本實(shí)用新型屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全周磁通分極式周向繞組的高效電機(jī)及新能源電動(dòng)車(chē)輛。

背景技術(shù)：

電機(jī)是非常重要的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置，其能量轉(zhuǎn)換效率是尤為重要的技術(shù)指標(biāo)。提高效率的實(shí)質(zhì)是盡可能地減少電機(jī)的損耗。

傳統(tǒng)技術(shù)的電機(jī)多采用鏈?zhǔn)嚼@組或同心繞組，其繞組端部所帶來(lái)的漏磁和發(fā)熱較多，形成較多的渦流損耗及阻性銅損，如何有效降低電機(jī)端部帶來(lái)的損耗，成為制約電機(jī)效率的重要技術(shù)問(wèn)題。

另一方面，在采用周向繞組時(shí)，對(duì)于采用單個(gè)朝向的單周分布式磁極的定子磁芯來(lái)說(shuō)，在圓周上的相鄰磁極之間有空缺位置，即：相鄰磁極具有的間距，簡(jiǎn)稱(chēng)磁極距，定子繞組在磁極距處的部分磁場(chǎng)以磁力線彎曲的方式傳遞到磁極距兩邊的定子磁極，磁極距處的有部分磁場(chǎng)泄露發(fā)散至磁極距周?chē)目臻g，這使得定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)利用率有所降低，還會(huì)形成較大的電磁干擾。

較為重要的又一方面，目前，新能源電動(dòng)汽車(chē)采用的電機(jī)包括有：交流電機(jī)、永磁電機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等，一般這些電機(jī)仍采用具有端部繞組的傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)，由于該類(lèi)電機(jī)所具有的上述不足，使電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展較大程度上受制于電機(jī)技術(shù)的制約；在現(xiàn)有車(chē)載動(dòng)力電池的技術(shù)條件下，在日益嚴(yán)格的節(jié)能和環(huán)保指標(biāo)要求下，如何提高電機(jī)的效率和功率問(wèn)題成為制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，因此，亟待研發(fā)高效節(jié)能的高可靠性的新型電機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種高效電機(jī)，以解決上述技術(shù)問(wèn)題的至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，特別是降低漏磁及繞組端部帶來(lái)的發(fā)熱損耗。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

依據(jù)本實(shí)用新型第一個(gè)方面，提供了一種全周磁通分極式周向繞組的高效電機(jī)，其特殊之處在于，包括定子、轉(zhuǎn)子、所述定子和轉(zhuǎn)子的支撐部件及電子控制系統(tǒng)，

所述轉(zhuǎn)子圓周上具有轉(zhuǎn)子磁極；

所述定子包括n個(gè)相位的定子磁芯和n個(gè)相位的定子繞組，其中n為≥1的自然數(shù)；

所述定子繞組為與所述轉(zhuǎn)子同軸心的圓周繞組，所述圓周繞組為單線繞制或多線并繞的圓型線圈結(jié)構(gòu)的周向繞組；

其中，每一相位的所述定子磁芯包括軛部和定子磁極，所述軛部圍成連續(xù)的圓周型結(jié)構(gòu)，所述軛部的圓周上具有能夠容納所述定子繞組的槽腔，所述槽腔的槽口兩側(cè)分別連接兩個(gè)正對(duì)的定子磁極構(gòu)成磁極對(duì)，槽口每一側(cè)的相鄰定子磁極的根部彼此貼靠，每一磁極通過(guò)所述磁極的根部與所述槽口連接，所述定子磁極或定子磁極對(duì)按其在所述定子磁芯上所處圓周的不同分為1至多組，同一組定子磁極或磁極對(duì)的朝向相同，不同組的定子磁極或磁極對(duì)的朝向不同，所述朝向?yàn)榕c所述定子磁極發(fā)生磁力作用的轉(zhuǎn)子磁極的方向；

使每一相位的所述周向繞組的磁場(chǎng)能夠高效率傳遞到高密度圍繞在所述周向繞組整個(gè)圓周的所有朝向的定子磁極；

所述轉(zhuǎn)子具有與所述定子適應(yīng)的1至多個(gè)朝向的轉(zhuǎn)子磁極，所述轉(zhuǎn)子磁極與所述定子磁極之間留有氣隙；

在所述定子的周向繞組通電時(shí)所述定子磁極對(duì)被磁化為磁性相異的兩種磁極，用于與所述轉(zhuǎn)子的磁極構(gòu)成磁回路，通過(guò)所述磁回路磁通的變化使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)向外輸出動(dòng)力；或所述轉(zhuǎn)子在外力驅(qū)動(dòng)下通過(guò)所述磁回路磁通的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。

①當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為1個(gè)朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)時(shí)，所述定子磁芯的槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致使所述槽腔構(gòu)成連續(xù)的圓型環(huán)槽，在所述槽口兩側(cè)的軛部圓周上，位于所述槽口第一側(cè)的m個(gè)磁極的根部與所述槽口第一側(cè)圓周連接，位于所述槽口第二側(cè)的另m個(gè)磁極的根部與所述槽口的第二側(cè)圓周連接，所述第一側(cè)或第二側(cè)的磁極的根部在相應(yīng)槽口圓周上連續(xù)排列，所述第一側(cè)的任意兩個(gè)相鄰磁極或第二側(cè)的任意兩個(gè)相鄰磁極的端部之間為不連接的斷續(xù)分布，以使任一側(cè)相鄰磁極之間分布磁阻，使所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極；

②當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為p個(gè)朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)時(shí)，其中p≥2，所述定子磁芯的槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致使所述槽腔構(gòu)成連續(xù)的圓型環(huán)槽，在所述槽口兩側(cè)的軛部圓周上，位于所述槽口第一側(cè)的m個(gè)磁極的根部與所述槽口第一側(cè)圓周連接，位于所述槽口第二側(cè)的另m個(gè)磁極的根部與所述槽口的第二側(cè)圓周連接，所述第一側(cè)的磁極的根部或第二側(cè)的磁極的根部在相應(yīng)槽口圓周上連續(xù)排列；

在所述槽口兩側(cè)的軛部圓周上，所述第一側(cè)的任意相鄰兩個(gè)磁極端部或第二側(cè)的任意相鄰兩個(gè)磁極端部相對(duì)于所述槽口圓周的朝向不同，不同朝向的磁極中的每個(gè)朝向的磁極在所述槽口圓周按一定順序交替分布，以適應(yīng)于相應(yīng)的轉(zhuǎn)子的多個(gè)朝向的磁極，使所述第一側(cè)任意兩個(gè)相鄰磁極之間或第二側(cè)任意兩個(gè)相鄰磁極之間分布磁阻，所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極；

③當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為2個(gè)朝向分布的2m個(gè)磁極對(duì)時(shí)，其中

第一朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第二朝向分布的另m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的另m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

所述的m個(gè)槽口朝向與所述的另m個(gè)槽口朝向?yàn)閮蓚€(gè)不同的朝向，且兩個(gè)朝向的槽口在所述磁芯上交替排列，每個(gè)槽口兩側(cè)都與相應(yīng)磁極對(duì)的兩個(gè)定子磁極的根部連接，圓周方向上相鄰兩個(gè)定子磁極的根部分別連接在兩個(gè)不同朝向的槽口一側(cè)圓周上，在定子磁芯的圓周方向上兩個(gè)朝向的定子磁極交替布置，同一朝向的兩個(gè)相鄰定子磁極的端部之間為不連接的斷續(xù)分布，以使同一朝向的相鄰磁極之間分布磁阻，使所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極；

