专利名称：径向串接旋转电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电机，尤指一种径向串接旋转电机。
背景技术：
早期绝大多数电机的设计都只使用激磁体的一端来产生转距，此种设计最多也仅仅运用了电机潜能的一半。但现今有许多电机的设计，利用激磁线圈的两端，以提供转子与定子间更大的有效气隙表面面积，来产生电机的转距。但传统通用电机结构会因毗邻的磁极，造成磁通的集中受到影响，且毗邻的线圈也有不利的转换干扰效应。
Maslov等人在美国专利授权公告号6791222中提出一个电机，其利用激磁线圈的两端以增加转子与定子间的有效气隙表面面积，且借由各自独立的极对安排以处理毗邻线圈间磁通的转换干扰效应。此直流电机的定子上包含有复数个各自独立激磁的电磁体，并以轴向排列的转子磁铁与定子极对提供集中的磁通分布，使磁通可以被集中在相对大的表面以促成高的力矩。并以感知器侦测转子与定子的相对位置，在合宜的时间，分别控制电磁体上的线圈电流，来造成电机的平顺运转。Maslov等人的应用确认磁通的集中与磁通的尽量利用，磁通的损失及干扰效应的极小化，全部都是获得以高力矩能力操作高效率电机方面的供献因素。
为获得更大的总有效气隙表面面积，在美国专利授权公告号6762525中，Maslov等人将电机的结构加以改良，提出在轴向排列的定子极与轴向排列的转子磁铁方面的一个轴向串接结构上的架构，以提供高度集中的磁通分布。此种电机架构借由轴向毗邻的转子共用一共用侧边壁，虽然提供了高度集中的磁通分布，以促成电机的高力矩能力；但在实际应用时，因轴向串接的三维架构，额外的宽度被需求，而不利于满足电机的扁平化需求。而且为防止电机旋转轴扭力的不利影响以及增进电机的高力矩能力，将加大转矩的脉动。
此待解决的缺陷为，在增进电机的高效率及高输出能力需求的同时，还必需要顾及电机的扁平化，以及降低转矩的脉动和获得灵活安全的运作特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种径向串接旋转电机，除了增进旋转电机的高效率、高输出，还兼顾电机的扁平化，与获得电机运作时的转矩脉动降低和灵活安全特性。
为实现上述需求，本发明提供一种径向串接旋转电机，在透过三维空间的径向扩张来增加定子和转子间的总活动的气隙表面面积，并经由径向毗邻的转子共用一共用侧边壁，进一步的提供磁通密度分布的集中，以增进旋转电机的高效率、高输出；且借由定子轮状环在三维空间中的复数个电磁体成员各自在旋转轴的圆周方向的一个角度上的安排，来降低旋转电机输出力矩的脉动。
本发明第一实施例具体地提出一种径向串接旋转电机的构造，其含有一个定子及一个转子。转子上含有复数个同轴且彼此径向毗邻的轮状环；每一个转子环各自有复数个含永磁铁的磁性元件。转子上每一个磁性元件各自具有磁场极性相反的两磁极，使每一个转子环上各自的复数个磁性元件环绕着旋转轴圆周方向以磁场极性N/S连续交替配置，且沿着旋转轴的圆周方向毗邻的磁极彼此以间隙分隔。转子的每一个轮状环具有一导磁性的U形截面，而每一个磁性元件的U形截面的两个侧边壁的内部表面各自安置有薄且平坦的双极性永磁铁，此被安置的永磁铁磁极表面各自面向径向气隙的其中之一；转子每一个磁性元件所含的永磁铁在一个面向气隙的表面上具有单一的磁场极性，且和同一个磁性元件的另一个永磁铁具有相反的表面磁场极性，因此形成一个朝着径向的磁极。