具有相偏移的橫向和/或換向通量系統技術方案

電動機器，例如橫向通量機器及/或換向通量機器，該電動機器可配置成通過實施六分之一相偏移，而實現總體齒槽效應轉矩降低。該電動機器中各個齒槽效應轉矩波形可在電壓相位的六分之一或其它合適間隔上均勻分布，從導致該電動機器的總體齒槽效應轉矩波形幅度減小及/或正弦性增加。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有相偏移的橫向和/或換向通量系統
本專利技術涉及電動系統，尤其是涉及橫向通量機器和換向通量機器。
技術介紹
齒槽效應轉矩是大多數永磁電動機器（例如電動馬達和發電機）中存在的情況。未通電時，電動機器會朝產生最低磁路磁阻(或最高磁導)的旋轉位置而去。這種情況可視為電動機器旋轉的間歇阻力。由于齒槽效應轉矩交替“阻止”和“促進”電動機器的旋轉，因此在電動機器旋轉時凈齒槽效應轉矩為零。然而，因為在電動機器的大多數旋轉位置上瞬時齒槽效應轉矩不為零，所以齒槽效應轉矩導致電動機器內產生噪音和振動。這會潛在地導致電氣和/或機械部件的磨損和/或過早故障。另外，還會導致由電動機器驅動的系統內和/或驅動電動機器的系統內產生振動，從而造成額外的噪音、磨損和/或故障。因為齒槽效應轉矩的這些及其它不希望的后果，所以先前已經嘗試過減少和/或最小化齒槽效應轉矩的許多方法。然而，人們仍舊希望提供改善的系統和方法，來減少和/或最小化電動機器中的齒槽效應轉矩，和/或提供具有更接近理想正弦波的反電動勢波形的電動機器，特別是橫向通量機器和/或換向通量機器。
技術實現思路
本專利技術涉及用于改變橫向和/或換向通量機器中齒槽效應轉矩（coggingtorque）的系統和方法。在一個示例性實施例中，用于橫向通量機器的定子包括第一定子部分，該第一定子部分包括齒數為N并且圍繞第一定子部分外周設置的第一組定子齒。第一組定子齒中的第一定子齒和相鄰的第二定子齒以大約(360/N)度加上大約(l/6*(360/N))度的中心到中心角距離分開。第一組定子齒中的所有其它相鄰的定子齒以大約(360/N)度減去大約((l/6*(360/N))/(N-1))度的中心到中心角距離分開。在另一個示例性實施例中披露了一種電動機器，其包括：轉子以及分別至少部分地包圍第一線圈、第二線圈和第三線圈的第一定子、第二定子和第三定子。該第一定子、第二定子和第三定子每一個都配置成具有六分之一相偏移（sixth-phaseoffset）。該第一定子、第二定子和第三定子每一個都磁耦合至轉子，并且第一定子、第二定子和第三定子彼此相位不同。該電動機器為橫向通量機器或換向通量機器中的至少一種。在另一個示例性實施例中披露了一種電動機器，其包括轉子和至少部分地包圍線圈的定子。該轉子和定子的相互作用產生了多個齒槽效應轉矩波形，并且該多個齒槽效應轉矩波形在從零到電動機器的電壓相位的六分之一的相位移上均勻分布。該電動機器為橫向通量機器或換向通量機器中的至少一種。該
技術實現思路
部分的內容僅作為本專利技術的簡介，并不用于限制所附權利要求的范圍。附圖說明請參閱下列說明書、所附權利要求書和附圖：圖1A示出了依照示例性實施例的示例性橫向通量機器；圖1B示出了依照示例性實施例的示例性換向通量機器；圖2A示出了依照示例性實施例的示例性軸向間隙配置；圖2B示出了依照示例性實施例的示例性徑向間隙配置；圖3A示出了依照示例性實施例的示例性空腔接合配置；圖3B示出了依照示例性實施例的示例性表面接合配置；圖3C示出了依照示例性實施例的示例性表面接合橫向通量配置；圖4A示出了依照示例性實施例的具有均勻分布的定子齒間隔的示例性定子部分；圖4B示出了依照示例性實施例的耦合至線圈的圖4A的定子部分；圖4C示出了依照示例性實施例的經耦合形成定子組件的兩個示例性定子部分；圖4D示出了依照示例性實施例的均勻分布的定子齒間隔；圖4E示出了依照示例性實施例的由圖4C中示例性定子組件產生的齒槽效應轉矩和反電動勢波形；圖5A示出了依照示例性實施例的具有不均等分布的定子齒間隔的示例性定子部分；圖5B示出了依照示例性實施例的根據六分之一相偏移的不均等分布的定子齒間隔；圖5C示出了依照示例性實施例的通過改變偏移量產生的示例性齒槽效應齒波形；圖5D示出了由圖4C中示例性定子組件產生的示例性齒槽效應轉矩波形與依照示例性實施例的由配置成具有六分之一相偏移的示例性定子組件產生的示例性齒槽效應轉矩波形的對比圖；圖5E示出了由圖4C中示例性定子組件產生的示例性齒槽效應轉矩和反電動勢波形與依照示例性實施例的由配置成具有六分之一相偏移的示例性定子組件產生的示例性齒槽效應轉矩和反電動勢波形的對比圖；圖6示出了電動機器的示例性的齒槽效應轉矩波形，其中齒槽效應轉矩波形之間的關系與相關實體部件之間的實體關系無關；圖7A示出了示例性的多相裝置，其中，每一相都利用了依照示例性實施例的六分之一相偏移；圖7B示出了示例性的多相裝置，其中，每一相都利用了依照示例性實施例的六分之一相偏移；圖7C示出了依照示例性實施例配置成具有六分之一相偏移的示例性多相裝置的齒槽效應轉矩波形；和圖7D示出了依照示例性實施例配置成具有零相位偏移的示例性多相裝置的齒槽效應轉矩波形。