④當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為3個(gè)朝向分布的3m個(gè)磁極對(duì)時(shí)，其中

第一朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第二朝向分布的另m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的另m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第三朝向分布的又m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的又m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

所述的m個(gè)槽口朝向與所述的另m個(gè)槽口朝向及所述的又m個(gè)槽口朝向?yàn)槿齻€(gè)不同的朝向，且三個(gè)朝向的槽口在所述磁芯上按一定順序交替排列，每個(gè)槽口兩側(cè)都與相應(yīng)磁極對(duì)的兩個(gè)定子磁極的根部連接，圓周方向上相連三個(gè)定子磁極的根部分別連接在三個(gè)不同朝向的槽口一側(cè)圓周上，在定子磁芯的圓周方向上三個(gè)朝向的定子磁極按一定順序交替布置，同一朝向的兩個(gè)相鄰定子磁極的端部之間為不連接的斷續(xù)分布，以使同一朝向的相鄰磁極之間分布磁阻，使所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極；

⑤當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為4個(gè)朝向分布的4m個(gè)磁極對(duì)時(shí)，其中

第一朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第二朝向分布的另m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的另m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第三朝向分布的又m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的又m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第四朝向分布的再m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的再m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

所述的m個(gè)槽口朝向與所述的另m個(gè)槽口朝向及所述的又m個(gè)槽口朝向及所述的再m個(gè)槽口朝向?yàn)樗膫€(gè)不同的朝向，且四個(gè)朝向的槽口在所述磁芯上按一定順序交替排列，每個(gè)槽口兩側(cè)都與相應(yīng)磁極對(duì)的兩個(gè)定子磁極的根部連接，圓周方向上相連四個(gè)定子磁極的根部分別連接在四個(gè)不同朝向的槽口一側(cè)圓周上，在定子磁芯的圓周方向上四個(gè)朝向的定子磁極按一定順序律交替布置，同一朝向的兩個(gè)相鄰定子磁極的端部之間為不連接的斷續(xù)分布，以使同一朝向的相鄰磁極之間分布磁阻，使所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極。

⑥當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為t個(gè)朝向分布的tm個(gè)磁極對(duì)時(shí)，且t≥5為自然數(shù)，其中

每一朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，不同朝向的磁極所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的槽口朝向不同，

且每個(gè)朝向的槽口在所述磁芯上按一定順序交替排列，每個(gè)槽口兩側(cè)都與相應(yīng)磁極對(duì)的兩個(gè)定子磁極的根部連接，圓周方向上相連t個(gè)定子磁極的根部分別連接在t個(gè)不同朝向的槽口一側(cè)圓周上，在定子磁芯的圓周方向上t個(gè)朝向的定子磁極按一定順序律交替布置，同一朝向的兩個(gè)相鄰定子磁極的端部之間為不連接的斷續(xù)分布，以使同一朝向的相鄰磁極之間分布磁阻，使所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還提供了一種全周磁通分極式周向繞組的高效電機(jī)，其特殊之處在于，所述定子磁芯為分體式定子磁芯，所述分體式定子磁芯為軸向分體式或?yàn)樵诙ㄗ哟判镜膱A周方向上分體式定子磁芯。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還提供了一種全周磁通分極式周向繞組的高效電機(jī)，其特殊之處在于，所述電機(jī)為2相電機(jī)。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還提供了一種全周磁通分極式周向繞組的高效電機(jī)，其特殊之處在于，所述電機(jī)為3相電機(jī)。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還提供了一種全周磁通分極式周向繞組的高效電機(jī)，其特殊之處在于，所述電機(jī)為4相電機(jī)或4相以上的電機(jī)。

依據(jù)本實(shí)用新型的第二個(gè)方面，提供了一種新能源電動(dòng)車(chē)輛，其特殊之處在于，包括如上述內(nèi)容中所述的任一種全周磁通分極式周向繞組的高效電機(jī)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案的有益效果是：

1、周向繞組結(jié)構(gòu)，不存在原有技術(shù)的繞組端部，徹底消除了端部帶來(lái)的漏磁問(wèn)題，磁場(chǎng)利用率明顯提高，使電機(jī)的功率和效率得以提高。

2、電機(jī)端蓋幾乎不會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，也不會(huì)大量發(fā)熱。

3、采用周向繞組技術(shù)方案徹底擯除端部的發(fā)熱問(wèn)題。

4、周向繞組緊湊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省銅材和成本。

5、減小電機(jī)的體積和重量。

6、整體的周向繞組繞制工藝較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本降低。

7、周向繞組繞制好以后，其裝配到定子槽內(nèi)的工序比傳統(tǒng)繞組嵌線簡(jiǎn)單，繞組還可以先浸漆烘干定型，繞組內(nèi)每條導(dǎo)線規(guī)則度和一致性好，還可以將繞組預(yù)先裝配到適宜的絕緣支架內(nèi)在連同所述的絕緣支架一切轉(zhuǎn)配到定子槽內(nèi)，提高了絕緣性能。

8、在多相周向繞組的功率電機(jī)中，不同相位的繞組安裝在不同定子的槽內(nèi)，不同相位的繞組之間不會(huì)出現(xiàn)相間短路極相間漏電現(xiàn)象，使電機(jī)可靠性和壽命提高。

9、所述周向繞組的應(yīng)用前景較好，可以應(yīng)用在多種電機(jī)中。

10、采用全周分極使所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都高比率地傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極，定子繞組有效長(zhǎng)度比例大大提高、定子繞組安匝數(shù)實(shí)際利用率提高、散射磁場(chǎng)減少、減小了渦流、降低了鐵損、提高了電機(jī)效率和功率密度。

11、由于周向繞組的功率電機(jī)具有上述較為優(yōu)秀的技術(shù)效果，克服了現(xiàn)有技術(shù)的電機(jī)的一些技術(shù)弊端，尤其適合于作為新能源電動(dòng)車(chē)輛的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，從而提高電動(dòng)車(chē)輛的能量轉(zhuǎn)化效率以及具有所述的一些其他優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)了交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，降低污染，使人類(lèi)的現(xiàn)代文明生活更加美好。

附圖說(shuō)明

圖1是周向繞組的非全周分極式電機(jī)的定子磁極示意圖；

圖2是周向繞組的非全周分極式電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極示意圖；

圖3是周向繞組示意圖；

圖4是非全周分極式電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極的磁力線展開(kāi)示意圖；

圖5是單相周向繞組的全周磁通分極式電機(jī)的定子軸向剖面示意圖；

圖6是單相周向繞組的全周磁通分極式電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸向剖面示意圖；

圖7是全周磁通分極式電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極的磁力線展開(kāi)示意圖；

圖8是一種全周磁通分極式周向繞組電機(jī)的相鄰定子磁極剖視圖；

圖9是一種全周磁通分極式周向繞組電機(jī)的局部定子磁極展開(kāi)圖；

圖10是一種單相周向繞組的全周磁通90°分極式電機(jī)的側(cè)剖面圖；

圖11是一種單相周向繞組的全周磁通分2極式電機(jī)的側(cè)面剖視圖；

圖12是一種單相周向繞組的U型磁芯全周磁通分3極式電機(jī)的側(cè)面剖視圖；

圖13是一種兩相周向繞組的U型磁芯全周磁通分2極式電機(jī)的側(cè)面剖視圖；

圖14是一種三相周向繞組的U型磁芯全周磁通分2極式電機(jī)的側(cè)面剖視圖；

圖15是一種四相周向繞組的U型磁芯全周磁通分2極式電機(jī)的側(cè)面剖視圖；

圖16是一種包括周向繞組的全周磁通分極式電機(jī)的汽車(chē)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做以進(jìn)一步詳細(xì)描述，下述實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型。