并且，径向毗邻的转子轮状环彼此邻接以共用一共用侧边壁。前述的定子含有复数个同轴且彼此径向排列的轮状环，而定子每一个轮状环各自含有至少一个电磁体成员，且每一个轮状环各自与一个转子轮状环相应；其中，定子每一个轮状环各自的复数个磁性隔离的电磁体成员环绕着旋转轴呈同轴配置，以及每一个电磁体成员都含有以导磁性的核心部分连接的成对极，而成对极两极的各自的极面分别面向各自的径向气隙，且有一个线圈在电磁体成员的核心部分上形成，以及每一个线圈有各自的开关激磁。其中，定子的每一个电磁体成员各自以非导磁性材料支持的构造固定至定子上，使定子的每一个电磁体成员相互间无铁磁性的接触，以处理毗邻线圈间磁通的转换干扰效应。将定子与转子组合，定子轮状环至少有部分被相应的转子轮状环所环绕包含，使定子的每一个轮状环的电磁体成员分别在各自相应的转子轮状环的两永磁铁的两磁极间，以在每一个转子轮状环面向径向的两面上各自定义转子与定子之间的径向气隙。
本发明除了增加转子与定子间的有效气隙表面面积以产生更大的旋转电机输出能力，更借由无刷电机扁平化的径向串接以增进有利的效应。彼此邻接以径向毗邻的转子轮状环共用一个具导磁性的共用侧边壁，安置在共用侧边壁的两面表面上的永磁铁极面面向径向且具有相反的磁场极性；在共用侧边壁的两面上的永磁铁借由分享共用侧边壁，来帮助两面中的任一个永磁铁，以提供一种高集中磁通密度分布。当定子电磁体成员的线圈加以电流激磁时，在电磁体成员成对磁极的两极面产生相反的磁场极性，但将线圈中的电流以相反方向激励时，在成对磁极的两极面的磁场极性也随之逆转。这些各自分别激磁的定子电磁体成员的成对磁极借由两径向气隙与将其围绕包含的转子磁场作分隔，以与相应的转子的永磁场产生合宜的引力或斥力。每一个电磁体成员上的线圈各自依据定子与转子间的相对位置来决定激磁，使在合宜的时间，分别对每一个电磁体成员上的线圈各自独立的激磁，以控制电磁体成员成对极两极面的磁场，并与所对应的转子永磁铁磁极相互作用。此线圈的激磁开关可以用机械式的换向器或电子式的切换电路来达到，而电子式的切换电路则必需对应于感知器的感测讯号的响应来控制电子切换电路。
在本发明的第二实施例中，考虑到旋转电机额外的平顺运转需求，借由三维空间中以径向扩张促成旋转电机的高力矩能力，同时也提供了构造的额外优点。在径向串接旋转电机中，串接的复数个转子相互间相对位置不变，以任一定子轮状环为基准，将其它与之径向串接的定子轮状环依旋转轴的各自的圆周方向分别旋转移动一个合宜的相应角度，以降低旋转电机输出力矩的涟波。因而，定子各轮状环的电磁体成员上的线圈，可分别依据感知器侦测各自的相应转子环相对位置，恰当地分别控制定子的每一个线圈激磁，以与相应的转子永磁铁相互间作电磁交互作用，来达成所需的平顺运转。
为了设计及使用的方便，本发明的第三实施例提出一个更进一步的改变。虽然降低旋转电机操作时的转矩脉动可借由适当安排转子磁性元件沿着旋转轴圆周方向毗邻的彼此分隔的间隙的每一个间隙大小不相同以及定子沿着旋转轴的圆周方向毗邻的电磁体成员相互间作磁性隔离的间隙的每一个间隙大小不相同来获得。第三实施例中，每一个定子轮状环与相应的转子轮状环之间，定子环含有的电磁体成员数目与相应的转子环含有的磁性元件数目之和等于奇数。此种安排可以更容易达到降低转矩脉动的设计，进一步适当配合变化定子电磁体成员与转子磁性元件在沿着旋转轴的圆周方向毗邻的各间隙的大小，则所需的平顺运转将更易获得。
