[发明专利]带分布式绕组的轴向磁通马达

说明书

本发明涉及带分布式绕组的轴向磁通马达。提供了一种具有减少的空间谐波的轴向磁通马达，其包括具有多个磁体的转子。转子轴联接到转子。定子面向转子，并且气隙限定在转子和定子之间。定子包括限定多个磁极的多个电磁部件。电磁部件包括多个柱、多个狭槽和多个分布式导电绕组，多个分布式导电绕组设置在所述多个狭槽的不相邻狭槽中并横跨这些狭槽。至少一个导电绕组具有大于或等于约3至小于或等于约20的绕组节距跨度。所述轴向磁通马达可以包括两个转子和一个定子，或者两个定子和一个转子。这种轴向磁通马达具有短节距，提供了所需的减少的空间谐波，以提高马达性能。

引言

本部分提供了与本公开相关的背景信息，该信息不一定是现有技术。

技术领域

本公开总体上涉及具有用于减少空间谐波以提高性能的定子设计的轴向磁通马达。

背景技术

电动马达通过产生扭矩将电能转化为机械功。电动车辆(包括混合动力车辆)采用诸如感应马达和永磁马达的电动马达来驱动车辆，并且在用作发电机时捕获制动能量。通常，电动马达包括在操作期间旋转的转子和静止的定子。转子可以包含多个永磁体，并且相对于固定的定子旋转。转子连接到转子轴，转子轴也随转子一起旋转。包括永磁体的转子通过预定的气隙与定子分开。定子包括呈线绕组形式的导体。当电能通过导线绕组施加时，产生磁场。当电能或功率被馈送到定子的导电绕组中时，功率可以通过磁通量在气隙上传递，产生作用在转子中的永磁体上的扭矩。以这种方式，机械功率可以传递到旋转的转子轴或从旋转的转子轴提取。在电动车辆中，转子因此通过齿轮组经由旋转的轴将扭矩传递到车辆的驱动轮。

两种常见类型的电动马达包括径向磁通型或轴向磁通型马达。在径向磁通马达中，转子和定子通常位于同心或嵌套构造中，因此当定子通电时，它产生从定子径向延伸到转子的磁通量。因此，定子中的导电绕组通常垂直于旋转轴线布置，从而产生磁场，该磁场从旋转轴线(沿着转子轴)在径向方向上定向。在轴向磁通马达中，由定子中的导电线绕组产生平行于旋转轴线的磁场，因此磁通平行于旋转轴线(平行于转子轴)延伸。在某些应用中，轴向磁通马达是理想的，因为与径向磁通马达相比，它们相对较轻，产生增加的功率，并且具有紧凑的尺寸。

发明内容

本部分提供了本公开的概述，而不是对其全部范围或所有特征的全面公开。

本公开涉及具有减少的空间谐波的轴向磁通马达。在某些变型中，轴向磁通马达包括转子和联接到转子的转子轴，转子包括多个磁体。转子轴限定旋转轴线，转子被构造成围绕该旋转轴线旋转。定子面向转子并在两者间限定气隙。定子是静止的，并且包括限定多个磁极的多个电磁部件。多个电磁部件包括多个柱、多个狭槽和多个分布式导电绕组，多个分布式导电绕组设置在所述多个狭槽的不相邻狭槽中并横跨这些狭槽。多个分布式导电绕组中的至少一个导电绕组具有大于或等于约3至小于或等于约20的绕组节距跨度。

在一个方面，多个分布式导电绕组中的每一个都具有大于或等于约3至小于或等于约10的绕组节距跨度。

在一个方面，绕组节距跨度为5。

在一个方面，多个狭槽中的相应狭槽具有最大数量为10的导电绕组。

在一个方面，狭槽错位量(slot stager)大于或等于约1且小于或等于约8。

在一个方面，多个磁极大于或等于2至小于或等于约30。

在一个方面，在轴向磁通马达中消除了小于或等于一次谐波频率的次数的空间谐波，并且大于或等于一次谐波频率的次数的空间谐波减少了大于或等于约50%。

在一个方面，多个狭槽大于或等于约12至小于或等于约96。

在一个方面，多个磁极为8，多个磁极的节距为约6度，多个狭槽为48，每个狭槽有两层导电绕组，每个狭槽的导电绕组数量为2，并且狭槽错位量为1。