[发明专利]具有同轴心布置的转子的无芯电机和具有该电机的驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及包括多级转子的无芯电机和具有该电机的驱动装置。更为特别地，本发明涉及包括多级布置以与旋转中心轴同心的磁体和线圈的无芯电机以及具有该电机的驱动装置。

背景技术

附图12为传统电机的原理示意图。传统电机包括中心轴1，定子5和转子3，该转子3由磁轭4以及固定到磁轭4上的永磁体2组成，并且通过轴承6可转动地连接到中心轴1。永磁体2以它们的极性彼此相反的方式连接到磁轭4。

该定子5通过在电枢芯周围缠绕线圈形成，并且被固定到中心轴1上。如此，如果有电流施加到该线圈上时，在线圈周围就会形成磁场。在线圈周围产生的磁通量与由永磁体2产生的磁通量相重叠并相互抵消，因此由于磁通量中的密度不同就会产生磁动势。该磁动势使得转子3绕中心轴1转动。

由于空气污染造成的环境影响以及石油资源的枯竭，使用电机的驱动装置越来越受重视，因此，将发动机用作主要驱动源和将电机用作辅助驱动源的混合动力汽车或类似的汽车取得了很大的发展，并且已经投入市场。此外，将电机用作主要驱动源的电动汽车也正在发展中。因此，要求电机能够产生更大的输出。

然而，传统电机由每一个都形成在单级中的永磁体和线圈组成。因此，由于传统电机具有很小的磁动势，就会存在产生较小转矩的问题。进一步，需要把电机做的很大以便产生足够的输出。然而，在这种情况下，电机几乎不能作为汽车的驱动源使用。

更进一步，在传统的电机中，线圈缠绕在电枢芯周围，因此，由于使用电枢芯带来了传统电机重量大的另一个问题。

此外，由于使用电枢芯，电机不能产生均匀的输出转矩，当转子围绕定子转动时，会出现转子颤动的齿槽现象。因此，齿槽现象造成了来自传统电机的输出的损耗，并且从而，在电机转动过程中产生的振动和噪音。

发明内容

[技术问题]

本发明用于解决前面所提到的问题。即本发明的一个目的是提供具有多级布置的转子和定子的电机，即使电机小时也可以提供强大的输出。进一步，本发明的另一个目的是提供使用上述电机的驱动装置，通过采用该电机作为小汽车、摩托车以及其它汽车的驱动源。

另外，本发明进一步的目的是提供一种重量轻的、不产生齿槽转矩的无芯电机以及使用该电机的驱动装置。

[技术方案]

根据本发明的一个方面，包括多级转子的无芯电机包含转子和定子。该转子包括在径向以多级布置的多个圆柱形磁轭，以及以固定到每个级中的磁轭的磁体的极性在磁轭的圆周方向变化的方式而固定到各自级中的磁轭的多个磁体。进一步，定子包括多级布置以面对磁轭的多个圆柱形电枢线圈组件，并且每个电枢线圈组件包括多个电枢线圈。该电枢线圈可使用环氧树脂刚性地固定以维持它们的刚性。因此，由于包括多级转子和定子，电机能以高效的方式产生功率。进一步，由于电机没有轴芯，因此不产生齿槽转矩从而抑制输出转矩的降低，并且输出转矩保持恒量以抑制噪音和振动。

该电机被特意构造以便使磁体固定到面向径向的磁轭的环形表面上。即，由于磁体被固定到贴面磁轭的环形表面上，并且电枢线圈对应于磁体安装，因此包括多级转子和定子的小型电机就可以实现了。

该电机进一步包括位于转子的转动中心的固定轴。在这种情况下，该转子可以进一步包括用于将每一个磁轭转动连接到该固定轴上的磁轭连接装置，并且定子可以进一步包括用于将每一个电枢线圈组件固定连接到该固定轴上的线圈连接装置。因此，如果该转子连接到车胎或类似的轮上时，该电机能被用作汽车(例如小汽车，小型摩托车和电动自行车)、风力发电机或其它工业设备的驱动装置。在这种情况下，由于轴是固定的并且壳体是转动的，因此，优选地将电机连接到两轮车例如摩托车的车轮上。

每一个电枢线圈组件可拆卸地连接到线圈连接装置。优选地，位于电枢线圈组件内圆周面内的磁轭可拆卸地连接到磁轭连接装置。进一步优选地，该线圈连接装置是固定圆盘，其一表面可拆卸地连接到每一个电枢线圈组件的一个侧面上，并且该固定圆盘固定连接到固定轴上。更进一步优选地，该磁轭连接装置是转动圆盘，其一表面连接到每一个磁轭的一个侧面上，并且该转动圆盘转动连接到该固定轴上。由于电枢线圈组件和磁轭是分别可拆卸地连接到固定圆盘和转动圆盘的一个表面上，因此该电机可以很容易组装或拆卸。