轴向磁通电机、用于该轴向磁通电机的定子组件及压缩机的制作方法

文档序号:14005932阅读:264来源:国知局
轴向磁通电机、用于该轴向磁通电机的定子组件及压缩机的制作方法

本实用新型涉及轴向磁通电机、用于该轴向磁通电机的定子组件以及压缩机。



背景技术:

本节提供不一定是现有技术的与本实用新型有关的背景信息。

诸如电动机和发电机的电机将电能变换为机械能,或反之。这些电机可以包括其中磁通量在定子与转子之间径向地流动的径向设计的电机和其中磁通量在定子与转子之间轴向地流动的轴向设计的电机。在一些情况下,轴向设计的电机可以包括多于一个的定子和/或多于一个的转子。



技术实现要素:

本节提供实用新型内容的总体概述,而不是其完整范围或其全部特征的全面公开。

根据本实用新型的一个方面,提供一种轴向磁通电机,包括:至少一个转子,和在轴向上邻近所述至少一个转子的至少一个定子,所述至少一个定子由内周和外周限定,所述至少一个定子包括定子轭部、从所述定子轭部延伸的多个齿部以及多个线圈,所述多个线圈中的至少一个构造成形成绕组,所述多个齿部彼此间隔开以限定用于接纳所述多个线圈的多个槽,所述多个线圈中的每个线圈包括各自在所述定子的内周和外周之间延伸的第一组部段和第二组部段,所述第一组部段设置成形成相对于所述定子的截面呈“V”形的第一线圈部分并且所述第二组部段设置成形成相对于所述定子的截面呈“V”形的第二线圈部分,所述第一线圈部分和所述第二线圈部分各自具有顶点和两个端部,并且所述第一线圈部分的端部与所述第二线圈部分的端部联接。

优选地,所述第一线圈部分在一平面中延伸,并且其中所述第二线圈部分在与所述第一线圈部分的平面大致平行的平面中延伸。

优选地,所述第一线圈部分在一平面中延伸,其中所述第二线圈部分在一平面中延伸,并且其中所述第一线圈部分的平面在所述第一线圈部分的端部和所述第二线圈部分的端部附近与所述第二线圈部分的平面相交。

优选地,所述第一线圈部分的顶点和所述第二线圈部分的顶点邻近所述定子的内周,并且其中所述第一线圈部分的端部和所述第二线圈部分的端部邻近所述定子的外周。

优选地,所述至少一个转子由内周、外周和在所述转子的内周与所述转子的外周之间延伸的相背表面限定,并且其中所述转子的邻近其内周的相背表面之间的距离小于所述转子的邻近其外周的相背表面之间的距离。

优选地,所述至少一个定子由内周、外周和在所述内周与所述外周之间延伸的相背表面限定,并且其中所述定子的邻近其内周的相背表面之间的距离大于所述定子的邻近其外周的相背表面之间的距离。

优选地,所述至少一个定子是非分段定子。

优选地,所述绕组包括板式绕组。

优选地,所述至少一个转子包括邻近所述至少一个定子的相对两侧的两个转子。

优选地,所述电机还包括位于所述两个转子中的一个与所述至少一个定子之间的多个第一磁体和位于所述两个转子中的另一个与所述至少一个定子之间的多个第二磁体。

优选地,所述多个第一磁体和所述多个第二磁体设置成形成北极-北极磁体构型。

优选地,所述轴向磁通电机为轴向磁通电动机。

优选地,所述第一线圈部分和所述第二线圈部分仅在它们的端部处联接在一起。

根据本实用新型的另一方面,提供一种包括上述根据本实用新型的轴向磁通电机的压缩机。

根据本实用新型的又一方面,提供一种用于轴向磁通电机的定子组件包括:由内周和外周限定的定子铁芯,所述定子铁芯包括定子轭部和从所述定子轭部延伸的多个齿部,所述多个齿部彼此间隔开以限定多个槽;和位于所述多个槽内的多个线圈,所述线圈中的至少一个构造成形成绕组,所述多个线圈中的每个线圈包括各自在所述定子铁芯的内周和外周之间延伸的第一组部段和第二组部段,所述第一组部段设置成形成相对于所述定子组件的截面呈“V”形的第一线圈部分,所述第二组部段设置成形成相对于所述定子组件的截面呈“V”形的第二线圈部分,所述第一线圈部分和所述第二线圈部分各自具有顶点和两个端部,并且所述第一线圈部分的端部与所述第二线圈部分的端部联接。

