[发明专利]用于智能致动器的优化电动机器

说明书

技术领域

本实施例总体上涉及双定子电动机器。

背景技术

电动机器通常被设计成实现特定操作特征。例如，具有拖杯形转子的电动机器具有非常小的惯性特性。感应机器通常具有无转矩波动的特性，而常规永磁体同步机器具有大的转矩安培比。不过，实现相应的特定操作特征通常导致牺牲其他的操作特征。虽然上述示例均实现了一个所需操作特征，但是这通常是以不获得一个其他的相应所需操作特征为代价来实现的。也就是说，上述装置均不能在单个电动机器中实现所有的所需操作特征。

发明内容

本发明实施例的优点在于电动机器提供了最佳的操作特征，例如大的转矩安培比、大的转矩惯量比以及小的转矩波动。

一个实施例设想一种电动机器。该电动机器包括用于产生第一磁场的多个磁体。磁体保持器保持所述多个磁体。磁体保持器具有圆形构造，且多个磁体围绕磁体保持器的圆形构造均匀定位。第一定子被置于磁体的径向外部以便产生第二磁场。磁体和第一定子之间形成第一气隙。第一定子包括被槽隔开的多个定子极，且每个定子极均包括绕每个相应定子极形成的具有相应匝数的集中绕组。在第一定子中的每个相应的集中绕组均包括非重叠绕组。第二定子被置于磁体的径向内部以便产生第三磁场。磁体和第二定子之间形成第二气隙。第二定子包括被槽隔开的多个定子极，且每个定子极均包括绕每个相应定子极形成的具有相应匝数的集中绕组。在第二定子中的每个相应的集中绕组均包括非重叠绕组。磁体保持器和保持在其内的磁体可在第一定子和第二定子之间旋转。使用第一定子和第二定子的集中绕组通过减少端匝长度而增加了封装尺寸中定子的有效长度，并且因此增加了转矩密度。集中绕组减小了每个相应绕组相对于每个定子的每个定子极的外伸从而提高了机器效率。

本发明还提供了以下方案：

方案1：一种电动机器，包括：

用于产生第一磁场的多个磁体；

用于保持所述多个磁体的非磁性磁体保持器，所述磁体保持器具有圆形结构且所述多个磁体被定位成围绕所述磁体保持器的所述圆形结构；

被置于所述多个磁体的径向外部以产生第二磁场的第一定子，所述磁体和所述第一定子具有形成在其间的第一气隙，所述第一定子包括由槽隔开的多个定子极且每个所述定子极具有以相应匝数绕每个相应定子极形成的集中绕组，在所述第一定子中的每个相应集中绕组包括非重叠相；以及

被置于所述多个磁体的径向内部以产生第三磁场的第二定子，所述磁体和所述第二定子具有形成在其间的第二气隙，所述第二定子具有由槽隔开的多个定子极且每个所述定子极具有以相应匝数绕每个相应定子极形成的集中绕组，在所述第二定子中的每个相应集中绕组包括非重叠相；

其中所述磁体保持器和保持在其中的磁体能在所述第一定子和所述第二定子之间旋转，其中所述第一定子和所述第二定子的所述集中绕组增加了每个相应定子的绕组的有效长度，并且其中所述集中绕组减小了每个相应绕组相对于每个定子的每个定子极的外伸以便提高转矩效率。

方案2：根据方案1所述的电动机器，其中所述磁体保持器和所述磁体形成无芯转子。

方案3：根据方案1所述的电动机器，其中所述内定子包括与外定子相同数量的定子极。

方案4：根据方案1所述的电动机器，其中每个相应磁体代表相应转子极，其中转子极的数量和定子槽的数量的组合具有至少为36的最小公倍数。

方案5：根据方案4所述的电动机器，其中所述集中绕组包括大于0.7的绕组因数。

方案6：根据方案4所述的电动机器，其中磁体极的数量至少是8。

方案7：根据方案4所述的电动机器，其中定子槽的数量是偶整数。

方案8：根据方案1所述的电动机器，进一步包括连接于所述磁体保持器并与所述磁体保持器同轴的轴，所述轴被构造成连接于从动部件，其中由所述磁体、第一定子和第二定子产生的电磁力被转换成机械转矩，所述机械转矩经由所述磁体保持器和轴被施加于所述从动部件。

方案9：根据方案8所述的电动机器，其中所述磁体保持器适于被连接于主动悬架系统的致动器。

方案10：根据方案8所述的电动机器，其中所述磁体保持器适于被连接于半主动悬架系统的致动器。

方案11：根据方案8所述的电动机器，其中所述磁体保持器适于被连接于电动转向系统的致动器。

方案12：根据方案8所述的电动机器，其中所述磁体保持器适于被连接于机电制动系统的致动器。

方案13：根据方案8所述的电动机器可以被用作混合动力推进系统的牵引机器。

方案14：根据方案8所述的电动机器可以被用作燃料电池推进系统的牵引机器。