[发明专利]电机

说明书

技术领域

本发明涉及具有电磁激发和/或永磁体激发的电机，更具体地，本发明涉及具有磁导体的电机，所述磁导体由磁各向同性和磁各向异性材料以及其组合制成，能减少上述磁路的损耗。

背景技术

当磁通量穿过电机的磁导体时，电机的磁导体将产生低磁阻。所述磁通量由磁场源、特别是电磁铁线圈和永磁体产生。当磁通量通过磁导体传导时，其间发生的损耗限制了电机的效率。

第一组损耗由磁导体的设置和制成磁导体的材料所决定。当磁导体传导着缓慢变化的磁通量时，该损耗为热损耗。该损耗由涡电流（福柯电流，Foucault currents）和磁滞损耗（磁性逆转）所引起。因此，磁导体材料应当具有高饱和磁感应强度的特性。

为减小涡流损耗，磁导体由非导电性材料制成。例如，磁导体由涂覆有非导电的有机硅聚合物的钢冲压件层叠而成。所述钢冲压件相对于通过磁导体传导的磁通量以特定方式定位。一种替代性技术方案是包含隔离填充物的粉状铁磁材料。

通过使用具有窄磁滞回线和高磁导率值的材料来减少所述磁滞损耗。在由各向异性材料制成的磁导体的情况下，沿易磁化的方向出现最小损耗。

然而，典型设置的电机包括由轧制钢制成的磁导体，磁体与该磁导体相连。参见图8，其中展示了有机硅聚合物层叠而成的钢板切成的4极电机的定子板180。从图8中可见，只有一部分磁通量Φ平行于易磁化方向。

各向同性材料的使用受技术问题的制约：生产尺寸大、配置复杂的磁导体的问题，这些磁导体连接电机中的磁场源。

第二组损耗来自于具有永磁体的电机。

永磁体在电磁体磁通量的作用下去磁。这种去磁抑制了磁通量，并相应地减小了转矩和功率。

另外，在具有永磁体的电机中，齿槽转矩脉动使得电机从停止到启动变得困难，并减慢了电机的工作。永磁体试图保持在对应于磁通量闭合路径的最小磁阻的位置上。

对应于上述讨论，减小第一组损耗和第二组损耗是长期以来的需求，这种需求与发电机产生电能、以及电动机消耗电能都有关系。具体地，对于具有永磁体的电机，长期以来的需求是防止所述永磁体去磁化，并减小齿槽转矩脉动。

发明内容

因此，本发明的一个目的是，公开一种包括定子和转子的电机，所述转子可关于所述定子旋转，在二者之间具有空气间隙。所述定子配备有多个第一磁场源，这些磁场源呈圆周状等距分布在定子上方。所述转子具有多个第二磁场源，这些磁场源呈圆周状等距分布在转子上方。所述第一磁场源和/或第二磁场源为电磁体。每个电磁体包括至少一个搁放于磁导体上的电磁线圈。

 本发明的核心目的是，提供所述导体，该导体包括至少一个构件，该构件由选自磁各向同性材料、磁各向异性材料以及其任意组合的材料制成。所述各向同性和各向异性材料的特性是，其电阻大于约10⁶Ohm·m，矫顽力小于约100A·m^-1，相对磁导率大于约3000，且在频率低于约10000Hz时饱和磁感应强度大于约0.6Tl。

 本发明的另一个目的是，公开所述由磁各向异性材料制成的导体构件，该导体构件使得由磁场源产生的磁通量沿易磁化的方向传导。

 本发明的进一步目的是，公开所述多个第一磁场源，该多个第一磁场源为分布于定子上方的电磁体。所述多个第二磁场源为异极地隔开分布于转子上方的永磁体。

 本发明的进一步目的是，公开所述第一多个永磁体的磁场源，这些永磁体异极地隔开分布于定子上方。多个第二磁场源为分布于转子上方的电磁体，这些电磁体具有线圈，所述线圈通过电刷与整流器相连。

 本发明的进一步目的是，公开多个第一和第二磁场源，这些磁场源为电磁体。多个第二电磁体具有线圈，所述线圈通过电刷与整流器相连。

 本发明的进一步目的是，公开至少一种彼此之间磁性独立的多个磁场源。

 本发明的进一步目的是，公开第一多个电磁体中的每一个的线圈轴的方位，所述方位选自下组：充分平行于转子旋转轴的方位、相对于转子充分径向定向的方位、位于充分垂直于转子旋转轴的平面内的圆周方位，以及以上各项的任意组合。

 本发明的进一步目的是，公开相互平行的第一和多个第二磁场源中至少一部分的磁轴。

 本发明的进一步目的是，公开彼此垂直的第一和多个第二磁场源中至少一部分的磁轴。

 本发明的进一步目的是，公开位于多个第一磁场源内的多个第二磁场源的磁路。

 本发明的进一步目的是，公开位于多个第二磁场源内的多个第一磁场源的磁路。