在闡述本實(shí)用新型的實(shí)施例之前，有必要先將周向繞組的非全周分極式的電機(jī)做以比較分析，以便更有助于理解全周分極式電機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)。

如圖1所示，為周向繞組的非全周磁通分極式電機(jī)的定子磁極示意圖，所示的定子圓周上具有周向的環(huán)槽105，槽內(nèi)用于嵌置環(huán)型的周向繞組，槽口兩側(cè)的圓周上均勻分布有定子磁極，槽口外側(cè)圓周上分布有外圈的定子磁極如101，磁極之間的空缺位置(如圖中的103位置)為外圈的磁極距，槽口內(nèi)側(cè)圓周上分布有內(nèi)圈的定子磁極如102，磁極之間的空缺位置(如圖中的104位置)為內(nèi)圈的磁極距，外圈磁極和內(nèi)圈磁極數(shù)目相等且一一正對(duì)，正對(duì)的兩個(gè)磁極構(gòu)成磁極對(duì)(如101和102)。

如圖2所示，為周向繞組的非全周磁通分極式電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極示意圖，與上述定子對(duì)應(yīng)地，所示的轉(zhuǎn)子圓周上分布有轉(zhuǎn)子磁極如121/122，磁極之間的空缺位置(如圖中的123、124位置)為轉(zhuǎn)子磁極距。轉(zhuǎn)子磁極數(shù)與定子磁極對(duì)數(shù)目相等，轉(zhuǎn)子軸為125。

如圖3所示，為周向繞組示意圖，所示周向繞組130為單線繞制或多線并繞的圓型線圈結(jié)構(gòu)的周向繞組，

用于在所述定子繞組130通電時(shí)使所述定子磁芯被磁化，所述槽105的槽口兩側(cè)圓周被磁化為異名磁極，如所述磁極101為S極則所述磁極102為N極，并通過(guò)所述定子磁極引導(dǎo)磁場(chǎng)，在所述轉(zhuǎn)子磁極121/122上產(chǎn)生電磁力矩驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，

或用于在所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)磁極引導(dǎo)磁場(chǎng)，使磁場(chǎng)方向垂直于周向繞組導(dǎo)體，變化的磁場(chǎng)將使所述定子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并通過(guò)其端子131引出。

上述內(nèi)容為單相周向繞組的非全周分極式電機(jī)的說(shuō)明，眾所周知，轉(zhuǎn)子磁極可以是軟磁磁極以構(gòu)成開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，也可以是永磁磁極構(gòu)成永磁電機(jī)，還可以是激磁磁極構(gòu)成激磁電機(jī)；還可以設(shè)置多個(gè)單相定子及相應(yīng)轉(zhuǎn)子進(jìn)行軸向分相構(gòu)成多相電機(jī)。

如圖4所示，為非全周磁通分極式電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極的展開(kāi)示意圖，將磁芯的槽路展開(kāi)，并將圓型磁芯展開(kāi)在平面圖上，圖中虛線305為槽路中間對(duì)應(yīng)于周向繞組的裝配位置，周向繞組槽口兩側(cè)的磁極(如301和302)為1磁極對(duì)，相鄰磁極之間的空缺位置如303和304為磁極距。在周向繞組通電時(shí)，磁芯被磁化，周向繞組導(dǎo)體周?chē)拇艌?chǎng)磁力線方向如圖示意，磁極展開(kāi)部分磁力線較為平直、均勻，磁極距與磁極交接附近磁力線彎曲，磁極距部分槽底磁芯的磁力線分別向兩側(cè)彎曲指向就近的磁極，但磁極距中間部分還是有磁場(chǎng)散射到其周?chē)臻g，形成較多漏磁，還會(huì)對(duì)周?chē)纬呻姶鸥蓴_，如圖中303、304位置附近的磁力線情況。

為了克服上述電機(jī)磁芯漏磁較多問(wèn)題，下面闡述本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施方式。

第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種全周磁通分極式周向繞組的高效電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、所述定子和轉(zhuǎn)子的支撐部件及電子控制系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)子圓周上具有轉(zhuǎn)子磁極；

所述定子包括n個(gè)相位的定子磁芯和n個(gè)相位的定子繞組，其中n為≥1的自然數(shù)；

所述定子繞組為與所述轉(zhuǎn)子同軸心的圓周繞組，所述圓周繞組為單線繞制或多線并繞的圓型線圈結(jié)構(gòu)的周向繞組；

其中，每一相位的所述定子磁芯包括軛部和定子磁極，所述軛部圍成連續(xù)的圓周型結(jié)構(gòu)，所述軛部的圓周上具有能夠容納所述定子繞組的槽腔，所述槽腔的槽口兩側(cè)分別連接兩個(gè)正對(duì)的定子磁極構(gòu)成磁極對(duì)，槽口每一側(cè)的相鄰定子磁極的根部彼此貼靠，每一磁極通過(guò)所述磁極的根部與所述槽口連接，所述定子磁極或定子磁極對(duì)按其在所述定子磁芯上所處圓周的不同分為1至多組，同一組定子磁極或磁極對(duì)的朝向相同，不同組的定子磁極或磁極對(duì)的朝向不同，所示朝向?yàn)榕c所述定子磁極發(fā)生磁力作用的轉(zhuǎn)子磁極的方向；

使每一相位的所述周向繞組的磁場(chǎng)能夠高效率傳遞到高密度圍繞在所述周向繞組整個(gè)圓周的所有朝向的定子磁極；

所述轉(zhuǎn)子具有與所述定子適應(yīng)的1至多個(gè)朝向的轉(zhuǎn)子磁極，所述轉(zhuǎn)子磁極與所述定子磁極之間留有氣隙；

在所述定子的周向繞組通電時(shí)所述定子磁極對(duì)被磁化為磁性相異的兩種磁極，用于與所述轉(zhuǎn)子的磁極構(gòu)成磁回路，通過(guò)所述磁回路磁通的變化使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)向外輸出動(dòng)力；或所述轉(zhuǎn)子在外力驅(qū)動(dòng)下通過(guò)所述磁回路磁通的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。

①當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為1個(gè)朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)時(shí)，所述定子磁芯的槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致使所述槽腔構(gòu)成連續(xù)的圓型環(huán)槽，在所述槽口兩側(cè)的軛部圓周上，位于所述槽口第一側(cè)的m個(gè)磁極的根部與所述槽口第一側(cè)圓周連接，位于所述槽口第二側(cè)的另m個(gè)磁極的根部與所述槽口的第二側(cè)圓周連接，所述第一側(cè)或第二側(cè)的磁極的根部在相應(yīng)槽口圓周上連續(xù)排列，所述第一側(cè)的任意兩個(gè)相鄰磁極或第二側(cè)的任意兩個(gè)相鄰磁極的端部之間為不連接的斷續(xù)分布，以使任一側(cè)相鄰磁極之間分布磁阻，使所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極；