优选地,所述第一线圈部分和所述第二线圈部分仅在它们的端部处联接在一起。

优选地,所述第一线圈部分在一平面中延伸,并且其中所述第二线圈部分在与所述第一线圈部分的平面大致平行的平面中延伸。

优选地,所述第一线圈部分在一平面中延伸,其中所述第二线圈部分在一平面中延伸,并且其中所述第一线圈部分的平面在所述第一线圈部分的端部和所述第二线圈部分的端部附近与所述第二线圈部分的平面相交。

优选地,所述第一线圈部分的顶点和所述第二线圈部分的顶点邻近所述定子铁芯的内周,并且其中所述第一线圈部分的端部和所述第二线圈部分的端部邻近所述定子铁芯的外周。

优选地,所述定子铁芯由内周、外周和在所述内周与所述外周之间延伸的相背表面限定,并且其中邻近所述内周的相背表面之间的距离大于邻近所述外周的相背表面之间的距离。

优选地,所述至少一个定子铁芯是非分段定子铁芯。

根据本实用新型的又一方面,提供一种包括至少一个转子和邻近所述至少一个转子的根据本实用新型的上述定子组件的压缩机。

本实用新型带来的有益效果是,采用所述定子中的一个定子的电机可具有比常规设计更大的沿定子表面的气隙表面积,并且还可实现减小的电阻。从而降低与设计和制造定子相关的制造成本。

更多方面和应用领域将从文中提供的说明变得显而易见。应当理解的是,本实用新型的各个方面可单独地或与一个或多个其它方面相结合地实施。还应当理解的是,本文中的描述和具体示例仅意在出于说明的目的,而并非意在限制本实用新型的范围。

附图说明

本文中描述的附图仅出于说明所选择的实施例而非全部可能的实施方案的目的,且并非意在限制本实用新型的范围。

图1是用于根据本实用新型的一个示例性实施例的轴向磁通电机的包括线圈的定子的一部分的侧视图。

图2是图1的定子的俯视图。

图3A是处于平面构型中的图1所示的定子的一个线圈的等距视图。

图3B是图3A所示的定子的一个线圈的等距视图,其中线圈被折叠成图1所示的线圈。

图4是图1的定子的等距视图,其中电流在一个线圈中流动。

图5是图1的定子的侧视图,其中电流在一个线圈中流动并且该电流感生磁通量。

图6是根据另一示例性实施例的包括图1的定子和两个转子的轴向磁通电动机的一部分的等距视图。

图7是根据又一示例性实施例的用于轴向磁通电机并且包括矩形截面形状的定子的等距视图。

图8是根据另一示例性实施例的可用于图7的定子中的线圈的等距视图。

图9是根据又一示例性实施例的包括图7的定子和两个转子的轴向磁通电动机的一部分的等距视图。

图10是根据另一示例性实施例的包括图6的轴向磁通电动机的压缩机的截面侧视图。

贯穿附图中的多幅图,对应的附图标记表示对应的部件、特征等。

具体实施方式

现在将参考附图更充分地描述示例性实施例。

提供示例性实施例以使本实用新型更全面,并且将向本领域的技术人员完整地传达范围。阐述了许多特定细节,例如特定构件、装置和方法的示例,以提供对本实用新型的实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是,不必采用特定细节,示例性实施例可采用许多不同形式实施,并且这两者均不应当被解释为限制了本实用新型的范围。在一些示例性实施例中,未详细描述众所周知的工艺、众所周知的装置结构和众所周知的技术。

本文中所用的术语仅出于描述特定示例性实施例的目的,而并非旨在加以限制。如本文中所用,单数形式“一”、“一个”和“该”也可意图包括复数形式,除非上下文另外清楚地指出。术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(including)”和/或“具有”是包含性的并且因此指定述及的特征、整数、步骤、操作、元件和/或构件的存在,但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、构件和/或其群组的存在或增加。本文中描述的方法步骤、工艺和操作不应被解释为必定需要它们按所讨论或说明的特定次序执行,除非作为执行次序具体地认定。还应理解,可采用附加的或替代的步骤。

