專利名稱：開關磁阻電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種開關磁阻電機。
背景技術：
近來，在例如車輛、航天、軍事、醫療設備等各種產業中，對電機的需求顯著増大。具體地，由于稀土材料價格的突然増加，使用永磁體的電機的成本増加，因而開關磁阻電機作為ー種新的替代品開始受到關注。SR電機(開關磁阻電機)的驅動原理是利用由磁阻變化產生的磁阻轉矩使轉子旋轉。如圖I所示，現有技術的開關磁阻電機100包括轉子110和定子120，其中，轉子110設置有多個轉子凸極(rotor salient pole) 111,定子120設置有與轉子凸極111相對的多個定子凸極(stator salient pole) 121。另外，圍繞定子凸極121纏繞有線圈130。另外，轉子110形成為僅有鐵芯(core)而沒有任何類型的勵磁裝置(例如線圈繞組或永磁體)。因此，當電流從外部流入線圈130時，通過線圈130產生的磁力，轉子110產生沿線圈130纏繞方向的磁阻轉矩，使得轉子110沿使得磁路的磁阻最小化的方向旋轉。但是，由于磁通穿過定子120和轉子110，因而根據現有技術的開關磁阻電機可能導致鐵損(core loss)。

發明內容
本發明致カ于提供一種開關磁阻電機，該開關磁阻電機包括形狀的定子鐵芯，以使磁通路徑較短，從而能夠降低鐵損，所述開關磁阻電機包括填充在定子鐵芯之間并由非磁性材料或絕緣材料制成的支撐部，從而能夠降低噪音和振動，所述開關磁阻電機包括插入支撐部中并設置在多個定子鐵芯之間的冷卻管，從而即使在高速轉動時也能夠實現散熱效果。根據本發明的ー種優選實施方式，提供一種開關磁阻電機，包括外轉子，所述外轉子設置有多個外轉子凸極，所述多個外轉子凸極沿所述外轉子的內周面等距突出；以及定子，所述定子設置在所述外轉子內并包括多個定子鐵芯，所述定子鐵芯包括ー對定子凸扱，該對定子凸極朝向所述外轉子凸極突出；和定子磁軛，該定子磁軛使所述定子凸極彼此連接并支撐所述定子凸極，所述定子具有相繞組，在所述相繞組中，線圈圍繞所述定子凸極纏繞，其中，通過向所述相繞組提供電流而產生的磁通穿過所述一對定子凸極和所述外轉子凸極。所述定子鐵芯的所述ー對定子凸極的連接于所述定子磁軛的一端之間的距離可以小于所述ー對定子凸極的另一端之間的距離，所述定子鐵芯具有n形狀。所述定子鐵芯可以包括所述連接于所述定子磁軛并彼此平行設置的ー對定子凸極，所述定子鐵芯具有n形狀。在沿所述轉子旋轉所圍繞的旋轉軸的正交方向的橫截面中，所述定子鐵芯的所述一對定子凸極的連接于所述定子磁軛的一端的面積可以大于所述ー對定子凸極的另一端的面積，所述定子鐵芯具有n形狀。所述定子還可以包括支撐部，該支撐部填充在多個所述定子鐵芯之間以及填充在周圍纏繞有所述線圈的所述定子凸極之間。 所述支撐部可以由非磁性材料或絕緣材料制成。所述定子還可以包括冷卻管，該冷卻管插入所述支撐部中并設置在所述多個定子鐵芯之間。所述外轉子還可以包括填充在所述多個外轉子凸極之間的隔音材料。可以沿所述定子的周向等距形成有6個所述定子鐵芯，所述線圈可以圍繞所述定子凸極纏繞以形成三相繞組，可以沿所述外轉子的周向等距形成有10個所述外轉子凸扱。根據本發明的另ー種優選實施方式，提供一種開關磁阻電機，該開關磁阻電機包括外轉子，所述外轉子設置有多個外轉子凸極，所述多個外轉子凸極沿所述外轉子的內周面等距突出；以及定子，所述定子設置在所述外轉子內并包括定子鐵芯，所述定子鐵芯包括ー對定子凸極，該對定子凸極朝向所述外轉子的凸極突出；以及定子磁軛，該定子磁軛使所述ー對定子凸極彼此連接并支撐所述ー對定子凸極，所述定子具有相繞組，在所述相繞組中，線圈圍繞所述定子凸極纏繞，多對所述定子凸極在沿所述定子磁軛的周向等距的位置彼此連接，所述定子磁軛沿所述外轉子的旋轉軸的正交方向具有圓形橫截面，其中，通過向所述相繞組提供電流而產生的磁通穿過所述一對定子凸極和所述外轉子凸極。所述定子磁軛可以包括擋孔，所述擋孔形成在所述ー對定子凸極和與該對定子凸極相鄰的ー對定子凸極之間。所述定子鐵芯可以包括多個定子磁軛，所述定子磁軛可以使所述ー對定子凸極彼此連接并支撐所述ー對定子凸極，所述定子磁軛具有形成在兩端的連接部。本發明致カ于提供ー種包括內轉子和外轉子的雙轉子型開關磁阻電機，其中，所述電機包括n形狀的定子鐵芯以使磁通路徑較短，從而能夠降低鐵損并平衡磁通路徑，在所述定子鐵芯之間填充由非磁性材料或絕緣材料制成的支撐部，從而能夠提高強度并降低噪音和振動，所述電機包括插入所述支撐部中并設置在多個所述定子鐵芯之間，從而即使在高速轉動時也能夠獲得散熱效果。