②當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為p個(gè)朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)時(shí)，其中p≥2，所述定子磁芯的槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致使所述槽腔構(gòu)成連續(xù)的圓型環(huán)槽，在所述槽口兩側(cè)的軛部圓周上，位于所述槽口第一側(cè)的m個(gè)磁極的根部與所述槽口第一側(cè)圓周連接，位于所述槽口第二側(cè)的另m個(gè)磁極的根部與所述槽口的第二側(cè)圓周連接，所述第一側(cè)的磁極的根部或第二側(cè)的磁極的根部在相應(yīng)槽口圓周上連續(xù)排列；

在所述槽口兩側(cè)的軛部圓周上，所述第一側(cè)的任意相鄰兩個(gè)磁極端部或第二側(cè)的任意相鄰兩個(gè)磁極端部相對(duì)于所述槽口圓周的朝向不同，不同朝向的磁極中的每個(gè)朝向的磁極在所述槽口圓周按一定順序交替分布，以適應(yīng)于相應(yīng)的轉(zhuǎn)子的多個(gè)朝向的磁極，使所述第一側(cè)任意兩個(gè)相鄰磁極之間或第二側(cè)任意兩個(gè)相鄰磁極之間分布磁阻，所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極；

③當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為2個(gè)朝向分布的2m個(gè)磁極對(duì)時(shí)，其中

第一朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第二朝向分布的另m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的另m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

所述的m個(gè)槽口朝向與所述的另m個(gè)槽口朝向?yàn)閮蓚€(gè)不同的朝向，且兩個(gè)朝向的槽口在所述磁芯上交替排列，每個(gè)槽口兩側(cè)都與相應(yīng)磁極對(duì)的兩個(gè)定子磁極的根部連接，圓周方向上相鄰兩個(gè)定子磁極的根部分別連接在兩個(gè)不同朝向的槽口一側(cè)圓周上，在定子磁芯的圓周方向上兩個(gè)朝向的定子磁極交替布置，同一朝向的兩個(gè)相鄰定子磁極的端部之間為不連接的斷續(xù)分布，以使同一朝向的相鄰磁極之間分布磁阻，使所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極；

④當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為3個(gè)朝向分布的3m個(gè)磁極對(duì)時(shí)，其中

第一朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第二朝向分布的另m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的另m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第三朝向分布的又m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的又m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

所述的m個(gè)槽口朝向與所述的另m個(gè)槽口朝向及所述的又m個(gè)槽口朝向?yàn)槿齻€(gè)不同的朝向，且三個(gè)朝向的槽口在所述磁芯上按一定順序交替排列，每個(gè)槽口兩側(cè)都與相應(yīng)磁極對(duì)的兩個(gè)定子磁極的根部連接，圓周方向上相連三個(gè)定子磁極的根部分別連接在三個(gè)不同朝向的槽口一側(cè)圓周上，在定子磁芯的圓周方向上三個(gè)朝向的定子磁極按一定順序交替布置，同一朝向的兩個(gè)相鄰定子磁極的端部之間為不連接的斷續(xù)分布，以使同一朝向的相鄰磁極之間分布磁阻，使所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極；

⑤當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為4個(gè)朝向分布的4m個(gè)磁極對(duì)時(shí)，其中

第一朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第二朝向分布的另m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的另m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第三朝向分布的又m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的又m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

第四朝向分布的再m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的再m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，

所述的m個(gè)槽口朝向與所述的另m個(gè)槽口朝向及所述的又m個(gè)槽口朝向及所述的再m個(gè)槽口朝向?yàn)樗膫€(gè)不同的朝向，且四個(gè)朝向的槽口在所述磁芯上按一定順序交替排列，每個(gè)槽口兩側(cè)都與相應(yīng)磁極對(duì)的兩個(gè)定子磁極的根部連接，圓周方向上相連四個(gè)定子磁極的根部分別連接在四個(gè)不同朝向的槽口一側(cè)圓周上，在定子磁芯的圓周方向上四個(gè)朝向的定子磁極按一定順序律交替布置，同一朝向的兩個(gè)相鄰定子磁極的端部之間為不連接的斷續(xù)分布，以使同一朝向的相鄰磁極之間分布磁阻，使所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極。

⑥當(dāng)所述定子磁芯的磁極在所述軛部圓周上為t個(gè)朝向分布的tm個(gè)磁極對(duì)時(shí)，且t≥5為自然數(shù)，其中

每一朝向分布的m個(gè)磁極對(duì)所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的m個(gè)槽口相對(duì)于所述槽體朝向一致，不同朝向的磁極所對(duì)應(yīng)的定子磁芯的槽口朝向不同，

且每個(gè)朝向的槽口在所述磁芯上按一定順序交替排列，每個(gè)槽口兩側(cè)都與相應(yīng)磁極對(duì)的兩個(gè)定子磁極的根部連接，圓周方向上相連t個(gè)定子磁極的根部分別連接在t個(gè)不同朝向的槽口一側(cè)圓周上，在定子磁芯的圓周方向上t個(gè)朝向的定子磁極按一定順序律交替布置，同一朝向的兩個(gè)相鄰定子磁極的端部之間為不連接的斷續(xù)分布，以使同一朝向的相鄰磁極之間分布磁阻，使所述定子繞組圓周上每一段所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都傳導(dǎo)至相應(yīng)位置的槽口兩側(cè)的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極。

具體地，如下面實(shí)施例1至實(shí)施例8的闡述。

實(shí)施例1

如圖5所示，為單相周向繞組的全周磁通分極式電機(jī)的定子軸向剖面示意圖，其周向繞組與上述圖3所示的周向繞組相同，周向繞組嵌置在圓周506和507之間的槽路中。

如圖6所示，為單相周向繞組的全周磁通分極式電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸向剖面示意圖，所述定子磁芯包括軛部和定子磁極，所述軛部圍成連續(xù)的圓周型結(jié)構(gòu)，所述軛部的圓周上具有能夠容納所述定子繞組的槽腔505，所述槽腔的槽口兩側(cè)圓周均勻分布定子磁極，槽口兩側(cè)分別連接兩個(gè)正對(duì)的定子磁極(如磁極508和510)構(gòu)成磁極對(duì)，槽口每一側(cè)的相鄰定子磁極的根部彼此貼靠，每一磁極通過(guò)所述磁極的根部與所述槽口連接；槽口向內(nèi)徑方向的相鄰磁極的間距沿槽口向磁極端部為漸進(jìn)式增寬，使定子之間磁極距大為減小(如511和509)，使周向繞組產(chǎn)生的定子磁場(chǎng)得到更充分的利用，從而提高電機(jī)功率和效率；所述定子磁極對(duì)按其端部朝向僅為1組，組內(nèi)定子磁極或磁極對(duì)的朝向相同，共同朝向位于轉(zhuǎn)子上的單周磁極；使所述周向繞組的磁場(chǎng)能夠高效率傳遞到高密度圍繞在所述周向繞組整個(gè)圓周的定子磁極。

所述轉(zhuǎn)子具有與所述定子適應(yīng)的1周轉(zhuǎn)子磁極如磁極501和502，轉(zhuǎn)子磁極之間也具有與定子對(duì)應(yīng)的漸進(jìn)式的磁極距如(503和504)，較小的磁極距提高了磁場(chǎng)利用率；所述轉(zhuǎn)子磁極與所述定子磁極之間留有氣隙，500為轉(zhuǎn)子軸。

