軸轉(zhuǎn)動，以便產(chǎn)生相對小的驅(qū)動力。此時，第二線圈106不被提供電力，從而第二線圈106不產(chǎn)生磁場。在另一方面，當(dāng)目標(biāo)裝置需要相對大的驅(qū)動力，第一控制器100和第二控制器102可同時將電力提供給第一線圈104和第二線圈106。轉(zhuǎn)子然后同時與來自第一線圈104和第二線圈106的磁場作用，因而電機(jī)輸出的總驅(qū)動力是大的。在如圖5所示的本發(fā)明的進(jìn)一步的實施例中，無刷電機(jī)包括電機(jī)外殼內(nèi)的兩組轉(zhuǎn)子和定子，就是說第一定子80、第二轉(zhuǎn)子82、第二定子84和第二轉(zhuǎn)子86。第一轉(zhuǎn)子82和第二轉(zhuǎn)子86被安裝在相同驅(qū)動軸44上。轉(zhuǎn)子/定子組的每一個相應(yīng)于電機(jī)控制器(未示出)，結(jié)果，具有第一轉(zhuǎn)子82的第一定子80，或者具有第二轉(zhuǎn)子86的第二定子84，可在同一時刻操作，或者它們可同時操作。例如，當(dāng)目標(biāo)裝置僅需要相對小的驅(qū)動力時，第一控制器(未示出)可將電力提供給第一定子80，第一定子80所產(chǎn)生的磁場和轉(zhuǎn)子驅(qū)動電機(jī)的軸44轉(zhuǎn)動，以便產(chǎn)生相對小的驅(qū)動力。此時，不對第二定子84提供電力，因而第二定子84不產(chǎn)生磁場以驅(qū)動第二轉(zhuǎn)子86。然而，由于第二轉(zhuǎn)子86也被安裝在軸44上，賦能的第一定子80所引起的軸44的轉(zhuǎn)動也將驅(qū)動第二轉(zhuǎn)子86轉(zhuǎn)動。在另一方面，當(dāng)目標(biāo)裝置需要相對大的驅(qū)動力時，第一控制器(未不出)和第二控制器(未不出)可同時將電力提供給第一定子80和第二定子84。第一轉(zhuǎn)子82和第二轉(zhuǎn)子86然后分別與第一定子80和第二定子84的磁場起作用，因而電機(jī)所輸出的總驅(qū)動力是大的。在進(jìn)一步的改進(jìn)中，在電機(jī)的各個定子上，具有兩個類似于圖4所示的線圈繞組，因而電機(jī)的輸出水平可根據(jù)四個不同水平被進(jìn)一步調(diào)節(jié)，這可通過對一個定子上的一個線圈、一個定子上的兩個線圈、一個定子上的兩個線圈和另一個定子上的一個線圈以及兩個定子上的兩個線圈供電而獲得。在本發(fā)明的另一方面，由不止一個單個電機(jī)組成的電機(jī)系統(tǒng)參考圖6和圖7得以描述。現(xiàn)在回到圖6,在一個實施例中，電機(jī)系統(tǒng)包括多個電機(jī),其中包含第一電機(jī)61和第二電機(jī)63,每一個電機(jī)通過電線連接到控制模塊64,其優(yōu)選地包含多個相應(yīng)于電機(jī)的電機(jī)控制器。每兩個電機(jī)的軸44被是單向聯(lián)軸器的傳動聯(lián)軸器62連接。在無刷電機(jī)系統(tǒng)的尾端的第一電機(jī)61的軸44是電機(jī)系統(tǒng)的輸出軸。傳動聯(lián)軸器62可以這種方式配置以便以首尾相連的方式連接多個電機(jī)的驅(qū)動軸44，就是說，電機(jī)驅(qū)動軸的輸出驅(qū)動軸部分被連接到相鄰電機(jī)的輸入驅(qū)動軸部分。這些電機(jī)因而可被布置為它們的電機(jī)軸縱向?qū)R。在操作中，多個電機(jī)可通過控制模塊64單獨(dú)地打開/關(guān)閉。當(dāng)目標(biāo)裝置僅需要電機(jī)系統(tǒng)可提供的最大功率的一部分，電機(jī)的一些可有選擇地開啟(即供電)以提供期望功率輸出，盡管其他非活動電機(jī)保持未被加電。例如，如果目標(biāo)裝置僅需要功率的一小部分，控制模塊64將提供電力給第一電機(jī)61以用于電機(jī)操作,而系統(tǒng)中的第二電機(jī)63和其他電機(jī)不運(yùn)行。第一·電機(jī)61的軸44然后驅(qū)動目標(biāo)裝置。盡管第一電機(jī)61的軸44也通過傳動聯(lián)軸器62被連接到第二電機(jī)63的軸，第二電機(jī)63然后被驅(qū)動，因為傳動聯(lián)軸器62是單通聯(lián)軸器，其僅允許驅(qū)動力從第二電機(jī)63傳送到第一電機(jī)61，但不是可逆的。然而，當(dāng)目標(biāo)裝置需要電機(jī)系統(tǒng)的更多功率或者甚至最大功率時，控制模塊64可控制第一電機(jī)61和第二電機(jī)63，或者系統(tǒng)中的其他電機(jī)以同時操作。由于傳動聯(lián)軸器62的存在,后部電機(jī)例如第二電機(jī)63所產(chǎn)生的驅(qū)動功率可被傳送到前部電機(jī)例如第一電機(jī)61,使得電機(jī)系統(tǒng)的總輸出功率是來自各個電機(jī)的驅(qū)動功率的組合。電機(jī)系統(tǒng)中的電機(jī)可以是無刷電機(jī)或永磁電機(jī)。在圖7所示的實施例中，兩個無刷電機(jī)被單通傳動聯(lián)軸器62聯(lián)接以便以上述的方式協(xié)同操作。