[发明专利]横向和/或换向磁通系统定子构想

说明书

技术领域

本公开涉及电气系统，并且具体地涉及横向磁通机和换向磁通机。

背景技术

电动机和交流发电机通常设计为高效率、高功率密度以及低成本。电动机或交流发电机中的高功率密度可以通过以高转速以及因此高电频率运行来获得。然而，许多应用要求较低转速。对于这种情况的常规解决方案是使用齿轮减速。齿轮减速降低了效率，增加了复杂度，增加了重量，并且增加了空间需求。另外，齿轮减速增加了系统的成本并且增加了机械故障率。

另外，如果不期望高转速并且不期望齿轮减速，那么电动机或交流发电机通常必须具有大量磁极，以便以较低转速提供较高的电频率。然而，对于特定电动机或交流发电机可以具有的磁极的数量，经常存在实际限制，例如，由于空间限制。一旦达到实际限制，为了获得期望的功率电平，电动机或交流发电机必须相对大，并且因此具有相应较低的功率密度。

而且，用于交流发电机或电动机的现有多极绕组通常要求绕线的几何形状并且经常需要复杂的绕线机以便满足尺寸和/或功率需要。随着磁极的数量增加，使得绕线问题通常更加糟糕。另外，随着磁极数增加，线圈损耗也增加(例如，由于构成线圈的铜线或其它材料的电阻效应)。然而，较大数量的磁极具有一定优点，例如，使得每匝具有较高的电压常数，提供较高的转矩密度，并且以较高的频率产生电压。

最常见的是，电动机为辐射磁通类型。比较少见的是，一些电动机实现为横向磁通机和/或换向磁通机。期望的是，开发出性能和/或可构造性改进的电动机和/或交流发电机。特别地，期望改进的横向磁通机和/或换向磁通机。

发明内容

本公开涉及横向和/或换向磁通机。在示例性实施例中，换向磁通机包括截头定子，所述截头定子具有与多个磁通集中器交错的多个磁体。所述多个磁体具有交变磁性取向，以使得多个磁通集中器具有交变的磁极。多个磁体和多个磁通集中器耦合小于转子的整个周长。

在另一个示例性实施例中，发电机包括圆形转子和截头定子。所述截头定子可以耦合所述圆形转子，以使所述截头定子仅延伸所述圆形转子的圆周的一部分。发电机为横向磁通机或换向磁通机中的至少一种。

在又一示例性实施例中，发电机包括转子、局部定子组件和引导机构，所述引导机构被构造为在转子和局部定子组件之间形成指定的气隙。局部定子组件具有磁通集中器、连接至所述磁通集中的第一侧的第一磁体以及连接至所述磁通集中器的与所述第一侧相对的第二侧的第二磁体。所述第一磁体和所述第二磁体磁性上取向以使在磁通集中器的第一侧和第二侧上存在共同磁极。发电机为横向磁通机或换向磁通机中的至少一种。

在又一示例性实施例中，一种构造发电机的方法包括：经由引导机构将截头定子耦合转子；以及构造所述引导机构以在截头定子和转子之间形成期望气隙。发电机为横向磁通机或换向磁通机中的至少一种。

在又一示例性实施例中，一种构造发电机的方法包括：经由引导机构将截头定子耦合转子，所述转子具有直径；以及构造所述引导机构以在截头定子和转子之间形成期望气隙。所述期望气隙独立于转子的直径。发电机为横向磁通机或换向磁通机中的至少一种。

仅提供该概述部分的内容作为本公开的简要介绍，并且不意在用于限制所附权利要求的范围。

附图说明

参考下面的说明、所附权利要求和附图：

图1A示出了根据示例性实施例的示例性横向磁通机；

图1B示出了根据示例性实施例的示例性换向磁通机；

图2A示出了根据示例性实施例的示例性轴向间隙构造；

图2B示出了根据示例性实施例的示例性径向间隙构造；

图3A示出了根据示例性实施例的示例性腔接合构造；

图3B示出了根据示例性实施例的示例性面接合构造；

图3C示出了根据示例性实施例的示例性面接合轴向间隙构造；

图4示出了根据示例性实施例的各种电动机性能曲线；

图5在断面图中示出了根据示例性实施例的构造为用于车辆中的示例性横向磁通机；

图6示出根据示例性实施例的示例性换向磁通机剖面的侧面立体图；

图7示出根据示例性实施例与示例性转子和线圈耦合的示例性有间隙定子的立体图；

图8A-8C示出了根据示例性实施例耦合转子的示例性局部定子；

图9A-9C示出了根据示例性实施例耦合示例性电子板的示例性局部定子和截头线圈；以及