尽管术语第一、第二、第三等在文中可用于描述各种元件、构件、区域、层和/或区段,但这些元件、构件、区域、层和/或区段不应当受这些术语限制。这些术语可仅用于将一个元件、构件、区域、层或区段与另一区域、层或区段相区分。诸如“第一”、“第二”和其它数值项的术语当在本文中使用时不暗示顺序或次序,除非上下文清楚地指出。因此,下文说明的第一元件、构件、区域、层或区段可被称为第二元件、构件、区域、层或区段,而不脱离示例性实施例的教导。

文中为了易于说明可能使用诸如“内”、“外”、“在...之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相关术语以描述如图所示的一个元件或特征结构与另一(多个)元件或特征结构的关系。空间相关术语可意在除图中所示的取向外还涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如,如果将图中的装置翻转,则被描述为在其它元件或特征结构“之下”或“下方”的元件于是将定向在其它元件或特征结构“上方”。因此,示例性术语“在...之下”可以涵盖上方和下方两种取向。该装置可以其它方式取向(旋转90度或以其它取向)并且相应地阐述文中使用的空间相关术语。

根据本实用新型的一个示例性实施例的用于轴向磁通电机的定子的一部分在图1和2中被示出,并且统一由附图标记100表示。如图1和2所示,定子100包括定子铁芯102和线圈104。定子铁芯102由内周106和外周108限定。定子铁芯102包括定子轭部110和从定子轭部110延伸的齿部112。齿部112彼此间隔开以限定用于接纳线圈104的槽114。线圈104中的至少一个形成绕组。每个线圈104包括各自在定子铁芯102的内周106和外周108之间延伸的两组部段。如图3B所示,每组部段设置成形成相对于定子100的截面(相对于定子100的俯视图)呈“V”形的线圈部分116、118。如图3B中最佳所示,线圈部分116具有顶点120和两个端部124、126,并且线圈部分118具有顶点122和两个端部128、130。线圈部分116的端部124、126与线圈部分118的端部128、130联接。

如图1、图3A和3B所示,每个线圈104的顶点120、122和端部124、126、128、130形成邻近定子100的内周106和外周108的端匝(end turn),如以下进一步说明的。特别地,每个线圈104包括四个端匝,其中两个由顶点120、122形成并且两个由端部124、126、128、130形成。本文中公开的这些线圈端匝以及其它端匝可以比常规定子的线圈端匝更小(例如,长度更短等)。与常规线圈相比,较小的线圈端匝可减少形成各线圈104所需的诸如铜、铝等的线圈材料的量。进而,可降低制造成本和损耗,并且可提高包括此类线圈的轴向磁通电机的效率。

另外,线圈104可从定子的外部部分(例如,外周、顶面、底面等)直接在卷绕在定子100和/或另一合适的定子上。例如,每个线圈104可在基本上不利用定子的内部部分(例如,内周)的情况下卷绕在定子100和/或另一合适的定子上。

图1至3B的每个线圈104包括基本上相同的形状。例如,每个线圈104包括设置成形成如上所述的两个“V”形线圈部116、118的四个线圈部段。具体地,线圈部116包括设置成形成“V”形的线圈部段132、134,且线圈部118包括设置成形成“V”形的线圈部段136、138。该“V”形构型形成线圈部段132、134之间的开口和线圈部段136、138之间的开口。

例如,线圈部段132从线圈部分116的顶点120延伸到端部124,并且线圈部段134从线圈部分116的顶点120延伸到端部126。类似地,线圈部段136从线圈部分118的顶点122延伸到端部128,且线圈部段138从线圈部分118的顶点122延伸到端部130。端部124与端部128联接并且端部126与端部130联接。此构型可视为类似于四面体的形状。

在图1至3B的特定示例中,线圈部分116和线圈部分118仅在它们的端部124、126处联接在一起。此构型致使在“V”形的线圈部分116、118之间形成开口,如图3B所示。例如,每个线圈104限定线圈部分116的线圈部段132与线圈部分118的线圈部段136之间的开口和线圈部分116的线圈部段134与线圈部分118的线圈部段138之间的开口。

“V”形的线圈部分116和“V”形的线圈部分118各自在平面中延伸。如图1和3A、3B所示,线圈部分116的平面在线圈部分116、118的端部附近与线圈部分118的平面相交。例如,并且如图1所示,各线圈部分116、118从定子100的邻近定子的内周106的一侧朝向彼此向内延伸并且在定子的外周108附近相交。这致使由端部124、126形成的端匝变得比常规端匝更小,如上所述。或者,各平面可大致平行地延伸(如以下进一步说明的)、在另一位置相交等。