根據本發明的ー種優選實施方式，提供一種開關磁阻電機，包括外轉子，所述外轉子設置有多個外轉子凸極，所述多個外轉子凸極沿所述外轉子的內周面等距突出；內轉子，所述內轉子設置有多個內轉子凸極，所述多個內轉子凸極沿所述內轉子的外周面等距突出；以及定子，所述定子包括多個外定子鐵芯、多個內定子鐵芯和相繞組，所述外定子鐵芯包括一對外定子凸極，該對外定子凸極設置在所述外轉子內并設置在所述外轉子的內周部，以使所述內轉子旋轉，所述外定子凸極朝向所述外轉子凸極突出；以及外定子磁軛，所述外定子磁軛連接并支撐所述外定子凸極；所述內定子鐵芯包括ー對內定子凸極，該對內定子凸極朝向所述內轉子凸極突出；以及內定子磁軛，所述內定子磁軛連接并支撐所述內定子凸極；所述相繞組的線圈分別圍繞所述外定子凸極和所述內定子凸極纏繞，其中，通過向所述相繞組提供電流而產生的磁通穿過所述一對外定子凸極、所述外轉子凸極、所述ー對內定子凸極和所述內轉子凸極。所述外定子鐵芯可以形成為使得所述ー對外定子凸極的連接于所述外定子磁軛的端部之間的距離小于所述ー對外定子凸極的另一端之間的距離，所述外定子鐵芯具有n形狀。所述外定子鐵芯可以形成為使得連接于所述外定子磁軛的所述ー對外定子凸極 彼此平行設置，并且所述外定子鐵芯具有n形狀。所述外定子鐵芯可以形成為使得在沿所述外轉子的旋轉軸的正交方向的橫截面中，所述ー對外定子凸極的連接于所述外定子磁軛的端部的面積大于所述ー對外定子凸極的另一端的面積，并且所述外定子鐵芯具有n形狀。所述內定子鐵芯的ー對內定子凸極可以彼此平行設置。所述定子還可以包括支撐部，所述支撐部填充在多個所述外定子鐵芯之間、所述內定子鐵芯之間、纏繞有線圈的所述外定子凸極之間、以及纏繞有線圈的所述內定子凸極之間。所述支撐部由非磁性材料或絕緣材料制成。 所述定子還可以包括冷卻管，所述冷卻管插入所述支撐部中并設置在所述多個外定子鐵芯之間。相對于所述定子的周向，可以沿所述定子的外周面等距形成有6個外定子鐵芯；相對于所述定子的周向，可以沿所述定子的內周面等距形成有6個內定子鐵芯；所述線圈可以分別圍繞所述外定子凸極和所述內定子凸極纏繞，以形成三相繞組；可以沿所述外轉子的周向等距形成有10個外轉子凸極；可以沿所述內轉子的周向等距形成有10個內轉子凸極。根據本發明的另ー種優選實施方式，提供一種開關磁阻電機，包括外轉子，所述外轉子設置有多個外轉子凸極，所述多個外轉子凸極沿所述外轉子的內周面等距突出；內轉子，所述內轉子設置有多個內轉子凸極，所述多個內轉子凸極沿所述內轉子的外周面等距突出；以及定子，所述定子包括定子鐵芯并具有相繞組，所述定子鐵芯包括一對外定子凸極，該對外定子凸極設置在所述外轉子內并設置在所述外轉子的內周部，以使所述內轉子旋轉，所述外定子凸極朝向所述外轉子凸極突出；ー對內定子凸極，該對內定子凸極朝向所述內轉子凸極突出；以及定子磁軛，所述定子磁軛連接并支撐多對所述外定子凸極和多對所述內定子凸極；所述相繞組的線圈分別圍繞所述外定子凸極和所述內定子凸極纏繞，其中，多對所述外定子凸極和多對所述內定子凸極在沿所述定子磁軛的周向的等距位置彼此連接，所述定子磁軛的沿所述外轉子的旋轉軸的正交方向的橫截面為圓形，所述定子具有所述相繞組，所述相繞組的線圈圍繞所述定子凸極纏繞。通過向所述相繞組提供電流而產生的磁通穿過所述一對外定子凸極、所述外轉子凸極、所述ー對內定子凸極和所述內轉子凸極。
所述定子磁軛可以具有擋孔，所述擋孔設置在一對外定子凸極和與該對外定子凸極相鄰的ー對內定子凸極之間。所述定子鐵芯可以包括多個定子磁軛，所述定子磁軛連接并支撐所述ー對外定子凸極并具有形成在所述定子磁軛兩端的連接部。所述外轉子還可以包括填充在所述多個外轉子凸極之間的隔音材料。根據本發明的另ー種優選實施方式中，提供一種開關磁阻電機，包括外轉子，所述外轉子設置有多個外轉子凸極，所述多個外轉子凸極沿所述外轉子的內周面等距突出；內轉子，所述內轉子設置有多個內轉子凸極，所述多個內轉子凸極沿所述內轉子的外周面等距突出；以及定子，所述定子包括定子鐵芯并具有相繞組，所述定子鐵芯包括一對外定子凸極，該對外定子凸極設置在所述外轉子內并設置在所述外轉子的內周部，以使所述內轉子旋轉，所述外定子凸極朝向所述外轉子凸極突出；ー對內定子凸極，該對內定子凸極朝 向所述內轉子凸極突出；以及定子磁軛，所述定子磁軛連接并支撐多對所述外定子凸極和多對所述內定子凸極；所述相繞組的線圈分別圍繞所述外定子凸極和所述內定子凸極纏繞，其中，多對所述外定子凸極和多對所述內定子凸極在沿所述定子磁軛的周向的等距位置彼此連接，所述定子磁軛的沿所述外轉子的旋轉軸的正交方向的橫截面為圓形，所述定子具有所述相繞組，所述相繞組的線圈圍繞所述定子磁軛纏繞。


