[发明专利]永久磁铁型三相AC回转电机

说明书

背景技术

本发明涉及一种回转式多相电机，比如三相AC发电机和三相AC发动机，尤其涉及为此所作的改进的线圈绕组布置。

三相AC发电机或发动机已知有许多应用。无刷电动机是这种类型机器的一个示例。在传统的回转电机中，在磁极齿上形成的连接线圈绕组的线圈与永久磁铁对应。根据线圈绕组和永久磁铁的相对转动，在每个线圈上感应出电动势(用做发电机时)或者在转子中产生一种扭矩(用做发动机时)。每一相或每一线中产生的电动势或者反电动势是每一相或每一线中所有线圈结果的矢量和。

在家用电器或者工业广泛使用的回转电机中，供给或者输出电压相对较高。因此，一种绕在每个相线的磁极齿上的小直径柔性绕组可用于线圈绕组上。这些绕组通常以Y-型或△-型的连接方式相互串联连接。定子线圈的缠绕方向交替变化可以使线圈的极性一样。

除了家用或工业应用外，这种回转电机可以广泛用于车辆比如汽车和摩托车上。例如，无刷发动机可用做电车等的电源。通常，这种车辆上的供电电压低于家用或工业用供电电压。因此，必须用强电流来获得大动力。所以，在车辆用的回转电机中，绕在每个芯件上的线圈匝数相对较少，而线圈直径相对较大。

然而，当使用大直径线圈时，磁极齿上线圈绕组的效率显著降很低。还有，每一相上的线圈端部必须连接在线圈各线的端部，而且必须是中性连接。结果加工很慢，而且很难提高生产能力和降低成本。另外，线圈端子的接头难免很大，导致绕组部件的尺寸过大，发电机或发动机的尺寸很大。

为了降低电流，可以并联连接每一相的线圈。这样就可以采用小直径的绕组。这可以增加每个线圈的匝数。因为车用回转电机的电压较低，所以增加的匝数相对较少。

然而，已经发现，当每一相的线圈并联连接时，由于每个线圈中产生的电动势或反电动势存在相位差，所以在并联连接的线圈形成的封闭回路中产生循环电流。

因此，本发明的主要目的是提供一种具有并联绕组的永久磁铁型三相AC回转电机，而且可以防止或者减少任何循环电流流动。

本发明进一步的目的是提供一种具有小直径线圈绕组的永久磁铁型三相AC回转电机，以减小机器的尺寸。

发明概述

本发明具体表现为一种永久磁铁型三相AC回转电机，它包括一个永久磁铁元件和一个线圈绕组元件。这些元件可相对转动。线圈绕组元件以三相缠绕连接到一个线电流回路上。每一相由一个并联回路组成，该并联回路通过并联多个串联回路而成。每个串联回路使用的磁芯这样联合，即根据永久磁铁和线圈对称布置，每一相的多个串联回路的相对端产生的电动势电压或反电动势电压基本相同，从而防止在并联回路中产生循环电流。

根据本发明的另一特点，永久磁铁元件有n个永久磁极。线圈绕组元件有m个线槽。m值至少是6。

图面说明

图1是根据本发明一个实施例构造的三相、Y布线法的回转电机的端部正视图。

图2是三相线圈绕组连接线路图。

图3是表示本发明另一个△布线法的实施例的端部正视图，其中一部分与图1类似。

图4是部分与图2类似的配线图，但表示该实施例的各线圈相的配线。

图5是表示现有技术采用的三相Y布线法的回转电机的端部正视图，其中部分与图1类似。

图6是表示现有技术装置的配线图，其中部分与图2类似。

图7示意性地表示另一种现有的△布线法的配线图，其中部分类似于图6。

图8是表示图7所示现有装置的回路波形输出的示意图。

图9是表示组成线电压的线路波形的谐波频率和的示意图。

图10是图9波形的总谐波变化的图表；

图11是部分与图8类似的波形图，但是示出了图3和4所示电路的波形。

图12是部分与图9类似的谐波分配曲线，但是示出了该实施例的结构。

图13是表示根据本发明该实施例的总谐波分布的图表。

图14是表示另一个线圈绕组布置的端部正视图，其中部分与图1类似。

图15是该实施例的线圈绕组布置的电路示意图。

图16是表示本发明另一个实施例的图，其中部分与图3类似。

图17是该实施例的线圈绕组布置的电路示意图。

图18是另一种现有结构的端部图，其中部分类似于图5。

图19是该实施例的配线图，其中部分类似于图6。

图20是为比较目的而设的表示线槽数、极数和齿轮扭矩频率与各种参数的绕组系数之间关系的图表。

详细说明