CN101017990B - 具有简化结构的电动机 - Google Patents

Abstract

公开了一种结构的无刷电动机和相关控制设备，在该结构中，定子具有U相、V相和W相定子极，所述U相、V相和W相定子极中的两个上承载着相应的相绕组，而缺少与所述u相、V相和W相定子极中剩下的一个相关的所选相绕组。所述相应的相绕组的端部共同连接于结点。三相交流电压被施加到所述相应的相绕组和所述结点，以允许所述定子具有电磁作用，由此使转子可驱动地旋转。所述定子极可以以梯形形状形成，以使相关联的构成部件之间的干扰最小化，以便易于以高生产能力和高效率进行组装，而减小了转矩波动。

Description

具有简化结构的电动机

对相关申请的交叉参考

此申请基于在2006年2月8日提交的日本专利申请号2006-31446，其内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及安装在机动车辆和卡车上的电动机以及相关控制设备，更具体地，涉及一种电动机以及用于控制这样的电动机的相关控制设备。

背景技术

迄今一直试图提供在机动车辆中使用的无刷电动机。这样的无刷电动机包括定子极，定子极上承载有相应相的集中绕组的线圈，且这样的无刷电动机之一在例如日本专利未受审查申请公开号6-261513中的图1至图3中被公开。

图27是示出这种相关技术无刷电动机的示意性结构的横截面视图，图28是沿着图27的线AA-AA所取的横截面视图。

图27和28中所示的无刷电动机采取四极及六槽型无刷电动机的形式。该无刷电动机包括具有由所谓的集中绕组构成的绕组结构的定子，所述定子具有定子极，定子极上承载有以集中绕组式样缠绕的相应相线圈。

无刷电动机包括由电动机外壳6所支撑且其上承载有定子绕组5的定子铁芯4、以及可旋转地设置在定子铁芯4内侧且承载在转子轴1上的转子铁芯2，转子轴1由电动机外壳6借助于其上安装的一对轴承3来可旋转地支撑。

定子铁芯4具有第一对径向向内突出的U相凸极TBU1、TBU2，第二对径向向内突出的V相凸极TBV1、TBV2，以及第三对径向向内突出的W相凸极TBW1、TBW2。U相凸极TBU1、TBU2上承载着U相绕组WBU1、WBU2。V相凸极TBV1、TBV2上承载着V相绕组WBV1、WBV2。同样地，W相凸极TBW1、TBW2上承载着W相绕组WBW1、WBW2。

图29以一周示出了具有以其圆周方向展开的状态的定子的展开图，其用于图示U相、V相和W相绕组之间的放置关系。横轴以其中一周在720°角处形成的电角来描绘。

如图29所示，U相绕组WBU1、WBU2彼此电连接。V相绕组WBV1、WBV2彼此电连接。同样地，W相绕组WBW1、WBW2彼此电连接。U相绕组WBU2、V相绕组WBV2和W相绕组WBW2在中性结N处以星形连接相连。

如图27和28所示，转子铁芯2具有外表面，其上承载有每个均以N极磁化的永久磁体7和每个均以S极磁化的永久磁体8，它们交替地位于转子铁芯2的外表面上。以如此结构形成的无刷电动机迄今已广泛地用于工业和家庭应用。

在美国专利申请公开号US2005/0189843A1所公开的内容中，提出了另一类型的三相交流电动机。

图30是示出这样的四个极在十二个槽中的三相交流电动机的横截面视图。图31和32是示出如从图30中所示定子的内表面区域观察到的定子极形状与承载在定子极上的相关联的绕组之间的关系的布局图，所述定子极以直线形式展开并且以圆周方向、在以电角为单位的横轴上描绘。由于三相交流电动机具有四个极，所以定子的整个圆周以从0°到720°的电角来图示。

图31示出一种示范情况，其中定子绕组设置成叠绕组式样；图32示出另一种示范情况，其中定子绕组设置成波绕组式样。

如图30所示，相关技术的三相电动机M包括：固定支撑在电动机外壳6上且内圆周表面形成有多个径向面向内的定子极11至22的定子S、缠绕在定子极11至22上的定子绕组SW、外表面交替形成有N极7和S极8的转子2。如图1A所示，定子S还具有分别相邻于定子极S11至S22而圆周地形成的槽S11至S22。

如图30和31所示，槽S22、S16中容纳了U相绕组23、29且槽S13、S19容纳了反相的U相绕组26、32。同样地，槽S12、S18中容纳了V相绕组25、31且槽S15、S21容纳了反相的V相绕组28、34。同样地，槽S14、S20容纳了W相绕组27、33且槽S17、S11容纳了反相的W相绕组30、24。

图32中所示的电动机MA与图30和31中所示的电动机M在绕组式样方面不同，其中电动机MA的每个槽中的每个绕组的匝数与图30和31中所示定子中的每个槽中的每个绕组的匝数相同。对于电动机M和MA，U相、V相和W相绕组以相同的方式被施加有三相交流激励电流，其中电动机M和MA在相同电磁作用下产生转矩输出来以相同的方式被驱动。

图33示出三相交流电动机的另一实例MB，三相交流电动机MB具有定子SB，定子SB包括定子极，每个定子极以如从转子(未示出)的外表面观察基本上为三角形的形状而形成。定子SB具有三角形定子极11x至22x，它们在图33中以按照从0°至720°的电角展开的形式描绘。定子SB包括U相绕组23x、29x以及反相的U相绕组26x、32x。同样地，定子SB包括V相绕组25x、31x以及反相的V相绕组28x、34x。同样地，定子SB包括W相绕组27x、33x以及反相的W相绕组30x、24x。

定子SB与图32中所示电动机MA的定子SA的不同之处在于：定子SB的定子绕组设置成梯形构造，而定子SA的定子绕组设置成矩形构造。图33中所示的电动机MB的定子绕组具有的特征在于：随着两相中线圈端部的绕组之间的重叠面积变小，绕组长度可以被缩短，且相应的绕组以钝角弯曲。这产生了使绕组的线圈端部最小化的能力，使得制造绕组简易并且降低了生产成本。这样的电动机的另一优点具有定子以圆周方向倾斜的效果。

图27和28中所示的相关技术无刷电动机是所谓的集中绕组结构的三相交流电动机。电动机绕组需要被缠绕在相应的定子极上，这导致电动机结构变得复杂。此外，电动机绕组需要被定位在其背面的槽中，这导致了出现缠绕电动机绕组的生产能力下降的问题。此外，由于这样的结构，造成难以以低成本和以高效率使电动机小型化的问题。此外，由于定子具有以360°的电角形成有仅三个凸极的结构，所以电动机难以允许定子产生用以精确地产生旋转磁场的正弦波式样的磁动势。这导致如下问题：难以将这样的结构应用于同步磁阻电动机、应用磁阻转矩的各种电动机或感应电动机。