在所述定子的周向繞組通電時(shí)所述定子磁極對(duì)被磁化為磁性相異的兩種磁極，用于與所述轉(zhuǎn)子的磁極構(gòu)成磁回路，通過(guò)所述磁回路磁通的變化使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)向外輸出動(dòng)力；當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極為磁拉力時(shí)，將會(huì)力趨使轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極處于正對(duì)位置(即“對(duì)中”)，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極為永磁磁極且與定子磁極同極性時(shí)，其間的磁推力將會(huì)力趨使轉(zhuǎn)子磁極間的磁極距與定子磁極“對(duì)中”，通過(guò)電子控制系統(tǒng)檢測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)位置并合理控制磁極之間的力矩及其相位，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；

或所述轉(zhuǎn)子在外力驅(qū)動(dòng)下通過(guò)所述磁回路磁通的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，同樣地，通過(guò)電子控制系統(tǒng)檢測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)位置并合理控制磁極之間的相位，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并通過(guò)周向繞組輸出。

眾所周知，根據(jù)電機(jī)的基本原理，結(jié)合上述周向繞組電機(jī)結(jié)構(gòu)，上述電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極可以是軟磁磁極以構(gòu)成開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，也可以是永磁磁極構(gòu)成永磁電機(jī)，還可以是激磁磁極構(gòu)成激磁電機(jī)；不僅如此，而且還可以設(shè)置多個(gè)單相定子及相應(yīng)轉(zhuǎn)子進(jìn)行軸向分相構(gòu)成多相電機(jī)。

如圖7所示，為全周磁通分極式電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極的展開(kāi)示意圖，將磁芯的槽路展開(kāi)，并將圓型磁芯展開(kāi)在平面圖上，圖中虛線315為槽路中間對(duì)應(yīng)于周向繞組的裝配位置，周向繞組槽口兩側(cè)的磁極(如311和312)為1磁極對(duì)，相鄰磁極之間的磁極距(如313和314)較圖4中的磁極距大為減小，在周向繞組通電時(shí)，磁芯被磁化，周向繞組導(dǎo)體周?chē)拇艌?chǎng)磁力線方向如圖示意，磁極展開(kāi)部分磁力線較為平直、均勻，磁極距與磁極交接附近磁力線彎曲大為減少，磁極距部分散射磁場(chǎng)減少，從而減小了漏磁損耗和電磁干擾，如圖中313、314位置附近的磁力線。需要說(shuō)明的是，磁極距313、314底部的夾角可以根據(jù)電機(jī)設(shè)計(jì)需要確定具體數(shù)值，圖中所示形狀僅為說(shuō)明本實(shí)用新型，不是對(duì)技術(shù)方案的限制。

實(shí)施例2

如圖8所示，為一種全周磁通分極式周向繞組電機(jī)的相鄰定子磁極剖視圖，在定子的整個(gè)圓周上連續(xù)分布有交替排列的兩個(gè)互為180°朝向的定子磁極，現(xiàn)截取定子磁芯某相鄰定子磁極的剖視圖，用以說(shuō)明該實(shí)施例的分極方式。

圖中，142為周向繞組的橫斷面，148為開(kāi)口朝向左側(cè)的U型磁芯：該U型磁芯包括軛部140、槽口兩側(cè)圓周連接分別有兩個(gè)磁極143和144構(gòu)成第一朝向的磁極對(duì)，在周向繞組通電時(shí)，兩個(gè)磁極143和144分別呈現(xiàn)不同磁性：

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極為軟磁磁極時(shí)，定子的磁極對(duì)將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁拉力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極對(duì)“對(duì)中”；

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極為永磁磁極且所述永磁磁極與所述轉(zhuǎn)子磁極極性相異時(shí)，定子的磁極對(duì)也將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁拉力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極對(duì)“對(duì)中”；

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極為激磁磁極且所述激磁磁極與所述轉(zhuǎn)子磁極極性相異時(shí)，定子的磁極對(duì)將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁拉力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極對(duì)“對(duì)中”；

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極與所述定子磁極極性相同時(shí)，定子磁極對(duì)將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁推力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極磁極距對(duì)“對(duì)中”；

上述任一種情況，都將驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。

或所述轉(zhuǎn)子在外力驅(qū)動(dòng)下通過(guò)所述磁回路磁通的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，同樣地，通過(guò)電子控制系統(tǒng)檢測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)位置并合理控制磁極之間的相位，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并通過(guò)周向繞組輸出。

同樣地，虛線147為開(kāi)口朝向左側(cè)的U型磁芯：該U型磁芯包括軛部141、槽口兩側(cè)圓周連接分別有兩個(gè)磁極145和146構(gòu)成第二朝向的定子磁極對(duì)，在周向繞組通電時(shí)，兩個(gè)磁極145和146分別呈現(xiàn)不同磁性：

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極為軟磁磁極時(shí)，定子的磁極對(duì)將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁拉力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極對(duì)“對(duì)中”；

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極為永磁磁極且所述永磁磁極與所述轉(zhuǎn)子磁極極性相異時(shí)，定子的磁極對(duì)也將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁拉力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極對(duì)“對(duì)中”；

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極為激磁磁極且所述激磁磁極與所述轉(zhuǎn)子磁極極性相異時(shí)，定子的磁極對(duì)將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁拉力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極對(duì)“對(duì)中”；

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極與所述定子磁極極性相同時(shí)，定子磁極對(duì)將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁推力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極磁極距對(duì)“對(duì)中”；

上述任一種情況，都將驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。

或所述轉(zhuǎn)子在外力驅(qū)動(dòng)下通過(guò)所述磁回路磁通的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，同樣地，通過(guò)電子控制系統(tǒng)檢測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)位置并合理控制磁極之間的相位，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并通過(guò)周向繞組輸出。

如圖9所示，為一種全周磁通分極式周向繞組電機(jī)的局部定子磁極展開(kāi)圖，該圖顯示了單相周向繞組部分定子磁極展開(kāi)圖，這是將圓形轉(zhuǎn)子磁芯展開(kāi)為平面、又將槽型的磁芯展開(kāi)為平面得到的展開(kāi)圖，圖示的中間的兩條直線表示轉(zhuǎn)子磁芯槽路的底部，劃線154表示槽一側(cè)的深度，劃線155表示槽另一側(cè)的深度，兩側(cè)深度相同，劃線154向上的部分和劃線155向下的部分表示槽口兩側(cè)的磁極，可以理解為154和155為槽口兩側(cè)線。其中，實(shí)線所示磁極如150、151為第一朝向的磁極，如朝向?yàn)轫?yè)面向外，虛線所示磁極如152、153為第二朝向的磁極，如朝向?yàn)轫?yè)面向里，兩個(gè)朝向的磁極夾角可以為180度，兩個(gè)朝向的磁極交替布置，而相鄰磁極的根部如156和157、158和159是緊貼的，圖示磁極的實(shí)線和虛線有很小間隙是為了便于闡述和理解，實(shí)際上相鄰磁極根部之間沒(méi)有縫隙，這樣可以最大程度地減少漏磁帶來(lái)的損耗。

實(shí)施例3

如圖10所示，為一種單相周向繞組的全周磁通90°分極式電機(jī)的側(cè)剖面圖，定子圓周上交替分布兩個(gè)朝向的U型磁芯，所有U型磁芯的底部圓弧部分圍成能夠容納周向繞組的連續(xù)型的槽型結(jié)構(gòu)，槽內(nèi)放置周向繞組168，如定子磁芯173(圖示實(shí)線)磁芯開(kāi)口朝向左側(cè)為第一朝向，槽口兩側(cè)圓周連接的兩個(gè)磁極構(gòu)成磁極對(duì)164；第二朝向的定子磁芯174(圖示虛線)磁芯開(kāi)口朝向上側(cè)，兩個(gè)朝向的磁極互成90°夾角，槽口兩側(cè)圓周連接的兩個(gè)磁極構(gòu)成磁極對(duì)166；同樣下面的定子磁芯175朝向左側(cè)的第一朝向定子磁極對(duì)為165、定子磁芯176朝向下側(cè)的第二朝向磁極對(duì)為167；不同朝向的相鄰磁極根部相互貼靠，使周向繞組的磁場(chǎng)不會(huì)由于導(dǎo)體圓周處的磁極之間的空隙而漏磁。