然而，在各個無刷電機(jī)中，也具有多個定子/轉(zhuǎn)子組。各個電機(jī)內(nèi)的所有定子/轉(zhuǎn)子組可被相應(yīng)的電機(jī)控制器(未示出)所單獨(dú)地控制，使得電機(jī)系統(tǒng)的輸出是高度靈活的，并可根據(jù)目標(biāo)裝置的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。盡管在附圖和前述描述中詳細(xì)地說明和描述了本發(fā)明，本質(zhì)上一樣認(rèn)為是展示性的而非限制性的，應(yīng)當(dāng)理解的是，僅示例性實施例得到了顯示和說明，并非以任何方式限制本發(fā)明的范圍?？梢粤私獾氖?，此處所描述的任何特征可以用于任何實施例。演示性實施例或本文未敘述的其他實施例彼此之間并非排斥。因而，本發(fā)明也提供包括上文描述的演示性實施例中的一個或多個組合的實施例。本文所提出的本發(fā)明的改型或變型可在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下獲得，并因此，僅僅這種限制應(yīng)當(dāng)對所表示的附加權(quán)利要求施加影響。應(yīng)當(dāng)理解的是，如果任何現(xiàn)有技術(shù)出版物在此作為參考，這種參考不構(gòu)成對出版物在澳大利亞或任何其他國家中形成現(xiàn)有技術(shù)中的公用知識的一部分的承認(rèn)。例如，無刷電機(jī)中的永磁體是具有插入在磁鋼中的硅鋼片的磁鋼。電機(jī)的轉(zhuǎn)子芯由一堆硅鋼片制成。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到磁體或轉(zhuǎn)子芯可使用任何其他適宜材料/配置制造而成，只要這些材料/配置能提供期望性能。在上文描述的優(yōu)選實施例中，在無刷電機(jī)中具有18個凸極和16個磁鋼。但是在其他應(yīng)用中，假若磁體的數(shù)目是偶數(shù)并且換向條件可被滿足，無刷電機(jī)可包括任何數(shù)目的磁極或磁體。在一個實施中，凸極的數(shù)目可以是偶數(shù)或奇數(shù)，并且磁鋼的數(shù)目必須是偶數(shù)。圖4至圖7所示的實施例提供電機(jī)和電機(jī)系統(tǒng)所用的不同布置，以實現(xiàn)到目標(biāo)裝置(比如，凸極上的多個線圈、不止一個電機(jī)的組合、單個電機(jī)內(nèi)的不止一個定子/轉(zhuǎn)子組等)的靈活功率輸出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到在特定應(yīng)用中產(chǎn)生不同功率輸出，任何類型的配置/電機(jī)線圈或電機(jī)的組合應(yīng)當(dāng)落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且不應(yīng)當(dāng)由上文所描述的特定實施例所限制。例如，在電機(jī)內(nèi)的單個極上可具有三個或四個不同的繞組，不止兩組定子/轉(zhuǎn)子可以安裝在單個電機(jī)的內(nèi)部，并且不止兩個電機(jī)可使用傳動聯(lián)軸器組裝以形成電機(jī)系統(tǒng)等。同樣，用于線圈/電機(jī)的控制器可被靈活地配置，比如集成為單個控制器模塊或開發(fā)成單獨(dú)的電機(jī)控制器。上述的實施例通過使用無刷電機(jī)而被描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，本發(fā)明的教導(dǎo)也可應(yīng)用到其他類型的電機(jī)比如無刷電機(jī)中。在圖6所示的實施例中，用來連接兩個電機(jī)的傳動聯(lián)軸器是單通聯(lián)軸器。然而，根 據(jù)電機(jī)系統(tǒng)的特定應(yīng)用，傳動聯(lián)軸器可以是其他模型。例如，當(dāng)目標(biāo)裝置需要正向轉(zhuǎn)動和負(fù)向轉(zhuǎn)動，用于電機(jī)系統(tǒng)的傳動聯(lián)軸器可以是雙向聯(lián)軸器，或者是或雙向聯(lián)軸器與單向聯(lián)軸器的混合。
權(quán)利要求
1.一種無刷電機(jī)，包括 具有在轉(zhuǎn)動方向上交替地磁化為N極和S極的多個磁化表面的轉(zhuǎn)子； 具有多個凸極的定子，線圈纏繞在各凸極上，所述多個凸極對立于所述磁化表面； 其中，所述轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括所述磁化表面之下的多個腔；多個磁體中的每一個置于所述多個腔的相應(yīng)的一個內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無刷電機(jī)，其特征在于，所述磁體以第一預(yù)定間隔布置在所述電機(jī)的所述磁化表面下；所述凸極以第二預(yù)定間隔形成在所述定子上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的無刷電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)進(jìn)一步包括多個凹槽，各個所述凹槽形成在兩個所述磁化表面之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的無刷電機(jī)，其特征在于，所述磁體是磁鋼，各個所述磁體進(jìn)一步包括娃鋼片。