专利名称：开关磁阻电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开关磁阻电机。
背景技术：
近来，在例如车辆、航天、军事、医疗设备等各种产业中，对电机的需求显著増大。具体地，由于稀土材料价格的突然増加，使用永磁体的电机的成本増加，因而开关磁阻电机作为ー种新的替代品开始受到关注。SR电机(开关磁阻电机)的驱动原理是利用由磁阻变化产生的磁阻转矩使转子旋转。如图I所示，现有技术的开关磁阻电机100包括转子110和定子120，其中，转子110设置有多个转子凸极(rotor salient pole) 111,定子120设置有与转子凸极111相对的多个定子凸极(stator salient pole) 121。另外，围绕定子凸极121缠绕有线圈130。另外，转子110形成为仅有铁芯(core)而没有任何类型的励磁装置(例如线圈绕组或永磁体)。因此，当电流从外部流入线圈130时，通过线圈130产生的磁力，转子110产生沿线圈130缠绕方向的磁阻转矩，使得转子110沿使得磁路的磁阻最小化的方向旋转。但是，由于磁通穿过定子120和转子110，因而根据现有技术的开关磁阻电机可能导致铁损(core loss)。
发明内容
本发明致カ于提供一种开关磁阻电机，该开关磁阻电机包括形状的定子铁芯，以使磁通路径较短，从而能够降低铁损，所述开关磁阻电机包括填充在定子铁芯之间并由非磁性材料或绝缘材料制成的支撑部，从而能够降低噪音和振动，所述开关磁阻电机包括插入支撑部中并设置在多个定子铁芯之间的冷却管，从而即使在高速转动时也能够实现散热效果。根据本发明的ー种优选实施方式，提供一种开关磁阻电机，包括外转子，所述外转子设置有多个外转子凸极，所述多个外转子凸极沿所述外转子的内周面等距突出；以及定子，所述定子设置在所述外转子内并包括多个定子铁芯，所述定子铁芯包括ー对定子凸扱，该对定子凸极朝向所述外转子凸极突出；和定子磁轭，该定子磁轭使所述定子凸极彼此连接并支撑所述定子凸极，所述定子具有相绕组，在所述相绕组中，线圈围绕所述定子凸极缠绕，其中，通过向所述相绕组提供电流而产生的磁通穿过所述一对定子凸极和所述外转子凸极。所述定子铁芯的所述ー对定子凸极的连接于所述定子磁轭的一端之间的距离可以小于所述ー对定子凸极的另一端之间的距离，所述定子铁芯具有n形状。所述定子铁芯可以包括所述连接于所述定子磁轭并彼此平行设置的ー对定子凸极，所述定子铁芯具有n形状。在沿所述转子旋转所围绕的旋转轴的正交方向的横截面中，所述定子铁芯的所述一对定子凸极的连接于所述定子磁轭的一端的面积可以大于所述ー对定子凸极的另一端的面积，所述定子铁芯具有n形状。所述定子还可以包括支撑部，该支撑部填充在多个所述定子铁芯之间以及填充在周围缠绕有所述线圈的所述定子凸极之间。 所述支撑部可以由非磁性材料或绝缘材料制成。所述定子还可以包括冷却管，该冷却管插入所述支撑部中并设置在所述多个定子铁芯之间。所述外转子还可以包括填充在所述多个外转子凸极之间的隔音材料。可以沿所述定子的周向等距形成有6个所述定子铁芯，所述线圈可以围绕所述定子凸极缠绕以形成三相绕组，可以沿所述外转子的周向等距形成有10个所述外转子凸扱。根据本发明的另ー种优选实施方式，提供一种开关磁阻电机，该开关磁阻电机包括外转子，所述外转子设置有多个外转子凸极，所述多个外转子凸极沿所述外转子的内周面等距突出；以及定子，所述定子设置在所述外转子内并包括定子铁芯，所述定子铁芯包括ー对定子凸极，该对定子凸极朝向所述外转子的凸极突出；以及定子磁轭，该定子磁轭使所述ー对定子凸极彼此连接并支撑所述ー对定子凸极，所述定子具有相绕组，在所述相绕组中，线圈围绕所述定子凸极缠绕，多对所述定子凸极在沿所述定子磁轭的周向等距的位置彼此连接，所述定子磁轭沿所述外转子的旋转轴的正交方向具有圆形横截面，其中，通过向所述相绕组提供电流而产生的磁通穿过所述一对定子凸极和所述外转子凸极。所述定子磁轭可以包括挡孔，所述挡孔形成在所述ー对定子凸极和与该对定子凸极相邻的ー对定子凸极之间。所述定子铁芯可以包括多个定子磁轭，所述定子磁轭可以使所述ー对定子凸极彼此连接并支撑所述ー对定子凸极，所述定子磁轭具有形成在两端的连接部。本发明致カ于提供ー种包括内转子和外转子的双转子型开关磁阻电机，其中，所述电机包括n形状的定子铁芯以使磁通路径较短，从而能够降低铁损并平衡磁通路径，在所述定子铁芯之间填充由非磁性材料或绝缘材料制成的支撑部，从而能够提高强度并降低噪音和振动，所述电机包括插入所述支撑部中并设置在多个所述定子铁芯之间，从而即使在高速转动时也能够获得散热效果。