此外，如图30和31所示的具有以叠绕组形成的电动机绕组的定子可以以整节距(full-pitch)绕组和分布式绕组形成，使得定子能够产生平滑正弦波式样的电动势分布。然而，绕组需要通过开口部被插入到相应的槽中，这导致了出现绕组的空间占有比率减小的问题。出现的另一问题是绕组的线圈端具有延长的轴向长度，这造成难以使电动机小型化。此外，出现的又一问题是绕组的生产能力下降。如图32所示的具有以波形绕组形成的电动机绕组的定子具有与图31中所示的定子的问题相同的问题。

发明内容

为了处理上述问题而完成了本发明，并且本发明的目的是提供一种电动机，该电动机利用可用来形成绕组并使得绕组能够容易组装的简化绕组结构实现了绕组的简化，从而简化了电动机结构。这使得能够以高的生产能力来制造电动机，同时实现简化的制造方法。这使得电动机能够具有增大的绕组空间占有比率。利用这些效果的组合，本发明可以提供一种可以实现改进了的生产能力、小型化、高效率并且低成本的电动机。

本发明的第一方面提供了一种三相交流电动机，其包括定子和可旋转地支撑在定子的定子极内侧的转子，所述定子包括其上承载着从U相绕组、V相绕组和W相绕组中选择的第一相绕组的第一相定子极、其上承载着从U相绕组、V相绕组和W相绕组中选择的第二相绕组的第二相定子极以及其上不承载绕组的第三相定子极，第一相定子极、第二相定子极和第三相定子极按照第一相定子极、第二相定子极和第三相定子极的顺序依次设置。第一和第二相绕组分别包括U相绕组和W相绕组，U相绕组以波形沿着与转子的轴向平行的第一方向缠绕在每个第一相定子极上，W相绕组以波形沿着与转子的轴向平行的第二方向缠绕在每个第二相定子极上，U相绕组和W相绕组利用三相交流电流来被激励，以允许定子电磁地产生三相交流电磁作用，转子通过该电磁作用被驱动。

对于这样的三相交流电动机的结构，U相绕组、V相绕组和W相绕组中的一相绕组被去除，由此实现定子绕组结构的进一步简化。例如，对于仅形成有U相绕组和W相绕组而缺少V相绕组的定子，U相绕组利用U相电流Iu和负电势的V相电流-Iv来被激励，并且W相绕组利用W相电流Iw和负电势的V相电流-Iv来被激励。这使得U相绕组和W相绕组针对V相绕组的激励电流而提供电磁作用。可将这样的绕组结构应用于其中多相绕组以叠绕组式样、波形绕组式样或所谓的集中绕组式样缠绕在定子上的电动机结构。

对于上面所提到的绕组结构，U相绕组和W相绕组中的每一个的激励电流是通常三相无刷电动机的相绕组电流的1.732倍，简单地考虑，电动机的铜损增加到两倍的值。然而，一旦有效地利用由于缺少V相绕组而产生的空余空间并且因绕组的简化而增大绕组的空间占有比率，本发明的三相电动机的铜损就保持在相同程度。此外，简化的绕组结构导致电动机生产能力的改进。

此外，对于具有波形绕组结构的定子，可以转变绕组的放置，使以简单的方式组装电动机成为可能。此外，一旦将定子放置在转子的轴向上而在相关联的构成部件之间不发生干扰或在相关联的构成部件之间具有最小的干扰，这样的绕组结构就使电动机能够以简单的方式被组装。利用以简化的绕组式样和构成来制造的绕组，该电动机可以以显著提高的生产能力来制造，其中绕组以高的空间占有比率来放置。

尽管通常使电动机的绕组设置成星形连接存在许多可能性，但是定子可采取其中三角形绕组的V相绕组被去除的绕组结构。这允许在工业或家庭中广泛使用的三相逆变器被高效率地利用。此外，该电动机具有允许三个相电流Iu、Iv、Iw被自由地控制的三个端子。这产生了实现电流控制的能力，如用于控制三次谐波电流的方法，其难以在设计成星形连接的相关技术电动机中被实现。

此外，定子铁芯可在构造上修改成具有如此结构的三维铁芯，在该结构中，绕组的线圈端不以转子的轴向从定子铁芯的两个端面突出，从而不致使本发明的有利特征受到任何损失。

本发明的第二方面提供了一种两相交流电动机，其包括具有定子极的定子以及可旋转地设置在定子的定子极内侧的转子，其中定子极每个都以基本上三角形形状和基本上梯形形状之一而形成，定子极承载着以波形绕组式样缠绕在定子极上的A相绕组和B相绕组。

对于这样的两相交流电动机，可以以较小的弯曲角度形成绕组，使得可以简单地制造绕组和将绕组组装在定子上。而且，这样的绕组结构导致线圈端部尺寸的减小，从而产生了制造绕组和使绕组尺寸最小化的简易性，同时实现以低成本生产电动机。

本发明的第三方面提供了一种用于无刷电动机的控制设备，该无刷电动机的定子形成有其上承载着U相绕组的U相定子极、V相定子以及其上承载着W相绕组的W相定子，其中使得第一和第二相绕组的端部在结点处彼此相连接。该控制设备包括三相逆变器，该三相逆变器包括连接到其中第一和第二相绕组所连接到的结点的第一输出端子、连接到第一相绕组的第二输出端子、以及连接到第二相绕组的第三输出端子。

利用这样的控制设备，无刷电动机可以利用三相激励电流来被驱动，同时当除去三个相绕组之一时允许电动机以简化的结构来形成。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的三相交流电动机的展开图，该三相交流电动机的定子以其圆周方向、以电角为单位来展开。

