换器22、23、24不在图15的平面中，所以它们用虚影表示。对于图示的三相机器的情况，切换器22、23、24均相对于其它相位偏移120电角度。
[0126]存在如下两个可以用于提供绕组5、6的励磁相位偏移的选择:
[0127]1.定子相位组之间不存在相位偏移，在转子上实现120电角度的相位偏移(如图15所绘)。
[0128]2.定子相位组之间存在120电角度偏移，在转子上无偏移。
[0129]励磁元件12具有(方位角方面的)交替极性，并且安装于筒I的外表面。各元件均包括固定于筒I的表面的永磁体以及沿径向方向层叠的钢层叠体3。
[0130]卷绕筒4固定于筒I的内表面。卷绕筒盘具有成对的刚性肋4a，并且使层叠体3的径向固定。
[0131]卷绕筒4保持半个相绕组5;另一半个相绕组6缠绕在筒I上、位于具有适当绝缘性的层叠体3之间。如将对本领域技术人员清楚的，两组半个相绕组5、6可以串联或平行地缠绕。
[0132]定子筒I安装于定子盘7。在具有固定轴(例如，用于轮毂马达应用)的外转子实施方式的情况下，盘7与在本实施方式中为固定的轴8连接。
[0133]在内转子实施方式的情况下，如图15所绘，盘7与定子壳体9连接。
[0134]9.L形芯的实施方式
[0135]图16示出了本发明的利用“L形芯”作为磁性切换器的又一实施方式。
[0136]定子的相位模块包括两个卷绕筒1、2(在本实施方式中，也用于保持绕组、用于分布芯和用于将转矩从定子芯传送至壳筒)，卷绕筒1、2均保持相绕组3、4。卷绕筒刚性地连接于壳体5。采用例如包括层叠的钢层叠体6的定子磁通传导元件，钢层叠体6采用与转动轴线平行的平行六面体或T形的形式。
[0137]诸如指向径向的永磁体8等的励磁元件安装于定子，并且均勾地分布在圆周上。刚性肋7、8保持永磁体9。磁体9的一端与层叠体6连接，另一端面对机器的轴。转子具有与轴10刚性连接并且均匀分布的两组L形芯切换器11、12。如图16所示，L形芯的径向部分与层叠体6近乎接触，第二部分与轴平行、与磁体9几乎接触。
[0138]—个卷绕筒的L形芯可以相对于第二卷绕筒的L形芯偏移一个角度极距。在图16的平面中，第一卷绕筒I的L形芯11在图的平面中，因此第二卷绕筒2的L形芯12用虚线表示。
[0139]多种固定L形芯以承受住离心力的方式是可能的，其中包括使用如图所示凯芙拉制成的环或带12。
[0140]在多相机器(例如，三相机器)的情况下，两个相邻的L形芯能够组合成T形芯，这将略微减小机器的轴向尺寸，但是会带来使结构复杂化的代价。
[0141]在转子转动期间，L形芯切换绕着绕组3、4的磁通的方向。因而，该机器不包括不工作的磁体，并且对于给定的功率可能具有比传统机器小的尺寸。
【主权项】
1.一种横向磁通电机，其用作马达或发电机，所述横向磁通电机包括(I)转子、(2)定子、(3)被方形地布置的定子相绕组、(4)芯元件、(5)基于定子的励磁元件以及(6)基于转子的能够使相同的励磁元件具有相反的磁通方向的铁磁磁性切换器，所述切换元件被布置成完成由所述芯元件形成的磁回路，所述磁回路穿过所述定子相绕组，其中所述切换元件产生穿过所述芯元件的周期性交替的磁通，并且所述切换元件始终感生所述芯元件中的至少一些芯元件中的磁通改变。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于保持所述相绕组、用于分布所述芯和用于传递转矩的卷绕筒。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定子为限定所述转子的外定子，所述转子为内转子。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，从由C形芯、H形芯、I形芯、T形芯、L形芯、E形芯、反C形芯和梳形芯构成的组中选择所述芯元件的形状。5.(面对轴向的C形芯)一种横向磁通电机，其使用面对轴向的在方向上交替的C形芯，所述C形芯相对于彼此偏移一个角度极距，所述横向磁通电机使用采用方形环形式的绕组，所述绕组用于使所述C形芯中产生的磁通封闭，使得一个芯从一个方向在三侧围绕所述绕组，相邻的芯从相反的方向围绕所述绕组，其中所述转子保持沿径向布置的铁磁元件;横向磁通电机还包括用于保持所述相绕组、用于分布所述芯和用于传递转矩的卷绕筒。6.(双绕组)一种横向磁通电机，其具有通过永磁体励磁的定子，该定子包括筒和至少两组面对方位角的C形芯，该C形芯关于彼此偏移一个角度极距并包括被布置成彼此面对的铁磁材料，采用被方形布置的环的形式的至少两个绕组穿入所述芯，其中所述转子支承被布置成周期性地励磁所述C形芯的励磁元件，所述励磁元件具有交替极性，以便使所述C形芯中的磁通交替，其中获得增大了的供磁通穿过的工作面积。7.