根据本发明的ー种优选实施方式，提供一种开关磁阻电机，包括外转子，所述外转子设置有多个外转子凸极，所述多个外转子凸极沿所述外转子的内周面等距突出；内转子，所述内转子设置有多个内转子凸极，所述多个内转子凸极沿所述内转子的外周面等距突出；以及定子，所述定子包括多个外定子铁芯、多个内定子铁芯和相绕组，所述外定子铁芯包括一对外定子凸极，该对外定子凸极设置在所述外转子内并设置在所述外转子的内周部，以使所述内转子旋转，所述外定子凸极朝向所述外转子凸极突出；以及外定子磁轭，所述外定子磁轭连接并支撑所述外定子凸极；所述内定子铁芯包括ー对内定子凸极，该对内定子凸极朝向所述内转子凸极突出；以及内定子磁轭，所述内定子磁轭连接并支撑所述内定子凸极；所述相绕组的线圈分别围绕所述外定子凸极和所述内定子凸极缠绕，其中，通过向所述相绕组提供电流而产生的磁通穿过所述一对外定子凸极、所述外转子凸极、所述ー对内定子凸极和所述内转子凸极。所述外定子铁芯可以形成为使得所述ー对外定子凸极的连接于所述外定子磁轭的端部之间的距离小于所述ー对外定子凸极的另一端之间的距离，所述外定子铁芯具有n形状。所述外定子铁芯可以形成为使得连接于所述外定子磁轭的所述ー对外定子凸极 彼此平行设置，并且所述外定子铁芯具有n形状。所述外定子铁芯可以形成为使得在沿所述外转子的旋转轴的正交方向的横截面中，所述ー对外定子凸极的连接于所述外定子磁轭的端部的面积大于所述ー对外定子凸极的另一端的面积，并且所述外定子铁芯具有n形状。所述内定子铁芯的ー对内定子凸极可以彼此平行设置。所述定子还可以包括支撑部，所述支撑部填充在多个所述外定子铁芯之间、所述内定子铁芯之间、缠绕有线圈的所述外定子凸极之间、以及缠绕有线圈的所述内定子凸极之间。所述支撑部由非磁性材料或绝缘材料制成。 所述定子还可以包括冷却管，所述冷却管插入所述支撑部中并设置在所述多个外定子铁芯之间。相对于所述定子的周向，可以沿所述定子的外周面等距形成有6个外定子铁芯；相对于所述定子的周向，可以沿所述定子的内周面等距形成有6个内定子铁芯；所述线圈可以分别围绕所述外定子凸极和所述内定子凸极缠绕，以形成三相绕组；可以沿所述外转子的周向等距形成有10个外转子凸极；可以沿所述内转子的周向等距形成有10个内转子凸极。根据本发明的另ー种优选实施方式，提供一种开关磁阻电机，包括外转子，所述外转子设置有多个外转子凸极，所述多个外转子凸极沿所述外转子的内周面等距突出；内转子，所述内转子设置有多个内转子凸极，所述多个内转子凸极沿所述内转子的外周面等距突出；以及定子，所述定子包括定子铁芯并具有相绕组，所述定子铁芯包括一对外定子凸极，该对外定子凸极设置在所述外转子内并设置在所述外转子的内周部，以使所述内转子旋转，所述外定子凸极朝向所述外转子凸极突出；ー对内定子凸极，该对内定子凸极朝向所述内转子凸极突出；以及定子磁轭，所述定子磁轭连接并支撑多对所述外定子凸极和多对所述内定子凸极；所述相绕组的线圈分别围绕所述外定子凸极和所述内定子凸极缠绕，其中，多对所述外定子凸极和多对所述内定子凸极在沿所述定子磁轭的周向的等距位置彼此连接，所述定子磁轭的沿所述外转子的旋转轴的正交方向的横截面为圆形，所述定子具有所述相绕组，所述相绕组的线圈围绕所述定子凸极缠绕。通过向所述相绕组提供电流而产生的磁通穿过所述一对外定子凸极、所述外转子凸极、所述ー对内定子凸极和所述内转子凸极。
所述定子磁轭可以具有挡孔，所述挡孔设置在一对外定子凸极和与该对外定子凸极相邻的ー对内定子凸极之间。所述定子铁芯可以包括多个定子磁轭，所述定子磁轭连接并支撑所述ー对外定子凸极并具有形成在所述定子磁轭两端的连接部。所述外转子还可以包括填充在所述多个外转子凸极之间的隔音材料。根据本发明的另ー种优选实施方式中，提供一种开关磁阻电机，包括外转子，所述外转子设置有多个外转子凸极，所述多个外转子凸极沿所述外转子的内周面等距突出；内转子，所述内转子设置有多个内转子凸极，所述多个内转子凸极沿所述内转子的外周面等距突出；以及定子，所述定子包括定子铁芯并具有相绕组，所述定子铁芯包括一对外定子凸极，该对外定子凸极设置在所述外转子内并设置在所述外转子的内周部，以使所述内转子旋转，所述外定子凸极朝向所述外转子凸极突出；ー对内定子凸极，该对内定子凸极朝 向所述内转子凸极突出；以及定子磁轭，所述定子磁轭连接并支撑多对所述外定子凸极和多对所述内定子凸极；所述相绕组的线圈分别围绕所述外定子凸极和所述内定子凸极缠绕，其中，多对所述外定子凸极和多对所述内定子凸极在沿所述定子磁轭的周向的等距位置彼此连接，所述定子磁轭的沿所述外转子的旋转轴的正交方向的横截面为圆形，所述定子具有所述相绕组，所述相绕组的线圈围绕所述定子磁轭缠绕。