图2是示出图1中所示第一实施例的三相交流电动机的经修改形式的另一展开图。

图3是示出根据本发明第二实施例的三相交流电动机的展开图，该三相交流电动机的定子以其圆周方向、以电角为单位来展开。

图4是示出图3中所示第二实施例的三相交流电动机的经修改形式的展开图。

图5是示出根据本发明第三实施例的三相交流电动机的展开图，该三相交流电动机的定子以其圆周方向、以电角为单位来展开。

图6是示出根据本发明第四实施例的三相交流电动机的展开图，该三相交流电动机的定子以其圆周方向、以电角为单位来展开。

图7是示出根据本发明第五实施例的三相交流电动机的展开图，该三相交流电动机的定子以其圆周方向、以电角为单位来展开。

图8是示出图7中所示第五实施例的三相交流电动机的经修改形式的展开图。

图9是示出图7中所示第五实施例的三相交流电动机的另一经修改形式的展开图。

图10是示出图7中所示第五实施例的三相交流电动机的又一经修改形式的展开图。

图11是示出根据本发明第六实施例的三相交流电动机的展开图，该三相交流电动机的定子以其圆周方向、以电角为单位来展开。

图12是示出一套绕组的示意图，一旦分别接收到第一和第二激励电压，该套绕组就利用第一和第二激励电流来被激励。

图13是示出具有其上施加有三相交流电压的第一和第二相绕组的三相无刷电动机的示意图。

图14是示出流过具有第一和第二相绕组的三相无刷电动机的两相电流与三相交流电压之间的关系的示意图。

图15是示出流过具有第一和第二相绕组的三相无刷电动机的两相电流与三相交流电压之间的关系的示意图。

图16是用作如图13所示的具有两个绕组的三相交流电动机的控制设备的三相逆变器的电路图。

图17是示出具有响应于三相交流电压而利用两相电流来被激励的四个绕组的三相交流电动机的示意图。

图18是示出根据本发明第七实施例的具有四个定子极的两相电动机的示意性横截面视图。

图19是示出图18中所示的两相电动机的展开图，该两相电动机的定子以其圆周方向、以电角为单位来展开。

图20A至20C是示出组装图19中所示的两相电动机的第一和第二绕组和定子极的基本顺序的示意性绕组图。

图21是示出图20C中所示的两相电动机的经修改形式的示意性绕组图。

图22是示出定子铁芯的分解示意图，所述定子铁芯以每个都形成有定子极的多个定子铁芯元件来形成。

图23A至23C是示出组装定子铁芯元件的基本顺序的示意图。

图24是示出处于组装状态的定子铁芯的示意性横截面视图。

图25是示出形成绕组的步骤的分解透视图。

图26是示出形成图23A至23C中所示的无刷电动机的经修改形式的拼合式定子铁芯的示意图。

图27是示出相关技术无刷电动机的示意性结构的横截面视图。

图28是示出图27中所示的相关技术无刷电动机的示意性结构的横截面视图。

图29是示出图28中所示的相关技术电动机的定子极与绕组之间的关系的定子的展开图。

图30是示出另一相关技术电动机的示意性结构的横截面视图。

图31是示出图30中所示的相关技术电动机的定子极与绕组之间的关系的定子展开图。

图32是示出另一相关技术电动机的定子极与绕组之间的关系的定子展开图。

图33是示出又一相关技术电动机的定子极与绕组之间的关系的定子展开图。

具体实施方式

现在，下面参考附图详细说明根据本发明的各实施例的电动机以及相关控制设备。然而，应将本发明解释为并不局限于下面所说明的这样的实施例，并且与其它公知的技术或具有等效于这样的公知技术的功能的其它技术相结合，可实施本发明的技术概念。

在下述说明中，在所有的若干视图中，同样的参考字符指示类似的或对应的部件。而且在下述说明中，省略不同实施例中相同的构成部件的重复说明，但是应理解，在所有附图中，同样的参考标号指示相同的构成部件。

现在，下面参考图1说明根据本发明第一实施例的无刷电动机。除了本发明的基本特征外，图1中所示的无刷电动机10与图30和31中所示的四极三相电动机M具有相同的机械结构，并且与图30和31中所示电动机的那些构成部件相同的构成部件带有同样的参考标号。

本发明具有的基本特征在于：在图30和31中所示的定子S的三个相绕组23、24、25中，省略了一个相绕组。例如，可省略V相绕组。在这样的情况下，从图31中所示的定子S中去除绕组25、28、31、34。在这样的绕组结构下，U相绕组利用为U相电流Iu与V相电流-Iv之和的激励电流Iu-Iv来被激励。类似地，W相绕组利用为W相电流Iw与V相电流-Iv之和的激励电流Iw-Iv来被激励。在缺少V相绕组的情况下利用以这样的激励电流来激励的U相绕组和W相绕组，本实施例的电动机10可以产生与图30和31中所示的三相电动机的三相交流电磁作用相同的三相交流电磁作用。

图1示出本实施例的波形绕组型电动机的示范性结构。本实施例的电动机10包括定子ST，定子ST除了绕组25、28、31、34从图32中所示的波形绕组中去除以外，与图32中所示的定子SA具有相同的结构。

更具体地，本实施例的电动机10的定子ST具有形成有多个径向面向内的定子极11至22的内圆周表面、由分别容纳在槽S22、S13、S16、S19中的绕组23、26、29、32组成的第一相绕组A1、由分别容纳在槽S11、S14、S17、S20中的绕组24、27、30、33组成的第二相绕组A2以及转子(未示出)，所述转子可旋转地支撑在定子ST内侧并且所述转子的外圆周表面被提供有以四个极、以N极和S极磁化的永久磁体。

因此，没有对应于V相绕组的相绕组缠绕在定子ST上。

在图1中，横轴以电角来描绘并且取720°电角为一周。

虽然在此参考其中V相绕组被去除的示范性结构来对本实施例的电动机10加以说明，但是本发明并不局限于这样的示范性结构。无需说的是，在经修改的结构中，U相绕组或W相绕组可替代V相绕组来被去除。

(第一实施例的经修改形式)

图2示出了图1中所示的电动机10的定子绕组的经修改形式的定子绕组的示范性接线图。

在图2中所示的经修改的绕组式样中，W相绕组A2的绕组24、27、30、33以与图1中所示W相绕组A2的绕组24、27、30、33的方向相反的方向来缠绕。因此，W相绕组以相反的线连接加以连接，以允许相同的电流流过绕组部分24、27、30、33。图1和2中所示的绕组结构遇到不同的干扰结果，并且因此绕组结构可以取决于制造方法来选择。(第二实施例)

下面参考图3说明根据本发明第二实施例的无刷电动机10A。

对于本实施例的无刷电动机10A，定子STA具有分别以三角形构造在等距位置处形成的圆周地隔开的定子极40至51，其中三角形定子极交替地设置在定子STA的公共圆周线上。定子STA具有槽S40至S51，其每个都形成在相邻的定子极之间。

对于本实施例的无刷电动机10A，定子STA包括U相绕组53和W相绕组54而缺少V相绕组。

更具体地，如图3中所示，U相绕组53具有容纳在槽S40中的绕组53a、容纳在槽S43中的绕组53b、容纳在槽S46中的绕组53c以及容纳在槽S49中的绕组53d。同样地，W相绕组54具有容纳在槽S41中的绕组54a、容纳在槽S44中的绕组54b、容纳在槽S47中的绕组54c以及容纳在槽S50中的绕组54d。

