全周磁通分极式周向绕组的高效电机及新能源电动车辆

摘要

一种全周磁通分极式周向绕组的高效电机及新能源电动车辆，该电机包括三相周向绕组和对周向绕组进行全周磁通分极的6个朝向的U型定子磁极，转子轴200分别通过转子盘201、211、221、231连接第一至第六朝向的转子磁极如(202、203)、(206、207)、(212、213)、(216、217)、(222、223)、(226、227)，任一朝向的定子磁极与任一朝向的转子磁极数目相等；每相周向绕组控制对其全周分极的两个朝向的定子磁场，三相周向绕组204、214、224分别控制互成120°电角度的三相定、转子磁场，由电子控制系统通过检测转子位置控制三相周向绕组电流，用作电动机或发电机使用，该电机具有漏磁少、效率高的特点。

主权项

一种全周磁通分极式周向绕组的高效电机，其特征在于，包括定子、转子、所述定子和转子的支撑部件及电子控制系统，所述转子圆周上具有转子磁极；所述定子包括n个相位的定子磁芯和n个相位的定子绕组，其中n为≥1的自然数；所述定子绕组为与所述转子同轴心的圆周绕组，所述圆周绕组为单线绕制或多线并绕的圆型线圈结构的周向绕组；其中，每一相位的所述定子磁芯包括轭部和定子磁极，所述轭部围成连续的圆周型结构，所述轭部的圆周上具有能够容纳所述定子绕组的槽腔，所述槽腔的槽口两侧分别连接两个正对的定子磁极构成磁极对，槽口每一侧的相邻定子磁极的根部彼此贴靠，每一磁极通过所述磁极的根部与所述槽口连接，所述定子磁极或定子磁极对按其在所述定子磁芯上所处圆周的不同分为1至多组，同一组定子磁极或磁极对的朝向相同，不同组的定子磁极或磁极对的朝向不同，所述朝向为与所述定子磁极发生磁力作用的转子磁极的方向；使每一相位的所述周向绕组的磁场能够高效率传递到高密度围绕在所述周向绕组整个圆周的所有朝向的定子磁极；所述转子具有与所述定子适应的1至多个朝向的转子磁极，所述转子磁极与所述定子磁极之间留有气隙；在所述定子的周向绕组通电时所述定子磁极对被磁化为磁性相异的两种磁极，用于与所述转子的磁极构成磁回路，通过所述磁回路磁通的变化使所述转子旋转向外输出动力；或所述转子在外力驱动下通过所述磁回路磁通的变化使所述周向绕组产生感生电动势；①当所述定子磁芯的磁极在所述轭部圆周上为1个朝向分布的m个磁极对时，所述定子磁芯的槽口相对于所述槽体朝向一致使所述槽腔构成连续的圆型环槽，在所述槽口两侧的轭部圆周上，位于所述槽口第一侧的m个磁极的根部与所述槽口第一侧圆周连接，位于所述槽口第二侧的另m个磁极的根部与所述槽口的第二侧圆周连接，所述第一侧或第二侧的磁极的根部在相应槽口圆周上连续排列，所述第一侧的任意两个相邻磁极或第二侧的任意两个相邻磁极的端部之间为不连接的断续分布，以使任一侧相邻磁极之间分布磁阻，使所述定子绕组圆周上每一段所产生的磁场都传导至相应位置的槽口两侧的对应的两个磁极；②当所述定子磁芯的磁极在所述轭部圆周上为p个朝向分布的m个磁极对时，其中p≥2，所述定子磁芯的槽口相对于所述槽体朝向一致使所述槽腔构成连续的圆型环槽，在所述槽口两侧的轭部圆周上，位于所述槽口第一侧的m个磁极的根部与所述槽口第一侧圆周连接，位于所述槽口第二侧的另m个磁极的根部与所述槽口的第二侧圆周连接，所述第一侧的磁极的根部或第二侧的磁极的根部在相应槽口圆周上连续排列；在所述槽口两侧的轭部圆周上，所述第一侧的任意相邻两个磁极端部或第二侧的任意相邻两个磁极端部相对于所述槽口圆周的朝向不同，不同朝向的磁极中的每个朝向的磁极在所述槽口圆周按一定顺序交替分布，以适应于相应的转子的多个朝向的磁极，使所述第一侧任意两个相邻磁极之间或第二侧任意两个相邻