如图所示,“V”形的线圈部分116的顶点120邻近定子100的内周106而“V”形的线圈部分116的端部124、126邻近定子100的外周108。同样,“V”形的线圈部分118的顶点122邻近定子100的内周106而“V”形的线圈部分118的端部128、130邻近定子100的外周108。在另一些实施例中,顶点可邻近外周108而端部可邻近内周106。

如图1所示,定子100的截面包括大致三角形形状。例如,内周106的长度(例如,高度)大于外周108的长度。在图1的特定实施例中,邻近内周106的相背表面140、142(例如,有时称为顶面140和底面142)之间的距离大于邻近外周108的相背表面140、142之间的距离。另外,内周106与外周108之间沿定子铁芯102的顶面140的距离可以与内周106与外周108之间沿定子铁芯102的底面142的距离大致相同,如图1所示。因此,图1的定子铁芯102形成等腰三角形形状。

或者,内周长度(例如,高度)可小于外周长度,内周和外周可具有大致相同的长度,顶面距离可与底面不同,定子铁芯可形成另一合适的三角形形状(例如,直角三角形等),等等。

齿部112位于定子轭部110的相对两侧。例如,并且如图1所示,齿部112a从定子轭部110延伸以形成定子铁芯102的顶面140,而齿部112b从定子轭部110延伸以形成定子铁芯102的底面142。

在图1的特定示例中,齿部112a和齿部112b大致对齐。因此,位于定子轭部110的相对两侧的一组对齐的齿部112a、112b可以限定用于容纳一个线圈104的对齐的槽114a、114b。在另一些实施例中,齿部112a、112b可偏置而不脱离本实用新型的范围。

另外,如图2中最佳所示,齿部112a的截面包括大致三角形形状。例如,邻近定子的内周106的各齿部112a的长度(例如,径向长度等)小于邻近定子的外周108的各齿部112a的长度(例如,径向长度等)。尽管未示出,但齿部112b包括与齿部112a相同的构型。这允许各线圈104在从轴线方向(例如,如图1至5所示的X轴)看去时形成“V”形形状。

图4和5示出具有在一个线圈104中流动的电流和对应的磁通量的图1和2的定子100。例如,并且如图4和5所示,电流流经线圈部段132、134、136、138以形成磁通量。在图4和5的特定示例中,电流从端部130流向顶点122,从顶点122流向端部128、124,从端部128、124流向顶点120,并且从顶点120流向端部126。这在定子铁芯102的相对两侧(例如,顶面140和底面142)形成向内定向的磁通量。

图1和2的定子100可以是诸如轴向磁通电动机、轴向磁通发电机等的轴向磁通电机的定子。例如,图6示出包括图1和2的定子100以及邻近定子100的相对两侧的两个转子602、604的轴向磁通电动机600的一部分。特别地,转子602邻近定子100的顶面140而转子604邻近定子100的底面142。此构型有时称为双面电动机。

图6的转子602、604优选地同步旋转并且与一个轴(未示出)联接。例如,转子602、604可以以相同速度并沿相同方向旋转。在另一些实施例中,转子602、604可同步旋转并且与不同的轴联接。

在另一些实施例中,电动机600和/或本文中公开的其它电机可包括另一合适的构型。例如,电动机600和/或其它电机可包括两个定子(例如,其中一个或两个可以是定子100,等等)和位于定子之间的一个转子。在另一些实施例中,所述电机可包括三个转子和两个定子。

如图6所示,各转子602、604的截面包括大致三角形形状。具体地,每个转子602、604形成直角三角形。例如,转子602由内周606、外周608和在内周606与外周608之间延伸的相背表面614、616限定。类似地,转子604由内周610、外周612和在内周610与外周612之间延伸的相背表面618、620限定。在图6的特定示例中,转子602的外周608和表面614形成直角,并且转子604的外周612和表面618形成直角。

另外,并且如图6所示,各内周606、610的长度(例如,高度)小于其对应的外周608、612的长度。例如,邻近转子602的内周606的相背表面614、616之间的距离小于邻近转子602的外周608的相背表面614、616之间的距离。同样,邻近转子604的内周610的相背表面618、620之间的距离小于邻近转子604的外周612的相背表面618、620之间的距离。