在本发明的第四实施例中，每一个定子轮状环与相应的转子轮状环之间，定子环含有的电磁体成员数目与相应的转子环含有的磁性元件数目之和等于奇数的整数倍。径向串接旋转电机的定子电磁体成员与转子磁性元件的数目为第三实施例旋转电机中的倍数，以更进一步的减少因其它因素造成几何学上的不平衡而产生的不佳效应，使径向串接旋转电机提供更佳的高效率的高输出特性。
更进一步的一个改进，在本发明的第五实施例中，在转子上，环绕着旋转轴圆周方向毗邻的永磁铁彼此不但以间隙分隔且相互间无铁磁性的接触。因此，磁性元件两磁极的磁通分布可以改进成更平坦，以获得磁通的更集中。以在尽量不额外增加空间与重量的状况下，获得径向串接旋转电机的高效率、高输出能力和灵活安全的运作特性的更进一步地改进。
此外，因转子磁性元件永磁极与定子电磁体成员成对极以径向对应，降低或甚至于消除定子单一个电磁体成员的线圈单独激磁时对径向串接旋转电机的不良影响，使旋转电机的输出控制可更加细致，并增加了电机操作的灵活度。
因而，当电机的扁平化需求时，不但可借由径向扩张与分享共用侧边壁来获得更大的总有效气隙表面面积与提供一种高集中磁通密度分布，并以之促成电机的高力矩能力；而且经由定子轮状环的复数个电磁体成员在三维空间中，依旋转轴的方向转动一个角度，来达到降低电机输出力矩的涟波，来改善Maslov等人所提供的前述电机架构的缺憾。
在本发明之后的更进一步具体化展示及描述，并经由澈底地仔细思考本发明所作的说明，本发明额外的优点，将很快且明显地变成易于实施的工艺。当本发明在实际施行之际，本发明可以有其它各式各样且不完全一样的实体化措施；其能仅修整数个本发明的细节，而不偏离本发明所叙述权利要求所记载的各项技术事项的观点说明，来实行本发明。因而，本发明所作的描述及绘图仅只是在此被视为本质上的说明，而非是实际实行的限制。
本发明在产业上的利用可能性本发明的旋转电机适用于高效率发电机、旋转电机，可用于驱动专装置的引擎，如电动轮椅、电动脚踏车、电动汽车等等。
本发明的说明乃在经由例子来完成，而不是借由限制来叙述；将本发明实施的形态，以随后的绘图例示，说明如下图1为本发明第一实施例未串接前的部分组成成份的零附件立体分解图；图2为本发明第一实施例未串接前的部分组成成份的零附件组合图；图3为图2组合图沿着线A-A所得到的剖视图；图4为图2沿着线B-B所得到的部份详细截面图；图5为类同于图3结构中剖视图的一个改变的结构剖视图；
图6为说明本发明第一实施例径向串接旋转电机的立体分解图；图7为说明本发明第一实施例的定子与转子的剖视图；图8为图7的第一实施例部份详细的截面图；图9为说明本发明第二实施例，类同于图7中剖视图的一个改变的结构剖视图；图10为说明本发明第三实施例，类同于图9剖视图的一个改变的结构剖视图；图11为说明本发明第四实施例，类同于图10剖视图的一个改变的结构剖视图。
主要元件符号说明旋转轴74分隔定子及转子之气隙21、22定子轮状环1、3、9、10、13、14电磁体成员60电磁体成员之线圈69、69a定子电磁体成员空间角度相差180度之线圈69b1、69b2两者(69c1、69c2两者)电磁体成员之核心部分61电磁体成员之成对极62、63围绕着旋转轴之圆周方向毗邻的定子电磁体成员间的间隙66、66a契合钣321、321a定子固定盘32、32a转子轮状环2、11、12单一磁性元件的结合座55径向毗邻的两磁性元件共用一共用侧边壁的结合座55a径向毗邻的转子磁性元件之共用侧边壁55a1磁性元件两磁极之永磁铁51、52、51a、52a围绕着旋转轴之圆周方向毗邻的磁性元件间的间隙56转子外环70转子盘80转子固定盘81、81a具体实施方式