如图3中所示，没有对应于V相绕组的第三相绕组缠绕在定子STA的槽S42、S45、S48、S51中。

在图3中，横轴以电角来描绘并且取720°电角为一周。

对于上面所提到的这样的结构，本实施例的电动机10A具有各种有利的效果。即，由于U相绕组53和W相绕组54分别以较小的弯曲角来弯曲，所以可以容易地制造定子绕组。此外，U相绕组53和W相绕组54分别使线圈端部最小化，这使得容易以低成本和以小尺寸制造定子绕组。此外，本实施例的电动机10A具有这样的电磁作用，该电磁作用具有定子以圆周方向倾斜的效果。这导致具有最小化的齿形转矩(cogging torque)的转矩波动(torque ripple)的显著降低，由此实现了具有低振动的电动机的平稳工作。

在替选方案中，定子6A的三角形定子极可以采取各种构造。即，可将定子6A的三角形定子极分别修改成梯形形状。此外，如果需要的话，定子STA的三角形定子极可具有圆的边角。

在另一替选方案中，如图4中所示，在槽S42中没有绕组的相邻定子极42和43、在槽S45中没有绕组的相邻定子极45和46、在槽S48中没有绕组的相邻定子极48和49以及在槽S51中没有绕组的相邻定子极51和40可分别合并成菱形的组合定子极。

(第三实施例)

下面参考图5说明根据本发明第三实施例的无刷电动机10B。

对于本实施例的无刷电动机10B，定子STB包括集中绕组，如U相绕组和W相绕组，U相绕组由彼此电连接的U相线圈TBU1和TBU2组成，其中U相线圈TBU1的输入连接到U相输入端子，W相绕组由彼此电连接的W相线圈TBW1和TBW2组成，其中W相线圈TBW1的输入连接到W相输入端子。

U相线圈TBU2和W相线圈TBW2的相应输出端子连接到V相端子。对于这样的电路图，对于本实施例的定子STB，U相线圈TBU1以顺时针方向来缠绕。与此相反，对于图29中所示的包括三个相绕组的相关技术无刷电动机的定子，U相线圈TBU1以逆时针方向来缠绕。

(第四实施例)

下面参考图6说明根据本发明第四实施例的无刷电动机10C。本实施例的无刷电动机10C除了合并了以波形绕组式样形成的定子绕组的定子STC以外，与图27至29所示的相关技术电动机具有相同的结构。

即，定子STC包括第一对向内突出的U相凸定子极61、64，第二对向内突出的V相凸定子极62、65以及第三对向内突出的W相凸定子极63、66，其中其上承载着处于N极的永久磁体以及处于S极的永久磁体的转子(未示出)被可旋转地支撑。

对于本实施例的无刷电动机10C，U相绕组67、V相绕组68和V相绕组69以波形绕组式样缠绕在定子STC的相关联的凸定子极上。

更具体地，U相绕组67包括缠绕在定子极61上的第一绕组部分67a以及缠绕在定子极64上的第二绕组部分67b。V相绕组68包括缠绕在定子极62上的第一绕组部分68a以及缠绕在定子极65上的第二绕组部分68b。W相绕组69包括缠绕在定子极63上的第一绕组部分69a以及缠绕在定子极66上的第二绕组部分69b。

对于无刷电动机10C的这样的结构，定子STC的定子绕组具有与图29中所示的定子绕组相同的功能。

参考图7对根据本发明第五实施例的无刷电动机10D加以说明。

对于本实施例的无刷电动机10D，定子STD包括U相绕组67和W相绕组69，而V相绕组68从图6中所示的定子STC的结构中被去除。

更具体地，U相绕组67包括分别缠绕在U相定子极61、64上的第一和第二绕组部分67a、67b。W相绕组69包括分别缠绕在W相定子极63、66上的第一和第二绕组部分69a、69b。因此，V相定子极62、65没有形成图6中所示的V相绕组68的绕组部分。

对于图7中所示的无刷电动机10D的这样的绕组设置，其中定子绕组仅包括U相绕组67和W相绕组69而V相绕组68被去除，U相绕组67被施加有合并了与相关于被去除的V相绕组的V相激励电流相关的电流补偿因子的交流激励电流，即，处在等于U相激励电流Iu与负电势的V相激励电流-Iv之和的总值Iu-Iv的交流激励电流。同样，W相绕组被施加有合并了与相关于被去除的V相绕组的V相激励电流相关的电流因子的交流激励电流，即，处在等于W相激励电流Iw与负电势的V相激励电流-Iv之和的总值Iw-Iv的交流激励电流。

利用被施加有这样的包括与省去的相绕组(V相绕组)相关的电流补偿因子的交流激励电流的U相绕组和W相绕组，本实施例的电动机10D以与图6中所示的三相无刷电动机的功能相同的功能来电磁地工作。

(第五实施例的第一经修改形式)

图8是示出图7中所示第五实施例的无刷电动机10D的第一经修改形式的展开图。

对于此经修改形式，无刷电动机10E包括定子STE，定子STE包括U相绕组67E和W相绕组69E，而V相绕组被去除。此修改的无刷电动机10E与图7中所示的无刷电动机10D的不同之处在于：W相绕组69E具有绕组部分69Ea，其缠绕在定子极63上的缠绕方向与在图7中W相绕组69的绕组部分69a缠绕在定子极63上的缠绕方向相反。

图8中所示的无刷电动机10E的定子STE与图7中所示的无刷电动机10D的定子STD的结构相比优点在于：W相绕组69E没有与U相绕组67E相交的绕组。因此，在两个绕组67E和69E之间的区域、在转子的轴向上不存在干扰，使得可以简单地组装U相绕组和W相绕组。

图9是示出图7中所示的第五实施例的无刷电动机10D的第二经修改形式的展开图。

对于此经修改形式，无刷电动机10F包括定子STF，定子STF包括以给定角度倾斜的定子极71至76以及由U相绕组77和W相绕组78组成而V相绕组被去除的定子绕组。U相绕组77和W相绕组78以与图8中所示的波形绕组式样相同的波形绕组式样缠绕在定子STF上。

更具体地，U相绕组77具有分别缠绕在U相定子极71、74上的第一和第二绕组77a、77b。同样地，W相绕组78具有分别缠绕在W相定子极73、76上的第一和第二绕组78a、78b。

图10是图9中所示的无刷电动机10F的经修改形式的展开图。

对于此经修改形式，无刷电动机10G包括定子STG，定子STG包括以定子STG的圆周方向交替放置的梯形定子极81、83、84、86以及菱形定子极82、85。定子STG进一步包括由U相绕组87和W相绕组88组成而V相绕组被去除的定子绕组。

对于图10中所示的无刷电动机10G的定子STG，U相绕组87具有分别缠绕在U相梯形定子极81、84上的第一和第二绕组87a、87b。同样地，W相绕组88具有分别缠绕在W相梯形定子极83、86上的第一和第二绕组88a、88b。菱形定子极82、85用作V相定子极。

