[发明专利]用于外转子三相电动机的分布式线圈定子

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2006年8月1日申请的第60/834,664号美国临时专利申请案的优先权的权益，所述临时专利申请案以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及电动机，且具体来说涉及用于外转子电动机的分布式线圈定子。

背景技术

电动机已经存在多年。如今，一些电动机设计有径向设置在定子外部的转子。这些电机通常被称为“反结构”或“外转子”电动机，且通常为三相感应型。外转子电动机具有许多应用，通常为商业或上工业上的，例如用于风扇、泵、机械驱动等。此外，随着单相到三相电子转换器的出现，三相外转子电机也可用在住宅应用和限于单相供电的其它环境中。

通常，外转子电动机的定子包含用于每一相的线圈(或绕组)，所述线圈插入穿过沿着定子周边以单一半径定位的具有相同尺寸和形状的狭槽。因此，线圈被捆在一起成扎且彼此跨接或重叠，从而导致冗长的线圈电线使用量、需要额外的用于散热的铜和金属材料的高发热以及导致低机电效率的高磁损耗。另外，典型的定子设计限制了电机速度选项，所述电机速度为可定位在转子周边上的狭槽的数目的函数。

因此，可见需要一种用于外转子电动机的定子，其避免了线圈电线成扎和跨接，并针对狭槽数目提供更多的灵活性以克服前述结果。因此本发明主要针对提供此种定子。

发明内容

根据本文描述的示范性实施例，本发明提供一种用于外转子电动机的分布式线圈定子。一般的示范性实施例包含芯，其具有由第一端表面和第二端表面界定的圆柱形表面。所述芯包含：第一组开口，其在第一圆形路径中对准，所述第一组开口从所述第一端表面延伸到所述第二端表面；第二组开口，其在同心地定位在所述第一圆形路径内的第二圆形路径中对准，所述第二组开口从所述第一端表面延伸到所述第二端表面；以及第三组开口，其在同心地定位在所述第二圆形路径内的第三圆形路径中对准，所述第三组开口从所述第一端表面延伸到所述第二端表面。

一般的示范性方法包含依据获得对应于所要电机速度的所要磁极数目所需的开口数目来配置所述第一、第二和第三组开口中至少一者的形状或尺寸。

附图说明

图1是包含图1所示的用于外转子电动机的分布式线圈定子的分解视图。

图2是图1所示的用于外转子电动机的分布式线圈定子的俯视图。

图3是图1所示的用于外转子电动机的分布式线圈定子的另一俯视图。

具体实施方式

参考图式，在本发明的优选形式中展示一种用于外转子电机的分布式线圈定子102。转子104径向设置在定子102外部，其间具有一间隙(或“气隙”)103。在另一情况中，定子102同心地设置在转子104内。定子102包含紧固构件106(例如一个或一个以上轴、轴承、螺栓和相应的开口、垫圈和金属板等)以用于将定子102的组件紧固在一起，并紧固定子102以用于操作。转子104包含类似的紧固构件108以用于将转子104的组件紧固在一起，紧固转子104以用于操作，且将例如一个或一个以上风扇叶片、泵叶轮、传动齿轮或带等其它部件紧固到转子104。所述组件通常包含多片金属材料(例如铁)或“叠片”，其紧固在一起以分别形成定子102和/或转子104。

定子102的形状一般是具有顶端表面和底端表面的圆柱形。定子102还包含各种狭槽110、114、118，其沿着同心的横截面圆形路径111、115、119而定位并沿着定子102纵向延伸。狭槽110、114、118通常还包含开口116(例如，线性开口)，其沿着圆形路径111、115、119从圆柱形外表面径向向内延伸到较宽的开口，其可有助于插入并支持线圈布线。狭槽110、114、118的每一组或圆形路径111、115、119可具有不同的特征，例如不同的尺寸(例如，大小)和/或形状。改变这些特征，以便改变设置在定子102中的狭槽的数目(其对应于定子102的磁极的数目，且因此对应于操作期间转子104的旋转速度)，从而使用具有相同直径的定子102提供各种旋转速度选项。此外，改变这些特征，以便在每一组狭槽110、114、118中产生等效数量的磁通量，从而确保所需(例如，合适、有效等)的电机操作。