图I是根据现有技术的开关磁阻电机的横截面示意图；图2是根据本发明的第一优选实施方式的开关磁阻电机的横截面示意图；图3是图2所示的开关磁阻电机的立体图；图4是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照第一优选实施方式的定子铁芯的横截面视图；图5是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照第二优选实施方式的定子铁芯的横截面视图；图6是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照第三优选实施方式的定子铁芯的横截面视图；图7是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照第四优选实施方式的定子铁芯的横截面视图；图8是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照第五优选实施方式的定子铁芯的横截面视图；图9是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照ー种优选实施方式的转子的横截面视图；图10是根据本发明的第二优选实施方式的开关磁阻电机的横截面示意图；图11是图10所示的开关磁阻电机的立体图；图12是根据本发明的第三优选实施方式的开关磁阻电机的横截面示意图；图13是根据本发明的第四优选实施方式的开关磁阻电机的横截面示意图；图14是根据本发明的第五优选实施方式的开关磁阻电机的横截面示意图；图15是根据本发明的第六优选实施方式的开关磁阻电机的横截面示意图16是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照第一优选实施方式的外定子铁芯的横截面视图；图17是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照第二优选实施方式的外定子铁芯的横截面视图；图18是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照第三优选实施方式的外定子铁芯的横截面视图。
具体实施例方式从下文结合附图的详细说明中，可以更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特性和优点。说明书中，对各附图中的部件添加了附图标记，需要注意的是，虽然在不同附图中显示，但相同的附图标记表示相同的部件。另外，说明书中使用的用语“第一”、“第二”等可以用于说明不同部件，但部件不应理解为受这些用语的限制。这些用语仅用于区分部件。 另外，当确定对与本发明相关的现有技术的详细说明可能使本发明的主g模糊时，将省略这些说明。下文中，将參照
本发明的优选实施方式。图2是根据本发明的第一优选实施方式的开关磁阻电机的横截面示意图；图3是图2所示的开关磁阻电机的立体图。如图所示，根据本发明的第一优选实施方式的开关磁阻电机200包括外转子210和定子220，其中，外转子210通过磁阻转矩与定子220沿ー个方向旋转。更具体地，外转子210设置有多个凸极211，该多个凸极211沿外转子210的内周
面等距突出。另外，定子220设置在外转子210内，并且包括多个定子铁芯221、线圈222、支撑部223和冷却管224。定子铁芯221包括ー对定子凸极221a，该对定子凸极221a朝向外转子的凸极211突出；和定子磁轭(stator yoke) 221b,该定子磁轭221b使所述ー对定子凸极221a的一端相互连接并支撑该端，定子铁芯221具有图2和图4所示的形状。另外，根据本发明的第一优选实施方式的定子铁芯221中，所述ー对定子凸极221a彼此并不平行，而是，所述一对定子凸极221a的连接到定子磁轭221b的一端之间的距离小于所述ー对定子凸极221a的另一端之间的距离。另外，与所述一端之间的距离相比，所述ー对定子凸极221a设置为使得其另一端之间的距离逐渐増大。另外,每个线圈222缠绕所述ー对定子凸极221a。此外，支撑部223填充在多个定子铁芯221之间以及周围缠绕有线圈222的定子凸极221a之间，从而能够加强定子220的强度并降低噪音和振动。