圖I是根據現有技術的開關磁阻電機的橫截面示意圖；圖2是根據本發明的第一優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面示意圖；圖3是圖2所示的開關磁阻電機的立體圖；圖4是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照第一優選實施方式的定子鐵芯的橫截面視圖；圖5是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照第二優選實施方式的定子鐵芯的橫截面視圖；圖6是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照第三優選實施方式的定子鐵芯的橫截面視圖；圖7是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照第四優選實施方式的定子鐵芯的橫截面視圖；圖8是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照第五優選實施方式的定子鐵芯的橫截面視圖；圖9是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照ー種優選實施方式的轉子的橫截面視圖；圖10是根據本發明的第二優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面示意圖；圖11是圖10所示的開關磁阻電機的立體圖；圖12是根據本發明的第三優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面示意圖；圖13是根據本發明的第四優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面示意圖；圖14是根據本發明的第五優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面示意圖；圖15是根據本發明的第六優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面示意圖16是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照第一優選實施方式的外定子鐵芯的橫截面視圖；圖17是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照第二優選實施方式的外定子鐵芯的橫截面視圖；圖18是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照第三優選實施方式的外定子鐵芯的橫截面視圖。
具體實施例方式從下文結合附圖的詳細說明中，可以更清楚地理解本發明的上述和其他目的、特性和優點。說明書中，對各附圖中的部件添加了附圖標記，需要注意的是，雖然在不同附圖中顯示，但相同的附圖標記表示相同的部件。另外，說明書中使用的用語“第一”、“第二”等可以用于說明不同部件，但部件不應理解為受這些用語的限制。這些用語僅用于區分部件。 另外，當確定對與本發明相關的現有技術的詳細說明可能使本發明的主g模糊時，將省略這些說明。下文中，將參照

本發明的優選實施方式。圖2是根據本發明的第一優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面示意圖；圖3是圖2所示的開關磁阻電機的立體圖。如圖所示，根據本發明的第一優選實施方式的開關磁阻電機200包括外轉子210和定子220，其中，外轉子210通過磁阻轉矩與定子220沿ー個方向旋轉。更具體地，外轉子210設置有多個凸極211，該多個凸極211沿外轉子210的內周
面等距突出。另外，定子220設置在外轉子210內，并且包括多個定子鐵芯221、線圈222、支撐部223和冷卻管224。定子鐵芯221包括ー對定子凸極221a，該對定子凸極221a朝向外轉子的凸極211突出；和定子磁軛(stator yoke) 221b,該定子磁軛221b使所述ー對定子凸極221a的一端相互連接并支撐該端，定子鐵芯221具有圖2和圖4所示的形狀。另外，根據本發明的第一優選實施方式的定子鐵芯221中，所述ー對定子凸極221a彼此并不平行，而是，所述一對定子凸極221a的連接到定子磁軛221b的一端之間的距離小于所述ー對定子凸極221a的另一端之間的距離。另外，與所述一端之間的距離相比，所述ー對定子凸極221a設置為使得其另一端之間的距離逐漸増大。