图1为本发明第一实施例未串接前的部分组成成份的零附件立体分解图，以说明未串接前的旋转电机组成成员。所述旋转电机含有一个定子及一个转子。定子的含有线圈69的电磁体成员60经契合钣321安置在定子固定盘32上，复数个电磁体成员60被组装以环绕着一旋转轴74构成定子轮状环1；定子固定盘32与旋转轴74结合以作为电磁体成员60的一个支撑架构。转子的每一个磁性元件具有以导磁性材料形成的一般约呈U形的结合座55，且在每一个磁性元件的U形结合座55的两侧边壁内部表面分别安置有形成磁性元件两磁极的永磁铁51或52；且每一个磁性元件U形结合座55的背边与转子固定盘81结合，使复数个磁性元件环绕着旋转轴74以构成转子轮状环2。转子固定盘81则与两转子盘80其中之一结合；一转子外环70结合两侧面的转子盘80并经由轴承与旋转轴74连络。其中，定子轮状环1至少部分被转子轮状环2围绕包含，以在转子径向的两面上定义转子与定子间的两个径向气隙。
图1立体分解图的组成成份被组装在图2的旋转电机，可适合用于车轮以作为运输工具的驱动。
图3为图2的旋转电机沿着线A-A所得到的剖视图。在转子外环70内，转子每一个磁性元件的结合座55两侧边壁内部表面各自安置有磁极极面面向径向气隙其中之一的永磁铁51或52；且每一个永磁铁磁极极面只显示出一个单一的磁场极性并与同一个磁性元件的另一个永磁铁极极面的磁场极性相反；及复数个磁性元件环绕着旋转轴74圆周方向以磁场极性N/S连续交替配置，以构成轮状的转子环2。定子电磁体成员60含有以一导磁性的核心部分61连接的成对极62、63；形成定子环1的复数个电磁体成员环绕着旋转轴74圆周方向至少部分被转子磁性元件的永磁极51、52极面包含，使定子电磁体成员60成对极的两极62、63分别隔着各自的径向气隙21、22与转子磁性元件的两永磁铁磁极51、52各自相应；且有一个线圈69在定子电磁体成员60的核心部分61上形成。当电磁体成员60上的线圈69受到激磁时，其磁通经由电磁体核心61部分、成对极，透过分隔定子及转子的气隙21、22与转子磁性元件的两永磁铁51、52相互间作电磁的交互作用。永磁铁51、52是薄的双极性永磁铁，每一个永磁铁极面只显示出一个单一的磁场极性，并与永磁铁背边表面的极性相反；围绕着旋转轴74圆周方向毗邻的磁性元件间的间隙56不需要完全相同，以便于与定子上的元件适当的配合。而且，围绕着旋转轴74圆周方向毗邻的定子电磁体成员60间的间隙66也不需要完全相同，以便于适当的配合转子上的元件，经过合宜的安排，来降低旋转电机的转矩脉动，达成所需的平顺运转。图3的构造使产生力矩的磁通可以被集中。图中所标示的磁场极性N、S只是为了作为磁极极面面向气隙的磁场极性图示说明，并非作为限制。