另外，支撑部由非磁性材料或绝缘材料制成。冷却管224用于排出因高速运转而产生的热量，并以插入支撑部223中的状态设置在多个定子铁芯221之间。此外，冷却管224可以采用其中具有流水的水冷管。通过上述结构，根据本发明的开关磁阻电机200中，因施加电流而励磁的线圈222所产生的磁通从定子铁芯221的ー对定子凸极221a中的一个穿过外转子210 (如图2中箭头所示)的凸极211并流到另ー个定子凸极221a。通过上述结构，磁通沿较短的路径流动，并且降低了铁损。此外，根据本发明的第一优选实施方式的开关磁阻电机200中，沿定子220的周向等距(equipitch)形成6个定子铁芯221，线圈222围绕定子凸极221a缠绕以形成三相绕组，并且沿外转子210的周向等距形成外转子210的10个凸极211。此外,根据本发明的开关磁阻电机还可以采用排水结构(drainagestructure),其中，沿定子的周向等距形成12个定子铁芯，沿外转子的周向等距形成外转子的20个凸扱。图5是示意性地说明根据本发明的开关磁阻电机中的依照第二优选实施方式的定子铁芯的横截面视图。如图所示，定子铁芯321包括ー对定子凸极321a，该对定子凸极321a朝向外转子的凸极突出；和定子磁轭321b，该定子磁轭321b使所述ー对定子凸极321a的一端相互连接并支撑该端，定子铁芯321具有形状。此外，与根据第一优选实施方式的定子铁芯221的定子凸极221a相比，根据本发明的第二优 选实施方式的铁芯321的ー对定子凸极321a彼此平行设置。通过上述结构，可以防止磁通的方向朝向定子凸极321a的两个方向偏转。图6是示意性地说明根据本发明的开关磁阻电机中依照第三优选实施方式的定子铁芯的横截面视图。如图所示，定子铁芯421包括ー对定子凸极421a，该对定子凸极421a朝向外转子的凸极突出；和定子磁轭421b，该定子磁轭421b使所述ー对定子凸极421a的一端相互连接并支撑该端，定子铁芯421具有形状。此外，与根据第一优选实施方式的定子铁芯221的定子凸极221a相比，根据第三优选实施方式的定子铁芯421的定子凸极421a的尺寸不是恒定的。更具体地，沿旋转轴的正交方向的横截面中，定子凸极421a的连接于定子磁轭421b的一端的面积形成为比其另一端的面积大。通过上述结构，从定子凸极421a流向外转子的凸极的磁通可以更加集中。图7是示意性地说明根据本发明的开关磁阻电机中依照第四优选实施方式的定子铁芯的横截面视图。如图所示，定子铁芯521包括ー对定子凸极521a，该对定子凸极521a朝向外转子的凸极突出；和定子磁轭521b，该定子磁轭521b使所述ー对定子凸极521a的一端相互连接并支撑该端。与根据第一优选实施方式的定子磁轭221b相比，根据第四优选实施方式的定子铁芯521的定子磁轭521b彼此一体地连接而非形成为多个,并且定子磁轭521b具有沿转子的旋转轴的正交方向的圆形横截面。此外，沿定子磁轭521b的周向等距设置多对定子凸极521a。此外,定子磁轭521b包括挡孔(blocking hole) 521c,挡孔521形成在ー对定子凸极521a和与其邻接的ー对定子凸极521a之间。可以通过挡孔521c防止磁通偏离其路径的现象。图8是示意性地说明根据本发明的开关磁阻电机中依照第五优选实施方式的定子铁芯的横截面视图。如图所示，定子铁芯621包括ー对定子凸极621a，该对定子凸极621a朝向外转子的凸极突出；和定子磁轭621b，该定子磁轭621b使所述ー对定子凸极621a的一端相互连接并支撑该端。此外，与根据第四优选实施方式的定子磁轭521b相比，根据第五优选实施方式的定子铁芯621的定子磁轭621b形成为多个，两端均形成有连接部621c,并且定子磁轭621b彼此连接以通过连接部621c彼此形成为一体,从而能够使定子铁芯621便于制造并提高其強度。图9是示意性地说明根据本发明的开关磁阻电机中ー种优选实施方式的外转子的横截面视图。外转子710设置有多个凸极711，该多个凸极711沿外转子710的内周面等间距地突出，从而形成为外转子类型，并且外转子710还包括填充在凸极711之间的隔音材料712，其中，隔音材料712能够降低噪音和振动。如上所述，根据本发明的优选实施方式，可以获得的开关磁阻电机包括形状的定子铁芯，以使磁通路径较短，从而能够降低铁损；开关磁阻电机包括填充在定子铁芯之间并由非磁性材料或绝缘材料制成的支撑部，从而能够提高强度并降低噪音和振动；并且开关磁阻电机包括插入支撑部中并设置在多个定子铁芯之间的冷却管，从而即使在高速旋转时也能够实现散热效果。图10是示意地说明根据本发明的第二优选实施方式的开关磁阻电机的横截面视图，图11是图10所示的开关磁阻电机的立体图。如图所示,开关磁阻电机700包括双转子型开关磁阻电机，该双转子型开关磁阻电机包括外转子710、定子720和内转子730。外转子710设置在定子720的外周部，内转子730可旋转地设置在定子720的内周部，并且外转子710和内转子730各自通过磁阻转矩与定子720沿ー个方向旋转。