对于图10中所示的无刷电动机10G，与分别在图8和9中所示的电动机10E、10F的定子结构相对比，U相绕组87和W相绕组88具有以钝角弯曲的线圈端部。这使得容易制造具有以最小化尺寸形成的线圈端部的绕组。因此，可以容易地以低成本、以小型化尺寸制造定子绕组。

此外，无刷电动机10G具有一电磁功能，该电磁功能使得该定子与在结构上圆周地倾斜的定子具有相同的功能。这导致电动机的波动转矩降低，使得能够实现电动机的进一步的平稳工作。此外，在可替选结构中，每个定子极的边角可以以平滑的形状形成。

此外，U相绕组87和W相绕组88在转子的轴向上没有彼此相交的部分，使得可以容易地沿着转子的轴向依次组装这两个绕组，而不引起相关联的构成部件之间的任何冲突。

(第六实施例)

下面参考图11对根据本发明第六实施例的三相无刷电动机加以说明。本实施例的三相无刷电动机10H所采取的形式为一种结构，该结构包括与集中绕组结构相组合的波形绕组结构。

更具体地，对于图11中所示的三相无刷电动机10H，定子STH包括以定子STH的圆周方向交替放置的梯形定子极91、93、94、96以及菱形定子极92、95。定子STH进一步包括由U相绕组97和W相绕组98组成而V相绕组被去除的定子绕组。

对于图11中所示的三相无刷电动机10H的定子STH，U相绕组97具有分别缠绕在U相梯形定子极91、94上的第一和第二绕组97a、97b。同样地，W相绕组99具有分别缠绕在W相梯形定子极93、96上的第一和第二绕组99a、99b。V相绕组98具有缠绕在菱形V相定子极92、95上的第一和第二绕组98a、98b。对于这样的定子结构，U相绕组97和W相绕组99以波形绕组式样缠绕而V相绕组98以集中绕组式样缠绕。由于U相定子极91、94以及W相定子极93、96具有梯形形状，所以U相绕组97和W相绕组99以波形绕组式样缠绕。相对比，由于V相定子极92、95以菱形形状形成，所以V相绕组98以集中绕组式样缠绕。

因此，三相无刷电动机10H的定子STH使用组合了波形绕组式样和集中绕组式样的三相绕组，这两种绕组式样的优良优点得以利用。此外，三相绕组在转子的轴向上没有彼此相交的部分。这导致三相绕组能够沿着转子的轴向依次组装至定子STH，而不引起相关联的构成部件之间的任何干扰。

图5和图7至10中所示的无刷电动机10B、10D、10E、10F、10G可以以下面所描述的结构来修改。

即，对于无刷电动机的经修改的结构，定子可包括相邻于U相绕组而放置的第一V相绕组以及相邻于W相绕组而放置的第二V相绕组。

对于这样的绕组结构，U相绕组被施加有U相激励电流Iu，且第一V相绕组以及第一和第二V相绕组被施加有负电势的V相激励电流-Iv，而W相绕组被施加有W相激励电流Iw。这样的绕组结构导致形成具有四接线类型的三相电动机。这种具有四接线类型的三相电动机可以与图29或图6中所示的三相电动机具有相同的电磁作用。

虽然上面所提到的三相电动机的绕组数目增加，但是定子可以以其中在转子的轴向上没有彼此相交的绕组的结构形成。这提供了容易沿着转子的轴向依次组装绕组的优点，而不导致相关联的构成部件之间的任何冲突。此外，尽管具有两绕组类型的三相电动机在采取星形连接以允许电动机利用三相逆变器来被高效率地驱动时遇到困难，但是具有四绕组类型的三相电动机可以以星形连接来接线以使三相逆变器能够高效率地驱动这个电动机。

现在，下面参考图12对上面提到的驱动无刷电动机的方法加以说明。

图12示出了驱动两绕组类型的无刷电动机100的方法。

如图12中所示，无刷电动机100包括定子，定子上承载着具有感应电压-Vu的反相的U相绕组87以及具有感应电压Vw的W相绕组88。虽然绕组87、88中的每一个都典型地以单匝绕组示出，但是应理解，在实际实践中，每个绕组包括大数量的匝。

图12示出了利用一套单相桥逆变器来驱动、而没有遇到特别技术问题的无刷电动机100的示范性结构。然而，因独立地控制被施加到两个绕组87、88的激励电流的需要，单相桥逆变器需要包括八个功率半导体元件，从而导致以大尺寸形成控制单元的趋势。

接下来，下面参考图13至16来说明利用三相逆变器来驱动图10中所示的两绕组类型的无刷电动机10G的方法。

在图13中，无刷电动机10G包括U相绕组87和W相绕组88。U相绕组87具有连接到V相端子Tv的前端以及连接到U相端子Tu的尾端。W相绕组88具有连接到W相端子Tw的前端以及连接到另一U相端子Tu的尾端，两个U相端子Tu在结点N1处彼此连接。

图13中所示的连接状态以图14中所示的状态示出，图14中所示的状态与U相激励电压Vu、V相激励电压Vv和W相激励电压Vw相关联。此外，U相绕组87与W相绕组88之间的连接状态以图15中所示的星形连接表示。

对于上面所提到的这样的电连接，假设相应端子Tu、Tv、Tw的中心处的电压是零伏，则出现在相应端子处的电压表示为(-Vw+Vu)/3、(-Vu+Vv)/3和(-Vv+Vw)/3。当这发生时，输入激励电流以表示为Io＝-Iw+Iu、Im＝-Iu+Iv和In＝-Iv+Iw的相应值流过相应端子Tu、Tv、Tw。

因此，合并了被提供有两个绕组的定子的三相电动机可以在与相关技术的三绕组类型的三相电动机相同的电磁作用下被驱动。此外，通过使用这两个绕组来实现三相绕组的电磁作用的方法可以以关于三个相U、V和W的互补关系、利用V相由U相和W相补偿的作用来实现。

图16示出实施本发明的无刷三相电动机10G与通用类型三相逆变器110之间的示范性连接状态。更具体地，三相逆变器110包括：由电池组成的DC电源160或连接到三相AC电源的、用于将AC功率输出整流以产生DC功率输出的整流电路；第一对开关功率半导体元件161、162；第二对开关功率半导体元件163、164；以及第三对开关功率半导体元件165、166。开关功率半导体元件中的每一个都与反向流二极管(reverse flow diode)相连。

第一对开关功率半导体元件161、162连接到第一输出167，第一输出167连接到中性端子N1，以通过端子Tu将第一激励电流Io＝-Iw+Iu施加到U相和W相绕组87、88。同样地，第二对开关功率半导体元件163、164连接到第二输出168，以通过端子Tv将第二激励电流Im＝-Iu+Iv施加到U相绕组87。同样地，第三对开关功率半导体元件165、166连接到第三输出170，以通过端子Tw将第三激励电流In＝-Iv+Iw施加到W相绕组88。

