[发明专利]一种空心杯电机

权利要求书

1.一种空心杯电机，包括定子和转子，所述定子包括铁芯和绕组，所述铁芯设置有贯通的空腔，所述绕组贴合所述空腔内壁设置，所述转子包括设置于所述空腔中心的永磁体，所述绕组与所述永磁体之间形成气隙，其特征在于，所述空腔呈正多边形柱体结构，所述永磁体为规则的柱体结构，所述永磁体适于沿着所述空腔的中心轴线旋转，所述绕组与所述永磁体之间的径向距离绕周向呈正弦曲线变化；其中，所述绕组包括至少三个相绕组，每个所述相绕组包括串联连接的至少一路绕组线圈，每一路所述绕组线圈包括相对所述空腔的中心轴对称设置的正极线圈和负极线圈，所述正极线圈和所述负极线圈分别包括多个单匝线圈，所述单匝线圈至少具有10个侧边；

所述空腔的边数S为：

；

其中，N为所述相绕组的数量，T为每个所述相绕组中串联连接的所述绕组线圈的路数；

所述绕组的径向截面上的任一点与所述空腔的中心轴线的径向距离L为：

；

其中，L1为所述绕组的径向截面与所述空腔的中心轴线的最短距离；为所述绕组的径向截面上与所述空腔的中心轴线距离最短的点绕周向旋转的角度；L以为一个周期循环变化；

所述永磁体为圆柱体，所述绕组与所述永磁体之间的径向距离R表示为：

；

其中，L为所述绕组的径向截面上的任一点与所述空腔的中心轴线的径向距离； M为所述永磁体的外径；

所述绕组包括三个所述相绕组，所述相绕组包括一路所述绕组线圈，所述空腔为正六边形柱体；

所述单匝线圈为对称结构，所述单匝线圈包括沿轴向延伸的第一直边和第二直边，所述第一直边和所述第二直边间隔固定距离地设置，所述第一直边和所述第二直边相对应的两端分别依次沿两个方向靠近彼此地延伸，分别依次延伸形成第一斜边和第二斜边，所述第一直边和所述第二直边相对应的两端延伸出的所述第二斜边的端部连接或重合；

所述单匝线圈占据所述空腔内壁连续的第一面、第二面和第三面；所述第一直边和所述第二直边别位于所述第一面和所述第三面，与所述第一直边连接的所述第一斜边位于所述第一面，与所述第二直边连接的所述第一斜边位于所述第三面，所述第二斜边位于所述第二面；

每个所述正极线圈和所述负极线圈的多个所述单匝线圈的所述第一直边沿周向依次排布120°；

三个所述相绕组分别为U相绕组、V相绕组和W相绕组，所述U相绕组包括U相正极线圈和U相负极线圈，所述V相绕组包括V相正极线圈和V相负极线圈，所述W相绕组包括W相正极线圈和W相负极线圈，所述U相正极线圈、所述V相正极线圈和所述W相正极线圈的相对应的第一直边沿周向间隔120°；所述U相负极线圈、所述V相负极线圈和所述W相负极线圈的相对应的第一直边沿周向依次间隔120°。

2.如权利要求1所述的空心杯电机，其特征在于，所述绕组沿所述空腔的中心轴线呈中心对称设置，每个所述相绕组的所述绕组线圈与其余所述相绕组的所述绕组线圈部分叠绕设置。

3.如权利要求1所述空心杯电机，其特征在于，所述第一斜边与所述绕组的径向截面的夹角为a1，所述第二斜边与所述绕组的径向截面的夹角为b1，∠a1≤∠b1。

4.如权利要求1所述的空心杯电机，其特征在于，所述第一直边和所述第二直边沿周向间隔180°。

5.如权利要求1所述的空心杯电机，其特征在于，所述铁芯的外壁设置为与所述空腔匹配的正多边形柱体结构。