更具体地，外转子710设置有多个凸极711，该多个凸极711沿外转子710的内周面等距突出。另外，内转子730设置有多个凸极731，该多个凸极731沿内转子730的外周面等距突出。此外，定子720设置在外转子710内并包括多个外定子铁芯721、线圈722、支撑部723、冷却管724和内定子铁芯725。外定子铁芯721包括外定子磁轭721b，外定子磁轭721b连接朝向外转子710的凸极711突出的一对外定子凸极721a的端部并支撑该端部，外定子铁芯721具有Ji形状。另外，每个线圈722围绕外一对外定子凸极721a缠绕。内定子铁芯725包括ー对内定子凸极725a，该对内定子凸极725a朝向内转子730的凸极731突出；和内定子磁轭725b，该内定子磁轭725b连接内定子凸极725a的端部并支撑该端部，内定子铁芯725具有Ji形状。此外，ー对内定子凸极725a彼此平行设置。通过这种结构，能够防止磁通在内定子凸极725a的两个方向偏转。另外，每个线圈722围绕ー对内定子凸极725a缠绕。另外，支撑部723填充在多个外定子铁芯721之间、内定子铁芯725之间、缠绕有线圈722的外定子凸极721a之间以及缠绕有线圈722的内定子凸极725a之间。另外，通过支撑部提高了定子720的强度并降低了噪音和振动。此外，支撑部由非磁性材料或绝缘材料制成。冷却管724用于排出因高速运转而产生的热量，并以插入支撑部723中的状态设置在多个外定子铁芯721之间。此外，冷却管724可以采用其中具有流水的水冷管。通过这种结构，在根据本发明的开关磁阻电机700中，因施加电流而励磁的线圈722所产生的磁通如图10的箭头所示从外定子铁芯721的一对外定子凸极721a中的一个流过外转子710的凸极711，并流入所述ー对外定子凸极721a中的另ー个外定子凸极721a。另外，磁通从内定子铁芯725的ー对内定子凸极725a中的一个流过内转子730的凸极731并流入另ー个内定子凸极725a。通过这种结构，由于磁通在外转子710和内转子730中流动的路径较短而降低了铁损，由于采用双转子，可以获得高效转矩和输出，并且能够平衡磁通流动。此外，外转子可以包括填充在多个凸极之间的隔音材料(未显示)，其中，隔音材料由非磁性材料或绝缘材料制成。此外，根据本发明的第一实施方式的开关磁阻电机700中，关于定子720的周向沿其外周面等距形成6个外定子铁芯721，关于定子720的周向沿其内周面等距形成6个内定子铁芯725，线圈722分别围绕外定子凸极721a和内定子凸极725a缠绕，以形成三相绕组，沿外转子710的周向等距形成外转子710的10个凸极711，沿内转子730的周向等距形成内转子730的10个凸极731。此外，根据本发明的开关磁阻电机可以采用排水结构，其中，沿定子的周向等距形成12个内定子铁芯和12个外定子铁芯，分别沿外转子和内转子的周向等距形成20个外转子凸极和20个内转子凸极。
图12是根据本发明的第三优选实施方式的开关磁阻电机的横截面示意图。如图所示，除了仅在连接定子铁芯的定子凸极的定子磁轭有所区别之外，开关磁阻电机800具有与图10所示的根据第二优选实施方式的开关磁阻电机700相同的技术配置。更具体地，根据本发明的第二优选实施方式的开关磁阻电机的定子820包括定子磁轭825，该定子磁轭825连接朝向外转子810的凸极811突出的一对外定子凸极821的端部并支撑该端部，并且连接朝向内定子830的凸极831突出的ー对内定子凸极826的端部并支持该端部。也就是说，与根据第二优选实施方式的定子磁轭721b相比，定子磁轭825连接为一体而非分为多个，并且其沿旋转轴的正交方向的横截面形成为圆形。定子磁轭825具有设置在一对外定子凸极821和ー对内定子凸极826之间的挡孔827。挡孔827控制磁通流动，以防止磁通路径分离。图13是根据本发明的第四优选实施方式的开关磁阻电机的横截面示意图。如图所示，除了仅在连接定子铁芯的定子凸极的定子磁轭有所区别之外，开关磁阻电机900具有与图12所示的根据第三优选实施方式的开关磁阻电机800相同的技术配置。