因此，U相和W相绕组87、88可以利用三相逆变器110来被驱动，以使得无刷电动机10G在与相关技术三相无刷电动机的电磁作用相同的电磁作用下平稳地旋转。

尽管已参考图10中所示的三相无刷电动机10G对本发明的电动机驱动方法进行了说明，但是图1至5以及图7和8所示的无刷电动机可以利用通用类型三相逆变器来被驱动。

接下来，对于两绕组类型的三相无刷电动机，第一V相绕组可平行于U相绕组而放置并且第二V相绕组可平行于W相绕组而放置，来以如上面所阐述的方式提供总共有四个绕组的电动机。这样的分离的V相绕组仅可以分别平行于两绕组类型的无刷电动机的相关绕组而放置。

图17是示出了包括定子的无刷电动机的示意图，该定子合并了可用来被施加有激励电流的四个绕组。

对于图17中所示的无刷电动机200，定子包括第一至第四绕组183至186。用作U相绕组的第一绕组183具有连接到端子Tn的前端以及连接到端子Tu的尾端。同样地，第一V相相绕组184具有连接到端子Tv的前端以及连接到端子Tx的尾端。此外，第二V相绕组185具有连接到端子Tn的前端以及连接到端子Tx的尾端。同样地，W相绕组186具有连接到端子Tw的前端以及连接到端子Tn的尾端。第一和第二V相绕组184、185的端子Tx连接到一起。此外，U相绕组183、第一和第二V相绕组184、185以及W相绕组186的端子Tn连接在中性点N1。

对于如上面所提到的那样使第一和第二分离的V相绕组通过中性点连接到U相绕组和W相绕组的定子，U相激励电压Vu通过U相端子Tu施加到U相绕组183，以使得U相激励电流-Iu流过U相绕组183。此外，V相激励电压Vv通过V相端子Tv施加到第一和第二V相绕组184、185，以使得第一和第二V相激励电流Iv、-Iv分别流过第一和第二V相绕组184、185。同样地，W相激励电压Vw通过端子Tw施加到W相绕组186，以使得W相激励电流Iw流过W相绕组186。

因此，第一和第二V相激励电流Iv、-Iv串联地分别流过第一和第二V相绕组184、185，并且出现在这两个V相绕组184、185上的电压采取表示为-Vu-Vw＝Vv的关系。这导致这样的结果：激励电流Iu、Iv、Iw流过相电压Vu、Vv、Vw的相应绕组。而且，对于图17中所示的无刷电动机200，定子包括以星形连接来连接的U相绕组、两个V相绕组和W相绕组。在替选方案中，这些绕组可以以三角形连接来连接。

(第七实施例)

下面参考图18和19对根据本发明第七实施例的具有四个极的两相无刷电动机加以说明。

如图18中所示，本实施例的两相无刷电动机210包括设置在电动机外壳214内侧的定子铁芯212，定子铁芯212具有A相定子极216、218，反相的A相定子极220、222，B相定子极224、226以及反相的B相定子极228、230。两相无刷电动机210进一步包括转子232，转子232可旋转地支撑在定子铁芯212内侧并且转子232的外圆周上交替地放置有以S极和N极磁化的永久磁体。

图19是示出如从转子侧观察定子铁芯212的定子极216至230的内表面侧所观察到的定子铁芯212的定子极216至230的形状、以及以波形绕组式样缠绕在定子铁芯212上的定子绕组的展开图，其中圆周旋转角在以从0°至720°的电角为单位的横轴上描绘。

如图19中所示，定子绕组包括以相应的波形绕组式样缠绕在相关联的定子极上的A相绕组240和B相绕组242。定子极216至230具有图19中所示结构的矩形形状，但是形状上可以改变成具有如图20C中所示的梯形形状和菱形(平行四边形)形状。

对于这样的结构，相应的绕组可以以小的弯曲角度缠绕在定子铁芯212上，使得容易以降低的成本来制造绕组。此外，两相无刷电动机可以具有这样的电磁作用，该电磁作用具有定子铁芯以圆周方向倾斜的效果。这导致转矩波动的降低，使得能够实现电动机的平稳操作。

图20A和20B是用于图示组装图18和19中所示的两相无刷电动机210的基本步骤序列的示意图。应理解，以图19中的矩形形状形成的定子极216至230以经修改的形状在图20A至20C中示出。

在组装两相电动机210时，初始时，如图20A所示，第一相绕组240以第一波形绕组式样缠绕在定子铁芯212的定子极224、226上。在这样的缠绕操作期间，第一相绕组240具有线圈端部240a，线圈端部240a具有径向向外弯曲的弯曲部分，所述径向向外弯曲即向着电动机210的外圆周表面弯曲以便于防止线圈端部240a与第二相绕组262的相关线圈端部262a相干扰。

然后，在下一步骤中，以由图20A所示的箭头A1、A1所指示的方向将B相定子极224、226组装到定子铁芯212上。随后，以由图20A所示的箭头A2、A2所指示的方向将反相的B相定子极228、230组装到定子铁芯212上。

在图20B所示的下一步骤中，以由箭头A3、A3所指示的方向组装第二相绕组262。在这样的组装步骤期间，虽然第一和第二相绕组240、262彼此相干扰，但利用存在于周围区域中的空余空间、同时为了实现第二相绕组262的组装而使得第二相绕组262的挠性达到某种程度，可以容易地将第二相绕组262组装到定子铁芯212上。

更具体地，第二相绕组262在构造上修改成以减小的直径成形并被插入到定子铁芯212的内部，此后，第二相绕组262的直径回复到原始尺寸以便组装到定子铁芯212上。

此后，以图20C中的箭头A4、A4所示的方向将A相定子极216、228组装到定子铁芯212上，同时以箭头A5、A5所示的方向将反相的A相定子极220、222组装到定子铁芯212上。

因此，可以以相对容易的方式、以低成本将A相定子极和B相定子极以及相关联的A相绕组240和B相绕组262组装到定子铁芯212上，由此制造出两相无刷电动机210。

此外，实施本发明的无刷电动机可以以多极结构形成，其趋势是实现具有高转矩输出的小型化。对于以多极结构形成的无刷电动机，定子铁芯可对于每个相具有变窄的绕组束并且可具有增加数量的弯曲部分，其结果是绕组束的刚度降低。这导致易于使绕组束的结构变形，使得这些绕组束在组装无刷电动机的步骤期间具有减小的直径。