此外,内周606与外周608之间沿转子602的表面616的距离比内周606与外周608之间沿转子602的表面614的距离更长。类似地,内周610与外周612之间沿转子604的表面620的距离比内周610与外周612之间沿转子604的表面618的距离更长。这些距离(例如,邻近特定周边的相背表面之间,沿特定周边的相对周边之间,等等)至少部分地形成如上所述的直角。

在另一些实施例中,内周长度(例如,高度)可比外周长度更大、相同等,顶面距离可与底面距离大致相同,定子铁芯可形成另一合适的三角形形状(例如,等腰三角形等),等等。

如图6所示,电动机600的截面包括大致矩形形状。例如,具有大致直角三角形形状的各转子602、604和具有大致等腰三角形形状的定子100(如上所述)彼此互补。这三个三角形的构件形成大致矩形形状的电动机。

在一些实施例中,定子和/或线圈可与如图1至6所示不同地构成(例如,成形等)。例如,图7示出与图1和2的定子100大致相似但包括不同截面形状的定子700。在图7的特定实施例中,定子700包括矩形截面。

图8示出可用于定子700中的线圈800。例如,齿部(位于定子700的相对两侧)限定可容纳线圈800和/或其它合适的线圈构型的槽。在一些示例中,线圈800可从定子的外部部分直接卷绕在定子700和/或另一合适的定子上,如上所述。

图8的线圈800与图1至6的线圈大致相似,但包括不同形状。例如,线圈800包括设置成形成“V”形的线圈部分808的线圈部段802、804、806,和设置成形成另一“V”形的线圈部分816的线圈部段810、812、814。特别地,线圈部段802、806分别在顶点(例如,线圈部段804)与端部818、822之间延伸。类似地,线圈部段810、814分别在顶点(例如,线圈部段812)与端部820、824之间延伸。因此,当位于图7的定子800上时如果从轴线方向(例如,如图7所示的Z轴)看去则线圈800形成“V”形。

如图8所示,线圈部分808的端部818经由线圈部段826与线圈部分816的端部820联接。同样,线圈部分808的端部822经由线圈部段828与线圈部分816的端部824联接。线圈部分808、816仅经由部段826、828联接在一起。

在图8的特定示例中,线圈部分808、816在大致平行的平面中延伸。例如,线圈部段826、828可大致垂直于线圈部段802、806、810、814,如图8所示。另外,线圈部段826、828的长度(例如,端部818、820之间和822、824之间的距离)和线圈部段804、812之间的距离可被选择成使得线圈部分808、816在平行的平面中延伸。在另一些实施例中,如果希望的话,各平面可以不彼此平行地延伸。

在图8的特定示例中,线圈800包括四个端匝,如上所述。例如,一个端匝由线圈部段804(例如,一个顶点)形成,另一端匝由线圈部段812(例如,另一顶点)形成,并且另外两个端匝由线圈部段826、828形成。

与图1至6的线圈104相似,图8的线圈800可形成为在线圈部段之间形成各种开口。例如,线圈800在线圈部分808、816之间限定开口。特别地,在线圈部分808的线圈部段802、804、806与线圈部分816的线圈部段810、812、814之间分别形成有开口。另外,线圈800在各线圈部分808、816的线圈部段之间限定有开口。例如,在线圈部段802、804、806之间和线圈部段810、812、814之间形成有开口。

图9示出电机如包括图7的定子700、图8的线圈800和邻近定子700的相对两侧的两个转子902、904的轴向磁通电动机900的一部分。转子902、904与图6的转子602、604大致相似,但包括不同截面形状。例如,并且如图9所示,转子902、904包括大致矩形的截面形状。

本文中公开的电机、定子等可用于各种应用中。例如,本文中公开的定子中的任何一个定子可用于电动机、发电机等中。在一些实施例中,包括定子中的一个或多个的电动机可用于压缩机中。例如,图10示出包括图6的轴向磁通电动机600的压缩机1000。为了清楚起见未示出电动机600的线圈和磁体(以下进一步说明)。或者,压缩机1000可包括轴向磁通电动机900和/或另一合适的电动机而不脱离本实用新型的范围。