另外,每個線圈222纏繞所述ー對定子凸極221a。此外，支撐部223填充在多個定子鐵芯221之間以及周圍纏繞有線圈222的定子凸極221a之間，從而能夠加強定子220的強度并降低噪音和振動。另外，支撐部由非磁性材料或絕緣材料制成。冷卻管224用于排出因高速運轉而產生的熱量，并以插入支撐部223中的狀態設置在多個定子鐵芯221之間。此外，冷卻管224可以采用其中具有流水的水冷管。通過上述結構，根據本發明的開關磁阻電機200中，因施加電流而勵磁的線圈222所產生的磁通從定子鐵芯221的ー對定子凸極221a中的一個穿過外轉子210 (如圖2中箭頭所示)的凸極211并流到另ー個定子凸極221a。通過上述結構，磁通沿較短的路徑流動，并且降低了鐵損。此外，根據本發明的第一優選實施方式的開關磁阻電機200中，沿定子220的周向等距(equipitch)形成6個定子鐵芯221，線圈222圍繞定子凸極221a纏繞以形成三相繞組，并且沿外轉子210的周向等距形成外轉子210的10個凸極211。此外,根據本發明的開關磁阻電機還可以采用排水結構(drainagestructure),其中，沿定子的周向等距形成12個定子鐵芯，沿外轉子的周向等距形成外轉子的20個凸扱。圖5是示意性地說明根據本發明的開關磁阻電機中的依照第二優選實施方式的定子鐵芯的橫截面視圖。如圖所示，定子鐵芯321包括ー對定子凸極321a，該對定子凸極321a朝向外轉子的凸極突出；和定子磁軛321b，該定子磁軛321b使所述ー對定子凸極321a的一端相互連接并支撐該端，定子鐵芯321具有形狀。此外，與根據第一優選實施方式的定子鐵芯221的定子凸極221a相比，根據本發明的第二優 選實施方式的鐵芯321的ー對定子凸極321a彼此平行設置。通過上述結構，可以防止磁通的方向朝向定子凸極321a的兩個方向偏轉。圖6是示意性地說明根據本發明的開關磁阻電機中依照第三優選實施方式的定子鐵芯的橫截面視圖。如圖所示，定子鐵芯421包括ー對定子凸極421a，該對定子凸極421a朝向外轉子的凸極突出；和定子磁軛421b，該定子磁軛421b使所述ー對定子凸極421a的一端相互連接并支撐該端，定子鐵芯421具有形狀。此外，與根據第一優選實施方式的定子鐵芯221的定子凸極221a相比，根據第三優選實施方式的定子鐵芯421的定子凸極421a的尺寸不是恒定的。更具體地，沿旋轉軸的正交方向的橫截面中，定子凸極421a的連接于定子磁軛421b的一端的面積形成為比其另一端的面積大。通過上述結構，從定子凸極421a流向外轉子的凸極的磁通可以更加集中。圖7是示意性地說明根據本發明的開關磁阻電機中依照第四優選實施方式的定子鐵芯的橫截面視圖。如圖所示，定子鐵芯521包括ー對定子凸極521a，該對定子凸極521a朝向外轉子的凸極突出；和定子磁軛521b，該定子磁軛521b使所述ー對定子凸極521a的一端相互連接并支撐該端。與根據第一優選實施方式的定子磁軛221b相比，根據第四優選實施方式的定子鐵芯521的定子磁軛521b彼此一體地連接而非形成為多個,并且定子磁軛521b具有沿轉子的旋轉軸的正交方向的圓形橫截面。此外，沿定子磁軛521b的周向等距設置多對定子凸極521a。此外,定子磁軛521b包括擋孔(blocking hole) 521c,擋孔521形成在ー對定子凸極521a和與其鄰接的ー對定子凸極521a之間。可以通過擋孔521c防止磁通偏離其路徑的現象。圖8是示意性地說明根據本發明的開關磁阻電機中依照第五優選實施方式的定子鐵芯的橫截面視圖。如圖所示，定子鐵芯621包括ー對定子凸極621a，該對定子凸極621a朝向外轉子的凸極突出；和定子磁軛621b，該定子磁軛621b使所述ー對定子凸極621a的一端相互連接并支撐該端。此外，與根據第四優選實施方式的定子磁軛521b相比，根據第五優選實施方式的定子鐵芯621的定子磁軛621b形成為多個，兩端均形成有連接部621c,并且定子磁軛621b彼此連接以通過連接部621c彼此形成為一體,從而能夠使定子鐵芯621便于制造并提高其強度。圖9是示意性地說明根據本發明的開關磁阻電機中ー種優選實施方式的外轉子的橫截面視圖。外轉子710設置有多個凸極711，該多個凸極711沿外轉子710的內周面等間距地突出，從而形成為外轉子類型，并且外轉子710還包括填充在凸極711之間的隔音材料712，其中，隔音材料712能夠降低噪音和振動。如上所述，根據本發明的優選實施方式，可以獲得的開關磁阻電機包括形狀的定子鐵芯，以使磁通路徑較短，從而能夠降低鐵損；開關磁阻電機包括填充在定子鐵芯之間并由非磁性材料或絕緣材料制成的支撐部，從而能夠提高強度并降低噪音和振動；并且開關磁阻電機包括插入支撐部中并設置在多個定子鐵芯之間的冷卻管，從而即使在高速旋轉時也能夠實現散熱效果。