[发明专利]同心式绕组结构永磁同步平面电机

权利要求书

1.同心式绕组结构永磁同步平面电机，它由初级、次级和气隙构成，所述初级包括初级基板(2)和电枢绕组，次级包括次级轭板(4)和永磁体，初级和次级之间为气隙，定义该平面电机的动子能够沿XOY平面运动，其特征在于：

电枢绕组固定在平板形的初级基板(2)的气隙侧，每个相电枢绕组由若干同心的矩形线圈(1)构成，每相邻的两个矩形线圈(1)相邻边的中心线之间的距离L_l与次级永磁体极距τ_m相等，所述若干个矩形线圈(1)由里到外依次串联连接，每相邻的两个矩形线圈(1)的绕向相反，每个矩形线圈(1)相对的两条线圈边的中心线之间的距离与次级永磁体极距τ_m之间满足如下关系：L_c＝(2k+1)τ_m，其中，k为自然数。

2.根据权利要求1所述的同心式绕组结构永磁同步平面电机，其特征在于所述初级还包括偏摆控制绕组，

偏摆控制绕组固定在平板形的初级基板(2)的气隙侧，且位于电枢绕组的四周，偏摆控制绕组由X向偏摆控制绕组和Y向偏摆控制绕组组成，其中，

X向偏摆控制绕组由偶数个线圈组成，所述偶数个线圈均匀分成两组，属于同一组的两个线圈的中心线位于一条直线上，且平行于X轴，所述线圈的有效边均平行于X轴，属于同一组的多个线圈中相邻线圈的绕向相反，两组线圈分别位于电枢绕组的Y向两侧，且对称分布，位于电枢绕组两侧同一位置的两个线圈的绕向相反，

Y向偏摆控制绕组由偶数个线圈组成，所述偶数个线圈均匀分成两组，属于同一组的两个线圈的中心线位于一条直线上，且平行于Y轴，所述线圈的有效边均平行于Y轴，属于同一组的多个线圈中相邻线圈的绕向相反，两组线圈分别位于电枢绕组的X向两侧，且对称分布，位于电枢绕组两侧同一位置的两个线圈的绕向相反，

构成偏摆控制绕组的每个线圈的两个有效边中心线之间的距离与次级永磁体极距τ_m相等，位于基板同一端两个线圈的中心线之间的距离其中i为大于2的自然数。

3.根据权利要求2所述的同心式绕组结构永磁同步平面电机，其特征在于，所述的偏摆控制绕组线圈为长方形或跑道形，每个线圈两个端部之间的距离L_e与次级永磁体极距τ_m之间满足如下关系：L_e＝2nτ_m，其中n为正整数，所述两个端部是指线圈中的非有效边。

4.根据权利要求1所述的同心式绕组结构永磁同步平面电机，其特征在于，所述次级为表面永磁体结构、内嵌永磁体结构或Halbach永磁体阵列结构。

5.根据权利要求1、2或3所述的同心式绕组结构永磁同步平面电机，其特征在于，所述的次级包括次级轭板(4)和多个磁极单元(5)，所述磁极单元(5)是底面为正方形的立方体，每个磁极单元(5)的气隙侧表面的对角线均平行于X轴或Y轴，多个磁极单元(5)紧密排列并固定在次级轭板(4)的气隙侧，相邻的磁极单元(5)的充磁方向相反；

每个磁极单元(5)由一块径向充磁的永磁体和中心磁极(52)组成，所述中心磁极(52)为轴对称结构，该中心磁极(52)的轴截面为两个矩形组成的多边形，并且气隙侧的矩形小于另一个矩形，所述中心磁极(52)的对称轴垂直于次级轭板(4)的表面，所述中心磁极(52)嵌入在径向充磁的永磁体的中心，所述中心磁极(52)的高度与径向充磁的永磁体的高度相同，所述中心磁极(52)的为径向充磁，所述中心磁极(52)为一块永磁体或者有两块永磁体组成。