在一些实施例中,压缩机1000可以是变速压缩机。在此类示例中,变速压缩机可以是涡旋式压缩机。在另一些实施例中,压缩机1000可以是另一合适的压缩机。

另外,本文中公开的电机可包括磁体,例如永磁体。例如,并且如图6和9所示,轴向磁通电动机600、900各自包括分别位于定子100、700的相对两侧的磁体622和磁体624。在图6的特定示例中,电动机600包括位于转子602与定子100之间的磁体622和位于转子604与定子100之间的磁体624。特别地,磁体622位于转子602的底面与定子100的顶面140之间,并且磁体624位于转子604的顶面与定子100的底面142之间。在此类示例中,磁体622、624经由例如粘接剂和/或另一合适的紧固件安装在转子602、604的表面上。图9的电动机900的磁体622、624类似地位于其定子700和转子902、904之间。

在另一些实施例中,图6和9的转子602、604、902、904可包括用于接纳一个或多个磁体以替换和/或补充磁体622、624的一个或多个磁体槽。在此类实施例中,磁体插入转子602、604的磁体槽内。

磁体622、624可采用特定构型设置。例如,磁体622包括极性交替的磁体622a、622b。类似地,磁体624包括极性交替的磁体624a、624b。如图6和9所示,磁体622a与磁体624a对齐且磁体622b与磁体624b对齐。

磁体622a、622b、624a、624b可采用特定磁体构型设置。例如,图6和9的磁体622、624可采用北极-北极(N-N)磁体构型设置。在此类示例中,磁体622a、624a具有相同极性(例如,南极极性)且磁体622b、624b具有相同极性(例如,北极极性)。在这种情况下,磁通量将从一个磁体(例如,具有北极极性的磁体624b)流入定子中并流向位于定子的同一侧的相邻磁体(例如,具有南极极性的磁体624a)。

在另一些示例中,磁体622、624可采用北极-南极(N-S)磁体构型设置。在此类示例中,磁体622a、624a具有相反极性且磁体622b、624b具有相反极性。因此,磁通量将从一个磁体(例如,具有北极极性的磁体624b)流入定子中并流向位于定子的相对侧的另一磁体(例如,具有南极极性的磁体622b)。

如上所述,图6和9示出电动机600、900的四分之一。因此,尽管图6和9示出了两个磁体622和两个磁体624,但电动机600、900也各自包括极性交替的八个磁体622、624。因此,电动机600、900可视为具有八个极。或者,电动机600、900和/或另一合适的电动机可包括更多或更少的磁体。在这种情况下,电动机将具有多于或少于八个的极。例如,电动机600(和/或本文中描述的其它电动机)可具有四个极、十二个极或任何其它期望的偶数个极。

另外,并且如图6中最佳所示,磁体622、624包括两个梯形的磁体部分。在另一些实施例中,磁体622、624可呈另一种合适的形状如三角形等,可包括更多或更少的磁体部分,等等。

此外,图1和2所示的定子100的部分包括用以形成顶面140的三个齿部112a(和三个对应的槽114a)和用以形成底面142的三个齿部112b(和三个对应的槽114b)。因此,由于图1和2示出定子100的四分之一,所以定子100包括邻近顶面140的十二个齿部112a和十二个槽114a以及邻近底面142的十二个齿部112b和十二个槽114b。类似地,图7的定子700包括位于定子700的相对两侧的十二个齿部112a和十二个槽114a以及十二个齿部112b和十二个槽114b。或者,定子100、700和/或本文中公开的其它定子可包括更多或更少的齿部和槽而不脱离本公开的范围。

本文中公开的线圈可由一个或多个金属丝、板和/或另一种合适的材料形成。例如,图1至6的线圈104以及图8和9所示的线圈800包括板。因此,由线圈形成的一个或多个绕组可视为板式绕组(plate winding)。

线圈可由一种或多种导电材料制成。例如,线圈可由铜、铝、另一种合适的导电材料和/或其合金制成。

另外,线圈可采用各种不同的方式形成。在一些实施例中,线圈可以是预成型的。例如,并且如图3A和3B所示,线圈104预成型为类似于钻石的形状,并且然后在顶点120、122处折叠以形成“V”形的线圈。线圈104然后可被安置在定子100上,如图1和2所示。在另一些实施例中,一个或多个金属丝、板和/或另一种合适的材料可直接卷绕在定子100(例如,定子铁芯102)上以形成“V”形的线圈。

