[发明专利]电动机

说明书

本发明涉及一种电动机，该电动机包括：(A)环状转子，其包括：以环状方式等角度间隔且等距径向布置的多个电磁体；(B)定子，其包括：等角度间隔且等距径向布置的多个螺线管，每个所述螺线管具有螺线管芯以及腔，所述螺线管芯又具有矩形形状的横截面；以及每个所述螺线管内的电磁线圈；其中所述电磁体被布置成使得它们可以以旋转的方式移动通过所述螺线管芯的所述腔，其中，所述多个所述电磁体的负端和正端分别并联连接到相应的负外围带和正外围带，并且其中电磁线圈的电流分别通过两个电刷从电源供应到负极带和正极带。

技术领域

本发明涉及电动机领域。更具体地说，本发明涉及一种电动机，该电动机包括定子上的螺线管和转子上的多个电磁体。

背景技术

旋转型电动机是众所周知的，并且多年来已经被广泛用于将电能转换成机械能。典型的电动机包括转子和定子。

转子是电动机的运转部件，它包括转动轴，转动轴将转矩传递给负载。转子典型地包括传导电流的导体，其又产生与定子的磁场相互作用的电磁场以产生引起轴旋转的力。在另一个替代方案中，转子包括永磁体，而定子包括导体。

定子是电动机电磁回路的静止部件，并且如所述的那样包括绕组或永磁体。定子芯通常由许多称为叠片的薄金属片构成。叠片用于减少固体芯使用时会导致的能量损失。

电动机也用于相反的功能以将机械能转换成电能，并且在这种情况下，电动机实际上是发电机。

WO2013/140400公开了一种电动机，其包括在定子处的多个螺线管以及在转子处的多个永磁体。定子的螺线管径向布置且在圆形平面上等角度地间隔开；每个螺线管具有空隙，转子的永磁体穿过该空隙而移动。转子又包括布置成大致环状结构的多个磁体，其中所述磁体彼此等角度地间隔开。相邻磁体之间的间隙(当存在这种间隙时)优选地由高导磁率材料填充。无论如何，磁体和高磁导率材料(当存在时)形成环状结构。同时向所有电磁线圈供应电流，以相对于电磁线圈在特定方向上推动或拉动所有永磁铁，从而引起磁环的旋转。在WO2013/140400的实施例中，在永磁体的环形层的上方和下方设置有若干附加的环形层，所有所述层全部旋转地移动穿过螺线管空隙。WO2013/140400的所述另外的环状层中的一个是齿环，其将永磁体层(以及其上方和下方的层的其余层)的旋转力矩传递到齿盘(机械齿轮)，它在旋转时转动刚性连接在其上的电动机的轴。

共同未决申请GB1511226.1(公开为WO2016/207877)公开了一种电动机，其包括：(A)转子，其包括：(a)共中心的轴和盘；(b)多个永磁体，它们等角度地间隔并等距径向布置在所述盘上；以及(B)定子，其包括：(c)多个等角度间隔且等距径向布置的螺线管，每个所述螺线管具有螺线管芯、腔和磁盘槽，所述螺线管芯又具有矩形形状的横截面；以及(d)每个所述螺线管内的线圈；其中所述转子轮盘定位在所述螺线管槽内，并且所述永磁体布置成使得当所述转子轮盘旋转时，所述永磁体可以旋转的方式穿过所述螺线管芯的所述腔。向螺线管提供电流以同时在特定方向上推动或拉动永磁体，由此引起磁体的旋转，并且实际上旋转转子轮盘。

如上所述，WO2013/140400和GB1511226.1的电动机分别在其转子处包括永磁体。然而，永磁体相对昂贵，与电磁体相比昂贵得多。因此希望用电磁体代替WO2013/140400和GB1511226.1的电动机中的永磁体。

另一方面，在WO2013/140400和GB1511226.1的两种电动机中，都需要周期性地(即，在盘的每个循环期间多次)切换供应给螺线管线圈的电流的方向，以相应地改变电磁场的方向。显然，没有办法改变永磁体的磁极，因此电流方向的改变实际上是保持旋转的唯一方法。

因此，本发明的一个目的是能够显着降低诸如在WO2013/140400和GB1511226.1中公开的螺线管型电动机的成本。

本发明的另一个目的是使诸如在WO2013/140400和GB1511226.1中公开的螺线管型电动机的旋转方式具有更大的灵活性。