图4为图2沿着线B-B所得到的部份详细截面图。如图中的例示，转子外环70接合两侧边的转子盘80，而磁性元件以其结合座55与转子固定盘81结合。转子的每一个磁性元件U形结合座55的两个侧边壁内部表面各自安置有磁极极面面向径向气隙其中之一的永磁铁51或52；而导磁性物质制造的U形结合座55形成磁性元件的轭铁，以作为磁性元件的两永磁铁磁极的一个磁通回归的路径，使磁通集中在磁性元件两永磁极的端部。定子的电磁体成员具有核心部分61以链接一成对极62、63形成，且以导磁性的物质制造，如Fe、SiFe、SiFeP、SiFeCo等等；并且有线圈69在电磁体成员的核心部分61上形成。电磁体成员60经契合钣321组装于定子固定盘32上，而定子固定盘32则直接与旋转轴74结合。两径向气隙21、22位于转子磁性元件两永磁极极面及定子电磁体成员成对极极面之间以分隔转子及定子。图4中，契合钣321的制造材料可使用非导磁性物质，如铝或不锈钢等等，以使每一个定子电磁体成员60相互间为实质上各自独立的磁通路径。因定子电磁体成员相互间的铁磁性隔离，使转子磁性元件配合定子电磁体成员而可得到更集中的磁通分布，以提供更好的旋转电机特性。
旋转电机中，在适当的位置放置有感知器或与换向器配合的电刷，使在合宜的时间分别启断各别的电磁体成员的线圈电流，以获致平顺的输出。例如，当旋转电机做为电动机运转时，以感知器所测知的定子与转子相对位置作为反应，来恰当地控制电磁体成员上线圈的激磁，造成相应的定子电磁体成员的磁化。而相反的磁场极性N、S随之在电磁体成对极的两极极面上产生，此线圈激磁所造成的磁通越过气隙产生磁动势，与转子上的永磁极相互间作电磁的交互影响，以驱动转子旋转。
下述叙述作为例示的说明，以旋转电机中定子的单一个电磁体成员的线圈激磁控制为例。因异性磁极相吸，当转子磁性元件的永磁极N极转向定子电磁体成员磁极的S极时，同一磁性元件的径向对边的永磁极S极同时也相同地转向同一电磁体成员成对磁极的N极，使转子永磁极被定子电磁体成员所吸引。而在转子永磁极被吸引，以致径向包含定子电磁体成员时，逆转定子电磁体成员线圈中的电流，以迫使定子电磁体成员成对磁极的磁场方向随之逆转。此时，定子电磁体成员成对磁极的磁场极性与包围在外的转子永磁极因同性磁极相斥，使转子永磁极被定子电磁体成员所推斥；但同时也因异性磁极相吸，而对毗邻的转子永磁极加以吸引。重复进行上述的过程，因而造成转子旋转。
虽然前述的叙述，仅只以定子单一个电磁体成员的线圈上的激磁控制举例，但对定子上其它的每一个电磁体成员，均可分别视为各自独立的单一个体，各自分别依据感知器所测知转子与定子的相对位置，来决定本身线圈上的激磁控制。因每一个电磁体成员为分别独立的个体，不但可以同时制造，而且使线圈易于绕制及更为紧密；如此，不仅可减少线圈绕组的铜线用量，也同时提高了旋转电机的性能。
图5为类同于图3结构中剖视图的一个改变的结构剖视图。在本发明的各个图中例示，对于元件改变的部分采用改变的图号标示，使易于了解本发明的各个实施例之间的改变。定子电磁体成员与转子磁性元件的数目分别可以是一个或多个，定子电磁体成员的数目虽然可以与相对应的转子轮状环2上磁性元件的数目相同；但旋转电机定子上电磁体成员的数目可改变以如图5的定子轮状环3所例示的安排，或是在实际实施时依设计的要求来决定。相对于图3的电机，图5旋转电机的结构所作的改变，虽然不利于极大值输出，但却更容易安排以减少输出转矩脉动。