圖10是示意地說明根據本發明的第二優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面視圖，圖11是圖10所示的開關磁阻電機的立體圖。如圖所示,開關磁阻電機700包括雙轉子型開關磁阻電機，該雙轉子型開關磁阻電機包括外轉子710、定子720和內轉子730。外轉子710設置在定子720的外周部，內轉子730可旋轉地設置在定子720的內周部，并且外轉子710和內轉子730各自通過磁阻轉矩與定子720沿ー個方向旋轉。
更具體地，外轉子710設置有多個凸極711，該多個凸極711沿外轉子710的內周面等距突出。另外，內轉子730設置有多個凸極731，該多個凸極731沿內轉子730的外周面等距突出。此外，定子720設置在外轉子710內并包括多個外定子鐵芯721、線圈722、支撐部723、冷卻管724和內定子鐵芯725。外定子鐵芯721包括外定子磁軛721b，外定子磁軛721b連接朝向外轉子710的凸極711突出的一對外定子凸極721a的端部并支撐該端部，外定子鐵芯721具有Ji形狀。另外，每個線圈722圍繞外一對外定子凸極721a纏繞。內定子鐵芯725包括ー對內定子凸極725a，該對內定子凸極725a朝向內轉子730的凸極731突出；和內定子磁軛725b，該內定子磁軛725b連接內定子凸極725a的端部并支撐該端部，內定子鐵芯725具有Ji形狀。此外，ー對內定子凸極725a彼此平行設置。通過這種結構，能夠防止磁通在內定子凸極725a的兩個方向偏轉。另外，每個線圈722圍繞ー對內定子凸極725a纏繞。另外，支撐部723填充在多個外定子鐵芯721之間、內定子鐵芯725之間、纏繞有線圈722的外定子凸極721a之間以及纏繞有線圈722的內定子凸極725a之間。另外，通過支撐部提高了定子720的強度并降低了噪音和振動。此外，支撐部由非磁性材料或絕緣材料制成。冷卻管724用于排出因高速運轉而產生的熱量，并以插入支撐部723中的狀態設置在多個外定子鐵芯721之間。此外，冷卻管724可以采用其中具有流水的水冷管。通過這種結構，在根據本發明的開關磁阻電機700中，因施加電流而勵磁的線圈722所產生的磁通如圖10的箭頭所示從外定子鐵芯721的一對外定子凸極721a中的一個流過外轉子710的凸極711，并流入所述ー對外定子凸極721a中的另ー個外定子凸極721a。另外，磁通從內定子鐵芯725的ー對內定子凸極725a中的一個流過內轉子730的凸極731并流入另ー個內定子凸極725a。通過這種結構，由于磁通在外轉子710和內轉子730中流動的路徑較短而降低了鐵損，由于采用雙轉子，可以獲得高效轉矩和輸出，并且能夠平衡磁通流動。此外，外轉子可以包括填充在多個凸極之間的隔音材料(未顯示)，其中，隔音材料由非磁性材料或絕緣材料制成。此外，根據本發明的第一實施方式的開關磁阻電機700中，關于定子720的周向沿其外周面等距形成6個外定子鐵芯721，關于定子720的周向沿其內周面等距形成6個內定子鐵芯725，線圈722分別圍繞外定子凸極721a和內定子凸極725a纏繞，以形成三相繞組，沿外轉子710的周向等距形成外轉子710的10個凸極711，沿內轉子730的周向等距形成內轉子730的10個凸極731。此外，根據本發明的開關磁阻電機可以采用排水結構，其中，沿定子的周向等距形成12個內定子鐵芯和12個外定子鐵芯，分別沿外轉子和內轉子的周向等距形成20個外轉子凸極和20個內轉子凸極。
圖12是根據本發明的第三優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面示意圖。如圖所示，除了僅在連接定子鐵芯的定子凸極的定子磁軛有所區別之外，開關磁阻電機800具有與圖10所示的根據第二優選實施方式的開關磁阻電機700相同的技術配置。更具體地，根據本發明的第二優選實施方式的開關磁阻電機的定子820包括定子磁軛825，該定子磁軛825連接朝向外轉子810的凸極811突出的一對外定子凸極821的端部并支撐該端部，并且連接朝向內定子830的凸極831突出的ー對內定子凸極826的端部并支持該端部。也就是說，與根據第二優選實施方式的定子磁軛721b相比，定子磁軛825連接為一體而非分為多個，并且其沿旋轉軸的正交方向的橫截面形成為圓形。定子磁軛825具有設置在一對外定子凸極821和ー對內定子凸極826之間的擋孔827。擋孔827控制磁通流動，以防止磁通路徑分離。