图21示出图20A至20C所示的两相无刷电动机210的经修改形式。

如图21中所示，无刷电动机210A的定子铁芯212A包括定子极216A至230A。即，定子铁芯212A包括梯形定子极216A、220A、218A、222A以及菱形定子极224A、228A、226A、230A。定子极216A至230A形成有轴向朝向的凹进部分，其容纳A相绕组240A和B相绕组262A的线圈端部。对于这样的结构，从定子铁芯212A的相关联的轴向端面轴向延伸的A相绕组240A和B相绕组262A的轴向突出长度可以在结构上被最小化。这导致电动机轴向长度的减小。

现在，下面参考图10以及图22至25说明制造电动机的方法，其涉及制造具体形状的电动机的构成部件的方法、以及组装根据本发明的电动机的构成部件的方法。

在无刷电动机10G具有图10中所示的定子结构的情况下，可以容易地理解，定子极相对于彼此地沿着转子的轴向来被组装，而不引起相关联的构成部件之间的任何干扰。

更具体地，对于示范性的具体电动机制造方法，将V相定子极82、85设置在固定位置，并且将第一(U相)绕组87在定子铁芯STG的一个轴向端面上、即从图10中的定子铁芯STG的上部区域组装到定子极82、85上。其后，将U相定子极81、84在定子铁芯STG的所述一个轴向端面上组装到定子铁芯STG上。此后，将第二相(W相)绕组88在定子铁芯STG的另一轴向端面上组装到定子铁芯STG上，并且将定子极83、86在定子铁芯STG的另一轴向端面上组装到定子铁芯STG上。

由于在转子的轴向上存在彼此相交的绕组，所以图29以及图31至33中所示的相关技术无刷电动机在简单地将各定子极和相关联的绕组组装到定子铁芯上时遭遇到困难。相反，对于图10中所示实施例的无刷电动机10G，相关联的绕组没有相交的部件。因此，无刷电动机10G可以在不引起相关联的构成部件之间的任何冲突的情况下容易地制造。

图22示出了形成图10中所示的无刷电动机10G的定子铁芯STG的示范性具体结构。

如图22中所示，定子铁芯STG包括第一、第二和第三分离的定子铁芯元件300、302、304。第一定子铁芯元件300用作后轭(back yoke)的一部分并且具有梯形定子极81、84，梯形定子极81、84形成在彼此隔开360°电角的第一沿圆周隔开的位置上。梯形定子极81、84用作U相定子极。

第二定子铁芯元件302用作另一后轭的一部分并且具有菱形定子极82、85，菱形定子极82、85形成在彼此隔开360°电角的第二沿圆周隔开的位置上，其每个与梯形定子极81、84中的每个相距120°电角。菱形定子极82、85用作V相定子极。

同样地，第三定子铁芯元件302用作另一后轭的一部分并且具有梯形定子极83、86，梯形定子极83、86形成在彼此隔开360°电角的第三沿圆周隔开的位置上，其每个与菱形定子极82、85中的每个相距120

°电角。梯形定子极83、86用作W相定子极。

对于以如此结构形成的定子铁芯STG，将第一、第二和第三定子铁芯元件300、302、304组装到一起，同时如上面所提到的那样将绕组87、88放置在相应的位置。这允许如图10所示的那样将U相定子极81、84、V相定子极82、85以及W相定子极83、86置于相应的位置。

图23A至23C示出了无刷电动机的经修改形式，其具有这样的结构：后轭段和定子极彼此分离地形成并且在组装步骤期间彼此相组合。

如图23A至23C所示，无刷电动机310包括：用作定子铁芯且覆盖有电动机外壳314的后轭段312；以及可旋转地设置在定子铁芯312内侧、具有以N极和S极磁化的永久磁体的转子316。定子铁芯312承载着U相定子极318、320、V相定子极322、324以及W相定子极326、328。

以与上面所提到的在图23A至23C中所示的组装顺序相同的组装顺序，将U相定子极318、320、V相定子极322、324以及W相定子极326、328组装到后轭段312上，成为图24中所示的已组装结构的无刷电动机310。而且应理解，为了易于图示起见，定子极318至328分别以简化的形状在图23A至23C中示出。

甚至对于图1至3、4以及7至9所示的无刷电动机，由于定子铁芯包括两个绕组，所以这些绕组可以在相应的绕组构造上加以改变，一旦采取相对简易的权宜措施如迫使相应绕组的线圈端部分别分开地放置在径向向外的位置和径向向内的位置，相关联的构成部件之间的干扰就变小。

特别是在绕组在定子铁芯外侧的外部区域中缠绕并且被成形以制造相应的绕组线圈的情况下，缠绕线圈所需要的制造时间可以被缩短，其有利的效果是实现增大的绕组占有率。因此，无刷电动机可以以低成本、以最小化的尺寸和以高效率来制造。

此外，对于图31至33中所示的相关技术的无刷电动机，定子铁芯包括易于彼此干扰的三套绕组，其在组装步骤之前固定绕组构造方面遇到困难。

在通常的实践中，存在许多可能性，其中，绕组束被制造并且以所谓的插入器(inserter)方法来被插入到定子铁芯的相应槽中，或者绕组以手工插入方法来缠绕在定子铁芯上。

在图28和29所示的集中绕组类型的相关技术无刷电动机的情况下，绕组经常直接缠绕在定子铁芯上。在这样的情况下，定子铁芯需要具有可供导引针穿过以便缠绕绕组的足够空间。这产生了在绕组线圈之间预备空余空间的需求，其结果是出现了空间利用率降低的问题。

此外，在另一制造方法中，将定子铁芯分离成多个定子铁芯元件并且相应绕组缠绕在每个分离的定子铁芯元件上，其后将承载着相应绕组的分离的定子铁芯元件组装到一起。在这样的制造方法中，绕组可以被高效率地缠绕，其中分离的定子铁芯元件的内部具有改善的空间利用率，但遇到定子铁芯的刚度和组装成本方面的有害效果。

图25是图示了通过利用上和下模具354、356对环形线圈352模压来制造成形的线圈350的方法的分解视图。

上和下模具354、356由诸如木材、塑料或金属的材料制成。上模具354包括环形模体354，其具有在给定的沿圆周隔开的位置形成的一对轴向延伸的梯形突起354b、354b。下模具356包括环形模体356，环形模体356的上壁形成有一对梯形形状的凹陷部356b、356b，凹陷部356b、356b在与上模具354的梯形突起354b、354b轴对准的位置形成。

在制造模制线圈350时，绕组以环形线圈缠绕以形成如图25所示的环形线圈352。然后，环形线圈352被放置在上和下模具354、356之间，由此，上和下模具354、356彼此相压，从而以增大的空间占有率和以高效率压制成形具有一对线圈部300a、350b的模制线圈350。以这样的制造方法获得的模制线圈350可用作图10中所示的无刷电动机10G的绕组。

