磁通量切換的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁通量切換機，所述磁通量切換機包括帶有相線圈和激勵線圈的定子，在所述切換機中，至少一個激勵線圈(E+、E-)設(shè)置在一對被至少三個齒(5、6、7)間隔開的槽(3、4)中。
【專利說明】磁通量切換機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁通量切換機，更特別但不限于單激勵磁通量切換機。
【背景技術(shù)】
[0002]磁通量切換機包括沒有永磁體的無線圈/繞組轉(zhuǎn)子，和包括相位線圈和激勵線圈或永磁體的定子。相線圈的端子上的交流電壓由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動引起的磁通量切換而產(chǎn)生。
[0003]在常規(guī)的單激勵機器中，定子包括一系列齒以及槽，激勵線圈和相線圈相繼地設(shè)置于所述槽中。
[0004]專利US6242834在圖6中披露了所述切換機的例子。圖11中描述了雙激勵機，并帶有使永磁體容納于定子上的切口。
[0005]文獻《LowCost Flux - Switching Brushless AC Machines))(低成本磁通量切換無刷交流電機)978-1-4244-8218-4/10 ? Crown, “Awound-Field Three-Phase FluxSwitching Synchronous Motor With All Excitation Sources on the Stator” (全部激勵場源在定子上的繞場三相磁通量切換同步馬達)978-1-4244-2893-9/09 ◎2009IEE pagesl502_1509，“Low Cost, High Power Density, Flux Switching Machinesand Drives for Power Tools”(用于電動工具的低成本高功率密度磁通量切換機和驅(qū)動器)，0-7803-7883-0/03 ? 2003IEEE, “Flux Switching Motors for AutomotiveApplications”(用于汽車應(yīng)用的磁通量切換馬達)0-7803-7883-0/03? 2003IEEE，“A newstructure of12SlotlOPole Field Excitation Flux Switching Synchronous machinefor Hybrid Electric Vehicules”(用于混合電動車輛的12槽10極場激勵磁通量切換同步電機的新結(jié)構(gòu))EPE201 IBirmingham，ISBN9789075815153pagesl_10，et“A Novel E-coreFlux Switching PM Brushless AC Machine”(新型E-芯磁通量切換永磁無刷交流電機)，978-1-4244-5287-3/10/$26.00? 2010IEEE pages2811-3818 描述了磁通量切換機的其它例子。
[0006]FR2898439提出一種雙激勵磁通量切換機。定子的切口具有不同形狀，以便可以在最深的切口中同時容納激勵線圈和相線圈。
[0007]EP0909010提出一種磁通量切換電動機械。
[0008]在磁通量切換機中，每個切口接納激勵線圈的導(dǎo)體，并且兩個相鄰切口接納構(gòu)成基本元件的相線圈導(dǎo)體。
[0009]激勵線圈和相線圈分別覆蓋定子上的兩個齒間距，即接納所述線圈的槽被兩個齒間隔開。
[0010]這些機器的特征一般在于使用大量銅或其它導(dǎo)電材料以形成激勵線圈，以限制焦耳效應(yīng)產(chǎn)生的損失和它們對效率的影響。
[0011]這些機器的另一特征為通常具有高的諧波失真的電壓波形。
[0012]專利US3253170提出一種機器,其中轉(zhuǎn)子的齒通過轉(zhuǎn)子板(toles rotoriques)逐漸錯開而縱向傾斜(齒傾斜)。
[0013]公開文獻JP8009607提出一種被線圈激勵的可變磁阻而不是磁通量切換的機器，其中，被相位包圍的磁通量承受比較小的變化，因為它們只作為于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時磁極下的磁阻變化的產(chǎn)物。由此產(chǎn)生的磁通量只是正的或單向的。另外，每個相線圈圍繞定子的單個齒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是提出一種新的磁通量切換機，旨在減少使用的導(dǎo)體材料量，并得到諧波失真較小的波形，而不借助于導(dǎo)致比功率明顯下降的定子或轉(zhuǎn)子板組(paqUet detole)傾斜的傳統(tǒng)技術(shù)。
[0015]因此，本發(fā)明的目標是包括帶有相線圈和激勵線圈的定子的磁通量切換機，其中至少一個激勵線圈位于一對被至少三個齒間隔開的槽中。
[0016]通過本發(fā)明得到比兩個齒的齒間距的情況更少數(shù)量的激勵線圈運行的機器，這表現(xiàn)為節(jié)省導(dǎo)體材料。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的機器很緊湊，旋轉(zhuǎn)部分上沒有線圈，從位于定子上的激勵線圈進行電壓控制。
[0018]在兩個基本元件之間存在用于磁通量回饋的第三齒可以產(chǎn)生具有非常弱的諧波含量的正弦磁通量變化。
[0019]每個相圍繞的磁通量是雙向的(即交流的)，并且通過轉(zhuǎn)子的突起設(shè)置在定子中的磁通量的路徑的改變上。因此產(chǎn)生更好的能量轉(zhuǎn)換。
[0020]每個相線圈優(yōu)選圍繞兩個定子齒。
[0021]槽優(yōu)選是不是空的。
[0022]轉(zhuǎn)子中的齒數(shù)可以等于kX 11或kX 13，并且定子的齒數(shù)可以等于kX 18，k為非零整數(shù)，例如等于1、2或3。該齒數(shù)產(chǎn)生具有良好質(zhì)量波形的電壓。
[0023]可以得到所述波形，而不借助于一組定子或轉(zhuǎn)子板傾斜技術(shù)，因此不降低比功率。因此可以形成沒有縱向傾斜的齒。