轉(zhuǎn)子軸170連接有轉(zhuǎn)子盤(pán)，轉(zhuǎn)子盤(pán)上交替分布有與上述兩個(gè)朝向的定子磁極相適應(yīng)的兩個(gè)朝向的轉(zhuǎn)子磁極，同一朝向的相鄰轉(zhuǎn)子磁極之間為轉(zhuǎn)子磁極距；如第一朝向的轉(zhuǎn)子磁極(圖中實(shí)線所示的)160、161，該朝向的轉(zhuǎn)子磁極適應(yīng)于定子磁芯上開(kāi)口朝向左側(cè)的(圖中實(shí)線所示的)第一朝向定子磁極對(duì)164、165；第二朝向的轉(zhuǎn)子磁極與第一朝向轉(zhuǎn)子磁極也是互成90°夾角，如第二朝向的轉(zhuǎn)子磁極(圖中虛線所示的)171、172，該朝向的轉(zhuǎn)子磁極適應(yīng)于定子磁芯上開(kāi)口朝向上側(cè)和下側(cè)的(圖中虛線所示的)第二朝向定子磁極對(duì)166、167；且轉(zhuǎn)子軸與第二朝向的轉(zhuǎn)子磁極之間的連接部件(如162、163)為非導(dǎo)磁材料，或者第二朝向的轉(zhuǎn)子磁極(如171、172)與轉(zhuǎn)子軸連接部分遠(yuǎn)離定子磁極對(duì)，以避免與第一朝向定子磁極對(duì)之間發(fā)生磁力作用。第一朝向的相鄰定子磁極對(duì)之間的空缺位置為第一朝向的磁極距，第二朝向的定子磁極對(duì)之間的空缺位置為第二朝向的磁極距。任一朝向的U型定子磁極數(shù)目相等且和任一朝向的轉(zhuǎn)子磁極數(shù)目相等。

當(dāng)?shù)谝怀虻亩ㄗ哟艠O對(duì)與相應(yīng)的第一朝向轉(zhuǎn)子磁極“對(duì)中”時(shí)，第二朝向的定子磁極對(duì)與相應(yīng)的第二朝向轉(zhuǎn)子磁極之間也是恰好處于“對(duì)中”位置，對(duì)于單相周向繞組來(lái)說(shuō)，第一朝向的定子磁極對(duì)與第二朝向的定子磁極對(duì)之間的電角度為0°。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例的附圖為磁極“173與174之間”和磁極“175與176之間”的剖面圖，也就是只有在這一切面上，才可以同時(shí)顯示兩種朝向的定子磁極，因?yàn)榇判菊w上是圍成圓周型的定子磁芯的，因此只能截取兩個(gè)朝向磁極的中間界面來(lái)真實(shí)地顯示定子磁極及轉(zhuǎn)子磁極的兩個(gè)朝向及其夾角。當(dāng)然，隨著不同電機(jī)的定子磁芯或轉(zhuǎn)子磁芯上所設(shè)置的磁極數(shù)目的不同，有些電機(jī)的這種剖視圖只能正確顯示一個(gè)定子磁極對(duì)和另一個(gè)定子磁極對(duì)之間的切面及其夾角，因?yàn)樗厩忻嬖陔姍C(jī)直徑方向上另一側(cè)的兩個(gè)朝向定子磁極之間界面或兩個(gè)朝向轉(zhuǎn)子磁極之間界面未處于所示切面上。

該單相周向繞組的全周磁通90°分極式電機(jī)的工作過(guò)程如下：

在周向繞組通電時(shí)，第一朝向定子磁極對(duì)164的兩個(gè)磁極分別呈現(xiàn)不同磁性：

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極(如160)為軟磁磁極時(shí)，定子的磁極對(duì)將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁拉力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極對(duì)“對(duì)中”；

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極為永磁磁極且所述永磁磁極與所述轉(zhuǎn)子磁極極性相異時(shí)，定子的磁極對(duì)也將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁拉力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極對(duì)“對(duì)中”；

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極為激磁磁極且所述激磁磁極與所述轉(zhuǎn)子磁極極性相異時(shí)，定子的磁極對(duì)將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁拉力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極對(duì)“對(duì)中”；

當(dāng)與其接近的轉(zhuǎn)子磁極與所述定子磁極極性相同時(shí)，定子磁極對(duì)將會(huì)對(duì)所述轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生磁推力而力趨轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極磁極距對(duì)“對(duì)中”；

上述任一種情況，都將驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。

或所述轉(zhuǎn)子在外力驅(qū)動(dòng)下通過(guò)所述磁回路磁通的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，同樣地，通過(guò)電子控制系統(tǒng)檢測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)位置并合理控制磁極之間的相位，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并通過(guò)周向繞組輸出。

同時(shí)，虛線166所示的第二朝向定子磁極對(duì)的兩個(gè)磁極分別呈現(xiàn)不同磁性，與其接近的轉(zhuǎn)子磁極(如171)發(fā)生與上述磁極對(duì)164和磁極160之間同樣的磁力作用；

同時(shí)，磁極對(duì)165與磁極161之間、磁極對(duì)167與磁極172之間發(fā)生同樣的磁力作用，這樣，周向繞組的整個(gè)圓周上的導(dǎo)體周?chē)拇磐?，在所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中較大限度地實(shí)現(xiàn)能量之間的轉(zhuǎn)化，使電機(jī)效率提高、減少漏磁。

容易理解的是，第一朝向的定子磁極對(duì)與第二朝向的定子磁極對(duì)之間的角度可以為其他角度，如125°、270°以及前述的180°等角度；同時(shí)其轉(zhuǎn)子磁極相應(yīng)地調(diào)整其朝向夾角。

實(shí)施例4

如圖11所示，為一種單相周向繞組的全周磁通分2極式電機(jī)的側(cè)面剖視圖，圖中，轉(zhuǎn)子軸180連接左側(cè)轉(zhuǎn)子盤(pán)，左側(cè)轉(zhuǎn)子盤(pán)圓周上有第一朝向的轉(zhuǎn)子磁極如181、182，相鄰轉(zhuǎn)子磁極之間具有轉(zhuǎn)子磁極距；轉(zhuǎn)子軸180還連接右側(cè)轉(zhuǎn)子盤(pán)，右側(cè)轉(zhuǎn)子盤(pán)圓周上有第二朝向的轉(zhuǎn)子磁極如185、186，相鄰轉(zhuǎn)子磁極之間具有轉(zhuǎn)子磁極距，任一朝向的U型定子磁極數(shù)目相等且和任一朝向的轉(zhuǎn)子磁極數(shù)目相等。