圖13是根據本發明的第四優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面示意圖。如圖所示，除了僅在連接定子鐵芯的定子凸極的定子磁軛有所區別之外，開關磁阻電機900具有與圖12所示的根據第三優選實施方式的開關磁阻電機800相同的技術配置。更具體地，根據本發明的第三優選實施方式的開關磁阻電機的定子920包括多個定子磁軛925，其中，定子磁軛925連接朝向外轉子910的凸極911突出的一對外定子凸極921的端部并支撐該端部，并且連接朝向內定子930的凸極931突出的ー對內定子凸極926的端部并支撐該端部。另外，在外定子凸極921之間形成連接部925a,定子磁軛925通過連接部925a連接為一體，從而使定子920的剛度增大且便于制造。圖14是根據本發明的第五優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面示意圖。如圖所示，除了僅在線圈纏繞的位置和纏繞的物體有所區別之外，開關磁阻電機1000具有與圖12所示的根據第三優選實施方式的開關磁阻電機800相同的技術配置。更具體地，開關磁阻電機1000中，線圈1022圍繞定子磁軛1025纏繞。圖15是根據本發明的第六優選實施方式的開關磁阻電機的橫截面示意圖。如圖所示，除了僅僅是外轉子有所區別之外，開關磁阻電機1100具有與圖12所示的根據第三優選實施方式的開關磁阻電機800相同的技術配置。更具體地，外轉子1110設置有多個凸極1111，多個凸極1111沿外轉子1110的內周面等距突出，外轉子1110還包括填充在凸極1111之間的隔音材料1112，通過該隔音材料1112能夠降低噪音和振動。
圖16是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照第一優選實施方式的外定子鐵芯的橫截面視圖。如圖所示，外定子鐵芯1221包括一對外定子凸極1221a，以及連接和支撐外定子凸極1221a的端部的外定子磁軛1221b，外定子鐵芯1221具有形狀。另夕卜，外定子鐵芯1221中，ー對定子凸極1221a彼此不平行。在這種情況下，定子凸極1221a的連接于定子磁軛1221b的端部之間的距離小于定子凸極1221a的另一端之間的距離。另夕卜，所述外定子鐵芯1221設置為與所述一端之間的距離相比所述另一端之間的距離逐漸増大。圖17是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照第二優選實施方式的外定子鐵芯的橫截面視圖。如圖所示，外定子鐵芯1321包括一對外定子凸極1321a，該對外定子凸極1321a朝向外轉子凸極突出；以及外定子磁軛1321b，該外定子磁軛1321b連接并支撐一對外定子凸極1321a的端部，外定子鐵芯1321具有形狀。另外，與根據第一優選實施方式的定子鐵芯1221的定子凸極1221a相比，根據第二優選實施方式的外定子鐵芯1321的成對的定子凸極1321a設置為彼此平行。通過這種結構，能夠防止磁通在定子凸極1321a的兩個方向偏轉。
圖18是示意性地顯示根據本發明的開關磁阻電機中的依照第三優選實施方式的外定子鐵芯的橫截面視圖。如圖所示，外定子鐵芯1421包括一對外定子凸極1421a，該對外定子凸極1421a朝向外轉子凸極突出；以及外定子磁軛1421b，該外定子磁軛1421b連接并支撐一對外定子凸極1421a的端部，外定子鐵芯1421具有形狀。另外，與根據第一優選實施方式的外定子鐵芯1221的外定子凸極1221a相比，根據第三優選實施方式的定子鐵芯1421的定子凸極1421a的尺寸不是恒定的。更具體地，沿旋轉軸的正交方向的橫截面中，外定子凸極1421a的連接于外定子磁軛1421b的一端的面積形成為比其另一端的面積大。通過這種結構，從外定子凸極1421a流向外轉子凸極的磁通能夠更加集中。本發明可以提供雙轉子型開關磁阻電機，該雙轉子型開關磁阻電機包括內轉子和外轉子，其中，所述電機包括n形狀的定子鐵芯，以使磁通路徑較短，從而能夠降低鐵損并平衡磁通路徑；所述電機在定子鐵芯之間填充由非磁性材料或絕緣材料制成的支撐部，從而能夠提高強度并降低噪音和振動；所述電機包括插入所述支撐部中并設置在多個定子鐵芯之間的冷卻管，從而即使在高速轉動的情況下也能夠獲得散熱效果。雖然為了說明目的而公開了本發明的優選實施方式，但這些實施方式用于具體地說明本發明，因此根據本發明的開關磁阻電機并不限于此，但是，本領域技術人員可以理解的是，在不脫離如附帶的權利要求書中所公開的本發明的范圍和精神的情況下，可以進行各種修改、添加和替換。因此，這些修改、添加和替換應視為落入本發明的范圍內。