具體實施方式以下只說明各種示例性實施例，并非以任何方式用于限制本專利技術的范圍、應用或配置。更確切地說，下列描述用于提供適當的示例，以用于實施包括最佳方式的各種實施例。顯而易見的是，在不脫離所附權利要求范圍的情況下，可以對這些實施例中所描述的元件的功能和布置進行各種改變。為了簡潔起見，本說明書并不會詳細說明用于電動系統構造、管理、操作、測量、優化和/或控制的傳統技術以及用于減少齒槽效應轉矩的傳統技術以及磁通量的運用、集中、控制和/或管理的傳統技術。此外，這里包含的各附圖中顯示的連接線旨在表示各個元件之間的示例性功能關系和/或物理耦合。應該注意，在實際的電動系統（例如交流同步電動馬達）中，可能有許多替代的或另外的功能關系或物理連接。先前的電動馬達（例如傳統交流同步馬達）具有許多缺陷。例如，許多先前的電動馬達具有高峰值齒槽效應轉矩，例如超過馬達輸出轉矩的十分之一(1/10)的峰值齒槽效應轉矩，因而尤其是在較高的每分鐘轉數（RPM）運轉時，易于有過大的振動和/或噪音。另外，許多先前的電動馬達具有至少部分為非正弦的齒槽效應轉矩波形，尤其是當多相馬達中多重相位的齒槽效應轉矩相加時，這使得馬達的峰值齒槽效應轉矩難以減少。另外，許多先前的電動馬達具有至少部分非正弦的反電動勢波形。因此，由基本上正弦輸入來驅動這些電動馬達時，馬達由此產生的轉矩隨馬達旋轉而變化，也就是熟知的轉矩脈動(torqueripple)的情況。即使先前的橫向通量機器和/或換向通量機器也無法克服這些困難。例如，某些先前的橫向通量機器受到相對較高的齒槽效應轉矩的困擾。還有一些具有明顯偏離理想正弦波的齒槽效應轉矩波形。另外，先前用于減少齒槽效應轉矩的方法常常導致所得到的橫向通量機器和/或換向通量機器的復雜度和/或費用顯著增加。此外，某些先前的橫向通量機器已經配置成具有明顯非正弦的反電動勢波形，從而導致由近似正弦輸入驅動這些橫向通量機器時轉矩波動增加。相反，通過應用根據本專利技術原理配置的橫向通量機器和/或換向通量機器，能夠減少和/或最小化齒槽效應轉矩和/或反電動勢所帶來的各種這類問題。在此所使用的“橫向通量機器”和/或“換向通量機器”可以是其中磁通量路徑具有通量大體上橫向于機器旋轉面的部分的任何電動機器。在一個示例性實施例中，當磁鐵和/或通量集中部件位于轉子上和/或隨電動機器的操作而運動時，該電動機器可以是純“橫向”通量機器。在另一個示例性實施例中，當磁鐵和/或通量集中部件位于定子上和/或本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.03.15 US 61/314,0711.一種用于橫向通量機器的定子，該定子包括：第一定子部分，該第一定子部分包括數量為N并且圍繞第一定子部分外周設置的第一組定子齒，其中，第一組定子齒中的第一定子齒和相鄰的第二定子齒以360/N度加上l/6*(360/N)度的中心到中心角距離間隔開，以及其中第一組定子齒中的所有其它相鄰的定子齒以360/N度減去(l/6*(360/N))/(N-1)度的中心到中心角距離間隔開。2.如權利要求1所述的定子，還包括：第二定子部分，該第二定子部分包括數量為M并且圍繞第二定子部分外周設置的第二組定子齒，其中，第二組定子齒中的第一定子齒和相鄰的第二定子齒以360/M度加上l/6*(360/M)度的中心到中心角距離間隔開，以及其中，第二組定子齒中的所有其它相鄰的定子齒均以360/M度減去(l/6*(360/M))/(M-1)度的中心到中心角距離間隔開。3.如權利要求2所述的定子，其中，數量N大于50。4.如權利要求2所述的定子，其中，N等于M。5.如權利要求2所述的定子，其中，第一定子部分和第二定子部分耦合，從而使得第一組定子齒和第二組定子齒交錯。6.如權利要求2所述的定子，其中，所述第一組定子齒中的任一個定子齒都提供到該第二組定子齒中的任一個定子齒的通量路徑，該通量路徑至少部分地圍繞并穿過線圈，而所述線圈至少部分地由該第一定子部分和該第二定子部分所包圍。7.如權利要求1所述的定子，其中，第一定子部分由硅鋼、粉末狀金屬或非晶態金屬中的至少一種制成。8.如權利要求2所述的定子，其中，與該定子運行相關聯的疊加的齒槽效應轉矩波形近似為一理想的正弦波。9.如權利要求2所述的定子，其中，所述定子以雙重六分之一相偏移或三重六分之一相偏移中的至少一種來配置。10.一種電動機器，其包括：轉子；和分別至少部分地包圍第一線圈、第二線圈和第三線圈的第一定子、第二定子和第三定子，其中，所述第一定子、第二定子和第三定子都采用六分之一相偏移來配置，其中，所述第一定子、第二定子和第三定子均磁耦合至轉子，其中，所述第一定子、第二定子以及第三定子的相位彼此都不同，以及其中，所述電動機器為橫向通量機器或換向通量機器中的至少一種。11.如權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D·G·卡利，D·S·科爾，J·M·戴爾，T·F·簡塞克，
申請(專利權)人：電扭矩機器股份有限公司，
類型：
國別省市：