对于图24A至24C所示的无刷电动机的定子铁芯结构，A相绕组240需要以不与B相绕组262相干扰的构造形成。B相绕组262需要以这样的线圈形成，该线圈是完全挠性的以使得有可能将整个结构弯曲到某种程度，或者该线圈的一部分需要采取挠性结构。

此外，可将形成本发明的无刷电动机的定子铁芯分离成图18和24中所示的结构。在另一替选方案中，另一无刷电动机可包括分离成图26中所示结构的定子铁芯。

对于图26中所示无刷电动机的这样的结构，无刷电动机400包括设置在壳404内侧的定子铁芯402，定子铁芯402包括分离的定子铁芯元件。这些分离的定子铁芯元件包括U相定子极段408、410，V相定子极段412、414以及W相定子极段416、418。两相无刷电动机210进一步包括转子406，转子406可旋转地支撑在定子铁芯402内侧并且使以S极和N极磁化的永久磁体交替地放置在转子406的外圆周上。

尽管上面已参考各实施例、修改和相关的制造方法对本发明加以说明，但是本领域的技术人员应理解，可以按照本公开的全部教示来对这些细节进行各种修改和替选。例如，虽然上面已参考具有各种数目的极的结构对无刷电动机的定子铁芯加以说明，但是本发明并不局限于这样的限制。

此外，虽然已参考转子表面形成有磁化极的结构对无刷电动机的转子加以说明，但是应理解，各种类型的转子可以与实施本发明的无刷电动机的定子铁芯相组合。此外，本领域的技术人员应理解，各种用于使转矩波动最小化的技术可以应用于本发明的无刷电动机。这些技术可包括：在圆周方向上形成光滑形状的定子极和转子极的方法；在径向上使定子极和转子极光滑的方法；以及在转子的圆周方向上将转子极定位在转子极的移动部件上以便消除转矩波动分量的方法。

此外，根据本发明的无刷电动机可以以各种模式加以实施。即，本发明的无刷电动机可以以下列类型的电动机来实施：包括其间限定了圆柱形气隙的定子和转子的内转子型电动机、外转子型电动机以及合并了定子和通过圆盘型气隙与定子隔开的转子的轴向间隙型电动机。

此外，本发明的无刷电动机可应用于线性电动机。此外，本发明的无刷电动机可进一步加以修改，以便具有如此电动机构造，该电动机构造包括定子和通过渐尖圆柱形气隙可旋转地设置在定子中的转子。

此外，本发明的无刷电动机可被合并在由多个电动机组成的组合电动机中。例如，本发明的无刷电动机可被设置成径向结构，其中两个电动机被设置在内径侧和外径侧。在另一可替选方案中，实施本发明的多个无刷电动机可以以串联方式连续地沿着轴向设置。

除此以外，本发明的无刷电动机可进一步在结构上加以修改，其中电动机的一部分被省略并被去除。无刷电动机可由软磁性材料组成，软磁性材料由硅钢板、非晶磁钢板或通过对软铁粉进行压制成形而制成的压制粉末磁芯制成。特别是对于制造实施本发明的最小化的电动机，可将磁钢板压印成定子铁芯结构，其又经受弯曲和锻造操作，由此形成三维外形的构成部件，其起到形成上述无刷电动机的一部分构成部件的作用。

尽管上面已在每个相激励电流具有正弦波形的前题下对电动机驱动方法加以说明，但是本领域的技术人员应理解，驱动电流可以以非正弦波的其它各种波形来形成。以这样的各种修改来改变的无刷电动机可落入本发明的概念中。因此，所公开的特定装置旨在仅是说明性的，而并不局限于本发明的范围，本发明的范围将由下面的权利要求及其所有等同设置来限定。

Claims (8)

1.一种三相交流电动机，包括：

定子，包括其上承载着从U相绕组、V相绕组及W相绕组中选择的第一相绕组的第一相定子极、其上承载着从U相绕组、V相绕组及W相绕组中选择的第二相绕组的第二相定子极以及其上不承载绕组的第三相定子极，所述第一相定子极、所述第二相定子极和所述第三相定子极按照所述第一相定子极、所述第二相定子极和所述第三相定子极的顺序依次设置；以及

可旋转地支撑在所述定子的定子极内侧的转子；

其中所述第一和第二相绕组分别包括所述U相绕组和所述W相绕组，所述U相绕组以波形沿着与所述转子的轴向平行的第一方向缠绕在每个所述第一相定子极上，所述W相绕组以波形沿着与所述转子的轴向平行的第二方向缠绕在每个所述第二相定子极上，所述U相绕组和所述W相绕组利用三相交流电流来被激励，以允许所述定子电磁地产生三相交流电磁作用，所述转子通过所述三相交流电磁作用来被驱动。

2.根据权利要求1所述的三相交流电动机，其中：

所述定子的每个所述定子极具有面对所述转子的一个表面，所述表面具有基本上三角形形状、基本上梯形形状和基本上菱形形状中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的三相交流电动机，其中：

依次设置的所述第一相定子极之一、所述第二相定子极之一和所述第三相定子极之一在360°电角的范围内形成。

4.根据权利要求1所述的三相交流电动机，其中：

所述三相交流电流包括负U相电流、正V相电流、负V相电流和正W相电流；

所述第二方向与所述第一方向相反，所述W相绕组以与所述第一方向相反的所述第二方向缠绕在每个所述第三相定子极上，使得在所述定子的圆周方向上或者在所述转子的轴向上，所述U相绕组和所述W相绕组不彼此相交；并且

所述U相绕组利用所述负U相电流与所述正V相电流之和来被激励，所述W相绕组利用所述正W相电流与所述负V相电流之和来被激励，对所述U相绕组和所述W相绕组的激励允许所述定子电磁地产生用以驱动所述转子的所述三相交流电磁作用。

5.根据权利要求1所述的三相交流电动机，其中：

每个所述U相定子极和每个所述W相定子极具有面对所述转子的一个表面，所述U相定子极的所述一个表面具有基本上三角形形状和基本上梯形形状之一，且所述W相定子极的所述一个表面具有基本上三角形形状和基本上梯形形状之一。

6.根据权利要求4所述的三相交流电动机，其中：

所述第一和第二相绕组的端部共同连接于中性点；以及

所述三相交流电流被施加到所述第一和第二相绕组以及所述中性点。

7.根据权利要求1所述的三相交流电动机，其中：

所述定子极分别包括分离的定子极，它们成整块地组装到所述定子上。

8.根据权利要求1所述的三相交流电动机，其中：

所述第一相绕组和所述第二相绕组分别包括通过使用成形单元而形成的线圈。

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