[发明专利]多相旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种多相旋转电机，特别是其电枢成员的每相单元与其它相单元 相互间以磁性隔离，并且在每一电磁体组件或每一磁性组件上，每一组件本身的 极相互间约呈平行与轴向延展配置。

背景技术

以通用电机而言，不论直流电机或交流电机的运作，其转子与定子间均采用 磁极同性相斥、异性相吸的磁原理。

Kawai等人在美国专利授权公告号5436518中提出一动力产生装置，其定子 的复数个电磁体的每条磁路被安排彼此各自独立，以便电磁体分别单独被磁化以 与其它电磁体无关，并对电磁体顺序励磁以控制转子运动在一预定方向。其藉由 安排电磁体各自独立，以处理毗邻线圈间磁通的转换干扰效应，使应用至电磁体 的能量可被最大有效利用，并尽量减少妨碍转子运动的干扰力量。

而后，马斯洛夫等人于中国专利申请公开号CN1561569中提出一种旋转电 机，其轴向对准的定子极与转子极各自具有面向径向的极面，藉由定子上各自独 立的电磁体极对的安排以处理毗邻的电磁体线圈间的磁通的转换干扰效应，并以 轴向对准的定子电磁体极对与轴向对准的转子永久磁铁磁极提供集中的面向径 向的磁通分布。

为了获得更大的总有效气隙表面面积，中国专利申请公开号CN1561569中公 开的电机，其轴向对准的定子极与转子极藉由形成整体一部份的轴向延伸额外 极，通过电枢电磁体极对的轴向延伸额外极和场磁极磁铁的相应轴向延伸额外极 的增加，以进一步增进电机之高转矩能力。然而，在此电机中，作为构成相的电 磁体线圈藉由多相电流激磁以产生一力量于电动机中；虽然电磁体的复数极因导 磁性核心部份而可提供较大力矩，但在电磁体通过永久磁铁时，电磁体将形成不 想要的额外顿转力矩。

为了降低电机因电磁体而产生顿转力矩的不利影响，什奥哈穆尼安等人于中 国专利申请公开号CN1659767中描述的电机，藉由安排定子极表面几何形状和转 子磁铁表面几何形状彼此相互歪斜关联以平衡不想要的顿转力矩，此种方式，并 不影响电机原有的磁通集中性能，且可降低顿转力矩的不利影响。但此种结构， 类同于中国专利申请公开号CN1561569中电机的电磁体的多相安排，而对移动方 向空间有效利用不利。为了说明中国专利申请公开号CN1561569中的此种状况， 以图1作为例示。

图1为中国专利申请公开号CN1561569中电机的转子磁极极面与作为定子极 极面的部份平面布局的示意图。电机的转子藉由在环绕着旋转轴的圆周方向上安 置永久磁体以形成轮状环的磁道；因而，在永久磁体的轮状环2’上，永久磁体 的复数个永久磁铁部份以轴向隔开的磁极极面2a、2b、2c环绕着旋转轴以构成 一永久磁体轮状环的磁道；图1的下边部份描绘有永久磁体的轮状环2’的5个 永久磁体的永久磁铁部份的磁极极面。而电机的定子则藉由复数个铁磁性隔离的 以导磁性材料制成的定子电磁体3e环绕着旋转轴以形成一电磁体轮状环；其中， 每一电磁体3e的轴向隔开的3个极各自以各自极面3ea、3eb、3ec与磁极极面 2a、2b、2c以径向气隙分隔；图1的上边部份则描绘定子的4个电磁体3e的3 个极的极面。藉由图1的平面布局的示意图，以说明定子极与转子极隔着径向气 隙相互间在空间中的径向对应关系。在电机结构中，旋转轴方向为图中的垂直方 向；图下边的转子的5个永久磁体的磁极极面2a、2b、2c仅只与图上边的定子 的4个电磁体3e的极面3ea、3eb、3ec以径向气隙分隔。

在图1电机中，为了控制转子与定子间在一预定移动方向上的一相对移动， 必需沿移动方向安排一序列的电磁体，直到一列的电磁体形成多相，并对沿移动 方向排列的电磁体3e中的线圈依顺序加以多相励磁电流，而控制转子运动以一 预定方向。此种在一个永久磁体轮状环形成的磁道中，以4个电磁体对应5个永 久磁体的4相电机结构，造成电机在移动方向的空间不能被有效利用。