更具体地，根据本发明的第三优选实施方式的开关磁阻电机的定子920包括多个定子磁轭925，其中，定子磁轭925连接朝向外转子910的凸极911突出的一对外定子凸极921的端部并支撑该端部，并且连接朝向内定子930的凸极931突出的ー对内定子凸极926的端部并支撑该端部。另外，在外定子凸极921之间形成连接部925a,定子磁轭925通过连接部925a连接为一体，从而使定子920的刚度增大且便于制造。图14是根据本发明的第五优选实施方式的开关磁阻电机的横截面示意图。如图所示，除了仅在线圈缠绕的位置和缠绕的物体有所区别之外，开关磁阻电机1000具有与图12所示的根据第三优选实施方式的开关磁阻电机800相同的技术配置。更具体地，开关磁阻电机1000中，线圈1022围绕定子磁轭1025缠绕。图15是根据本发明的第六优选实施方式的开关磁阻电机的横截面示意图。如图所示，除了仅仅是外转子有所区别之外，开关磁阻电机1100具有与图12所示的根据第三优选实施方式的开关磁阻电机800相同的技术配置。更具体地，外转子1110设置有多个凸极1111，多个凸极1111沿外转子1110的内周面等距突出，外转子1110还包括填充在凸极1111之间的隔音材料1112，通过该隔音材料1112能够降低噪音和振动。
图16是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照第一优选实施方式的外定子铁芯的横截面视图。如图所示，外定子铁芯1221包括一对外定子凸极1221a，以及连接和支撑外定子凸极1221a的端部的外定子磁轭1221b，外定子铁芯1221具有形状。另夕卜，外定子铁芯1221中，ー对定子凸极1221a彼此不平行。在这种情况下，定子凸极1221a的连接于定子磁轭1221b的端部之间的距离小于定子凸极1221a的另一端之间的距离。另夕卜，所述外定子铁芯1221设置为与所述一端之间的距离相比所述另一端之间的距离逐渐増大。图17是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照第二优选实施方式的外定子铁芯的横截面视图。如图所示，外定子铁芯1321包括一对外定子凸极1321a，该对外定子凸极1321a朝向外转子凸极突出；以及外定子磁轭1321b，该外定子磁轭1321b连接并支撑一对外定子凸极1321a的端部，外定子铁芯1321具有形状。另外，与根据第一优选实施方式的定子铁芯1221的定子凸极1221a相比，根据第二优选实施方式的外定子铁芯1321的成对的定子凸极1321a设置为彼此平行。通过这种结构，能够防止磁通在定子凸极1321a的两个方向偏转。
图18是示意性地显示根据本发明的开关磁阻电机中的依照第三优选实施方式的外定子铁芯的横截面视图。如图所示，外定子铁芯1421包括一对外定子凸极1421a，该对外定子凸极1421a朝向外转子凸极突出；以及外定子磁轭1421b，该外定子磁轭1421b连接并支撑一对外定子凸极1421a的端部，外定子铁芯1421具有形状。另外，与根据第一优选实施方式的外定子铁芯1221的外定子凸极1221a相比，根据第三优选实施方式的定子铁芯1421的定子凸极1421a的尺寸不是恒定的。更具体地，沿旋转轴的正交方向的横截面中，外定子凸极1421a的连接于外定子磁轭1421b的一端的面积形成为比其另一端的面积大。通过这种结构，从外定子凸极1421a流向外转子凸极的磁通能够更加集中。本发明可以提供双转子型开关磁阻电机，该双转子型开关磁阻电机包括内转子和外转子，其中，所述电机包括n形状的定子铁芯，以使磁通路径较短，从而能够降低铁损并平衡磁通路径；所述电机在定子铁芯之间填充由非磁性材料或绝缘材料制成的支撑部，从而能够提高强度并降低噪音和振动；所述电机包括插入所述支撑部中并设置在多个定子铁芯之间的冷却管，从而即使在高速转动的情况下也能够获得散热效果。虽然为了说明目的而公开了本发明的优选实施方式，但这些实施方式用于具体地说明本发明，因此根据本发明的开关磁阻电机并不限于此，但是，本领域技术人员可以理解的是，在不脱离如附带的权利要求书中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。因此，这些修改、添加和替换应视为落入本发明的范围内。
权利要求