權利要求
1.一種開關磁阻電機，該開關磁阻電機包括 外轉子，所述外轉子設置有多個外轉子凸極，所述多個外轉子凸極沿所述外轉子的內周面等距突出；以及 定子，所述定子設置在所述外轉子內并包括多個定子鐵芯，所述定子鐵芯包括ー對定子凸極，該對定子凸極朝向所述外轉子凸極突出；和定子磁軛，所述定子磁軛使所述定子凸極彼此連接并支撐所述定子凸扱，所述定子具有相繞組，在所述相繞組中，線圈圍繞所述定子凸極纏繞， 其中，通過向所述相繞組提供電流而產生的磁通穿過所述一對定子凸極和所述外轉子凸極。
2.根據權利要求I所述的開關磁阻電機，其中，所述定子鐵芯的所述ー對定子凸極的連接于所述定子磁軛的一端之間的距離小于所述ー對定子凸極的另一端之間的距離，所述定子鐵芯具有形狀。
3.根據權利要求I所述的開關磁阻電機，其中，所述定子鐵芯包括所述連接于所述定子磁軛并彼此平行設置的ー對定子凸極，所述定子鐵芯具有n形狀。
4.根據權利要求I所述的開關磁阻電機，其中，在沿所述轉子旋轉所圍繞的旋轉軸的正交方向的橫截面中，所述定子鐵芯的所述ー對定子凸極的連接于所述定子磁軛的一端的面積大于所述ー對定子凸極的另一端的面積，所述定子鐵芯具有n形狀。
5.根據權利要求I所述的開關磁阻電機，其中，所述定子還包括支撐部，所述支撐部填充在多個所述定子鐵芯之間以及填充在周圍纏繞有所述線圈的所述定子凸極之間。
6.根據權利要求5所述的開關磁阻電機，其中，所述支撐部由非磁性材料或絕緣材料制成。
7.根據權利要求5所述的開關磁阻電機，其中，所述定子還包括冷卻管，所述冷卻管插入所述支撐部中并設置在所述多個定子鐵芯之間。
8.根據權利要求I所述的開關磁阻電機，其中，所述外轉子還包括填充在多個所述外轉子凸極之間的隔音材料。
9.根據權利要求I所述的開關磁阻電機，其中，沿所述定子的周向等距形成有6個所述定子鐵芯，所述線圈圍繞所述定子凸極纏繞以形成三相繞組，沿所述外轉子的周向等距形成有10個所述外轉子凸扱。
10.一種開關磁阻電機，該開關磁阻電機包括 外轉子，所述外轉子設置有多個外轉子凸極，所述多個外轉子凸極沿所述外轉子的內周面等距突出；以及 定子，所述定子設置在所述外轉子內并包括定子鐵芯，所述定子鐵芯包括ー對定子凸扱，該對定子凸極朝向所述外轉子凸極突出；以及定子磁軛，該定子磁軛使所述ー對定子凸極彼此連接并支撐所述ー對定子凸極，所述定子具有相繞組，在所述相繞組中，線圈圍繞所述定子凸極纏繞，多對所述定子凸極在沿所述定子磁軛的周向等距的位置彼此連接，所述定子磁軛沿所述外轉子的旋轉軸的正交方向具有圓形橫截面， 其中，通過向所述相繞組提供電流而產生的磁通穿過所述一對定子凸極和所述外轉子凸極。
11.根據權利要求10所述的開關磁阻電機，其中，所述定子磁軛包括擋孔，所述擋孔形成在所述ー對定子凸極和與該對定子凸極相鄰的ー對定子凸極之間。
12.根據權利要求10所述的開關磁阻電機，其中，所述定子鐵芯包括多個定子磁軛，所述定子磁軛使所述ー對定子凸極彼此連接并支撐所述ー對定子凸極，所述定子磁軛具有形成在兩端的連接部。
13.一種開關磁阻電機，該開關磁阻電機包括 外轉子，所述外轉子設置有多個外轉子凸極，所述多個外轉子凸極沿所述外轉子的內周面等距突出； 內轉子，所述內轉子設置有多個內轉子凸極，所述多個內轉子凸極沿所述內轉子的外周面等距突出；以及 定子，所述定子包括多個外定子鐵芯、多個內定子鐵芯和相繞組，所述外定子鐵芯包括一對外定子凸極，該對外定子凸極設置在所述外轉子內并設置在所述外轉子的內周部，以使所述內轉子旋轉，所述外定子凸極朝向所述外轉子凸極突出；以及外定子磁軛，所述外定子磁軛連接并支撐所述外定子凸極；所述內定子鐵芯包括ー對內定子凸極，該對內定子凸極朝向所述內轉子凸極突出；以及內定子磁軛，所述內定子磁軛連接并支撐所述內定子凸極；所述相繞組的線圈分別圍繞所述外定子凸極和所述內定子凸極纏繞， 其中，通過向所述相繞組提供電流而產生的磁通穿過所述一對外定子凸極、所述外轉子凸極、所述ー對內定子凸極和所述內轉子凸極。
14.根據權利要求13所述的開關磁阻電機，其中，所述外定子鐵芯形成為使得所述ー對外定子凸極的連接于所述外定子磁軛的端部之間的距離小于所述ー對外定子凸極的另一端之間的距離，所述外定子鐵芯具有n形狀。
15.根據權利要求13所述的開關磁阻電機，其中，所述外定子鐵芯形成為使得連接于所述外定子磁軛的所述ー對外定子凸極彼此平行設置，并且所述外定子鐵芯具有n形狀。