與上述兩個(gè)朝向的轉(zhuǎn)子磁極相對(duì)應(yīng)的是，定子磁芯圓周上具有交替分布的兩個(gè)朝向的定子磁極，如第一朝向的定子磁極188(圖中實(shí)線)、第二朝向的定子磁極187(圖中虛線)，當(dāng)?shù)谝怀虻亩ㄗ哟艠O與轉(zhuǎn)子磁極“對(duì)中”時(shí)，第二朝向的定子磁極與第二朝向轉(zhuǎn)子磁極同時(shí)“對(duì)中”，當(dāng)?shù)谝怀虻亩ㄗ哟艠O的軛部與左轉(zhuǎn)子磁極之間的磁極距“對(duì)中”時(shí)，第二朝向的定子磁極與第二朝向的轉(zhuǎn)子磁極距“對(duì)中”。

當(dāng)周向繞組183通電時(shí)，兩個(gè)朝向的定子磁極均產(chǎn)生磁性，若電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子磁極磁性相異則其間磁拉力力趨定、轉(zhuǎn)子之間磁極“對(duì)中”，若電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子磁極磁性相同則其間磁推力力趨定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極距“對(duì)中”。從而推動(dòng)電動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。或所述轉(zhuǎn)子在外力驅(qū)動(dòng)下通過(guò)所述磁回路磁通的變化使所述周向繞組產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，同樣地，通過(guò)電子控制系統(tǒng)檢測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)位置并合理控制磁極之間的相位，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并通過(guò)周向繞組輸出。這樣，周向繞組的整個(gè)圓周上的導(dǎo)體周?chē)拇磐ǎ谒鲛D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中較大限度地實(shí)現(xiàn)能量之間的轉(zhuǎn)化，使電機(jī)效率提高、減少漏磁。

實(shí)施例5

如圖12所示，為一種單相周向繞組的U型磁芯全周磁通分3極式電機(jī)的側(cè)面剖視圖，圖中：轉(zhuǎn)子軸190通過(guò)非導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子盤(pán)191連接第一朝向轉(zhuǎn)子磁極如192，還連接第二朝向轉(zhuǎn)子磁極如194，以及第三朝向轉(zhuǎn)子磁極如193，同一朝向的轉(zhuǎn)子磁極之間為轉(zhuǎn)子磁極距；任一朝向的U型定子磁極數(shù)目相等且和任一朝向的轉(zhuǎn)子磁極數(shù)目相等。

相應(yīng)地，圍繞同一周向繞組198的三個(gè)朝向的定子磁極為：第一朝向定子磁極如196、第二朝向定子磁極如195、第一朝向定子磁極如197；同一朝向的定子磁極之間為定子磁極距；三個(gè)朝向的定子磁極在周向繞組圓周上交替分布且在周向繞組槽路位置上彼此之間無(wú)間隙，力趨使周向繞組磁場(chǎng)泄露程度降至最低。

三個(gè)朝向的定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極同時(shí)對(duì)中，在單相周向繞組通電時(shí)，與上述單相電機(jī)同樣地能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，或者轉(zhuǎn)子接受外界動(dòng)力使周向繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為發(fā)電機(jī)使用。

實(shí)施例6

如圖13所示，為一種兩相周向繞組的U型磁芯全周磁通分2極式電機(jī)的側(cè)面剖視圖，圖中：轉(zhuǎn)子軸200通過(guò)第一轉(zhuǎn)子盤(pán)201連接第一朝向轉(zhuǎn)子磁極如202、203，通過(guò)第二轉(zhuǎn)子盤(pán)211連接第二朝向轉(zhuǎn)子磁極如206、207及第三朝向轉(zhuǎn)子磁極如212、213，還通過(guò)第三轉(zhuǎn)子盤(pán)221連接第四朝向轉(zhuǎn)子磁極如216、217，同一朝向的轉(zhuǎn)子磁極之間為轉(zhuǎn)子磁極距；任一朝向的U型定子磁極數(shù)目相等且和任一朝向的轉(zhuǎn)子磁極數(shù)目相等。

其中，第一朝向的轉(zhuǎn)子磁極如203與第一朝向的定子磁極如209對(duì)中時(shí)，第二朝向的轉(zhuǎn)子磁極如207與第二朝向的定子磁極如208同時(shí)對(duì)中；第三朝向的轉(zhuǎn)子磁極如213與第三朝向的定子磁極如219對(duì)中時(shí)，第四朝向的轉(zhuǎn)子磁極如217與第四朝向的定子磁極如218同時(shí)對(duì)中；且，在所述第一、二朝向的定、轉(zhuǎn)子磁極同時(shí)對(duì)中時(shí)，所述第三、四朝向的定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極的磁極距同時(shí)對(duì)中。也就是，作為電機(jī)第一相繞組的周向繞組204與作為電機(jī)第二相繞組的周向繞組214之間的相位差為180°電角度。

因此，上述結(jié)構(gòu)滿足兩相電機(jī)的工作條件，在電子控制系統(tǒng)的控制下，通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置，適時(shí)控制兩相周向繞組的電流，可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)或者作為發(fā)電機(jī)使用，同時(shí)，該電機(jī)的轉(zhuǎn)子可以是軟磁磁極、永磁磁極或激磁磁極中的一種，當(dāng)然，激磁磁極需要增設(shè)勵(lì)磁繞組和勵(lì)磁電源。

該電機(jī)兩相繞組的每一相周向繞組的整個(gè)圓周上的導(dǎo)體周?chē)拇磐ǎ谒鲛D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中較大限度地實(shí)現(xiàn)能量之間的高效轉(zhuǎn)化，使電機(jī)效率提高、減少漏磁。

實(shí)施例7

如圖14所示，為一種三相周向繞組的U型磁芯全周磁通分2極式電機(jī)的側(cè)面剖視圖，圖中：轉(zhuǎn)子軸200通過(guò)第一轉(zhuǎn)子盤(pán)201連接第一朝向轉(zhuǎn)子磁極如202、203，通過(guò)第二轉(zhuǎn)子盤(pán)211連接第二朝向轉(zhuǎn)子磁極如206、207及第三朝向轉(zhuǎn)子磁極如212、213，還通過(guò)第三轉(zhuǎn)子盤(pán)221連接第四朝向轉(zhuǎn)子磁極如216、217及第五朝向轉(zhuǎn)子磁極如222、223，又通過(guò)第四轉(zhuǎn)子盤(pán)231連接第六朝向轉(zhuǎn)子磁極如226、227，同一朝向的轉(zhuǎn)子磁極之間為轉(zhuǎn)子磁極距；任一朝向的U型定子磁極數(shù)目相等且和任一朝向的轉(zhuǎn)子磁極數(shù)目相等。

其中，第一朝向的轉(zhuǎn)子磁極如203與第一朝向的定子磁極如209對(duì)中時(shí)，第二朝向的轉(zhuǎn)子磁極如207與第二朝向的定子磁極如208同時(shí)對(duì)中；第三朝向的轉(zhuǎn)子磁極如213與第三朝向的定子磁極如219對(duì)中時(shí)，第四朝向的轉(zhuǎn)子磁極如217與第四朝向的定子磁極如218同時(shí)對(duì)中；第五朝向的轉(zhuǎn)子磁極如223與第五朝向的定子磁極如229對(duì)中時(shí)，第六朝向的轉(zhuǎn)子磁極如227與第六朝向的定子磁極如228同時(shí)對(duì)中；

且，設(shè)所述第一、二朝向的定、轉(zhuǎn)子磁極同時(shí)對(duì)中時(shí)為0°電角度，所述第三、四朝向的定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極對(duì)中時(shí)則為+120°電角度，所述第五、六朝向的定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極對(duì)中時(shí)則為+240°電角度。也就是，電機(jī)第一相周向繞組204與第二相周向繞組214、第三相周向繞組224彼此之間的相位差為120°電角度。