图6为说明本发明第一实施例的径向串接旋转电机的立体分解图。在考虑到旋转电机额外的扁平化与更大输出的运转需求，可将复数个不同直径的如图1所述旋转电机以径向串接的方式组合。第一实施例可用两个图1中的旋转电机以径向串接来例示说明，且径向毗邻的转子轮状环彼此邻接，以及径向毗邻的转子磁性元件共用一个面向径向的共用侧边壁55a1。此径向串接旋转电机包含前述的旋转电机的各种构造特征；转子每一个轮状环的每一个以导磁性材料制成的磁性元件具有一U形截面，而每一个U形截面的每一个侧边壁的内部表面各自含有面对径向气隙之一的永磁铁51、52、51a、52a。径向串接旋转电机的磁性元件在径向毗邻的转子轮状环共用一共用侧边壁以彼此联系；且磁性元件以其结合座55a与转子固定盘81a结合。每一个含有线圈69或69a的定子电磁体成员经契合钣321或321a安置在定子固定盘32a上，以在每一个定子环与其对应的转子环间各自定义两径向气隙。
图7为说明本发明第一实施例的定子与转子的剖视图。转子每一个轮状环在相同侧边的侧边壁内部表面上的永磁铁彼此以环绕着旋转轴的圆周方向排列，而且环绕着旋转轴圆周方向毗邻的永磁铁磁极极面具有相反的磁场极性。每一个共用侧边壁两面的永磁铁极面磁场极性相反以及位于同一个磁性元件径向对边上的永磁铁极面磁场极性相反。转子共用侧边壁的两个表面中的任一个的永磁铁可借由分享共用侧边壁55a1的帮助，提高磁通密度分布的集中。
图8为图7的第一实施例部份详细的截面图。图中，径向毗邻的转子轮状环的共用侧边壁55a1的两面表面安置有磁极极性相反的永磁铁52、51a，使共用侧边壁两面的永磁铁借由分享共用侧边壁以彼此连系。当定子电磁体成员的线圈69、69a加以激磁时，相反的磁场极性在电磁体成员成对极的两极里形成；以提供与穿过径向气隙面对永磁极的定子极有关的引力或斥力。在转子磁性元件的结合座上，除了共用侧边壁两面的永磁铁可彼此支持，而导磁性的结合座也形成一轭铁来帮助永磁铁51、52、51a、52a磁通分布的集中。通过定子极极面面积和转子永磁极极面面积的增加，以及磁通的集中，使有利于电机的高力矩能力。
图9为说明本发明的第二实施例，类同于图7中剖视图的一个改变的结构剖视图。为了减少输出转矩脉动的不利影响，对图7的径向串接旋转电机的结构作变更。在进一步更平顺的运转需求下，将在外的定子轮状环或在内的定子轮状环两者之一在各自的圆周方向旋转移动轮状环一个相应的角度，使定子同一轮状环上两毗邻的电磁体成员间的间隙66与其它轮状环上两毗邻的电磁体成员间的间隙66a环绕着旋转轴的圆周方向平衡分布，如图9中以两径向串接的定子轮状环为例示；当然若径向串接更多的旋转电机时，也只需要注意每一个定子轮状环在各自的圆周方向旋转的角度，以使定子复数个轮状环上每一个轮状环围绕着旋转轴圆周方向毗邻的电磁体成员间作为磁性隔离的间隙平衡分布于旋转轴的定子圆周方向。在合适的时间，分别对径向串接旋转电机的电磁体成员的线圈各自加以适当的激磁，使电机在输出增加的同时可以获得更平顺的运转。
图10为说明本发明的第三实施例，类同于图9剖视图的一个改变的结构剖视图。在图9的每一个转子轮状环与相应的定子轮状环中，围绕着旋转轴的圆周方向毗邻的转子磁性元件间的间隙与围绕着旋转轴的圆周方向毗邻的定子电磁体成员的极间间隙虽然不需要相同，可经过合宜的安排以进一步降低电机的转矩脉动。类同于图5的旋转电机为了减少输出转矩脉动，对图3旋转电机的结构所作的改变。对图9的径向串接旋转电机的结构所作的改变，使径向串接旋转电机的定子复数个轮状环9、10上电磁体成员的数目可如图10的例示来安排。这样安排，虽然会对径向串接旋转电机的产生力矩有不利的影响，但是安排输出转矩的脉动减少却更容易。