1.一种开关磁阻电机，该开关磁阻电机包括 外转子，所述外转子设置有多个外转子凸极，所述多个外转子凸极沿所述外转子的内周面等距突出；以及 定子，所述定子设置在所述外转子内并包括多个定子铁芯，所述定子铁芯包括ー对定子凸极，该对定子凸极朝向所述外转子凸极突出；和定子磁轭，所述定子磁轭使所述定子凸极彼此连接并支撑所述定子凸扱，所述定子具有相绕组，在所述相绕组中，线圈围绕所述定子凸极缠绕， 其中，通过向所述相绕组提供电流而产生的磁通穿过所述一对定子凸极和所述外转子凸极。
2.根据权利要求I所述的开关磁阻电机，其中，所述定子铁芯的所述ー对定子凸极的连接于所述定子磁轭的一端之间的距离小于所述ー对定子凸极的另一端之间的距离，所述定子铁芯具有形状。
3.根据权利要求I所述的开关磁阻电机，其中，所述定子铁芯包括所述连接于所述定子磁轭并彼此平行设置的ー对定子凸极，所述定子铁芯具有n形状。
4.根据权利要求I所述的开关磁阻电机，其中，在沿所述转子旋转所围绕的旋转轴的正交方向的横截面中，所述定子铁芯的所述ー对定子凸极的连接于所述定子磁轭的一端的面积大于所述ー对定子凸极的另一端的面积，所述定子铁芯具有n形状。
5.根据权利要求I所述的开关磁阻电机，其中，所述定子还包括支撑部，所述支撑部填充在多个所述定子铁芯之间以及填充在周围缠绕有所述线圈的所述定子凸极之间。
6.根据权利要求5所述的开关磁阻电机，其中，所述支撑部由非磁性材料或绝缘材料制成。
7.根据权利要求5所述的开关磁阻电机，其中，所述定子还包括冷却管，所述冷却管插入所述支撑部中并设置在所述多个定子铁芯之间。
8.根据权利要求I所述的开关磁阻电机，其中，所述外转子还包括填充在多个所述外转子凸极之间的隔音材料。
9.根据权利要求I所述的开关磁阻电机，其中，沿所述定子的周向等距形成有6个所述定子铁芯，所述线圈围绕所述定子凸极缠绕以形成三相绕组，沿所述外转子的周向等距形成有10个所述外转子凸扱。
10.一种开关磁阻电机，该开关磁阻电机包括 外转子，所述外转子设置有多个外转子凸极，所述多个外转子凸极沿所述外转子的内周面等距突出；以及 定子，所述定子设置在所述外转子内并包括定子铁芯，所述定子铁芯包括ー对定子凸扱，该对定子凸极朝向所述外转子凸极突出；以及定子磁轭，该定子磁轭使所述ー对定子凸极彼此连接并支撑所述ー对定子凸极，所述定子具有相绕组，在所述相绕组中，线圈围绕所述定子凸极缠绕，多对所述定子凸极在沿所述定子磁轭的周向等距的位置彼此连接，所述定子磁轭沿所述外转子的旋转轴的正交方向具有圆形横截面， 其中，通过向所述相绕组提供电流而产生的磁通穿过所述一对定子凸极和所述外转子凸极。
11.根据权利要求10所述的开关磁阻电机，其中，所述定子磁轭包括挡孔，所述挡孔形成在所述ー对定子凸极和与该对定子凸极相邻的ー对定子凸极之间。
12.根据权利要求10所述的开关磁阻电机，其中，所述定子铁芯包括多个定子磁轭，所述定子磁轭使所述ー对定子凸极彼此连接并支撑所述ー对定子凸极，所述定子磁轭具有形成在两端的连接部。
13.一种开关磁阻电机，该开关磁阻电机包括 外转子，所述外转子设置有多个外转子凸极，所述多个外转子凸极沿所述外转子的内周面等距突出； 内转子，所述内转子设置有多个内转子凸极，所述多个内转子凸极沿所述内转子的外周面等距突出；以及 定子，所述定子包括多个外定子铁芯、多个内定子铁芯和相绕组，所述外定子铁芯包括一对外定子凸极，该对外定子凸极设置在所述外转子内并设置在所述外转子的内周部，以使所述内转子旋转，所述外定子凸极朝向所述外转子凸极突出；以及外定子磁轭，所述外定子磁轭连接并支撑所述外定子凸极；所述内定子铁芯包括ー对内定子凸极，该对内定子凸极朝向所述内转子凸极突出；以及内定子磁轭，所述内定子磁轭连接并支撑所述内定子凸极；所述相绕组的线圈分别围绕所述外定子凸极和所述内定子凸极缠绕， 其中，通过向所述相绕组提供电流而产生的磁通穿过所述一对外定子凸极、所述外转子凸极、所述ー对内定子凸极和所述内转子凸极。
14.根据权利要求13所述的开关磁阻电机，其中，所述外定子铁芯形成为使得所述ー对外定子凸极的连接于所述外定子磁轭的端部之间的距离小于所述ー对外定子凸极的另一端之间的距离，所述外定子铁芯具有n形状。
15.根据权利要求13所述的开关磁阻电机，其中，所述外定子铁芯形成为使得连接于所述外定子磁轭的所述ー对外定子凸极彼此平行设置，并且所述外定子铁芯具有n形状。
16.根据权利要求13所述的开关磁阻电机，其中，所述外定子铁芯形成为使得在沿所述外转子的旋转轴的正交方向的横截面中，所述ー对外定子凸极的连接于所述外定子磁轭的端部的面积大于所述ー对外定子凸极的另一端的面积，并且所述外定子铁芯具有n形状。