(三组C形芯)根据权利要求1、2、3所述的装置，其特征在于，在三相构造中，具有面对外侧、指向径向的位于转子的三组C形芯，中间组的所述C形芯与顶部组的所述C形芯和底部组的所述C形芯重叠，由此形成四叉形芯；而定子包括(I)与转动轴线平行地定位的定子磁通传导元件、(2)用于在磁回路中周期性地感生磁通的具有交替极性的四组铁磁励磁元件以及(3)位于定子磁通传导元件、适当的切换器和励磁元件之间的基于绕组的三相定子。8.(梳形芯)根据权利要求1、2、3所述的装置，其特征在于，在三相实施方式中，具有转子和定子，该转子包括从3侧围绕各相绕组的四齿梳状的无源磁性切换器，该定子包括所述相绕组和励磁元件，该励磁元件间或地完成磁回路并被配置成从所述励磁元件产生四组径向磁通。9.(三组I形芯)根据权利要求2、3所述的装置，其特征在于，在三相实施方式中，采用面对两个半个定子的转子;定子包括(I)半个相绕组、(2)芯元件和(3)另外3组所述C形芯，芯元件从两侧围绕所述半个相绕组，而芯元件包括3组重叠的四叉状C形芯元件，该C形芯元件面对另外3组所述C形芯并偏移一个角度极距;而转子包括被径向布置的具有交替极性的三个励磁元件，该励磁元件持续工作并被定位成使各磁回路交替地闭合且切换所述两个半个定子之间的磁体的磁通。10.(反C形芯)一种横向磁通电机，其具有定子，该定子具有(I)相绕组、(2)具有与转子的回转轴线平行地定向的腿的C形芯以及(2)—个铁磁励磁元件，相绕组被C形芯围绕;转子包括无源铁磁切换器;转子旋转并在C形芯的腿和切换器之间周期性地完成磁回路;横向磁通电机还包括用于保持所述相绕组、用于分布所述芯和用于传递转矩的卷绕筒。11.(L形芯)根据权利要求1和3所述的装置，其特征在于，该装置包括转子，该转子具有被成形为L形芯的两个重叠的无源铁磁切换器，该无源铁磁切换器彼此面对并关于彼此偏移一个角度极距;该装置还包括定子，该定子包括(I)与转动轴线平行地定位的定子磁通传导元件、(2)持续工作且用于在磁回路中周期性地感生磁通的具有交替极性的铁磁励磁元件以及(3)位于定子磁通传导元件、适当的切换器和励磁元件之间的两个半个相绕组。12.(H形芯)根据权利要求1和3所述的装置，其特征在于，在三相构造中，包括定子，而各相位均具有:(I)被方形地布置的H形芯以及(2)两个半个相绕组，该H形芯包括持续工作且连接在H形芯的无源铁磁两侧的具有交替极性的铁磁励磁元件，该两个半个相绕组位于H形芯的所述两侧之间；该装置还包括转子，而各相位均包括用于周期性地完成包括所述H形芯的磁回路的内导磁切换元件和外导磁切换元件。13.(E形芯)根据权利要求1和3所述的装置，其特征在于，该装置包括定子，该定子包括(I)具有与定子的回转轴线平行地布置的腿的多个E形芯、(2)持续工作且位于所述E形芯的内侧腿的具有交替极性的励磁元件以及(3)被所述E形芯围绕的两个相绕组;该装置还包括转子，该转子包括用于周期性地转动通过所述E形芯的腿并完成由此形成的磁回路的导磁切换元件。14.根据其它权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，基于转子的切换器还包括高模量材料的环或带，该高模量材料例如为凯芙拉。15.根据其它权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，芯、切换器和定子磁通传导元件中所应用的所述无源铁磁材料由层叠的钢层叠体构成，以便减少所述无源铁磁材料中通过的涡流。16.根据其它权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，代替由铁磁材料形成的永磁体，通过(使用DC绕组的)电磁体来实现励磁。17.根据其它权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，代替作为外定子的定子和作为内转子的转子，所述定子为由作为外转子的所述转子限定的内定子。18.根据其它权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，该装置实现多相机器。
【专利摘要】本发明实现横向磁通电机(马达或发电机)的变型，该横向磁通电机采用主要位于定子而不是转子的铁磁励磁元件。在通过转子的移动而周期性完成的近乎完整的磁回路中采用励磁元件。如此生成的变化的磁通用于在绕组中产生EMF，在发电机的情况下或者在马达的情况下，适当的EMF用于产生最终使马达转动的变化的磁通。
【IPC分类】H02K1/17
【公开号】CN105637733
【申请号】CN201480056712
【发明人】A·R·亚历山大
【申请人】艾柯阿尔德有限责任公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月14日
【公告号】WO2015056268A1