图11为说明本发明的第四实施例，类同于图10剖视图的一个改变的结构剖视图。在本发明的更佳实施例中，图11显示的径向串接旋转电机的定子与转子剖视图；在电机的每一个转子轮状环11、12与相应的定子轮状环13、14中，每一个定子环电磁体成员与每一个转子环磁性元件的数目为图10旋转电机中的整数倍，而电机中线圈的激磁控制与图10完全类同，仅需将图11径向串接旋转电机中定子电磁体成员空间角度相差180度的线圈69b1、69b2两者(69c1、69c2两者)串联或并联激磁，即可更加小心地预防因其它因素造成几何学上的不平衡而产生的不佳效应。而且，因本发明中相应的个别元件相互间的径向对应，故即使在串联或并联激磁的线圈中只有一个线圈激磁而另一个线圈却因故无法激磁，形成的单一元件独立操作，其对径向串接旋转电机不良的影响也可降至最小。
更进一步的改进，在本发明的第五实施例中，转子上，转子外环以及转子固定盘可以由非导磁性的材料形成，使环绕着旋转轴的圆周方向毗邻的永磁铁彼此不但以间隙分隔且相互间无铁磁性的接触。因此，提供了在转子磁极上更平坦的磁通分布；使得磁通的集中、磁通的尽量利用与尽可能降低磁通的转换干扰效应的达成，以获得在高输出时提供高效率的径向串接旋转电机的运作。
在前述所有的实施例中，转子磁性元件的永磁极为环绕着旋转轴以磁场极性N/S连续交替安置在转子固定盘；虽然转子每一个轮状环上的磁性元件数目可以是奇数，但为了得到易于平顺运转的旋转电机，故转子每一个轮状环上的磁性元件数目最好为偶数，使转子易于安排磁场的分布及其在几何学上的平衡。
转子磁性元件与定子电磁体成员的特定数目虽然被例示在图中，但本发明在具体化实现时，转子磁性元件的数目及定子电磁体成员的数目可相同也可不同，以使符合设计所需的要求。此外，不论是对于定子或是转子任何一者而言，其所组成元件的尺寸也可各自以规格化的制造，使能有利于制造的简化。本发明径向串接旋转电机除了可提供更大的输出、更高能量的效率以外，实际上也使径向串接旋转电机易于制造。
虽然本发明的实施例已经如上列的描述，像在定子上安置含线圈的电磁体成员，而在转子上安置磁性元件；但这些组成也能被反置，以至于磁性元件被定子携带且转子上含凸起极的线圈。实际具体实施时，可将本发明实施例的复数个径向串接旋转电机轴向串接，以轴向扩张的方式来增加输出的供给。或是更进一步，在考虑到电机额外的扁平化、更大的输出需要以及更平顺的运转需求下，将更多个旋转电机以径向串接，且借由定子轮状环在三维空间中的复数个电磁体成员各自在旋转轴圆周方向的一个角度上的安排，来降低径向串接旋转电机的力矩涟波。
前述的各种实行形态，系作为一例示来阐明本发明，但本发明并不受到该等实施形态的限制。虽然本发明的例示为一个在内的定子经由一个在外的转子所包围环绕，但这些结构也能被反置，以至于转子被定子所包围环绕。在本次公开中，仅只显示且描述本发明少量的各式各样的一些例示。本发明能够应用在各式各样的其它组合及环境中，而且能够在不超过类似于上述说明本发明概念的范围内改变或修正。
权利要求
1.一种径向串接旋转电机，其特征在于它包含有一个转子，含有复数个同轴且彼此径向毗邻的轮状环，每一个轮状环各自有复数个含永磁铁的磁性元件环绕着旋转轴配置，且每一个磁性元件各自有两磁极；一个定子，含有复数个同轴且彼此径向排列的轮状环，每一个轮状环各自含有至少一个电磁体成员，而定子每一个轮状环各自与一个转子轮状环相应，且定子每一个轮状环各自有复数个磁性隔离的电磁体成员环绕着旋转轴配置，且每一个电磁体成员都含有成对极；所述定子每一个轮状环至少有