17.根据权利要求13所述的开关磁阻电机，其中，所述内定子铁芯的所述ー对内定子凸极彼此平行设置。
18.根据权利要求13所述的开关磁阻电机，其中，所述定子还包括支撑部，所述支撑部填充在多个所述外定子铁芯之间、所述内定子铁芯之间、缠绕有线圈的所述外定子凸极之间、以及缠绕有线圈的所述内定子凸极之间。
19.根据权利要求18所述的开关磁阻电机，其中，所述支撑部由非磁性材料或绝缘材料制成。
20.根据权利要求18所述的开关磁阻电机，其中，所述定子还包括冷却管，所述冷却管插入所述支撑部中并设置在多个所述外定子铁芯之间。
21.根据权利要求13所述的开关磁阻电机，其中，相对于所述定子的周向，沿所述定子的外周面等距形成有6个外定子铁芯；相对于所述定子的周向，沿所述定子的内周面等距形成有6个内定子铁芯；所述线圈分别围绕所述外定子凸极和所述内定子凸极缠绕，以形成三相绕组；沿所述外转子的周向等距形成有10个外转子凸极；沿所述内转子的周向等距形成有10个内转子凸极。
22.—种开关磁阻电机，该开关磁阻电机包括 外转子，所述外转子设置有多个外转子凸极，所述多个外转子凸极沿所述外转子的内周面等距突出； 内转子，所述内转子设置有多个内转子凸极，所述多个内转子凸极沿所述内转子的外周面等距突出；以及 定子，所述定子包括定子铁芯并具有相绕组，所述定子铁芯包括一对外定子凸极，该对外定子凸极设置在所述外转子内并设置在所述外转子的内周部，以使所述内转子旋转，所述外定子凸极朝向所述外转子凸极突出；ー对内定子凸极，该对内定子凸极朝向所述内转子凸极突出；以及定子磁轭，所述定子磁轭连接并支撑多对所述外定子凸极和多对所述内定子凸极；所述相绕组的线圈分别围绕所述外定子凸极和所述内定子凸极缠绕， 其中，多对所述外定子凸极和多对所述内定子凸极在沿所述定子磁轭的周向的等距位置彼此连接，所述定子磁轭的沿所述外转子的旋转轴的正交方向的横截面为圆形，所述定子具有所述相绕组，所述相绕组的线圈围绕所述定子凸极缠绕。
23.根据权利要求22所述的开关磁阻电机，其中，通过向所述相绕组提供电流而产生的磁通穿过所述一对外定子凸极、所述外转子凸极、所述ー对内定子凸极和所述内转子凸扱。
24.根据权利要求22所述的开关磁阻电机，其中，所述定子磁轭具有挡孔，所述挡孔设置在一对外定子凸极和与该对外定子凸极相邻的ー对内定子凸极之间。
25.根据权利要求22所述的开关磁阻电机，其中，所述定子铁芯包括多个定子磁轭，所述定子磁轭连接并支撑所述ー对外定子凸极并具有形成在所述定子磁轭两端的连接部。
26.根据权利要求22所述的开关磁阻电机，其中，所述外转子还包括填充在所述多个外转子凸极之间的隔音材料。
27.一种开关磁阻电机，该开关磁阻电机包括 外转子，所述外转子设置有多个外转子凸极，所述多个外转子凸极沿所述外转子的内周面等距突出； 内转子，所述内转子设置有多个内转子凸极，所述多个内转子凸极沿所述内转子的外周面等距突出；以及 定子，所述定子包括定子铁芯并具有相绕组，所述定子铁芯包括一对外定子凸极，该对外定子凸极设置在所述外转子内并设置在所述外转子的内周部，以使所述内转子旋转，所述外定子凸极朝向所述外转子凸极突出；ー对内定子凸极，该对内定子凸极朝向所述内转子凸极突出；以及定子磁轭，所述定子磁轭连接并支撑多对所述外定子凸极和多对所述内定子凸极；所述相绕组的线圈分别围绕所述外定子凸极和所述内定子凸极缠绕， 其中，多对所述外定子凸极和多对所述内定子凸极在沿所述定子磁轭的周向的等距位置彼此连接，所述定子磁轭的沿所述外转子的旋转轴的正交方向的横截面为圆形，所述定子具有所述相绕组，所述相绕组的线圈围绕所述定子磁轭缠绕。
全文摘要
本发明在此公开了一种开关磁阻电机，该电机包括外转子，所述外转子设置有多个外转子凸极，所述多个外转子凸极沿所述外转子的内周面等距突出；以及定子，所述定子设置在所述外转子内并包括多个定子铁芯，所述定子铁芯包括一对定子凸极，该对定子凸极朝向所述外转子凸极突出；和定子磁轭，所述定子磁轭使所述定子凸极彼此连接并支撑所述定子凸极，所述定子铁芯具有相绕组，在所述相绕组中，线圈围绕所述定子凸极缠绕，其中，通过向所述相绕组提供电流而产生的磁通穿过所述一对定子凸极和所述外转子凸极。
文档编号H02K1/14GK102810917SQ20121000770
公开日2012年12月5日 申请日期2012年1月11日 优先权日2011年6月2日
发明者金昶成, 黃世渊, 崔昌焕, 裴汉京, 李根洪 申请人:三星电机株式会社