16.根據權利要求13所述的開關磁阻電機，其中，所述外定子鐵芯形成為使得在沿所述外轉子的旋轉軸的正交方向的橫截面中，所述ー對外定子凸極的連接于所述外定子磁軛的端部的面積大于所述ー對外定子凸極的另一端的面積，并且所述外定子鐵芯具有n形狀。
17.根據權利要求13所述的開關磁阻電機，其中，所述內定子鐵芯的所述ー對內定子凸極彼此平行設置。
18.根據權利要求13所述的開關磁阻電機，其中，所述定子還包括支撐部，所述支撐部填充在多個所述外定子鐵芯之間、所述內定子鐵芯之間、纏繞有線圈的所述外定子凸極之間、以及纏繞有線圈的所述內定子凸極之間。
19.根據權利要求18所述的開關磁阻電機，其中，所述支撐部由非磁性材料或絕緣材料制成。
20.根據權利要求18所述的開關磁阻電機，其中，所述定子還包括冷卻管，所述冷卻管插入所述支撐部中并設置在多個所述外定子鐵芯之間。
21.根據權利要求13所述的開關磁阻電機，其中，相對于所述定子的周向，沿所述定子的外周面等距形成有6個外定子鐵芯；相對于所述定子的周向，沿所述定子的內周面等距形成有6個內定子鐵芯；所述線圈分別圍繞所述外定子凸極和所述內定子凸極纏繞，以形成三相繞組；沿所述外轉子的周向等距形成有10個外轉子凸極；沿所述內轉子的周向等距形成有10個內轉子凸極。
22.—種開關磁阻電機，該開關磁阻電機包括 外轉子，所述外轉子設置有多個外轉子凸極，所述多個外轉子凸極沿所述外轉子的內周面等距突出； 內轉子，所述內轉子設置有多個內轉子凸極，所述多個內轉子凸極沿所述內轉子的外周面等距突出；以及 定子，所述定子包括定子鐵芯并具有相繞組，所述定子鐵芯包括一對外定子凸極，該對外定子凸極設置在所述外轉子內并設置在所述外轉子的內周部，以使所述內轉子旋轉，所述外定子凸極朝向所述外轉子凸極突出；ー對內定子凸極，該對內定子凸極朝向所述內轉子凸極突出；以及定子磁軛，所述定子磁軛連接并支撐多對所述外定子凸極和多對所述內定子凸極；所述相繞組的線圈分別圍繞所述外定子凸極和所述內定子凸極纏繞， 其中，多對所述外定子凸極和多對所述內定子凸極在沿所述定子磁軛的周向的等距位置彼此連接，所述定子磁軛的沿所述外轉子的旋轉軸的正交方向的橫截面為圓形，所述定子具有所述相繞組，所述相繞組的線圈圍繞所述定子凸極纏繞。
23.根據權利要求22所述的開關磁阻電機，其中，通過向所述相繞組提供電流而產生的磁通穿過所述一對外定子凸極、所述外轉子凸極、所述ー對內定子凸極和所述內轉子凸扱。
24.根據權利要求22所述的開關磁阻電機，其中，所述定子磁軛具有擋孔，所述擋孔設置在一對外定子凸極和與該對外定子凸極相鄰的ー對內定子凸極之間。
25.根據權利要求22所述的開關磁阻電機，其中，所述定子鐵芯包括多個定子磁軛，所述定子磁軛連接并支撐所述ー對外定子凸極并具有形成在所述定子磁軛兩端的連接部。
26.根據權利要求22所述的開關磁阻電機，其中，所述外轉子還包括填充在所述多個外轉子凸極之間的隔音材料。
27.一種開關磁阻電機，該開關磁阻電機包括 外轉子，所述外轉子設置有多個外轉子凸極，所述多個外轉子凸極沿所述外轉子的內周面等距突出； 內轉子，所述內轉子設置有多個內轉子凸極，所述多個內轉子凸極沿所述內轉子的外周面等距突出；以及 定子，所述定子包括定子鐵芯并具有相繞組，所述定子鐵芯包括一對外定子凸極，該對外定子凸極設置在所述外轉子內并設置在所述外轉子的內周部，以使所述內轉子旋轉，所述外定子凸極朝向所述外轉子凸極突出；ー對內定子凸極，該對內定子凸極朝向所述內轉子凸極突出；以及定子磁軛，所述定子磁軛連接并支撐多對所述外定子凸極和多對所述內定子凸極；所述相繞組的線圈分別圍繞所述外定子凸極和所述內定子凸極纏繞， 其中，多對所述外定子凸極和多對所述內定子凸極在沿所述定子磁軛的周向的等距位置彼此連接，所述定子磁軛的沿所述外轉子的旋轉軸的正交方向的橫截面為圓形，所述定子具有所述相繞組，所述相繞組的線圈圍繞所述定子磁軛纏繞。
全文摘要
本發明在此公開了一種開關磁阻電機，該電機包括外轉子，所述外轉子設置有多個外轉子凸極，所述多個外轉子凸極沿所述外轉子的內周面等距突出；以及定子，所述定子設置在所述外轉子內并包括多個定子鐵芯，所述定子鐵芯包括一對定子凸極，該對定子凸極朝向所述外轉子凸極突出；和定子磁軛，所述定子磁軛使所述定子凸極彼此連接并支撐所述定子凸極，所述定子鐵芯具有相繞組，在所述相繞組中，線圈圍繞所述定子凸極纏繞，其中，通過向所述相繞組提供電流而產生的磁通穿過所述一對定子凸極和所述外轉子凸極。
文檔編號H02K1/14GK102810917SQ20121000770
公開日2012年12月5日 申請日期2012年1月11日 優先權日2011年6月2日
發明者金昶成, 黃世淵, 崔昌煥, 裴漢京, 李根洪 申請人:三星電機株式會社