磁极之间分布磁阻，所述定子绕组圆周上每一段所产生的磁场都传导至相应位置的槽口两侧的对应的两个磁极；③当所述定子磁芯的磁极在所述轭部圆周上为2个朝向分布的2m个磁极对时，其中第一朝向分布的m个磁极对所对应的定子磁芯的m个槽口相对于所述槽体朝向一致，第二朝向分布的另m个磁极对所对应的定子磁芯的另m个槽口相对于所述槽体朝向一致，所述的m个槽口朝向与所述的另m个槽口朝向为两个不同的朝向，且两个朝向的槽口在所述磁芯上交替排列，每个槽口两侧都与相应磁极对的两个定子磁极的根部连接，圆周方向上相邻两个定子磁极的根部分别连接在两个不同朝向的槽口一侧圆周上，在定子磁芯的圆周方向上两个朝向的定子磁极交替布置，同一朝向的两个相邻定子磁极的端部之间为不连接的断续分布，以使同一朝向的相邻磁极之间分布磁阻，使所述定子绕组圆周上每一段所产生的磁场都传导至相应位置的槽口两侧的对应的两个磁极；④当所述定子磁芯的磁极在所述轭部圆周上为3个朝向分布的3m个磁极对时，其中第一朝向分布的m个磁极对所对应的定子磁芯的m个槽口相对于所述槽体朝向一致，第二朝向分布的另m个磁极对所对应的定子磁芯的另m个槽口相对于所述槽体朝向一致，第三朝向分布的又m个磁极对所对应的定子磁芯的又m个槽口相对于所述槽体朝向一致，所述的m个槽口朝向与所述的另m个槽口朝向及所述的又m个槽口朝向为三个不同的朝向，且三个朝向的槽口在所述磁芯上按一定顺序交替排列，每个槽口两侧都与相应磁极对的两个定子磁极的根部连接，圆周方向上相连三个定子磁极的根部分别连接在三个不同朝向的槽口一侧圆周上，在定子磁芯的圆周方向上三个朝向的定子磁极按一定顺序交替布置，同一朝向的两个相邻定子磁极的端部之间为不连接的断续分布，以使同一朝向的相邻磁极之间分布磁阻，使所述定子绕组圆周上每一段所产生的磁场都传导至相应位置的槽口两侧的对应的两个磁极；⑤当所述定子磁芯的磁极在所述轭部圆周上为4个朝向分布的4m个磁极对时，其中第一朝向分布的m个磁极对所对应的定子磁芯的m个槽口相对于所述槽体朝向一致，第二朝向分布的另m个磁极对所对应的定子磁芯的另m个槽口相对于所述槽体朝向一致，第三朝向分布的又m个磁极对所对应的定子磁芯的又m个槽口相对于所述槽体朝向一致，第四朝向分布的再m个磁极对所对应的定子磁芯的再m个槽口相对于所述槽体朝向一致，所述的m个槽口朝向与所述的另m个槽口朝向及所述的又m个槽口朝向及所述的再m个槽口朝向为四个不同的朝向，且四个朝向的槽口在所述磁芯上按一定顺序交替排列，每个槽口两侧都与相应磁极对的两个定子磁极的根部连接，圆周方向上相连四个定子磁极的根部分别连接在四个不同朝向的槽口一侧圆周上，在定子磁芯的圆周方向上四个朝向的定子磁极按一定顺序律交替布置，同一朝向的两个相邻定子磁极的端部之间为不连接的断续分布，以使同一朝向的相邻磁极之间分布磁阻，使所述定子绕组圆周上每一段所产生的磁场都传导至相应位置的槽口两侧的对应的两个磁极；⑥当所述定子磁芯的磁极在所述轭部圆周上为t个朝向分布的tm个磁极对时，且t≥5为自然数，其中每一朝向分布的m个磁极对所对应的定子磁芯的m个槽口相对于所述槽体朝向一致，不同朝向的磁极所对应的定子磁芯的槽口朝向不同，且每个朝向的槽口在所述磁芯上按一定顺序交替排列，每个槽口两侧都与相应磁极对的两个定子磁极的根部连接，圆周方向上相连t个定子磁极的根部分别连接在t个不同朝向的槽口一侧圆周上，在定子磁芯的圆周方向上t个朝向的定子磁极按一定顺序律交替布置，同一朝向的两个相邻定子磁极的端部之间为不连接的断续分布，以使同一朝向的相邻磁极之间分布磁阻，使所述定子绕组圆周上每一段所产生的磁场都传导至相应位置的槽口两侧的对应的两个磁极。