因此，上述結(jié)構(gòu)滿足三相電機(jī)的工作條件，在電子控制系統(tǒng)的控制下，通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置，適時(shí)控制兩相周向繞組的電流，可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)或者作為發(fā)電機(jī)使用，同時(shí)，該電機(jī)的轉(zhuǎn)子可以是軟磁磁極、永磁磁極或激磁磁極中的一種，當(dāng)然，激磁磁極需要增設(shè)勵(lì)磁繞組和勵(lì)磁電源。

該電機(jī)兩相繞組的每一相周向繞組的整個(gè)圓周上的導(dǎo)體周?chē)拇磐?，在所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中較大限度地實(shí)現(xiàn)能量之間的轉(zhuǎn)化，使電機(jī)效率提高、減少漏磁。

實(shí)施例8

如圖15所示，為一種四相周向繞組的U型磁芯全周磁通分2極式電機(jī)的側(cè)面剖視圖，圖中：轉(zhuǎn)子軸200通過(guò)第一轉(zhuǎn)子盤(pán)201連接第一朝向轉(zhuǎn)子磁極如202、203，通過(guò)第二轉(zhuǎn)子盤(pán)211連接第二朝向轉(zhuǎn)子磁極如206、207及第三朝向轉(zhuǎn)子磁極如212、213，還通過(guò)第三轉(zhuǎn)子盤(pán)221連接第四朝向轉(zhuǎn)子磁極如216、217及第五朝向轉(zhuǎn)子磁極如222、223，又通過(guò)第四轉(zhuǎn)子盤(pán)231連接第六朝向轉(zhuǎn)子磁極如226、227及第七朝向轉(zhuǎn)子磁極如232、233，通過(guò)第五轉(zhuǎn)子盤(pán)241連接第八朝向轉(zhuǎn)子磁極如236、237，同一朝向的轉(zhuǎn)子磁極之間為轉(zhuǎn)子磁極距；任一朝向的U型定子磁極數(shù)目相等且和任一朝向的轉(zhuǎn)子磁極數(shù)目相等。

其中，第一朝向的轉(zhuǎn)子磁極如203與第一朝向的定子磁極如209對(duì)中時(shí)，第二朝向的轉(zhuǎn)子磁極如207與第二朝向的定子磁極如208同時(shí)對(duì)中；第三朝向的轉(zhuǎn)子磁極如213與第三朝向的定子磁極如219對(duì)中時(shí)，第四朝向的轉(zhuǎn)子磁極如217與第四朝向的定子磁極如218同時(shí)對(duì)中；第五朝向的轉(zhuǎn)子磁極如223與第五朝向的定子磁極如229對(duì)中時(shí)，第六朝向的轉(zhuǎn)子磁極如227與第六朝向的定子磁極如228同時(shí)對(duì)中；第七朝向的轉(zhuǎn)子磁極如233與第七朝向的定子磁極如239對(duì)中時(shí)，第八朝向的轉(zhuǎn)子磁極如237與第八朝向的定子磁極如238同時(shí)對(duì)中；

且，設(shè)所述第一、二朝向的定、轉(zhuǎn)子磁極同時(shí)對(duì)中時(shí)為0°電角度，所述第三、四朝向的定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極對(duì)中時(shí)則為+90°電角度，所述第五、六朝向的定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極對(duì)中時(shí)則為+180°電角度，所述第七、八朝向的定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極對(duì)中時(shí)則為+270°電角度。也就是，電機(jī)第一相周向繞組204與第二相周向繞組214、第三相周向繞組224、第四相周向繞組234彼此之間的相位差為90°電角度。

因此，上述結(jié)構(gòu)滿足四相電機(jī)的工作條件，在電子控制系統(tǒng)的控制下，通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置，適時(shí)開(kāi)展兩相周向繞組的電流，可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)或者作為發(fā)電機(jī)使用，同時(shí)，該電機(jī)的轉(zhuǎn)子可以是軟磁磁極、永磁磁極或激磁磁極中的一種，當(dāng)然，激磁磁極需要增設(shè)勵(lì)磁繞組和勵(lì)磁電源。另外，可以根據(jù)需要將多個(gè)單相全周磁通分極的周向繞組單相電機(jī)組合設(shè)計(jì)為5相及5相以上的電機(jī)，只需根據(jù)相數(shù)按分相角度排列定子及轉(zhuǎn)子，其基本原理與上述相同。

該電機(jī)兩相繞組的每一相周向繞組的整個(gè)圓周上的導(dǎo)體周?chē)拇磐?，在所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中較大限度地實(shí)現(xiàn)能量之間的轉(zhuǎn)化，使電機(jī)效率提高、減少漏磁。

不難理解的是，為了便于生產(chǎn)過(guò)程中的安裝于調(diào)試，可以將上述各種電機(jī)的定子磁芯制作成橫向或者縱向也就是軸向或者周向或徑向分體的多個(gè)小磁芯的方式，再組合裝配在一起，使之圍成包圍周向繞組的整體的定子磁芯，這種可以拆卸、組合的定子磁芯結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為分體式定子磁芯；同樣，轉(zhuǎn)子磁芯也可以根據(jù)技術(shù)需要設(shè)計(jì)為分體式。

第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施方式提供了一種新能源電動(dòng)車(chē)輛，所述新能源電動(dòng)車(chē)輛包括如上述內(nèi)容中所述的任一種全周磁通分極式周向繞組的高效電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。

實(shí)施例9

如圖16所示，所述新能源電動(dòng)車(chē)輛700包括動(dòng)力總成701，所示動(dòng)力總成701包括如前所述的一種多相周向繞組的全周磁通分極式功率電機(jī)，所述新能源電動(dòng)車(chē)輛700還包括：底盤(pán)、車(chē)身及電器系統(tǒng)。

依據(jù)電動(dòng)汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的技術(shù)要求，特別是功率、效率和應(yīng)用可靠性方面的要求，本實(shí)用新型技術(shù)方案所提供的周向繞組的功率電機(jī)的技術(shù)性能滿足電動(dòng)車(chē)輛的需求條件，符合汽車(chē)在運(yùn)轉(zhuǎn)平順性、低速大轉(zhuǎn)矩、急變速、高速、較大的轉(zhuǎn)速變化范圍、耐沖擊能力、溫升、功率、效率以及可靠性等方面技術(shù)需求，解決了亟需解決的技術(shù)難關(guān)，加速了節(jié)能環(huán)保的新型交通工具-電動(dòng)汽車(chē)方面技術(shù)前進(jìn)步伐，進(jìn)一步推動(dòng)了交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，降低污染優(yōu)化環(huán)境，使現(xiàn)代文明生活更加美好。

本實(shí)用新型的全周磁通分極式周向繞組的高效電機(jī)還可用于其他領(lǐng)域，如汽車(chē)發(fā)電機(jī)、工業(yè)發(fā)電機(jī)、渦輪發(fā)電機(jī)(組)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)；油田抽油功率電機(jī)以及航天科技、船舶、采礦、航海、醫(yī)療電器、家電電器、辦公設(shè)備等領(lǐng)域應(yīng)用；特別是開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其應(yīng)用范圍較廣、應(yīng)用前景十分樂(lè)觀。

以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型技術(shù)方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案得到的其他實(shí)施方式及等同代換或組合所得到的其他實(shí)施例均落入本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍。