CN101847919A - 具有改进定子结构的磁阻电动机 - Google Patents

Abstract

在电动机中，固定元件设置有M个(M是正整数)第一极，所述第一极位于360电角度内两两之间以间隔布置。多个绕组至少部分的被分别绕制在间隔中。可运动元件相对于固定元件可活动的设置，并且设置有K个(K是正整数)第二极。第二极的个数K不同于第一极的个数M。单向电流提供单元提供单向电流到至少一个绕组以在至少一个第一极和相应的至少一个第二极之间产生引力，由此相对于固定元件移动可运动元件。

Description

具有改进定子结构的磁阻电动机

相关申请的交叉引用

本申请是以分别于2008年11月14和2009年5月15日提出的日本专利申请No.2008-292142和No.2009-119063为基础的。本申请权利要求享有上述日本专利申请的优先权，因此其所有的内容通过引用全部合并于此。

技术领域

本发明涉及能安装在各种机动车辆(诸如载客汽车和卡车)，各种类型的工业设备，以及各种家用电器中的磁阻电动机，并且涉及包括这样电动机的系统和驱动电动机的电路。

背景技术

三相AC(交流)电动机具有广泛的应用，其中一个例子被公开在公开号为No.2005-110431的日本专利申请中。

图120是阐述了作为这样的三相AC电动机例子的表面永磁同步电动机的概略结构的轴向截面视图。

图120所示的电动机具有输出轴811，基本上环形的转子芯812，和永磁体的一对N极和S极817和818。该电动机还具有一对轴承813，基本上环形的定子芯814，和基本上圆柱形内中空的电动机壳体816，其具有在该电动机壳体816轴向上的开口。

输出轴811固定安装在转子芯812的内周。输出轴811设置在电动机壳体816的开口中以便其两端都从开口伸出，以及转子芯812安装在电动机壳体816中。电动机壳体816用轴承813可旋转地支撑输出轴811。N和S极817和818，例如，安装在转子芯812的外周以使N和S极在转子芯812的圆周方向上交替排列。转子芯812以及永磁体的N和S极817和818组成电动机的转子。

定子芯814由对齐叠压的多个磁性钢板组成。定子芯814安装在电动机壳体816中以便其内周与转子芯812的外周相对，并且两者之间具有气隙。三相定子绕组安装在定子芯814中。三相定子绕组的端部815自定子芯814引出。三相定子线圈和定子芯组成定子。

图121是图120中在线AA-AA上的横向截面视图。在图120和121中，使用双极、12槽三相永磁同步电动机。为了简单阐述电动机的结构，在图121中省略了输出轴811的剖面线。

图120和121所示的同步电动机的三相定子绕组的每一个都使用了分散的、整节距绕组。在图121中，定子芯184包括环形背轭和12个向内凸出并且相互之间在周向上等节距设置的齿821、822、823、824、825、826、827、828、829、82A、82B以及82C。周向相邻齿间的空隙提供定子芯814的12个槽。U、V和W相定子绕组分散地设置在定子芯184的相应的槽中。

特别地，第一U相绕组从槽82Q到槽82K绕制，第二U相绕组从槽82D到槽82J绕制。第一V相绕组从槽82G到槽82P绕制，第二V相绕组从槽82H到槽82N绕制。第一W相绕组从槽82L到槽82F绕制，第二W相绕组从槽82M到槽82E绕制。将U、V和W相绕组中的每一个所绕制的槽之间的节距设置为180电角度。

图122是定子芯184的内周表面在其圆周(旋转)方向上展开视图；该视图的水平轴通过以度数为单位的相应电角来表示定子在其旋转方向上的位置。注意到，因为电动机是双极电动机，定子在其旋转方向上的给定位置的电角与定子的相应位置的机械角度保持一致。

在图122中，参考字母U代表第二U相绕组的引出端，和，将U相电流Iu提供给引出端U。参考字母V代表第二V相绕组的引出端，和，将V相电流Iv提供给引出端V。参考字母W代表第二W相绕组的引出端，和，将W相电流Iw提供给引出端W。

参考字符831代表将第一和第二U相绕组串联连接的连接线，参考字符832代表将第一和第二V相绕组串联连接的连接线，和参考字符833代表将第一和第二W相绕组串联连接的连接线。U相线圈(串联连接的U相绕组)、V相线圈(串联连接的V相绕组)和W相线圈(串联连接的W相绕组)以星形结构相互连接以形成定子的定子线圈。参考字母N代表星形连接的三相线圈的中性点。

图123概略的阐述了上面所述的永磁同步电动机的定子线圈(三相线圈)的连接结构以及用于永磁同步电动机的控制装置。在图123中，参考字符834代表U相线圈，参考字符835代表V相线圈，和参考字符836代表W相线圈。

控制装置具有三相逆变器和DC电池84D。三相逆变器包括第一对串联连接的高、低侧功率晶体管841和842，和第二对串联连接的高、低侧功率晶体管843和844，和第三对功率晶体管845和846。续流二极管847、848、849、84A、84B和84C分别跨接功率晶体管841、842、843、844、845以及846反并联连接。

运行三相逆变器将来自DC电池84D供应的DC电压转换为三相AC电流Iu Iv和Iw，并且分别将三相AC电流Iu Iv和Iw提供给三相线圈834、835和836，由此来驱动三相电动机。

图120到123中所述的这样的表面永磁同步电动机作为高效电动机被广泛的应用。然而，从更高的性能、更小尺寸和更低价格的立足点来看，根据它们的应用，还有一些问题存在于这些表面永磁电动机中。

特别地，假设将电流I提供给这样的永磁同步电动机的定子绕组中的一个，并将磁通密度B施加在电动机的永磁转子上，作为无刷电动机的基本特征，会有根据下面等式的力F作用在转子上：

F＝BIL

其中L代表每一定子绕组的有效部分的长度。

因此，由无刷电动机产生的转矩T由下述等式表示：

T＝FR

其中R代表转子的半径。

图124概略的阐述了具有双极多磁通屏障转子的三相AC电动机的例子。

图124中所述的三相AC电动机定子的结构与图121所示的永磁同步电动机定子的结构相同。

三相AC电动机的转子包括软磁材料转子芯。转子还包括多个缝隙852，所述缝隙852形成于转子芯中以便使所述缝隙平行于转子芯的一个直径且相互之间间隔设置。

转子进一步包括多个薄磁磁路851，每一磁路形成在缝隙852中相应的一个与缝隙852中相应的可选择的相邻的另一个之间。特定的，缝隙852的作用是阻挡转子芯中的磁通。因此，缝隙852被称为“磁通屏障”。

磁通屏障852将磁通通过的方向限制为每个缝隙的方向(例如，图124中的垂直方向)。在每一缝隙的方向上的转子芯的相对两侧作为转子的一对磁极。

应该注意到与图123中所述的控制装置同一类型的控制装置可被用于驱动这些具有上述的多磁通屏障的三相AC电动机。

图125中阐述了另一常规电动机的横向截面。图125中所述的电动机被称为“开关磁阻电动机”。这样的开关磁阻电动机的例子在公开号为No.2002-272071的日本专利申请中公开。

开关磁阻电动机包括由多个磁钢板对齐叠压而形成的基本上环形的转子86L。转子86L在其外周表面具有四个凸极。四个凸极在周向以相等的节距设置。开关磁阻电动机也包括具有等节距设置的六齿的基本上环形的定子。已经有关于这样的开关磁阻电动机的很多研究，但是只有一些开关磁阻电动机被实际应用。

参考数字861代表一齿，A相线圈在正向和负向上(参见参考数字867和868)环绕该齿集中绕制；这使得齿861作为A相定子极。正向代表进入图125的纸面的方向，负向代表穿出图125的纸面的方向。

参考数字864代表一齿。如虚线所示，A相线圈在正向和负向上(参见参考数字86E和86D)环绕齿864集中绕制；这使得齿864作为负A相定子极。A相线圈通过连接线相互串联连接以提供A相绕组。

电流以正向流过每一A相线圈中的一组导体(导线)被定义为“正A相绕组”，电流以负向流过每一A相线圈中的一组导体(导线)被定义为“负A相绕组”。也就是，参考数字867和86E代表正A相绕组，参考数字868和86D代表负A相绕组。

当如图125所述的转子86L目前位于相对于参考位置R的旋转角θr时，提供A相电流以在正向上流过每一正A相绕组867和86E，并且在负向上流过每一负A相绕组868和86D。这就产生图125中由箭头86M所示的磁通量。

磁通量86M在A相定子极861和与A相定子极861相邻近的转子86L的一个凸极之间以及在A相定子极864和与A相定子极864相邻近的转子86L的一个凸极之间产生磁引力。该磁引力产生转矩以逆时针方向旋转转子86M。

参考数字863代表一齿，B相线圈在正向和负向(参见参考数字86B和86C)上环绕该齿集中绕制；这使得齿863作为B相定子极。参考数字866代表一齿。如虚线所示，B相线圈在正向和负向上(参见参考数字86J和86H)环绕齿866集中绕制；这使得齿866作为负B相定子极。B相线圈通过连接线相互串联连接以提供B相线圈构件。

与A相绕组类似，电流以正向流过每一B相线圈中的一组导体被定义为“正B相绕组”，电流以负向流过每一B相线圈中的一组导体被定义为“负B相绕组”。也就是，参考数字86B和86J代表正B相绕组，参考数字86C和86H代表负B相绕组。

参考数字865代表一齿，C相线圈在正向和负向(参见参考数字86G和86F)上环绕该齿集中绕制；这使得齿865作为C相定子极。参考数字862代表一齿。如虚线所示，C相线圈在正向和负向(参见参考数字869和86A)上环绕齿862集中绕制；这使得齿862作为负C相定子极。C相线圈通过连接线相互串联连接以提供C相线圈元件。

与A相和B相绕组类似，电流以正向流过其中的每一C相线圈中的一组导体被定义为“正C相绕组”，电流以负向流过其中的每一C相线圈中的一组C相绕组被定义为“负C相绕组”。也就是，参考数字86G和869代表正C相绕组，参考数字86F和86A代表负C相绕组。

在图125中所示的电动机中，根据转子86L相对于参考位置的旋转位置，A相电流、B相电流和C相电流从而被分别提供给相应的A相、B相和C相线圈。这产生作为总转矩的连续转矩以旋转转子86L。

同时改变A相电流流过每一正A相绕组的方向以及A相电流流过每一负A相绕组的方向可以保持不改变所产生的转矩的方向，这是因为该转矩是由软磁材料的磁引力产生的。这在B相和C相中也是成立的。然而，为了降低交替转子极的次数，图125所示的A、B、C相电流的流动方向能减少在转子中的铁损是公知的。

图125中所示的开关磁阻电动机具有以下特征：

第一特征是由于其没有使用永磁体因此开关磁阻电动机成本低。

第二特征是，因为每一定子绕组环绕相应的齿而集中绕制，所以各个定子绕组的布置是简单的。

第三特征是利用了基于高磁通密度的转矩，因为作用在定子凸极和转子凸极之间的磁通是基于磁性钢板的饱和磁通密度的。

第四特征是转子可以以更高的RPM旋转因为该转子是坚固的。

发明内容

让我们考虑图121所示的永磁无刷电动机。假设在每一定子齿的磁性钢板的最大磁通密度B_max设定为2.0[特斯拉；T]，和每一槽接近转子和定子之间的气隙的开口端的圆周长度Ws与每一齿的圆周长度Wt相等。应该注意到磁性钢板的最大磁通密度根据例如所期望的应用在磁性钢板磁通饱和区域内被确定。

在这些假设中，作为电动机转矩的平均磁通密度变为1.0[T]。因此，图121所示的永磁无刷电动机可能存在一个问题即完全在齿上获得的2.0[T]的最大磁通密度B_max并不能被充分利用。特定的，考虑到小型化，由于与最大磁通密度B_max相同的原因，作为永磁无刷电动机的重要特性之一的峰值转矩可能是不充分的。

在图121所示的永磁无刷电动机定子的结构中，因为每一三相定子线圈被设计为离散的、整距绕组，所以各个三相绕组的布置是复杂的。这就使得生产定子线圈变得困难。

除了各个三相绕组的布置困难外，图121中所示的每一定子槽的开口端还具有狭窄的圆周长度。这可能使得在相应的槽中形成线圈匝作为三相绕组变得困难，从而减少了定子线圈的叠层系数。这就可能减少了由永磁无刷电动机所产生的转矩。

在形成线圈匝作为三相绕组中的困难可能也增加了沿转子的轴向从定子芯凸出的定子线圈的两端部；这可能增加了永磁无刷电动机的尺寸。在形成线圈匝作为三相绕组中的困难可能进一步降低了定子线圈的生产力；这可能增加了永磁无刷电动机的生产费用。

在图121所示的永磁无刷电动机转子的结构中，离心力作用于旋转的转子(永磁极817和818)上。因此，转子通常要求加固件以承受离心力；这可能增加转子的成本。作用在旋转转子上的离心力限制了永磁无刷电动机的最大允许的旋转速度。因为永磁无刷电动机的输出Pout由转矩和角速度的乘积ωm所表示，上面所述的永磁无刷电动机的旋转速度上的限制可能限制永磁无刷电动机的输出。

图121中所示的永磁无刷电动机转子的结构，因为转子具有非凸极结构，所以可能很难实现削弱磁场控制；这可能很难实现用于永磁无刷电动机基于削弱磁场控制的恒定输出控制。

高性能的永磁无刷电动机通常利用稀土磁体，作为它们的永磁体，比如钕铁硼(NdFeB)磁体。然而，因为稀土磁体是昂贵的，利用这样的稀土磁体的永磁无刷电动机具有增加成本的缺点。特别的，应该理解利用许多稀土磁体会引起自然能源的枯竭。

电动机，比如永磁无刷电动机，被用于各种负载条件中。例如，当永磁无刷电动机被用于电动或混合动力机车中时，就需要巨大的最大转矩，但是，在通常的运行期间，需要响应于相对轻的负载的转矩。因此，被用于电动和混合动力机车中的电动机在轻负载中的效率在燃料经济性中起相当大的作用。

考虑到电动机的效率，在永磁无刷电动机中具有焦耳损耗、铁损以及机械损耗。焦耳损耗归因于定子绕组中的电流的流动。铁损归因于基于永磁体的磁场的旋转。机械损耗在轴承之类物体上产生。特定的，在相对的轻负载期间，铁损可以在永磁无刷电动机的相当多的运行范围内成为问题。

特定的，在永磁无刷电动机与其输出轴一起旋转以致于不需要转矩期间的运行范围内，铁损大部分可归因于牵引转矩。即，在运行范围内，基于永磁无刷电动机的永磁体的磁场可能成为降低电动机效率的因素。

图123所示的永磁无刷电动机控制装置的结构中需要许多功率晶体管；这就增加了控制装置的成本。因为一对功率晶体管相互串行连接用于为每相定子线圈提供功率，所以逆变器效率可能由于用于每相定子线圈的一对串行连接的功率晶体管的开关功率损耗而被降低。

特定的，需要在性能、尺寸和成本上对永磁同步电动机和控制装置的设置上进行筛选。

在图124所示的多磁通屏障转子的结构中，因为磁路851和磁通屏障852是交替设置的，磁极的磁通密度接近于转子芯的软磁材料的饱和磁通密度的一半。这就产生一个问题即不能利用转子芯的软磁材料的最大磁通密度。另外，具有多磁通屏障转子的三相AC电动机的功率因数在0.6到0.8的范围内，因此不是很高。

另外，在这样的多磁通屏障转子的结构中，因为每一磁路都是窄的，所以当多磁通屏障转子以高RPM旋转时，旋转的转子要求加固件以承受作用其上的离心力。

在图125所示的开关磁阻电动机的结构中，随着每次激励时转子的旋转方向的改变，作用在定子和转子之间的径向力从一对相对的齿切换到另一对相对的齿之间。这可能引起定子在其径向上变形，导致定子严重的振动和/或可能产生噪声。

考虑到定子绕组激励的效率，每次电流被提供到三相绕组的六对(即十二个绕组)中的两对一相绕组(即四个绕组)来激励它们。换句话说，图125中所示的开关磁阻电动机三相定子绕组激励的效率是4/12＝1/3。因为1/3的定子绕组激励的效率是相对低的，可能导致由所激励的绕组产生的发热量(比如焦耳热)增加。

应该注意到与这样的开关磁阻电动机相关的另一题目已经在Akira Chiba和Tadashi Fukao“开关磁阻电动机中的蛋形图及其差异”(An Egg-shaped Diagramand its Discrepancies in Switched Reluctance Motor)IEEJ学报工业应用版第123卷(2003)第2期第82-89页中所描述。

如上所述，这些常用的电动机可能具有至少高成本、低效率、和/或大尺寸结构，比如其定子、转子、和/或定子绕组设置。这可能使得驱动这些常用电动机的电路具有巨大尺寸和高成本。因此，每一包括常用电动机和用于驱动其的电路之一的系统可能在成本和尺寸中也是巨大的而且降低效率。

考虑到前述的情况，本发明至少一个方面的目标是解决前述的问题中的至少一个。

本发明的至少一个方面的特定目标是提供电动机，其设计成具有低成本、高性能、和/或小尺寸结构的至少一个，比如其定子、转子和/或定子绕组设置。本发明至少一个方面的另一特定目标是提供每个均包括这样的电动机和用于驱动电动机的电路的系统。

根据本发明的一个方面，提供一种电动机。该电动机包括固定元件，其设置有在360电角度内两两之间具有间隔的M个(M是正整数)第一极，和多个分别至少部分的在该间隔内绕制的绕组。该电动机包括相对于固定元件可运动的设置的可运动的元件，，其具有K个(K是正整数)第二电极。第二电极的数量K与第一电极的数量M不相同。电动机包括单向电流供应单元，其提供单向电流到至少一个绕组以便在至少一个第一电极和相应的至少一个第二电极之间产生引力以便由此相对于固定元件移动可运动的元件。

附图说明

本发明的其它目标和方面将参考相应的附图从下述实施例的描述中变得显而易见，其中：

图1A是轴向截面视图，阐述了根据本发明第一实施例的同步磁阻电动机的概略结构；

图1B是图1A中以线IB-IB截取的横向截面视图；

图2是示意地阐述根据第一实施例控制装置的示例的电路图；

图3是示意地阐述根据第一实施例控制装置的另一示例的电路图；

图4是示意地阐述图1A和1B所示的电动机的运行的视图；

图5是以图表形式概略阐述图1A和1B所示的电动机电流和转矩之间关系的示例的视图；

图6是示意地阐述了用于图1A和1B中所示的电动机定子绕组的激励模式，和由被激励的定子绕组所产生的转矩的示例的正时图；

图7是示意地阐述了图1A和1B所示的电动机以再生模式运行的视图；

图8是示意地阐述了在再生模式中的激励形式和由激励的定子绕组所产生的转矩的实施例的正时图；

图9是根据第一实施例的磁阻电动机第一变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图10是根据图9所示的磁阻电动机的变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图11是概略的阐述了图9所示的电动机的运行的视图；

图12是概略阐述了用于图9中所示的电动机定子绕组的激励形式以及由激励的定子绕组产生的转矩的实施例的正时图；

图13是示意地阐述了应用本发明的其它许多类型电动机的表；

图14是根据第一实施例的磁阻电动机的第二变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图15是根据第一实施例的磁阻电动机的第三变型的双转子电动机(dualmotor)的横向截面视图；

图16是根据图15中所示的双转子电动机的变型的双转子电动机的横向截面视图；

图17是根据第一实施例的磁阻电动机的第四变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图18是根据第一实施例的磁阻电动机的第五变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图19是根据第一实施例的磁阻电动机的第六变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图20是根据图19中所示的磁阻电动机的变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图21是示意地阐述了根据图20所示的变型的驱动电路示例的电路图；

图22是根据第一实施例的磁阻电动机的第七变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图23是根据第一实施例的磁阻电动机的第八变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图24是根据第一实施例的磁阻电动机的第九变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图25是根据图24所示的磁阻电动机的变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图26是示意地阐述了指示了图22中所述的电动机所使用的永磁体的磁场强度和磁通密度之间的关系的示例的特征曲线的视图；

图27是根据第一实施例的磁阻电动机的第十变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图28是示意地阐述了图27中所述的磁阻电动机的每一定子极的形状的示例的视图；

图29是示意地阐述了嵌入图27中所述的磁阻电动机每一定子极中的至少一个永磁体的各种设置和形状的视图；

图30是根据图27所示的磁阻电动机的变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图31是根据第一实施例的磁阻电动机的第十一变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图32是根据第一实施例的磁阻电动机的第十二变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图33是根据第一实施例的磁阻电动机的第十三变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图34是根据第一实施例的磁阻电动机的第十四变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图35是根据第一实施例的磁阻电动机的第十五变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图36是根据第一实施例的磁阻电动机的第十六变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图37是根据第一实施例的磁阻电动机的第十七变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图38是根据第一实施例的磁阻电动机的第十八变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图39是根据第一实施例的磁阻电动机的第十九变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图40是根据第一实施例的磁阻电动机的第二十变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图41是根据第一实施例的磁阻电动机的第二十一变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图42是根据图41所述的磁阻电动机的变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图43是对图42中所述的电动机的转子进行变型后的磁阻电动机的横向截面视图；

图44是对图42中所述的电动机的转子进行变型后的磁阻电动机的横向截面视图；

图45是根据第一实施例的磁阻电动机的第二十二变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图46是根据第一实施例的磁阻电动机的第二十三变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图47是根据第一实施例的磁阻电动机的第二十四变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图48是根据第一实施例的磁阻电动机的第二十五变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图49是根据第一实施例的磁阻电动机的第二十六变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图50是根据第一实施例的磁阻电动机的第二十七变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图51是根据第一实施例的磁阻电动机的第二十八变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图52是根据第一实施例的磁阻电动机的第二十九变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图53是根据第一实施例的磁阻电动机的第三十变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图54是根据第一实施例的磁阻电动机的第三十一变型的磁阻电动机的横向截面视图；

图55是通过扩展图54中所述的磁阻电动机而获得的磁阻电动机的横向截面视图；

图56是示意地阐述了图54所述的电动机的运行的视图；

图57是示意地阐述了用于图54中所述电动机的定子绕组的激励形式以及由所激励的定子绕组产生的转矩的示例的正时图；

图58是相应于图54和被用于描述允许图54中所述的电动机输出连续转矩的条件的横向截面视图；

图59是相应于图54和被用于描述每一主凸极在逆时针方向上未产生转矩的条件的横向截面视图；

图60是示意地阐述了每一主凸极的周向宽度值、每一槽的最里面开口端部的周向宽度值，以及每一辅凸极的周向宽度Hh的最大和最小值的组合的表；

图61是示意地阐述了图54所述的磁阻电动机的变型的横向截面视图；

图62是示意地阐述了改变根据第一实施例的磁阻电动机的特征的可选择示例的横向截面视图；

图63是示意地阐述了根据第一实施例的磁阻电动机的横向截面视图；

图64是示意地阐述了根据第一实施例的磁阻电动机的横向截面视图；

图65是示意地阐述了根据第一实施例的磁阻电动机(12S8R电动机)结构的示例的横向截面视图；

图66是示意地阐述了根据第一实施例的在转子旋转方向上图1B中所述的每一转子极的外表面形状的示例的展开视图

图67是示意地阐述了根据第一实施例的图9中所述的每一定子极内表面形状的示例的展开视图；

图68是示意地阐述了根据第一实施例的图9中所述的每一定子极内表面的形状的示例的展开视图；

图69是示意地阐述了与根据第一实施例及其各变型的电动机中的漏磁通相关的一种方法的放大的横向截面视图；

图70是示意地阐述了与根据第一实施例及其各变型的电动机中的漏磁通相关的可选择的测量的横向截面视图；

图71是示意地阐述了图70所述的电动机的变型的横向截面视图；

图72是示意地阐述了提高根据第一实施例的磁阻电动机的最大转矩的第一方法的视图；

图73是示意地阐述了提高根据第一实施例的磁阻电动机的最大转矩的第二方法的视图；

图74是示意地阐述了根据第一实施例的磁阻电动机的一个齿中磁特性曲线的图表；

图75是示意地阐述了提高根据第一实施例的磁阻电动机的最大转矩的第三方法的视图；

图76是示意地阐述了提高根据第一实施例的磁阻电动机的最大转矩的第四方法的视图；

图77是示意地阐述了提高根据第一实施例的磁阻电动机的最大转矩的第五方法的视图；

图78是示意地阐述了根据第一实施例的转子和定子之间的气隙的放大视图；

图79是示意地阐述了根据第一实施例的施加有一种实现更高输出转矩的方法的磁阻电动机的横向截面视图；

图80是示意地阐述了用于根据第一实施例及其各变型中的任意一个的磁阻电动机的三相定子线圈的切换装置的示例的视图；

图81是示意地阐述了根据第一实施例及其各变型中的任意一个的定子的部分的横向截面放大视图；

图82是示意地阐述了通过扩展图54中所述的双极定子而设计的并且从转子的轴端侧观察的四极定子模型的横向截面视图；

图83是图82中以线AG-AG为界的定子的轴向截面视图；

图84是示意地阐述了根据第一实施例及其各变型的并且从转子的轴端侧观察的四极、十二槽的定子模型的横向截面视图；

图85是示意地阐述了根据第一实施例及其各变型的并且从转子的轴端侧观察的六极、十八槽的定子模型的横向截面视图；

图86是图84中以线AF-AF为界的图84所示定子的轴向截面视图；

图87是图84中以线AE-AE为界的图84中所示的定子的轴向截面视图；

图88是根据第一实施例的在圆周方向上展开的B相线圈的线圈端子和导体的概略图；根据第一实施例，当从转子侧观察时B相线圈的线圈端子和导体的形状具有大致的环形形状。

图89是示意地阐述了作为图84所述的定子芯的变型的定子芯的横向截面视图；

图90A是示意地阐述了根据第一实施例及其各变型的且从转子轴端侧观察的八极电动机的横向截面视图；

图90B是示意地阐述了图90A所述的从转子轴端侧观察的八极电动机的平面视图；

图90C是图90A所述的一个分隔部分(结合部分)的放大视图；

图90D是图90A所示的电动机的部分轴向截面视图；

图91是如图15或16中所述的双转子电动机的轴向截面视图；

图92是如图15或16中所述的双转子电动机的轴向截面视图；

图93是如图15或16中所述的双转子电动机的轴向截面视图；

图94是示意地阐述了根据第一实施例的磁阻电动机的横向截面视图，用于该磁阻电动机的控制装置的结构更加简单；

图95是示意地阐述了根据第一实施例用于控制在图94中所述的磁阻电动机的控制装置的电路图；

图96是示意地阐述了作为图95所述的控制装置的变型的控制装置的电路图；

图97是示意地阐述了根据第一实施例的更加简化的控制装置的结构的电路图；

图98是示意地阐述了作为图3中所述的控制装置的变型的控制装置的电路图；

图99是根据第一实施例，安装在磁阻电动机每一齿两侧表面的磁性构件的轴向截面放大视图，安装方式与图73的(b)一致；

图100是示意地阐述了图54所述的磁阻电动机的变型的示例的横向截面视图；

图101是示意地阐述了根据第一实施例设计成在最大转矩增加模式和磁通密度减少模式都能运行的控制装置的电路图；

图102是示意地阐述了根据第一实施例设计成在最大转矩增加模式和磁通密度减少模式都能运行的控制装置的电路图；

图103是根据本发明第二实施例的磁阻电动机的横向截面视图；

图104是示意地阐述了用于图103中所述的电动机定子绕组的激励模式以及由激励定子绕组产生的转矩的示例的时间表；

图105是根据本发明第三实施例的磁阻电动机的横向截面视图；

图106是示意地阐述了用于图105中所述的电动机定子绕组的激励模式以及由激励定子绕组产生的转矩的示例的时间表；

图107是示意地阐述了根据第一到第三实施例及它们的变型的控制装置的功能结构的示例的方框图；

图108是示意地阐述了电动机的基本电磁模型的视图；

图109是示意地阐述了在每一取样点(I，θr)处到每一相定子绕组的漏磁通

的数量ψ(I，θr)的表，其储存在图107所述的数据库中；

图110是示意地阐述了与在每一采样点(TC，θr)到每一相定子绕组的漏磁通的数量ψ(I，θr)相关的在每一采样点(TC，θr)的数据P(TC，θr)的表，其能以替换图109中的表的方式或与图109中的表一起被存储在图107中所述的数据库中；

图111是示意地阐述了图107中所述的控制装置的功能结构的变型的方框图；

图112是示意地阐述了用于根据第一到第三实施例及它们的变型的磁阻电动机定子绕组的激励模式的另一示例的正时图；

图113是示意地阐述了图54所述的磁阻电动机的主凸极激励数与辅凸极激励数之间比例的示例的图表；

图114是示意地阐述了根据第一到第三实施例及它们的变型的磁阻电动机(12S4R电动机)结构示例的横向截面视图；

图115是示意地阐述了图114中所述的12S4R电动机的变型的横向截面视图；

图116是示意地阐述了图114中所述的12S4R电动机的另一变型的横向截面视图；

图117是示意地阐述了图116中所述的12S4R电动机的另一变型的横向截面视图；

图118是示意地阐述了根据第一到第三实施例及它们的变型的在到电动机模型的每一A和C相绕组的磁链

和每一A和C相电流之间的关系的图表；

图119是示意地阐述了当由相同水平电流激励A和C相绕组时所达到的每一感应系数La和Lc的特征曲线与图118所述的周期特征曲线基本类似的图表；

图120是阐述了传统的表面永磁同步电动机的概略结构的轴向截面视图；

图121是图120中以线AA-AA为界的横向截面视图；

图122是在图120和121所述的定子芯在其圆周(旋转)方向上的内部圆周的展开视图；

图123是示意地阐述了传统的永磁同步电动机的定子线圈(三相定子线圈)的连接结构和用于其的控制装置的电路图；

图124是示意地阐述了具有双极多磁通屏障转子的传统三相AC电动机的横向截面视图；以及

图125是示意地阐述了具有双极多磁通屏障转子的传统开关磁阻电动机的横向截面视图。

具体实施方式

本发明的实施例将参考附图在下文中进行描述。在每一实施例中，本发明是，例如，应用于磁阻电动机；该磁阻电动机是各种类型电动机的一个示例。

第一实施例

参考附图，在附图中相似的参考字符涉及几幅附图中相似的部分，所示出的是同步磁阻电动机110。

图1A和1B所示的电动机110设置有输出轴1和四凸极转子(可运动的元件)2。电动机110还设置有一对轴承3、基本上环形的定子芯4以及在其轴向上具有开口的基本上圆柱形的内部中空的电动机壳体6。

四凸极转子(简单的被称作“转子”)2具有大致环形的形状以及在其中心部分的轴向上的通孔A0Z。转子2同轴安装在电动机壳体6中。在转子2的轴向方向上穿过转子2的中心部分的轴线将在下文中被称作“中心轴线”。

输出轴1被固定安装在转子2的通孔A0Z的内表面上。输出轴1被设置在电动机壳体6的开口中以便其两端都从开口中伸出。电动机壳体6通过轴承3可旋转地支撑输出轴1。

转子2由，例如，对齐叠压的多个作为软磁材料示例的磁性硅钢板组成。转子2具有四个凸极A0K。四个凸极A0K中的每一个被形成为其相应的外圆周部分径向的向外凸出。因此，转子2的每一个凸极A0K的外表面具有凸出的圆周圆形。

四个凸极包括第一和第二对相对凸极。四个凸极在圆周上以相等的节距设置。

定子芯4由，例如，对齐叠压的多个作为软磁材料的示例的磁性硅钢板叠组成。定子芯4设置在电动机壳体6内以便其中心轴线与转子2的中心轴线同轴并且其内圆周与转子2的外圆周相对并在内圆周和外圆周之间具有气隙。

三相定子线圈安装在定子芯4中。三相定子线圈和定子芯4组成定子(固定元件)。

应该注意到，为了简化描述根据本发明实施例的每一电动机的结构和运行，剖面线在一些附图中被省略了。

接下来，将参考图1B全面的描述定子的结构。

定子芯4包括环形背轭BY和自背轭BY的内圆周径向向内凸出并且在圆周方向上彼此之间等节距设置的六个齿A01，A02，A03，A04，A05和A06。齿A01，A02，A03，A04，A05和A06中的每一个都作为一凸极。每一齿(凸极)的内表面具有凹入的圆周圆形，其曲率等于转子2的每一凸极的外表面的曲率。圆周方向上相邻齿之间的空间提供定子芯4的6个槽A08，A09，A0A，A0B，A0C和A07。

如图1A和1B所述的电动机110的每一三相定子线圈，集中的、整距绕组被使用。

A相线圈A0D和A0G以180电角度的节距被集中的绕制在齿A06和A01之间的槽A07中以及齿A03和A04之间的槽A0A中。参考字符A0L代表A相线圈A0D和A0G末端的绕制路径。

同样地，B相线圈A0F和A0J以180电角度的节距被集中的绕制在齿A02和A03之间的槽A09中以及齿A05和A06之间的槽A0C中。参考字符A0M代表B相线圈A0F和A0J末端的绕制路径。

另外，C相线圈A0H和A0E以180电角度的节距被集中的绕制在齿A04和A05之间的槽A0B中以及齿A01和A02之间的槽A08中。参考字符A0N代表C相线圈A0H和A0E末端的绕制路径。

在第一实施例中，电动机110的驱动方式是提供直流电流以正向和负向流过A、B、C相线圈中的每一个，正向和负向由在图1B中所示的圈叉和圈点符号标示。正向代表进入图1B的纸面的方向，以及负向代表流出图1B的纸面的方向。

具体地，直流电流正向流过的A相线圈中的在槽中的导体组被定义为“正A相绕组(A0D)”，直流电流负向流过的A相线圈中的在槽中的导体组被定义为“负A相绕组(A0G)”。

同样地，直流电流正向流过的B相线圈中的在槽中的导体组被定义为“正B相绕组(A0F)”，直流电流负向流过的B相线圈中的在槽中的导体组被定义为“负B相绕组(A0J)”。另外，直流电流正向流过的C相线圈中的在槽中的导体组被定义为“正C相绕组(A0H)”，直流电流负向流过的C相线圈中的在槽中的导体组被定义为“负C相绕组(A0E)”。

每一线圈端部A0L、A0M和A0N被设置为跨越背轭BY的相应的一半，但是能被设置为跨越背轭BY的各自一半。

参考字符Ht代表每一齿的内表面的圆周电角宽度。参考字符Hm代表转子2每一凸极A0K的外表面的圆周电角宽度。圆周电角宽度Ht和Hm的每一个都可以例如设置成30电角度。应该注意到，在第一实施例中，“圆周电角宽度”也将在下文中简单的被称作“圆周宽度”。

图1B所示的参考位置R是穿过正A相绕组A0D中心，转子2(输出轴1)的中心轴线，以及负A相绕组A0G中心的平面。转子2的目前旋转位置由导致转子2旋转的一个凸极的一个边缘与图1B中所示的参考位置R之间的θr表示。

应该注意到将在下文中定义如何描述说明书“具体实施方式”中所述的各种类型的电动机。特定的，当电动机模型具有M个定子凸极和K个转子凸极时，电动机被称作“MSKR电动机”。例如，根据第一实施例，当电动机具有六个定子凸极(M＝6)和四个转子凸极(K＝4)时，电动机110称作“6S4R电动机110”。换句话说，因为每相具有两个定子极，电动机110将在下文中被称作“双极电动机”。

假设转子2的旋转方向被设置为逆时针方向CCW，转子2例如目前位于接近图1B所示的旋转角θr以便转子2的第一对凸极中的一个开始面向齿A01并且转子2的第一对凸极中的另一个开始面对齿A04。逆时针方向CCW将在下文中被称作“CCW”。

在那时，为了在旋转位置θr产生CCW方向上的转矩T，A相电流Ia被提供以流过正A相绕组A0D(参考圈叉)以及负向的流过负A相绕组A0G(参考圈点)。

同时地，C相电流Ic被提供以正向地流过正C相绕组A0H(参考圈叉)以及负向的流过负C相绕组A0E(参考圈点)。

根据安培右手定则，流过A相线圈的A相电流Ia和流过C相线圈的C相电流Ic感应出从齿A04到A01的穿过转子2的磁通；该感应的磁通在图1B中以粗箭头A0P所示。

感应的磁通A0P在齿A01和转子2的第一对凸极中的一个之间以及在齿A04和转子2的第一对凸极中的另一个之间引起磁场引力。引力在转子2中产生CCW方向上的转矩T，以旋转转子2。

在那时，没有电流流过正、负B相绕组A0F和A0J。另外，在基本上正交于磁通A0P的方向，即，朝向定子极A02和A03以及朝向定子极A05和A06的方向上没有磁通产生，因为基于A相电流Ia和C相电流Ic的磁通势相互抵消。如果A相电流Ia和C相电流Ic彼此幅值不同，那么将在基本上正交于磁通A0P的方向上产生磁通，因为产生了与该幅值差异成比例的磁通势。

用于将A、B、C相电流Ia、Ib和Ic分别提供给A、B、C相线圈的控制装置的示例如图2中所示。

图2所示的控制装置CC被设计为具有简单结构的逆变器。

参考字符561代表A相线圈(正和负A相绕组A0D和A0G)，参考字符562代表B相线圈(正和负B相绕组A0F和A0J)。参考字符563代表C相线圈(正和负C相绕组A0H和A0E)。

图2所示的控制装置CC具有DC电源，比如电池53A，第一到第三功率晶体管564到566，以及第一到第三二极管567到569。例如，双极晶体管被用作第一到第三功率晶体管，简称为“第一到第三晶体管”。

电池53A的正极端子连接到第一到第三晶体管564到566每一个的集电极。电池53A的负极端子连接到第一到第三晶体管564到566每一个的发射极。A和B相线圈561和562分别连接在晶体管564的集电极和电池53A的正极端子之间以及晶体管565的集电极和电池53A的正极端子之间。另外，C相线圈563连接在晶体管565的集电极和电池53A的正极端子之间。

二极管567、568和569中的每一个的阳极连接在线圈561、562和563中相应的一个和晶体管564、565和566中相应一个的集电极相互连接的节点上。

图2所示的控制装置CC也具有扼流圈Ldcc，第四晶体管(比如双极晶体管)56A，二极管56B，以及电容器56C。扼流圈Ldcc的一端连接到电池53A的正极端子，其另一端连接到第四晶体管56A的发射极。

二极管56B的阴极连接在晶体管56A的发射极和扼流圈Ldcc的另一端相互连接的节点上。二极管56B的阳极连接到电池53A的负极端子。

电池53A，扼流圈Ldcc和第四晶体管56A相互串联连接组成串联元件。电容器56C与该串联元件并联连接。即，电容器56C的一个电极连接到晶体管56A的集电极，电容器56C的另一电极连接到电池53A的负极端。

第四晶体管56A的集电极连接到每一二极管567、568和569的阴极。

第四晶体管56A、扼流圈Ldcc和二极管56B作为一个DC/DC变换器。

控制装置CC具有驱动器DR。由例如微处理器及其周围电路组成的驱动器DR连接到第一到第四晶体管567、568、569和56A每一个的基极。

为了励磁A相线圈561，驱动器DR提供电信号到第一晶体管564的基极以使其导通。这样允许A相电流基于电池53A的电压(电池电压)VM流过A相线圈561和第一晶体管564。同样地，导通第二和第三晶体管565和566的每一个都使得相应的相绕组被励磁。

例如，当电动机的旋转被突然减速时，在每一定子线圈内产生再生电功率。再生电功率通过二极管567到569中的相应一个输出作为再生电流。再生电流在闭合回路中(线圈561、二极管567、电容器56C、电池53A以及线圈561)为电容器56C充电。

在电容器56C的充电电压被DC/DC变换器变换成在电池53A中可充电的电压。因此变换的电压就被充入到电池53A中。

应该注意到电容器56C的另一电极可被连接到点P，电池53A的正极端子也被连接到该点P。在该结构中，点P和电池53A的负极端之间的线L应该被省略。

特定的，驱动器DR提供电信号到第四晶体管56A的控制端子以使其导通。这样允许电容器56C中的充电电压产生流向扼流圈Ldcc的DC电流Irc。这在扼流圈Ldcc中充入磁能。当驱动器DR关闭第四晶体管56A时，充入的磁能使得电流Irc流过二极管56B和电池53A由此为电池53A充电。应该注意到，参考字符VM代表电池53A的电压，参考字符VH代表基于将被充入到电容器56C中的再生电流的再生电压。

如上所述，操作图2中所述的控制装置CC以从电动机110的动能和磁能中获得再生电功率从而有效的恢复电池53A中的再生电功率。

应该注意到，图2中所述的再生电压VH能被设置成满足所需的电动机110的再生特性。特定的，当电动机110以更高RPM运转时，就必须减少每一定子绕组的电流减小时间。因为定子绕组中的电流的衰减意味着在定子绕组中产生磁能再生，所以再生电压VH越高，每一定子绕组电流减小时间减少的越多。

DC/DC变换器的结构能被变型。可提供并联于每一晶体管的缓冲器电路用于阻止高电压尖峰损坏相应晶体管。阻塞二极管，图2中以虚线表示的56D，可以反向并联的形式连接到每一晶体管。

用于将A、B和C相电流Ia、Ib和Ic分别提供给A、B和C相绕组的控制装置的可选择示例如图3所示。

图3中所示的控制装置CC1被设计为具有六个晶体管的逆变器。

在图3中，参考字符87D代表A相线圈(正和负A相绕组A0D和A0G)，参考字符87E代表B相线圈(正和负B相绕组A0F和A0J)。参考字符87F代表C相线圈(正和负C相绕组A0H和A0E)。

控制装置CC1具有DC电池84D。控制装置CC1包括第一对功率晶体管871和872，A相线圈连接其间，和第二对功率晶体管873和874，B相线圈连接其间。逆变器还包括第三对功率晶体管875和876，C相线圈连接其间。作为功率晶体管，例如使用双极晶体管。

特定的，每一高侧晶体管871、873和875的发射极通常被连接到相应的一相绕组的一端，它们的集电极通常被连接到电池84D的正极端子。每一低侧晶体管872、874和876的集电极通常被连接到相应的一相绕组的另一端，以及它们的发射极通常被连接到电池84D的负极端。

二极管877反向并联到串联连接的晶体管871和A相绕组87D，二极管878反向并联到串联连接的晶体管872和A相线圈87D。同样地，二极管879反向并联到串联连接的晶体管873和B相线圈87E，二极管87A反向并联到串联连接的晶体管874和B相线圈87E。另外，二极管87B反向并联到串联连接的晶体管875和C相线圈87F，二极管87C反向并联到串联连接的晶体管876和C相线圈87F。

图3中所示的控制装置CC1具有驱动器DR1。由例如微处理器及其外围电路组成的驱动器DR1被连接到每一晶体管871、872、873、874、875和876的基极。

例如，为了励磁A相线圈87D，操作驱动器DR1以提供电信号到每一晶体管871和872的基极以导通晶体管871和872，因此将从DC电池84D提供的DC电压施加到A相线圈87D。

为了恢复在晶体管871和872被激励期间在A相线圈87D中产生的磁能，操作驱动器DR1以关闭晶体管871和872。这样允许基于在A相线圈87D中产生的磁能的再生电流流过续流二极管877、电池84D以及续流二极管878。这样就对电池84D充电。

此时，晶体管872的导通同时晶体管871的关闭使得续流电流流过A相线圈87D、晶体管872以及二极管878。

用于A相线圈87D、晶体管871和872以及二极管877和878的DC电压施加控制、磁能恢复控制以及续流电流控制也能用于B相线圈87E、晶体管873和874以及二极管879和87A以及C相线圈87F、晶体管875和876以及二极管87B和87C。

应该注意到，如上所述，图3中所述的控制装置CC1被设计为使得电流仅在一个方向上流过每一定子线圈。当由于电动机110的运行而将负电压提供给每一晶体管时，可能需要另外将保护二极管(比如在图2以虚线所示的二极管56D)反并联地连接到每一晶体管871到876。这也可建立于根据本发明的用于使得电流仅以一个方向流过每一定子线圈的其它逆变器。

除了图2中所示的控制装置CC以外，为了减少每一定子绕组的电流减小时间，每一二极管能被连接到比DC电池84D电压更高的另一DC电池上。这能产生再生电压以恢复该另一DC电池。

接下来，图1A和1B中所示的电动机110的运行将在下文中参考图4(a)到(d)进行阐述。

特定的，当转子2目前位于接近图1B和图4(a)中所示的30度旋转角θr时，转子2的第一对凸极中的一个开始面向齿A01和转子2的第一对凸极中的另一个开始面向齿A04。

在那时，从控制装置CC或CC1提供的A相DC电流Ia正向的流过正A相绕组A0D(用圈叉表示)和负向的流过负A相绕组A0G(用圈点表示)。同时，从控制装置CC或CC1提供的C相DC电流Ic正向的流过正C相绕组A0H(用圈叉表示)和负向的流过负C相绕组A0E(用圈点表示)。

流过A相线圈的A相DC电流Ia以及流过C相线圈的C相DC电流Ic感生图4(a)中由粗箭头A0P所示从齿A04到齿A01的磁通。

感生磁通A0P在齿A01和转子2的第一对凸极中的一个之间以及齿A04和转子2的第一对凸极中的另一个之间产生磁引力。磁引力在转子2中产生CCW方向上的转矩T以CCW方向旋转转子2。

在那时，控制装置CC或CC1不提供DC电流流过B相绕组A0F和A0J。另外，在基本上正交于磁通A0P的方向(即，朝向定子极A02和A03和朝向定子极A05和A06的方向)上不产生磁通，因为基于A相DC电流Ia和基于C相DC电流Ic的磁通势相互抵消。

应该注意到，因为磁通A0P穿过B相线圈以致于其连接B相线圈，横跨B相绕组两端产生电压Vb；该电压Vb由以下表达式给出：

其中，Nw表示B相线圈的匝数，表示由励磁的A和C相线圈产生并连接B相线圈的磁通A0P。因此，磁通A0P也将在下文中称作“连接磁通(linkageflux)

”。

当转子2目前位于接近于图4(b)中所示的45度旋转角θr时，转子2的第二对凸极中的一个接近齿A03并且转子2的第二对凸极中的另一个接近齿A06。另外，转子2的第一对凸极中的一个面向齿A01和转子2的第一对凸极中的另一面向齿A04。

在那时，从控制装置CC或CC1提供的A相DC电流Ia正向的流过正A相绕组A0D(用圈叉表示)和负向的流过负A相绕组A0G(用圈点表示)。同时，从控制装置CC或CC1提供的B相DC电流Ib正向的流过正B相绕组A0F(用圈叉表示)和负向的流过负B相绕组A0J(用圈点表示)。

流过A相线圈的A相DC电流Ia以及流过B相线圈的B相DC电流Ib感生图4(b)中所示的从齿A06到齿A03的磁通A0P。

感生磁通A0P在齿A03和转子2的第二对凸极中的一个之间以及齿A06和转子2的第二对凸极中的另一个之间产生磁引力。磁引力在转子2中产生CCW方向上的转矩T以CCW方向旋转转子2。

在那时，控制装置CC或CC1不提供DC电流以流过C相绕组A0H和A0E。

当转子2目前位于接近与图4(c)中所示的60度旋转角θr时，转子2的第二对凸极中的一个面向齿A03并且转子2的第二对凸极中的另一个面向齿A06。另外，转子2的第一对凸极中的一个面向齿A01和转子2的第一对凸极中的另一个面向齿A04。

在那时，从控制装置CC或CC1提供的A相DC电流Ia正向的流过正A相绕组A0D(用圈叉表示)和负向的流过负A相绕组A0G(用圈点表示)。同时，从控制装置CC或CC1提供的B相DC电流Ib正向的流过正B相绕组A0F(用圈叉表示)和负向的流过负B相绕组A0J(用圈点表示)。

流过A相线圈的A相DC电流Ia以及流过B相线圈的B相DC电流Ib感生图4(c)中所示的从齿A06到齿A03的磁通A0P。

感生磁通A0P在齿A03和转子2的第二对凸极中一个之间以及齿A06和转子2的第二对凸极中的另一个之间产生磁引力。磁引力在转子2中产生CCW方向上转矩T以CCW方向旋转转子2。

在那时，控制装置CC或CC1不提供DC电流以流过C相绕组A0H和A0E。

当转子2目前位于接近与图4(d)中所示的75度旋转角θr时，转子2的第一对凸极中的一个接近齿A02并且转子2的第一对凸极中的另一个接近齿A05。另外，转子2的第二对凸极中的一个面向齿A03和转子2的第二对凸极中的另一面向齿A06。

在那时，从控制装置CC或CC1提供的B相DC电流Ib正向的流过正B相绕组A0F(用圈叉表示)和负向的流过负B相绕组A0J(用圈点表示)。同时，从控制装置CC或CC1提供的C相DC电流Ic正向的流过正C相绕组A0H(用圈叉表示)和负向的流过负C相绕组A0E(用圈点表示)。

流过B相线圈的B相DC电流Ib以及流过C相线圈的C相DC电流Ic感生图4(d)中所示的从齿A02到齿A05的磁通A0P。

感生磁通A0P在齿A02和转子2的第一对凸极中一个之间以及齿A05和转子2的第一对凸极中的另一个之间产生磁引力。磁引力在转子2中产生CCW方向上的转矩T以CCW方向旋转转子2。

在那时，控制装置CC或CC1不提供流过A相绕组A0D和A0G的DC电流。

如图4所示，在控制装置CC或CC1的控制下根据转子2的旋转位置θr互相切换A、B和C相电流Ia、Ib和Ic获得了连续旋转转子2的连续转矩。如上所述，将预先定向的DC电流Ia、Ib和Ic中的一对提供到相应的一对定子线圈会产生磁通A0P从而产生转矩T；这一对定子线圈位于磁性吸引相应一个转子极的各定子极的周向两侧。

特定的，根据第一实施例的电动机110具有以下特征，即电流Ia、Ib和Ic中的每一个都是单向(单一方向)电流以及每一定子线圈和相应的一个电流贡献于两个不同的电磁作用。另外，两相定子线圈作为两个单独的提供功率的路径。

因为每一定子绕组用于驱动在其周向两侧的相应的两定子极，换句话说，每一定子线圈用于驱动相应的四个定子极，所以每一功率晶体管用于驱动相应的定子极。例如，A相定子线圈用于驱动四个定子极A01、A07、A04以及A03。磁阻转矩，其由根据第一实施例的电动机110所产生，有效的利用了单向引力，而与磁通的方向无关。

根据第一实施例的电动机110的这些特征能减少电动机110的尺寸，以及减少控制装置CC或CC1的每一功率晶体管的电流容量。这些特征能可适用于后面描述的其它类型的电动机。

应该注意到，根据第一实施例的电动机110能由双向电流控制器驱动，该双向电流控制器用于向每一定子线圈双向地提供电流，因此，上述用于单独地励磁各定子线圈的双向电流控制器能包含在本发明的范围内。如后面将要描述的那样，在一些类型的电动机中，向每一定子绕组提供正和负电流能提高这些电动机的平均输出转矩特征、峰值输出转矩特征和恒定输出特征。

接下来，让我们定性地考虑由根据第一实施例的电动机产生的转矩T。

电动机在其最大转矩时的效率对于电动机的许多应用(诸如汽车)来说不是大问题；每一用于汽车的电动机需要产生其最大转矩的一半或少于一半，而在每一电动机中最大转矩并不经常被使用。

在这些应用中，电动机尺寸和成本的减少很大程度上取决于其最大转矩的特性。

让我们考虑图1A和1B中所示的并且在转子每一凸极和与该凸极相对的定子的一个相应齿之间的区域内被定位成接近30度旋转位置θr的电动机模型的转矩特性。该区域被划分为线性运行区域Aa和非线性运行区域As。

在线性运行区域Aa，转子每一凸极的软磁材料以及定子的一个相应齿的软磁材料都是磁性不饱和的。在非线性运行区域As，转子每一凸极的软磁材料以及定子的一个相应齿的软磁材料都是磁性饱和的。

在线性运行区域Aa，所产生的磁通密度Bx和所产生的磁链(flux linkage)

都利用下述等式(1)到(5)以A和C相电流Ia和Ic的每一个均是常数而B相电流Ib是零为条件概略的给出：

ωr＝dθr/dt  (1)

Bx＝Kb×Ix×Nw    (5)

其中Nw代表每一定子线圈的匝数，Ix代表提供给A相和C相线圈中的每一个的电流，Vx代表横跨一相线圈两端感生的电压，Kb代表磁通密度的比例常数，tc代表在转子轴向方向上的电动机的厚度，ωr代表转子旋转角速度，t代表时间，R代表转子的半径。

出现在等式(4)中的相对于转子的旋转位置变化的穿过一相绕组的磁链变化率

由下述等式(6)和(7)给出：

$=(\mathrm{tc}\×\mathrm{\ωr}\×\mathrm{\Δt}\×R\×\mathrm{Bx})/(\mathrm{\ωr}\×\mathrm{\Δt})$

$=(\mathrm{tc}\×\mathrm{\ωr}\×\mathrm{\Δt}\×R\×\mathrm{Kb}\×\mathrm{Ix}\×\mathrm{Nw})/(\mathrm{\ωr}\×\mathrm{\Δt})---\left(6\right)$

$=\mathrm{tc}\×R\×\mathrm{Kb}\×\mathrm{Ix}\×\mathrm{Nw}---\left(7\right)$

在那时，来自定子线圈的输入功率Pin由下面的等式(8)表示，假设每一定子线圈的阻抗Ra是零，电动机铁损Pfe和机械损耗都是零，转子和定子之间的气隙被设置的足够小：

应该注意到，系数2代表，在转子30度的旋转位置θr处，提供功率的定子线圈的个数，比如A相和C相线圈。

另外，电动机的机械输出Pout由以下等式(9)表示：

Pout＝T×ωr  (9)

其中T代表在线性运行区域Aa中的电动机的转矩。

根据等式(1)到(9)，在线性运行区域Aa中的电动机的转矩T由以下等式(10)给出：

$T=2\×\mathrm{Nw}\×\mathrm{d\φ}/\mathrm{dt}\×\mathrm{Ix}/\mathrm{\ωr}$

$=2\×\mathrm{Nw}\×d(\mathrm{tc}\×R\×\mathrm{Kb}\×\mathrm{Ix}\×\mathrm{Nw})\×\mathrm{\ωr}\×\mathrm{Ix}/\mathrm{\ωr}$

$=2\×\mathrm{Nw}\×\mathrm{tc}\×R\×\mathrm{Kb}\×\mathrm{Nw}\×{\mathrm{Ix}}^2---\left(10\right)$

从而，在线性运行区域Aa中的电动机转矩T与磁通密度的比例常数Kb成正比以及与电流Ix的平方成正比。

图5以图表的方式示出了图1A和1B所示的电动机110的电流Ix和转矩T之间的关系的示例。由参考字符Trm表示的粗特性曲线代表由电动机110获得的典型的电流-转矩特性曲线。在相应于从曲线Trm的原点O到运行点Tn(Tn点的电流Ix的值为A1，转矩T的值为T1)的曲线部分的电动机中的区域内，电动机的软磁材料的变化基本上是磁线性的。从而，转矩T和电流Ix之间的关系具有接近二次函数的特性曲线；该关系由等式(10)表示。

曲线Tm从运行点Tn到转矩饱和点Ts(Ts点的电流Ix的值为A2，转矩T的值为T2)的部分对应于电动机中的磁区，在磁区中电动机的软磁材料的接近定子极和转子极之间的气隙的那一部分的磁通密度变为饱和磁通密度2.0[T]。该区域中的电动机的转矩特性将在下面被描述。

电流大于转矩饱和点Ts的曲线T的部分相应于电动机内磁性饱和的区域，在该区域中除了电动机的接近气隙的部分以外，在电动机内形成的磁路(诸如背轭等)中的任一点也都是磁性饱和的。在磁路中的磁性饱和区域中，很难将电能施加到该气隙。

图5所示的特性曲线Tgs代表由这样一个电动机模型获得的电流-转矩特性曲线，在该电动机模型中每一定子极和相应的一个转子极之间的气隙的长度基本上等于具有特性曲线Trm的电动机110的每一定子极和相应的一个转子极之间的气隙长度的一半。

气隙的长度接近于零使得特性曲线Tgs接近于图5所示的基本上线性的特性曲线Tgz。

图5所示的特性曲线Tspm代表由表面永磁同步电动机模型获得的电流-转矩特性曲线，该种电动机的一个示例示于图121中。特别地，该电动机模型使用钕铁硼(NdFeB)永磁体作为其永磁体并产生1.2[T]数量级的磁通密度。

尽管NdFeB永磁体的饱和磁通密度数量级为1.2[T]，低于软磁材料的2.0[T]数量级的饱和磁通密度，但在NdFeB永磁体的表面上的磁通取决于其位置。因此，相对于转子旋转位置的变化的磁链变化率

是具有基本上线性的特性曲线Tgz的电动机中的变化率的两倍。这导致利用NdFeB永磁体的表面永磁同步电动机模型能被设计为其特性曲线Tspm具有比特性曲线Tgz更陡的梯度。

例如，表面永磁同步电动机模型的NdFeB永磁体每一个的平均磁通密度是1.0[T]，特性曲线Tspm的梯度等于特性曲线Tgz的梯度。上述电动机的特性曲线的梯度能被灵活设计。

接下来，让我们假设参考字符Bsat代表饱和磁通密度来获得非线性运行区域As中的转矩T。非线性运行区域As对应于从运行点Tn到转矩饱和点Ts的曲线Tm的部分，在这部分中，电动机软磁材料的接近气隙的部分是磁性饱和的。

相对于转子旋转位置的变化的磁链变化率由以下等式(11)给出：

$=(\mathrm{tc}\×\mathrm{\ωr}\×\mathrm{\Δt}\×R\×\mathrm{Bsat})/(\mathrm{\ωr}\×\mathrm{\Δt})$

$=\mathrm{tc}\×R\×\mathrm{Bsat}---\left(11\right)$

跨越产生转矩的一个定子线圈两端的电压Vx由以下等式(12)给出：

$=\mathrm{Nw}\×\mathrm{tc}\×R\×\mathrm{Bsat}\×\mathrm{\ωr}---\left(12\right)$

来自电动机定子绕组的输入功率Pin由以下等式(13)和(14)表示：

Pin＝2×Vx×Ix＝T×ωr        (13)

＝2×Nw×tc ×R×Bsat×ωr    (14)

非线性运行区域As中电动机的转矩T由以下等式(15)给出：

T＝2×Nw×Vx×Ix/ωr

＝2×Nw×tc×R×Bsat×ωr×Ix/ωr

＝2×Nw×tc×R×Bsat×Ix     (15)

