[发明专利]一种磁激谐振式旋转电机

说明书

本发明涉及一种电机，特别是涉及一种由众多具有矩形或T形齿构造的电枢铁芯圆周表面及绕组线圈沿线槽绕齿布线的磁激谐振式旋转电机。

电机的工作原理是基于法拉第电磁感应实验现象，其最基本的内容为：在一个具有N极和S极的基础磁场系统中，导线(线圈)沿磁力线截面方向运动会产生感生电流，感生电动势的大小视导线(线圈)在单位时间内所扫过面积内的磁通量变化率而定。反之，当通电导线(线圈)放置在磁场中时，磁通量的变化会使通电导线(线圈)产生定向运动，其运动方向可由右手定则判定。磁通量的变化率越大，导线(线圈)的感生电动势越大，或通电导线(线圈)的定向运动量越大。在实际应用中，运用前者原理可制作成发电机，运用后者原理可制作出电动机，两者均可表述为一种可逆的电磁能与机械能转换装置，习惯上通称电机。

常规的永磁旋转式电机工作原理如下所述：在所述的附图中，P为电机转子中N极和S极的磁极数，P为偶数，m为电枢铁芯中线槽或齿的数量。

图1是m＝6P的常规旋转式电动机的剖面图。在图1中，一个圆环形永久磁铁组件3固定在由普通磁性材料制成的转子2的外部圆周上，永久磁铁组件3与转子2一起绕旋转轴1转动。永久磁铁组件3有四个交替的N和S极，即P＝4，四个磁极之间均相隔90°，电枢铁芯4的齿6面对永久磁铁组件3的磁极，每个齿在两相邻的绕组槽5之间形成。转子2的旋转轴1可旋转地支撑在电枢铁芯4上。因此，在电枢铁芯4的齿6和永久磁铁组件3的磁极之间的相对位置根据转子2的旋转而变化。

图2表示所述图1常规旋转电动机内部结构的展开图，它是沿X-X’和Y-Y’线进行展开的，在特征结构分析时这些线成一行。电枢铁芯4有24个绕组槽，即m＝24，从a到x，它们以等同的15°角相隔并且24个齿设置在两相邻的绕组槽之间，重叠绕组线圈A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、C1、C2、C3和C4被卷绕在从a到x的绕组槽内。从A1绕到C4中的每个绕组线圈围绕电枢铁芯4的5个齿。也就是说，A1绕在绕组槽a和f内，A2绕在绕组槽g和l内，A3绕在绕组槽m和r内，A4绕在绕组槽s和x内。B1围绕在绕组槽e和j内，B2绕在绕组槽k和p内，B3绕在绕组槽q和v内，B4绕在绕组槽w和d内。C1绕在绕组槽i和n内，C2绕在绕组槽O和t内，C3绕在绕组槽u和b内，C4绕在绕组槽c和h内。绕组线圈A1、A2、A3和A4串联连接，从而形成第一相的绕组组A。绕组线圈B1、B2、B3和B4串联连接，从而形成第二相的绕组组B。绕组线圈C1、C2、C3和C4串联连接，从而形成第三相的绕组组C。绕组组A、B和C之间的相位差等于120°(电角度)，这里180°电角度等于永久磁铁的360/P的1极距。在图1中，P＝4，所以180°电角度等于90°机械角度。因此，当提供三相电流给三相绕组组A、B和C时，便可获得加速转子2的扭矩。

图3表示另一种常规旋转发电机的剖面图，m＝3P，除m和P的关系以及绕组间距外，图3所示的常规发电机的构造与图1所示的常规电动机的逆向原理相同。圆环形永久磁铁组件13固定在由磁性材料制成的转子12的外部圆周上，永久磁铁组件13和转子12绕旋转轴11一起旋转。永久磁铁组件13有四个交替的N和S极，即P＝4，它们相互以90°角隔开。电枢铁芯14的齿16面对永久磁铁组件13的磁极，每个齿在两相邻的绕组槽15之间形成。转子12的旋转轴11可旋转地支撑在电枢铁芯14上。因此，转子12旋转改变位置时，电枢铁芯14的齿16与永久磁铁组件13磁极之间的位置也相对而改变。