[发明专利]交流电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流电机，具体地，涉及一种具有定子磁极沿交流电 机的轴向定位的结构的交流电机。

背景技术

图25-27显示了日本专利申请公开公报No.6-261513(专利文献1) 公开的集中绕组电机(concentrated winding motor)，该集中绕组电机 具有每个相位线圈集中缠绕在对应的定子磁极(stator pole)上的结构。 图25是电机的示意轴向剖视图，图26是电机的示意圆周剖视图，图27 是电机的定子的圆周展开的示意图。

专利文献1中公开的传统的集中绕组电机具有的问题为结构复杂，因 为每个绕组必需围绕每个定子磁极缠绕。此外，因为绕组必需位于槽的底 部，缠绕工作很困难，这导致生产效率低。此外，传统的集中绕组电机具 有其结构引起的问题，即，尺寸上难以紧凑，难以实现高效的制造，和难 以低成本制造。

为了解决这些问题，本申请的发明人在日本专利申请公开公报No. 2005-160285(专利文献2)中提出一种交流电机。

图28-32显示该交流电机的结构。图28是电机的示意轴向剖视图， 图29是电机的示意径向剖视图，图30是电机的定子的圆周展开的示意图， 图31是电机的圆周展开的示意图，和图32是电机的定子线圈的两相绕组 的圆周展开的示意图。

与专利文献1的交流电机相比，专利文献2的交流电机能够以更低的 成本制造，并且能够具有高效率，产生高转矩，原因如下。

专利文献2的交流电机包括转子，其中N极和S极沿圆周方向交替地 设置，交流电机的n个局部芯体(n partial cores)中的每个包括多个 定子磁极和多个环状绕组，多个定子磁极沿圆周方向定位，并且定位成相 对于定子磁极的圆周位置和轴向位置彼此偏离，多个环状绕组形成为沿圆 周方向延伸，每个环状绕组在轴向上定位成邻近n个局部芯体中的对应一 个。

构成相同局部芯体的定子磁极位于相同圆周上。如果假设绕组分别围 绕每个局部芯体的定子磁极缠绕，设置在相同局部芯体的两个相邻定子磁 极之间的空间内的绕组通过这样的电流，该电流产生具有相反方向的磁通 势(magnetomotive forces)，因此彼此抵消。因此，等同于没有电流流 过这些两个相邻定子磁极之间的空间。因此，在该类型的交流电机的情况 中，多个不同相的局部芯体沿轴向同轴设置，因此能够使用环状绕组，每 个环状绕组轴向地设置成邻近局部芯体中的对应一个。

结果，因为圆周方向上设置的定子磁极之间的绕组能够被消除，因此， 与具有这种绕组的传统交流电机相比，专利文献2的交流电机能够具有高 效率和产生高转矩。此外，定子磁极之间的绕组的消除能够实现多极结构， 提高生产率，和降低制造成本，因为它具有简单的绕组结构。此外，因为 局部芯体是对称的并且同轴地设置在电机中，转子和定子之间的磁引力引 起的定子变形或电机的每个元件的扭曲能够被减小，因此减小电机的振动 和噪声。

然而，专利文献2公开的交流电机具有这样的问题：因为磁通量在该 电机中三维地流动，因此难以通过层叠电钢片形成它的磁芯，因为磁芯的 磁各向异性。尽管，压粉芯体(粉末磁芯)是公知的无磁各向异性的磁芯， 但是昂贵，并且在磁性和强度方面差于层叠电钢片(electrical steel sheets)形成的磁芯。

发明内容

本发明提供一种交流电机，包括：

转子，所述转子包括沿所述交流电机的圆周方向交替地设置的N-磁极 和S-磁极；

定子芯体，所述定子芯体包括沿所述交流电机的轴向同轴地设置的多 个局部芯体，每个所述局部芯体包括沿所述圆周方向设置成在相同圆周上 的多个定子磁极；和

多个环状绕组，所述多个环状绕组中的每个在所述圆周方向上延伸， 同时沿所述轴向穿过在所述圆周方向上彼此相邻的两个定子磁极之间的 极间空隙，

其中对于每个所述局部芯体，在所述多个局部芯体的同一所述圆周方 向上彼此相邻的两个定子磁极之间的相位角差设定为小于360度的值。

根据本发明，它能够提高生产率和该类型的交流电机的工作特性，在 该类型的交流电机中，不同相位的多个局部芯体沿交流电机的轴向同轴地 设置。

根据附图和权利要求的下述说明，本发明的其它优点和特征将变得更 清楚。

附图说明