因此，非线性运行区域As中电动机的转矩T与饱和磁通密度Bsat成正比以及与电流Ix成正比。非线性运行区域As中的电动机转矩T对应于曲线Tm从运行点Tn到转矩饱和点Ts的部分。

最大转矩T本质上与每一定子线圈的匝数Nw、转子轴向上电动机的厚度tc以及转子的半径R成比例。

根据已经描述过的内容，能够看出对减小电动机的大小和成本至关重要的电动机最大转矩的特性主要取决于饱和磁通密度Bsat。

应该注意到，等式(11)在预定条件满足时成立，这些预定条件包括：

第一条件是电动机中除了在每个转子凸极和与该凸极相对的定子上的一个相应齿之间的区域之外没有磁性饱和；以及

第二条件是将在转子圆周方向上的转子附近空间中的漏磁通密度设置得足够低于电动机软磁部分的磁通密度。

假设第一和第二条件在上述这些相比较的电动机中都同等地被满足。

关于每一定子线圈的磁能Ew用以下等式(16)表示：

例如，当转子2位于接近图4(a)所示的30度的旋转角θr时并且，当表示A相电流Ia和C相电流Ic中的每一个的电流Ix被提供流过A和C相线圈中的每一个时，由等式(16)表示的磁能出现在A和C相线圈中的每一个。从而，因为A和C相线圈的数量是二，整个电动机中的磁能是由等式(16)所表示的磁能的两倍。需要磁能以使计算为基于磁能增加或减小电流所需要的电压、电流和时间。

如上所述，电动机的最大转矩主要取决于电动机运行的饱和磁通密度Bsat。在如图1B中所述的电动机110的运行点上，电动机110利用了最大磁通密度。如上所述，当用磁性钢板生产电动机110的定子和转子时，可能利用2.0[T]数量级的磁通密度。

图1B中所述的磁阻电动机110的特征将在下文中通过与图121中所述的传统表面永磁同步电动机比较来描述。在磁阻电动机110的特征描述中，假设定子和转子间的气隙被设置的足够小，并且因此磁阻电动机110的励磁负担较小。

假设图121所述的传统电动机使用高效磁体，比如NdFeB，作为其永磁体，并且每一高效磁体的平均磁通密度是1.0[T]，图121中所述的电动机的每一定子齿的磁通密度则是2.0[T]的饱和磁通密度。因为作用为在图121所示的电动机的转矩的磁通密度是定子每一齿的磁通密度和每一槽的磁通密度的平均磁通密度，所以每一齿2.0[T]的饱和磁通密度的一半作用为图121中所示的电动机的转矩。即，1.0[T]的磁通密度提供图121中所示的电动机的转矩。

从而，作用为图121中所示的电动机的转矩的磁通密度低于作用为磁阻电动机110的转矩的磁通密度。

另外，相对于图121中所示的电动机的转子旋转位置的变化的磁链变化率是相对于磁阻电动机110的转子旋转位置的变化的磁链变化率的两倍。这是因为永磁体的磁通在大小和方向上主要取决于永磁体的位置，但是由软磁材料组成的转子2凸极的磁通的大小和方向，相对于定子极，能在软磁材料的磁滞回线内自由改变。

因此，磁阻电动机110的转矩在磁通密度方面是图121中所述的表面永磁电动机的转矩的两倍，但在磁通的位置依赖性方面是图121中所述的表面永磁电动机的一半。从而，磁阻电动机110的总转矩等于图121示的表面永磁电动机的总转矩。

另外，当图1B所示的且被定位成接近30度的旋转角度θr的磁阻电动机110的转子2被设计成输出最大转矩时，磁阻电动机110被设计为使用软磁材料的饱和磁通密度Bsat，该饱和磁通密度是其磁通密度的极限。

接下来，用于通过控制装置CC或CC1驱动磁阻电动机110的算法将参考图4在下文中进行描述。

如上所述，当转子2位于目前的接近图4(a)所示的30度的旋转角θr时，流过A相绕组A0D、A0G的A相DC电流Ia以及流过C相绕组A0H、A0E的C相DC电流Ic感生图4(a)所示的磁通A0P。磁通A0P在转子2中产生CCW方向上的转矩T以CCW方向旋转转子2。

当转子2位于目前的接近图4(b)所示的45度的旋转角θr时，流过A相绕组A0D、A0G的A相DC电流Ia以及流过B相绕组A0F、A0J的B相DC电流Ib感生图4(b)所示的磁通A0P。磁通A0P在转子2中产生CCW方向上的转矩T以在那点旋转转子2。

当转子2位于目前的接近图4(c)所示的60度的旋转角θr时，流过A相绕组A0D、A0G的A相DC电流Ia以及流过B相绕组A0F、A0J的B相DC电流Ib感生图4(b)所示的磁通A0P。磁通A0P在转子2中产生CCW方向上的转矩T以CCW方向旋转转子2。

当转子2位于目前的接近图4(d)所示的75度的旋转角θr时，流过B相绕组A0F、A0J的B相DC电流Ib以及流过C相绕组A0H、A0E的C相DC电流Ic感生图4(d)所示的磁通A0P。磁通A0P在转子2中产生CCW方向上的转矩T以CCW方向旋转转子2。

如图6所示，通过控制装置CC或CC1，按照图6中所示的励磁类型根据转子2的旋转位置θr对A、B和C相电流Ia、Ib和Ic之间的相互切换允许转子2持续的旋转。A、B和C相电流Ia、Ib和Ic中每一个的方向的改变允许转子2以CCW方向和顺时针方向CW旋转。另外，磁阻电动机110能在功率运行模式以及再生模式下被驱动，在功率运行模式中旋转方向和转矩方向是彼此相同的，在再生模式中旋转方向和转矩方向是彼此相反的。顺时针方向将在下文中被简单的称作“CW”。

图6概略的阐述了在从0到360电角度的范围内，用于在旋转位置θr的过渡范围内的定子绕组的励磁类型(电流供应类型)的示例。图6也示出了按照旋转位置θr的过渡范围内的励磁类型的示例由励磁定子绕组所产生的转矩。

特定的，图6(A)用实线示出了通过控制装置CC或CC1用于A相绕组的励磁模式(提供给A相电流Ia的模式)，和图6(C)用实线示出了通过控制装置CC或CC1用于B相绕组的励磁模式(提供给B相电流Ib的模式)。另外，图6(E)用实线示出了通过控制装置CC或CC1用于C相绕组的励磁模式(提供给C相电流Ic的模式)。

图6(B)示出了从图4(a)所示的定子极A01和A04提供给转子2的转矩Ta，图6(D)示出了从图4(b)和(c)所示的定子极A03和A06提供给转子2的转矩Tb。图6(F)示出了从图4(d)所示的定子极A02和A05提供给转子2的转矩Tc。

图6(G)用实线示出了通过相互连接所产生的转矩Ta、Tb和Tc而得到的用于转子2的旋转的持续转矩Tm的变化。

图1B所示的电动机110被设计成每一齿内表面的圆周电角宽度Ht以及转子2每一凸极A0K外表面的圆周电角宽度Hm均被设置成30电角度。即，因为定子极的个数(M)是6，所以每一齿内表面的圆周电角宽度Ht能由下述等式进行计算：

Ht＝360/(6×2)＝30电角度。

因此，当通过相应的相电流励磁的相应对的定子极产生的转矩转换到通过相应的另一相电流励磁的相应的另一对的定子极产生的转矩时，持续的转矩Tm减少。使每一齿内表面的圆周电角宽度和转子2的每一凸极A0K的外表面的圆周电角宽度两者中的每一个自30度的电角增加在持续转矩Tm的转矩转换处减小转矩Tm的下降。

如何驱动图1B中所示的磁阻电动机110的基本示例在图6中示出，但是本发明并不是限制为该示例。特定的，相的调节和/或每相电流的大小的调节能更有效的驱动磁阻电动机110。例如，在电动机高速旋转期间每相电流的相位提前能有效的处理电流增加响应和电流减小响应中的延迟。

即使相同的电流被供应以流过一对两相定子线圈，磁通

的大小也随着转子2旋转位置的变化而变化，所以由等式[16]所示的磁能也改变。另外，随着转子2旋转在横跨每一定子绕组两端感生电压。从而，在跨越一相线圈没有感生电压并且很少的磁能被存储在该一相线圈中的电角范围内，对该一相线圈施加电压能加速流过所述一个相线圈的一个相电流的增加。因此，每一相电流的相位提前能有效的处理出在电流增加响应和电流减小响应中的延迟。

为了在适当的正时为每一相线圈提供适当的电压，首先估计每一相线圈的磁链，然后，基于估计的每一相线圈的磁链，计算提供给相应一相绕组的适当电压。然后，计算得到的适当的电压能在前馈控制中被供应给每一相线圈。这能以快速响应适当的控制每一相电流。上述的前馈控制方法将稍后描述。

将一相电流以一个方向供应到相应的相绕组以及将另一相电流以与上述一个方向相反的方向供应到相应的通过一个定子极与上述相绕组在周向上相互邻近的另一相线圈会通过上述一个定子极产生磁通。供应到相应的相绕组的一相电流和供应到相应的通过一个定子极与上述相绕组在周向上彼此相邻的另一相绕组的另一相电流在大小上可彼此不同。电流能同时被供应以流过三相定子线圈的每一相。

图6(A)所示的A相线圈的励磁形式的示例如下设计：

在第一模式中，恒定值的A相电流Ia在转子2从其15度旋转位置到75度的旋转位置的旋转期间提供给A相线圈；

在第二模式中，没有电流在转子2从其75度的旋转位置到105度的旋转位置的旋转期间提供给A相线圈；以及

第一和第二模式循环重复。

图6(C)所示的B相线圈的励磁形式的示例如下设计，供应到B相线圈的B相电流Ib在相位上滞后于A相电流Ia30电角度。图6(E)所示的C相线圈的励磁形式的示例如下设计，供应到C相线圈的C相电流Ic在相位上滞后于B相电流Ib30电角度。

控制装置CC或CC1被设计为同时提供两相电流到相应的两相线圈，并且随着一相电流的增加减少另一相电流。

通过图6中实线和虚线的组合来说明用于三相定子线圈的励磁类型的可选择示例。

特定的，提供给A和C相线圈两者中相应的一个的A相电流Ia和C相电流Ic的每一个在转子的15度旋转位置上从0[安培；A]增加到恒定水平[A]。提供给A和C相线圈两者中相应的一个的A相电流Ia和C相电流Ic的每一个在转子的45度旋转位置上减少到0[A]。接下来立刻，提供给B和A相线圈两者中相应的一个的B相电流Ib和A相电流Ia的每一个从0[A]增加到恒定水平[A]。

提供给B和A相线圈两者中相应的一个的B相电流Ib和A相电流Ia的每一个在转子的75度旋转位置上减少到0[A]。接下来立刻，提供给C和B相线圈两者中相应的一个的C相电流Ic和B相电流Ib的每一个从0[A]增加到恒定水平[A]。

提供给C和B相线圈两者中相应的一个的C相电流Ic和B相电流Ib的每一个在转子的105度旋转位置上减少到0[A]。接下来立刻，提供给A和C相线圈两者中相应的一个的A相电流Ia和C相电流Ic的每一个从0[A]增加到恒定水平[A]。

提供给A和C相线圈两者中相应的一个的A相电流Ia和C相电流Ic的每一个在转子的135度旋转位置上减少到0[A]。

前述的绕组励磁序列循环重复以通过其将转子2以恒定转矩在CCW方向上旋转。

用于三相定子线圈的励磁形式的可选择示例感生所需方向的磁通。应该注意到，在图6中以实线所示的每一相电流中的瞬时衰减不要求达到0[A]。特定的，每一相电流瞬时衰减到预设水平[A]就能实现上述有利方面。为了在转子2的RPM高于目前RPM时增加每一相电流的响应率，每一相电流的相位可从图6所示的相位提前。

作为用于三相定子线圈励磁形式的可选择的示例，当仅一相线圈被通电时，在两个路径的每一个中感生磁通。另外，当电流同时提供给三相定子线圈时，可能产生基于各自电流幅值的组合的多种电磁作用。也可能互相组合多种电磁作用以由此产生所需的转矩。