部分被相应的转子轮状环所环绕包含；定子每一个轮状环与相应的转子轮状环之间，定子的电磁体成员成对极的每一个极各自与相应转子轮状环的磁性元件两磁极其中之一相应，以在定子每一个轮状环与相应的转子轮状环间定义两个径向气隙；所述每一个磁性元件具有结合座，结合座的横截面具有两个约呈面向径向气隙的侧边壁，而复数个永磁铁安置在每一个磁性元件的结合座两侧边的内侧表面，以形成磁性元件的两磁极；并且，径向毗邻的转子轮状环彼此邻接以共用一个以导磁性材料形成的共用侧边壁。
2.如权利要求1的径向串接旋转电机，其特征在于前述的定子的每一个电磁体成员的成对极以导磁性的核心部分连接，且有一个线圈在电磁体成员的核心部分上形成，当线圈加以电流激磁时，在电磁体成员成对极两极的各自的极面产生相反的磁场极性，并在每一个极的极面产生相同的磁场极性，而且当线圈中通过的电流逆转时，在成对极的两极极面的磁场极性也随之逆转。
3.如权利要求2的径向串接旋转电机，其特征在于前述的定子的每一个电磁体成员都各自经由非导磁性材料组成的构造分别固定至定子上，使定子的每一个电磁体成员相互间无铁磁性的接触。
4.如权利要求2的径向串接旋转电机，其特征在于前述的转子的每一个磁性元件两磁极的每一个磁极极面只显示出一个单一的磁场极性并与另一个磁极极面的磁场极性相反。
5.如权利要求4的径向串接旋转电机，其特征在于前述的形成转子磁性元件磁极的每一个永磁铁在面向气隙的表面只显示出一个单一的磁场极性，并与结合至磁性元件的结合座内侧表面的永磁铁背面表面的磁场极性相反。
6.如权利要求4的径向串接旋转电机，其特征在于前述的径向毗邻的转子轮状环的共用侧边壁两面的表面安置有表面磁场极性相反的永磁铁。
7.如权利要求5的径向串接旋转电机，其特征在于前述的转子每一个轮状环的复数个永磁铁在环绕着旋转轴圆周方向排列的毗邻永磁铁沿着环绕着旋转轴的圆周方向以磁极极性N/S连续交替配置。
8.如权利要求7的径向串接旋转电机，其特征在于前述的环绕着旋转轴的圆周方向毗邻的永磁铁彼此以间隙分隔。
9.如权利要求8的径向串接旋转电机，其特征在于前述的环绕着旋转轴的圆周方向毗邻的永磁铁彼此相互间无铁磁性的接触。
10.如权利要求5的径向串接旋转电机，其特征在于前述的每一个磁性元件的两磁极上的永磁铁实质上彼此以径向间隙分隔。
11.如权利要求1的径向串接旋转电机，其特征在于前述的定子每一个轮状环与相应的转子轮状环之间，定子环含有的电磁体成员数目与转子环含有的磁性元件数目之和等于奇数的整数倍。
12.如权利要求2的径向串接旋转电机，其特征在于前述的定子复数个轮状环上每一个轮状环围绕着旋转轴圆周方向毗邻的电磁体成员间作为磁性隔离的间隙平衡分布于旋转轴的定子圆周方向。
全文摘要
本发明公开了一种径向串接旋转电机，其包含有一个转子，一个定子，其中，每一个具有结合座的磁性元件，其结合座的横截面具有两个约呈面向径向气隙的侧边壁，而复数个永磁铁安置在每一个磁性元件的结合座两侧边的内侧表面，以形成磁性元件的两磁极；并且，径向毗邻的转子轮状环彼此邻接以共用一个以导磁性材料形成的共用侧边壁，进一步的提供磁通密度分布的集中，以增进旋转电机的高效率、高输出。
文档编号H02K1/12GK1949639SQ20061013521
公开日2007年4月18日 申请日期2006年11月7日 优先权日2006年11月7日
发明者陆纬庭 申请人:联塑(杭州)机械有限公司, 陆孝庭