[0024]激勵或相位線圈還有利地具有徑向軸線。
[0025]機器優(yōu)選是單激勵的，并且定子不包括永磁體。
[0026]在本發(fā)明的實施例中，定子的每個槽包括單一類型的相線圈，尤其是每個槽包括單個相線圈。
[0027]尤其是，其中具有激勵線圈的槽不包括相線圈。
[0028]齒可以在定子上沿圓周規(guī)則分布。
[0029]每個相線圈可以包圍兩個相繼的齒，即位于與這些齒相鄰的槽中。
[0030]機器可以是交流發(fā)電機或馬達。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]閱讀下面對本發(fā)明的非限定實施例的詳細描述并參照附圖將更好地了解本發(fā)明。
[0032]-圖1示意表示已知磁通量切換機的線圈布置；
[0033]-圖2表示根據(jù)本發(fā)明的機器的例子；[0034]-圖3是轉(zhuǎn)子和定子特殊構(gòu)型的模擬結(jié)果；
[0035]-圖4是圖3所示構(gòu)型的作為角度位置的函數(shù)的磁通量波形。
【具體實施方式】
[0036]圖1表示已知的單磁通量切換機的結(jié)構(gòu)。為了簡化，定子以線性方式表示。
[0037]機器包括一系列基本元件，每個基本元件由包含激勵線圈的導(dǎo)體E+或E-的槽和兩個接納相線圈A+、A-、B+、B-、C+、C-的導(dǎo)體的相鄰槽構(gòu)成，機器為多相，尤其是三相，A、B、C指代相位。
[0038]激勵線圈傳統(tǒng)上與直流電源連接。
[0039]作為約定，根據(jù)導(dǎo)體在槽內(nèi)的一個或另一個方向賦予符號+和_。因此同一激勵線圈包括導(dǎo)體E+和E-。
[0040]每個線圈的軸線方向為徑向。
[0041]激勵線圈的齒間距為二，接納激勵線圈導(dǎo)體的槽被兩個齒間隔開。
[0042]圖2表示根據(jù)本發(fā)明的機器的例子，其中接納同一激勵線圈E的導(dǎo)體+和-兩個槽3和4被三個齒5、6和7且被兩個分別接納兩個不同相的線圈，例如如圖所示的A-和B+的槽9和10間隔開。
[0043]接納同一相線圈導(dǎo)體+和-被兩個齒和接納激勵線圈的導(dǎo)體+或-的槽間隔開。
[0044]因此，例如，如圖所示，相A的導(dǎo)體A+和A-接納在被齒5和12以及被槽3間隔開的槽9和11中。
[0045]如觀察圖3可以看到的，設(shè)置于槽9和10之間的齒6參與磁通量的回饋(re-bouclage)，圖3表示具有特殊構(gòu)型的機器的磁力線，即定子上的齒數(shù)nds等于18，并且轉(zhuǎn)子上的齒數(shù)等于11。也可以是其它構(gòu)型，= 1^11，或1^13，并且1^ = kX18。
[0046]在圖3中看到，轉(zhuǎn)子可以由一些在旋轉(zhuǎn)軸線周圍按角度均勻分布的突出齒部40構(gòu)成，無極靴。每個齒40與安裝在未出示軸上的環(huán)形體部41連接。如圖所示，轉(zhuǎn)子齒的寬度優(yōu)選基本等于定子齒的寬度。
[0047]轉(zhuǎn)子和定子優(yōu)選由磁性板堆積形成。
[0048]圖4表示對圖3所示的構(gòu)型，作為轉(zhuǎn)子的角度位置的函數(shù)的每個相的磁通量的波形。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的機器可以用在可以通過激勵電流上的作用控制電壓的任何應(yīng)用中，例如具有可變負荷和/或速度的應(yīng)用。
[0050]本發(fā)明的機器可以在比較大的速度范圍以恒定電壓運行。
[0051]本發(fā)明不限于所示例子。
[0052]例如，接納激勵線圈的槽和接納相線圈的槽可以具有不同形狀，并徑向錯開，以便于安裝線圈，并減小機器的軸向尺寸。
[0053] 永磁體可以用于定子，但機器優(yōu)選沒有永磁體激勵。
【權(quán)利要求】
1.一種磁通量切換機，包括載有相線圈和激勵線圈的定子，在所述磁通量切換機中，至少一個激勵線圈(E+、E_)設(shè)置于被至少三個齒(5、6、7)間隔開的一對槽(3、4)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換機，所述一對槽(3、4)的槽被三個齒間隔開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的切換機，所述切換機是單激勵的。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一項所述的切換機，所述切換機的每個槽包括單個相線圈(A、B、C)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一項所述的切換機，轉(zhuǎn)子和/或定子的齒不是縱向傾斜的。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一項所述的切換機，轉(zhuǎn)子的齒數(shù)等于kX11或kX 13，定子的齒數(shù)nds等于kX 18，k為非零整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切換機，其中，k=1、2或3。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一項所述的切換機，所述齒(40)在定子上沿圓周規(guī)則地間隔開。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一項所述的切換機，所述切換機為三相。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一項所述的切換機，每個所述相線圈(A、B、C)包圍兩個相繼的齒。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一項所述的切換機，所述切換機構(gòu)成交流發(fā)電機。
【文檔編號】H02K1/16GK103931083SQ201280055253
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月10日
【發(fā)明者】菲利普·曼費, 本亞明·戈桑 申請人:利萊森瑪電機公司