[发明专利]电动马达

说明书

一种具有转子的马达装置，该转子包括以环状方式布置的一个或多个永磁体，其中，相邻磁体的相同磁极彼此面对，并且进一步地其中，齿轮机构(例如，带齿环)配置为将转子的旋转传递到外部齿轮机构。马达还可包括定子和轴承组件，所述定子包括一个或多个螺线管，所述轴承组件包括与带齿元件一体的旋转轴承元件，用于与齿轮和轴组件接合。旋转轴承元件和一体的带齿的齿轮元件可穿过主螺线管的腔，并提供最小的腔尺寸，提高马达效率。

关联申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月28日提交的GB 1722054.2的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及电动马达的领域。

背景技术

旋转类型的电动马达是众所周知的，并且已经被广泛使用多年以将电能转换为机械能。典型的电动马达可具有转子和定子。

马达的运动部分通常被称为转子，并且可以包括用于将旋转传递给负载的转动轴或类似机构。马达的固定部分通常被称为定子，定子通常包括导体和/或永磁体的绕组。在某些马达中，可在定子的芯中布置薄金属片(有时称为“层叠件”)，这可以减少如果使用实心芯会因此导致的能量损失。

在大多数情况下，导体将被布置在转子上或转子内，用于承载用于与定子的磁场相互作用的电流(例如，在定子包括一个或多个永磁体的情况下)。转子和定子之间的电磁相互作用提供了使轴旋转并在负载上运行的力。在另一种替代方案中，转子可以包括永磁体，而定子包括载流导体。在任一种配置中，也可以以相反的功能方式使用如以上总体描述的电动马达，以将机械能转换成电能(即，作为发电机)。

某些非典型的无刷DC马达结构在本领域中是已知的。例如，WO 2013/140400教导了一种无刷DC马达的非典型结构，其可以包括多个永磁体和多个螺线管，所述多个永磁体沿着圆环状的转子结构等角度地间隔和/或等半径地(equi-radially)布置，并且所述多个螺线管在静态位置等角度地间隔且等半径地布置。每个螺线管壳体包括腔部分，用于多个磁体随着具有多个磁体的环状转子绕其轴线旋转而通过。WO 2013/140400还教导了转子的旋转是由DC电流向螺线管的可变且受控的供应引起的，其中电流的方向基于永磁体相对于螺线管的相对位置而适时地反向。

如在WO 2013/140400中所公开的，磁体相对于螺线管的运动可以是准线性的。另外，WO 2013/140400教导了高磁导率材料(例如铁)的间隔件可以位于每两个相邻的永磁体之间，从而增加在每对相邻的永磁体之间的区域中的磁场的密度(该结构在本文中将被称为磁体-间隔件结构)。WO 2013/140400的马达还可包括一个或多个传感器，用于在转子旋转期间确定永磁体相对于螺线管的位置，以及包括用于控制向螺线管供应电流的控制器。在WO 2013/140400的一个实施例中，转子可以机械地连接至动力传递装置，例如带齿元件。

尽管具有某些益处，但是在WO 2013/140400中公开的马达具有各种缺点和不利。例如，WO 2013/140400的马达失去了在转子上的多个永磁体基本对准在其各自螺线管的中线处的情况下启动的能力(所谓的“死方位(dead orientation)”)。为了解决这种对准，可能有必要包括一种用于在这种死方位中启动时开启马达的旋转的机构。因此，本发明的一个目的是教导用于在设置在一个或者多个死方位中时启动马达的各种机构。

在WO 2013/140400中公开的马达的另一个缺点是，定位在所公开的磁体-间隔件结构下方的带齿环会使得其中公开的环状结构相对笨重和大。例如，WO 2013/140400教导了带齿环必须穿过螺线管的腔，从而要求螺线管中的腔大于单独的永磁体。这样的布置必然导致总重量的不希望的增加(由于较大的螺线管和相对较重的带齿环)，以及总的马达体积的不希望的增加(由于需要增加腔尺寸所导致)。因此，本发明的一个目的是提供用于减小无刷DC马达(通常包括WO 2013/140400所教导的马达)的总体积和重量的解决方案。