接下来，将在下文中参考图7和8来描述当正在CCW方向上旋转的根据第一实施例的磁阻电动机110被制动时(例如当将再生制动施加至正在CCW方向上旋转的电动机110时)电动机110的运行。应该注意到，由磁阻电动机110产生的转矩仅取决于供应到定子线圈的电流，因此，与电动机110的旋转方向和旋转速度无关。磁阻电动机110在功率运行模式中被驱动，在该模式中旋转方向和转矩方向彼此相同。磁阻电动机110在再生模式中被驱动，在该模式中旋转方向和转矩方向彼此相反。

在图7和8中，参考字符Ia、Ib、Ic、θr、Ta、Tb、Tc以及Tm与图1、4和6中公开的相同。

图7(a)代表一情况，在该情况中，转子2目前位于接近图7(a)所示的60度旋转角θr，因此转子2第一对凸极中的一个开始从齿A01分离同时其另一个凸极开始从齿A04分离。

在该情况中，为了在CW方向上产生转矩，从控制装置CC或CC1提供的A相DC电流Ia正向的流过正A相绕组A0D(用圈叉表示)并且负向的流过负A相绕组A0G(用圈点表示)。同时，从控制装置CC或CC1提供的C相DC电流Ic正向的流过正C相绕组A0H(用圈叉表示)并且负向的流过负C相绕组A0E(用圈点表示)。

这感生图7(a)所示的磁通A0P1。磁通A0P1在齿A01和转子2的第一对凸极中的一个之间以及在齿A04和转子2的第一对凸极中的另一个之间产生磁引力。该磁引力在转子2中产生CW方向上的转矩T以制动转子2。因为旋转方向CCW和产生的转矩T的方向彼此是相反的，所以位于接近如图7(a)所示的60度的旋转角θr的电动机110在再生模式中被驱动。

其后，当电动机110的转子2被旋转以致于其旋转角θr到达图7(b)所示的75度时，转子2的第一对凸极中的一个面向齿A0F并且其另一个凸极面向齿A06。在该情况中，从控制装置CC或CC1提供的A相DC电流Ia正向的流过正A相绕组A0D并且负向的流过负A相绕组A0G。同时，从控制装置CC或CC1提供的B相DC电流Ib正向的流过由圈叉所示的正B相绕组A0F并且负向的流过由圈点所示的负B相绕组A0J。这在CW方向上产生转矩T。

其后，在电动机110的转子2从其75度的旋转位置旋转到其105度的旋转位置的同时，转子2的第一对凸极中的一个离开齿A0F并且另一凸极离开齿A06。

在该情况中，流过A相绕组A0D和A0G的A相DC电流Ia和流过B相绕组A0F和A0J的B相DC电流Ib感生图7(c)所示的磁通A0P1。应该注意到，图7(c)代表一情况，在该情况中转子2位于其90度的旋转位置。

磁通A0P1在齿A03和转子2的第一对凸极中的一个之间以及在齿A06和转子2的第一对凸极中的另一个之间产生磁引力。该引力在转子2中产生CW方向上的转矩T以制动转子2。

其后，当电动机110的转子2被旋转以致于其旋转角θr到达图7(d)所示的105度时，转子2的第一对凸极中的一个面向齿A05并且其另一个凸极面向齿A02。在该情况中，从控制装置CC或CC1提供的B相DC电流Ib正向的流过正B相绕组A0F并且负向的流过负B相绕组A0J。同时，从控制装置CC或CC1提供的C相DC电流Ic正向的流过正C相绕组A0H并且负向的流过负C相绕组A0J。这在CW方向上产生转矩T。

即，按照图7(a)到(d)所示的程序在控制装置CC或CC1的控制之下根据转子2的旋转位置θr对A、B和C相电流Ia、Ib和Ic的相互切换获得了持续转矩以实现转子2的再生制动。

图8示意地描述了在图7所示的再生模式中并在从0到360电角度范围内的旋转位置θr的过渡范围中的定子绕组的励磁模式(电流供应模式)的示例，在再生模式中转子2以CCW方向旋转并且设计生成在CW方向上的转矩。图8也示出了励磁定子绕组根据旋转位置θr的过渡范围内励磁形式的示例产生转矩。应该注意到，在相反于旋转方向(逆时针方向)的顺时针方向上产生的每一转矩Ta、Tb和Tc将称作再生转矩，并且再生转矩Ta、Tb、Tc在图8中表示为负值。

另外，在图8所示的再生模式中电流Ia、Ib和Ic在相位上滞后于图6所示的功率运行模式中的电流Ia、Ib、Ic30电角度。同样地，图8所示的再生模式中的转矩Ta、Tb和Tc在相位上滞后于图6所示的功率运行模式中的转矩Ta、Tb和Tc30电角度。这是因为产生相应的CCW方向上的功率运行转矩的转子2的每一旋转角被从产生相应的CW方向上的再生转矩的转子的相应旋转角移相30度。

特定的，图8(A)用实线示出了通过控制装置CC或CC1用于图7中所示的A相绕组的励磁模式(供应A相电流Ia的模式)。图8(C)用实线示出了通过控制装置CC或CC1用于图7中所示的B相绕组的励磁模式(供应B相电流Ib的模式)。图8(E)用实线示出了通过控制装置CC或CC1用于图7中所示的C相绕组的励磁模式(供应C相电流Ic的模式)。

图8(B)示出了从图7(a)所示的定子极A01和A04作用到转子2的再生转矩Ta，图8(D)示出了从图7(b)和(c)所示的定子极A03和A06作用到转子2的再生转矩Tb。图8(F)示出了从图7(d)所示的定子极A02和A05作用到转子2的转矩Tc。

图8(G)用实线示出了通过相互连接所产生的转矩Ta、Tb和Tc而得到的用于转子2制动的连续转矩Tm的变化。

图1B所示的电动机110如下设计，每一齿内表面的圆周电角宽度Ht以及转子2每一凸极A0K外表面的圆周电角宽度Hm均被设置成30电角度。因此，由相应相电流励磁的相应的一对定子极产生的转矩转换为由相应的另一相电流励磁的相应的另一对定子极产生的另一转矩时，持续转矩Tm减小。每一齿内表面圆周电角宽度以及转子2每一凸极A0K外表面的圆周电角宽度两者中的每一个从30度电角的增加能减少在连续转矩Tm中转矩转换时转矩Tm的降低。

在相位上稍稍早于在图8中所示的相应相电流的每一相电流的增加和减少，能加速每相电流因其上感生电压引起的增加和减少。如图8实线和虚线组合所示，根据定子极和转子极的特性，三相电流的任意一对能被同时增加和减少。

如上所述，根据第一实施例的图1A和1B所示的磁阻电动机110具有：

供应DC电流到三相定子线圈的每一相的第一特征；

使每一相绕组用作驱动位于相应相绕组两侧的两定子极的第二特征；以及

增加和减少供应到每一定子线圈的DC电流以允许电动机110在四个象限驱动中被驱动的第三特征。

特定的，在第三特征中，电动机110能被设计成在CCW和CW方向上转动转子2，以及被设计成将功率运行转矩或再生转矩提供给转子2。

这些特征减少了与电动机110的结构以及控制装置CC或CC1的结构密切相关的图2或3中所示的控制装置CC或CC1的逆变器的尺寸。

让我们利用图2所示的控制装置CC并且描述逆变器在尺寸上的减少。

假设电池53A的电压设置为200[伏特；V]，每一功率晶体管的电流容量被设置为10[A]。当转子2到达图4(a)所示的30度的旋转角θr时，还假设10[A]的A相电流提供给A相线圈A0D和A0G(图2中的561)，和10[A]的C相电流提供给C相线圈A0H和A0E(图2中的563)。

在那时，每一定子极和相应的一个转子极之间的磁通密度是饱和的，该饱和磁通密度接近2.0[T]。被励磁的A相定子绕组和被励磁的C相定子绕组中的每一个两侧的电压Vx已经由等式(12)所表示。如图4(a)所示，由励磁的A相定子绕组产生的磁链和由励磁的C相定子绕组产生的磁链彼此相同(参见图4(a))，因此，基于励磁A相绕组的相对于转子2的旋转位置的变化的磁链变化率

与基于励磁C相绕组的相同。

另外，假设由等式(12)所表示的电压Vx被设定为200[V]。

在那时，来自控制装置CC的逆变器的输出功率P1，其为电动机110的输入功率，由以下等式给出：

P1＝(200V)×(100V)×N    (17)

其中N代表A相和C相定子绕组的个数。

因此，等式(17)如下所示：

P1＝4000[W]

另一方面，图123中所示的传统的三相逆变器经常被使用。接下来，让我们检查来自传统的三相逆变器的最大输出功率，该逆变器上连接有三相AC电动机的星形连接的三相定子绕组。在检查中，假设电池84D的电压被设置为200[V]，传统的三相逆变器的每一功率晶体管的电流容量被设置为10[A]。假设200[V]的电压被供应在U相绕组834和V相绕组835之间，10[A]的最大电流被从U相绕组供应到V相绕组，来自传统三相逆变器的逆变器输出功率P2由以下等式给出：

P2＝(200V)×(10A)    (18)

＝2000[W]            (19)

应该注意到，当一半的电流被从U相绕组供应到V相绕组，剩余的电流被从U相绕组供应到W相绕组，能获得等于输出功率P2的逆变器输出功率。

特定的，在图123中所示的控制装置中，当在每一定子绕组中感生的电压变为接近电池84D的电压以及将三相正弦电流供应到三相定子绕组以致于三相正弦电流的峰值电流基本上等于流过每一功率晶体管的最大电流时，与输出功率P2相等的电动机的输出功率能独立于三相正弦电流的每一个的相被获得。

在包括图1B所示的电动机110和图2所示的控制装置CC的第一电动机系统中，仅利用三个功率晶体管就实现了控制装置CC的4000[W]的输出功率。与此成对比的，在包括普通的三相AC电动机和图123所示的三相逆变器的第二电动机系统中，利用六个功率晶体管实现了三相逆变器的2000[W]的输出功率。当在第一和第二电动机系统之间比较每一功率晶体管的输出功率时，第一电动机系统的每一功率晶体管的输出功率是第二电动机系统每一功率晶体管的四倍。

当在相同的输出功率条件下比较第一和第二电动机系统时，图2所示的控制装置CC要求三个功率晶体管，这是第二电动机系统所需的功率晶体管个数的一半。另外，第一电动机系统每一功率晶体管的电流容量是第二电动机系统每一功率晶体管的一半(5A)。换句话说，具有三个功率晶体管并且每一功率晶体管的电流容量是5[A]的第一电动机系统能输出2000[W]，这是具有六个功率晶体管并且每一晶体管具有10[A]的电流容量的第二电动机系统所能输出的值。

应该注意到，图2所示的控制装置CC要求DC/DC变换器包括四个晶体管56A以及每一晶体管56A的击穿电压被设置为高于200[V]。

在利用12[V]的电池电压的汽车中，用于附件的50到100或更多电动机已经被安装到每一汽车中。在这些应用中，图2所示的控制装置CC的DC/DC变换器能在多个电动机之间共用。在这种情况下，多个电动机的每一个能由包括三个功率晶体管的控制装置CC来驱动。从而，与将多个图123所示的控制装置用于多个相应的电动机的结构相比，可以简化在图2中所示的控制装置CC的结构。

在机动车辆中，比如电动车辆和/或混合动力车辆，两个或多个电动机经常用于产生用于驱动轴的驱动功率。通常地，在汽车中，其燃油经济性，比如驱动电动机的效率，在燃油消耗测试模式中是重要的，比如日本10-15模式测试，US城市测功计驾驶计划(UDDS)循环。

在很多燃油消耗测试模式中，用于目标汽车的电动机的驱动效率被设置成等于或低于电动机最大转矩的一半。从而，在再生期间目标汽车电动机的生成容量或者说电动机的再生容量被设置成基本上等于或低于电动机最大输出容量的一半。如果目标汽车需要突然减速，考虑到安全性，机械制动系统能与前述的再生制动一起使用。