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無刷電機(jī)，其特征在于，所述定子上的所述凸極的數(shù)目是偶數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無刷電機(jī)，其特征在于，所述多個凸極沿所述定子的圓周被均等地分成兩組三相繞組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無刷電機(jī)，其特征在于，所述多個凸極的數(shù)目是18，所述多個磁鐵的數(shù)目是16。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無刷電機(jī)，其特征在于，在每一個所述三相繞組中，第一相線圈以正方向纏繞在第一凸極周圍，然后以負(fù)方向再在第三凸極上纏繞一圈，然后自所述第一凸極和所述第三凸極之間的第二凸極退出；第二相線圈以正方向纏繞在第四凸極周圍，然后以負(fù)方向再在第六凸極上纏繞一圈，然后自所述第四凸極和所述第六凸極之間的第五凸極退出；第三相線圈以正方向纏繞在第七凸極周圍，然后以負(fù)方向再在第九凸極上纏繞一圈，然后自所述第七凸極和所述第九凸極之間的第八凸極退出。
9.一種電機(jī)系統(tǒng),包括 多個電機(jī)； 連接所述多個電機(jī)的驅(qū)動軸的至少一個傳動聯(lián)軸器；所述傳動聯(lián)軸器能將來自所述多個電機(jī)的驅(qū)動功率傳送到驅(qū)動構(gòu)件； 連接到所述無刷電機(jī)的控制器； 其特征在于，所述控制器能控制所述多個電機(jī)的運(yùn)行，使得所述多個電機(jī)之中的預(yù)定數(shù)目的所述多個電機(jī)可被同時驅(qū)動，同時所述多個電機(jī)中的其他電機(jī)不被驅(qū)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動聯(lián)軸器是單向聯(lián)軸器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動聯(lián)軸器是雙向聯(lián)軸器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)是無刷電機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)是永磁電機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動聯(lián)軸器以端對端方式連接所述多個電機(jī)的所述驅(qū)動軸，由此，所述多個電機(jī)的其中一個的所述驅(qū)動軸的輸出驅(qū)動軸部分被連接到所述多個電機(jī)的其中一個相鄰電機(jī)的所述驅(qū)動軸的輸入驅(qū)動軸部分。
15.—種無刷電機(jī),包括 至少兩個轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子由驅(qū)動軸連接；至少兩個定子，每一個所述定子分別對應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子的其中一個，并包圍各自的轉(zhuǎn)子；每一個所述定子進(jìn)一步包括繞組； 連接到所述定子的所述繞組的控制器，其中，所述控制器能將電功率僅提供給所述定子的所述繞組之中的預(yù)定數(shù)目的所述繞組。
16.—種無刷電機(jī),包括 轉(zhuǎn)子； 具有多個凸極的定子，第一和第二線圈纏繞在各個凸極上； 至少一個連接到所述第一線圈和所述第二線圈的控制器，所述控制器能將電功率提供給所述第一線圈、所述第二線圈或者同時提供給第一線圈和第二線圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了無刷電機(jī)，該無刷電機(jī)包括具有在轉(zhuǎn)動方向上交替地磁化為N極和S極的多個磁化表面的轉(zhuǎn)子；具有多個凸極的定子，線圈纏繞在各凸極上；多個凸極對立于所述磁化表面，其中，轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括磁化表面之下的多個腔；多個磁體中的每一個置于一個腔內(nèi)。本發(fā)明的其他方面也教導(dǎo)了電機(jī)結(jié)構(gòu)或電機(jī)系統(tǒng)的不同配置，以獲得靈活的功率輸出。
文檔編號H02K29/00GK102801273SQ20111014068
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者陳冶, 毛國華 申請人:福斯特資產(chǎn)有限公司