此外,本文中公开的线圈可以包括用于从电源接收电流和/或向电源输出电流的线圈引线。例如,如图4所示,线圈104可包括用于接收电流的线圈引线144和用于输出电流的线圈引线146。尽管未示出,但每个线圈104可包括其自身的相应线圈引线。在另一些实施例中,一个或多个线圈可共用相似的线圈引线以例如形成绕组。

尽管各线圈各自被描述为具有顶点和端部,但对于本领域的技术人员来说应当显而易见的是,线圈可包括大致的圆角。例如,并且如图1至5所示,线圈104各自具有大致的圆角。这可以由于例如用于形成线圈的导电材料的柔性、弹性等而实现。

本文中公开的定子可使用任何合适的材料采用任何合适的方式形成。例如,定子可采用分段或非分段结构,并且可以包括或不包括层叠在一起的多个叠层。叠层可由钢、铸铁、铝或其它合适的材料形成。在图1至10的特定示例中,定子100(例如,定子铁芯102)和定子700是非分段定子。在其它实施例中,定子100和/或定子700可以是分段式的。

本文中公开的定子和/或转子可由一种或多种铁磁性材料制成。优选地,定子和/或转子由铁和/或其合金制成。在另一些实施例中,定子和/或转子可以由其它合适的铁磁性材料如镍、钴等和/或其合金制成。

本文中公开的电机可以是由单相交流电源驱动的单相电机或由多相交流电源(例如,三相交流电源)驱动的多相电机(例如,三相电动机等)。因此,由单相交流电源驱动的电机(例如,电动机等)是单相电动机,即使该电机包括多个绕组,例如主绕组、辅助/起动绕组、用于改变电动机的速度的一个或多个抽头绕组等。在图6和9的特定示例中,轴向磁通电动机600和900是三相电动机。在另一些实施例中,电动机600和900中的一个或两个可被构造为另一多相电动机和/或单相电动机而不脱离本实用新型的范围。

如上所述,通过采用本文中公开的定子和/或线圈,线圈端匝的尺寸与常规定子的端匝相比可减小,同时维持与常规定子相似的磁通量流动方向(例如,类似的磁通量场)。与常规定子相比,这种尺寸的减小可降低定子的制造成本,减少定子的电阻,等等,因为需要较少的诸如铜的材料。进而,可降低损耗,并且可提高包括此类定子和/或线圈的轴向磁通电机的效率和功率密度。

例如,试验表明,当向本文中公开的定子(例如,图1的定子100)和常规定子的绕组提供4.6安的电流时,主题定子的电阻为约0.204欧,而常规定子为约0.223欧。对于主题定子而言这引起约12.9瓦的损耗,而对于常规定子为约14.1瓦。结果,主题定子获得约93.10%的效率,而常规定子获得约92.89%的效率。

另外,采用所述定子中的一个定子的电机可具有比常规设计更大的沿定子表面的气隙表面积。该更大的表面积允许使用者为定子采用较大的磁体。例如,并且如图1所示,定子100的顶面140和底面142各自可成特定角度(例如,约20度等)倾斜。在此类示例中,包括定子100的图6的电动机600沿各定子表面的气隙表面积比不具有倾斜(例如,零度倾斜)的常规定子的气隙表面积(即,1/cos(0°)=1)要大1.064(即,1/cos(20°))倍。假设对于电动机600和常规设计而言定子与转子之间的气隙(例如,距离)大致相同,那么这种较大的气隙表面积与常规设计相比增大了气隙容积。因此,与常规设计相比可以对定子100使用较大的磁体。

此外,当采用已有的定子时,可实现减小的电阻和增大的气隙表面积。例如,图7和9的定子700可以是已有的定子且图8和9的线圈800可被设计成包括如本文中公开的V形构型以实现上述益处。因此,如果采用已有的定子,则可以降低与设计和制造定子相关的制造成本。

为图示和描述目的已提供了实施例的上述说明。这并非意在穷举,也非意在限制本实用新型。特定实施例的各个元件或特征通常不限于该特定实施例,而是在适用的情况下可互换并且可以用于所选择的实施例中,即便未特别示出或描述。其也能以多种方式改变。这些改变不应视为脱离了本实用新型,并且所有这类修改意图被包括在本实用新型的范围内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1