从上述观点来看，图2所示的DC/DC变换器能被多个电动机共用，驱动一个电动机的驱动电路能被认为是包括三个功率晶体管564、565和566以及三个二极管567、568和569的电路(参见图2)。从而，图2中以虚线所示的逆变器被设计为简单的包括三个晶体管和三个二极管的逆变器来驱动一个电动机，因此，图2所示的逆变器能降低其成本。

另外，图2所示的逆变器中正向电压降的总和基本上是图123所示的逆变器中正向电压降总和的一半。同样地，在再生期间跨越图2所示的逆变器的二极管的电压降的总和基本上是跨越图123所示的逆变器的二极管的电压降总和的一半。

这提高了逆变器的效率并且减少了由逆变器产生的热量，从而减少了图2中所示的逆变器的尺寸。

接下来，让我们利用图3所示的控制装置CC1并且描述逆变器在尺寸上的减少。

假设电池84D的电压被设定为200[V]，每一功率晶体管的电流容量被设置为10[A]。

当最大电压和10[A]的最大电流供应到A相线圈A0D和A0G(图3中的87D)，以及最大电压和10[A]的最大电流供应到C相线圈A0H和A0E(图3中的87F)时，图3所示的逆变器的最大输出功率P3，其为电动机110的输入功率，由以下等式给出：

P1＝(200V)×(100V)×N  (20)

其中N表示A和C相定子线圈的个数。

从而，等式(20)如下所示：

P1＝4000[W]

第三电动机系统包括图1B所示的电动机110和图3所示的控制装置CC1，该系统获得控制装置CC1的4000[W]的输出功率。与此相比，如上所述，包括普通三相AC电动机和图123所示的三相逆变器的第二电动机系统获得该三相逆变器的2000[W]的输出功率。从而，第三电动机系统的输出功率是第二电动机系统输出功率的两倍。

当在相同的输出功率条件下比较第三和第二电动机系统时，第三电动机系统每一功率晶体管的电流容量是第二电动机系统每一功率晶体管的一半(5A)。换句话说，具有六个功率晶体管并且每一晶体管具有5[A]的电流容量第三电动机系统能输出2000[W]，这也是具有六个功率晶体管并且每一晶体管具有10[A]的电流容量的第二电动机系统所能输出的值。

因此，第三电动机系统能在成本上低于第二电动机系统。

如上所述，根据第一实施例的第一和第三电动机系统都被设计为将逆变器的电流容量减少到基本上为传统三相逆变器的一半。因此该第一和第三电动机系统是新颖的并且从传统电动机系统中不是显而易见的。

应该注意到，用于驱动普通DC电动机的传统控制系统要求四个晶体管以便在变速的四象限驱动中驱动它们。作为在第三电动机系统和包括传统控制系统和普通DC电动机的传统的DC电动机系统之间的比较的结果，传统控制系统的每一功率晶体管的电流容量是第三电动机系统每一功率晶体管电流容量的两倍。从而，第三电动机系统控制装置CC1与传统控制系统的总电流容量之比R由以下等式给出：

R＝6/(4×2)＝6/8

这就允许第三电动机系统在成本和尺寸上小于传统DC电动机系统。

同样的，第一电动机系统控制装置与传统控制系统的总电流容量之比R由以下等式给出：

R＝3/(4×2)＝3/8

这就允许第一电动机系统在成本和尺寸上更小于传统DC电动机系统。

如上所述，图1到3所述的第一和第三电动机系统的特征允许逆变器在成本和尺寸上小于传统的逆变器。接下来，第一和第三电动机系统可选择的特征将在下文中被描述。

磁阻电动机110的每一转子和定子由以下元件组成，例如，由对齐叠压的多个作为软磁材料的示例的磁硅钢板构成。即，磁阻电动机不使用稀土磁体，因此，其成本低于利用这些稀土磁体的电动机的成本。这至少对资源(比如稀上磁体)损耗以及稀土磁体价格提高稍稍作出一些贡献。

另外，设置在根据磁阻电动机110的每一槽内定子绕组的个数是图125中所示的表面永磁同步电动机的每一槽内设置的定子绕组个数的一半。从而，可以将磁阻电动机110的每一定子绕组的厚度增加到图125所示的表面永磁同步电动机每一定子绕组厚度的两倍。优选地减少磁阻电动机110的每一定子线圈端部的长度。

因为转子2由以下元件组成，例如，多个磁硅钢板，所以转子2是坚固的。这在物理上就容易实现转子2的更高RPM，从而将磁阻电动机110的输出提高到高水平。

如上所述，图1B所述的磁阻电动机110使用每一定子极和相应的一个转子极之间的磁引力以通过其产生转矩来旋转转子2。因此，可以利用简单的转矩产生原则，容易地达到带有相对低的波纹的磁阻电动机110的转矩特性。这就允许磁阻电动机110具有较低的振动和噪声。应该注意到，磁引力在转子径向上快速的变化可以引起定子芯的振动。

磁阻电动机110没有永磁体，因此当定子绕组不被励磁时在磁阻电动机110内部没有磁通产生。这实现了一个重要的特性，即在磁阻电动机110与输出轴1一起被旋转期间阻止了不必要的、通常会诱发阻力矩的铁损的发生。即，在混合电动机、电力电动机等中，存在在传统的永磁电动机与输出轴以更高的RPM一起旋转期间可能发生不必要的铁损的问题。

根据第一实施例的多种类型的电动机系统已经被描述。它们可以被进一步变型和/或相互组合。

应该注意到，根据本发明在附图中所示的电动机的结构是作为示例的阐述，因此能被进行各种变型。

根据第一实施例的具有六(M＝6)定子极的磁阻电动机110被设计如下：每一齿内表面的圆周电角宽度Ht被设置为30电角度。同样地，转子2每一凸极A0K外表面的圆周电角宽度Hm被设置为30电角度。然而，本发明并不限于上述宽度Ht和Hm的电角范围。

特定的，将圆周电角宽度Ht增加到超过30电角度能增加产生转矩的每一定子极的圆周宽度。另外，将圆周电角宽度Hm增加到超过30电角度能在每次从一个相电流切换到另一个相电流时产生更加连续的转矩。

为了便于提供给相应一相绕组的每一相电流的增加，当转子2的旋转位置θr定位成一个转子极面向一个槽时，控制装置CC或CC1能分别提供两相电流到相应的两相绕组。该相应两相绕组中的一个是设置在所述一个槽的绕组，而另一个相绕组是设置在与上述一个槽在旋转方向上周向相邻的槽中的绕组。为了扩大利于每相电流增加的优势，圆周电角宽度Ht和Hm能被设置的小于30电角度。

因此，圆周电角宽度Ht和Hm能根据驱动磁阻电动机110的各种方法而可变地设置。

每一槽开口端圆周长度的减少使得磁阻电动机110像同步电动机一样的被驱动。

虽然图1B示出了转子2的四个凸极(转子极)在其圆周方向上等节距的被设置，但是能在其圆周方向上以不规则的间隔被设置以减少转矩波动。另外，转子2一个凸极外表面的圆周电角宽度Hm能长于转子2另一凸极外表面的圆周电角宽度。其目的在于，在转子2以高RPM或低RPM运转时平滑的产生转矩并且减少电动机110的振动。

四个凸极A0K的每一个被设置成径向的向外凸出并且具有凸出的圆形外表面，每一凸极(齿A01、A02、A03、A04、A05和A06)被构造成径向向内凸出并且具有凹入的圆形内表面。本发明不受限于转子凸极和定子凸极的上述结构。

特定的，每一转子凸极和每一定子凸极能在转子2的轴向、圆周方向以及径向上变形。特定的，每一转子凸极外表面和每一定子凸极内表面的至少一个能在其周向两端径向的变形。该变形允许每一定子极和相应的一个转子极之间的气隙变宽。这能在一个转子极开始面向一个定子极时减少磁通的快速变化，可以减少由于基于磁通的径向引力的快速变化而产生的电动机110的振动和噪声。

操作控制装置CC或CC1来间歇地以脉冲的方式提供A、B和C相电流的每一个到相应的A、B和C相线圈中一个(参见图6)。然而，本发明不限于该驱动方法。特定的，磁阻电动机110基于引力的差异而被驱动。因此可以操作控制装置CC或CC1来连续地以脉冲方式提供A、B和C相电流的每一个到相应的A、B和C相线圈中一个，同时调整A、B、C相电流之间水平的差异由此基于该差异产生转矩。

特定的，可以操作控制装置CC或CC1以在图6所示的A、B和C相电流Ia、Ib和Ic中的每一个上叠加一个叠加的电流Iset。

各种方法能被用于决定叠加电流Iset的水平。例如，叠加电流Iset能具有恒定水平，或者A、B和C相电流Ia、Ib和Ic中相应一个的幅值水平的恒定百分比水平。叠加电流Iset能具有根据用于电动机110控制需求确定的水平。应该注意到叠加电流Iset能作为激励所有齿(定子极)的场电流。

叠加电流Iset允许所有定子极被励磁到给定水平；这能减少径向引力的变化，因此减少由于径向引力的快速变化而产生的噪音和电动机110的振动。这可以提高三相电流Ia、Ib和Ic中每一个在其增加或减少期间的响应。

在转子2位于30度、45度、60度和75度旋转位置θr中的每一个时所产生的转矩变为恒定的，因此，出现了一些转矩纹波。特定的，因为组成定子和转子的软磁材料的漏磁通和/或非线性，所以转矩T被恰当的表示为取决于转子2的电相位角θre和A、B和C相电流Ia、Ib和Ic中每一个的水平的复杂函数。从而，为了旋转转子2同时产生恒定转矩T，必须增加电流成分到图6所示的A、B和C相电流Ia、Ib和Ic中的每一个；该电流成分减少了转矩相对于恒定转矩T的误差。

在第一实施例中，已经阐述了A、B和C相电流Ia、Ib和Ic用于驱动三相6S4R电动机110。当本发明被应用到多相MSKR电动机时，A、B和C相电流Ia、Ib和Ic能被扩展到多相定子电流以驱动多相MSKR电动机。

根据第一实施例的磁阻电动机110每一相包括两个定子极，但每一相也能包括多个定子极。特定的，磁阻电动机110能变型为，例如，每一相包括八定子极。在变型的磁阻电动机，分布的、整距绕组被用作每一定子绕组。

这能减少变型的磁阻电动机每一定子线圈端部的长度到磁阻电动机110每一定子线圈端部长度的四分之一的水平。这能减少每一定子线圈的线圈端部的阻抗增加率。

在图1B中，每一定子线圈的线圈端部的路径被描述为从相应的一个槽和相对一个槽，但是本发明不限于此。特定的，在相应成对的槽之间每一定子线圈的线圈端部路径能被划分为两个或三个路径；磁阻电动机的该变型结构能提供与图1B所示的磁阻电动机110同样的电磁作用。

集中的、整距绕组用作图1B所述的磁阻电动机110的三相定子线圈的每一个，该集中的、整距绕组被集中绕制在以180电角度节距相应的成对槽中。绕组结构能被变形同时保持由磁阻电动机110达到的优点。

特定的，图1B所示的每一槽能被划分为两个槽(称作“子槽”)。既然这样，可以使用分布的、整距绕组以将分布的、整距绕组分布地绕制在相应的成对子槽中。这可能使得三相定子线圈的绕组结构变得复杂，但是能达到平滑的改变转矩和具有更长长度的每一定子绕组平滑的嵌入相应的成对子槽的优点。

作为图1B所示的磁阻电动机110的三相定子线圈的每一个，短节距集中绕组能以低于180电角度的电角度节距在相应的成对槽中集中绕制。该绕组结构能达到由磁阻电动机110达到的优点。特定的，三相短节距集中绕组中的每一个被绕制在定子芯中以使位于一个槽中的一相定子绕组的一部分和位于与上述一个槽周向相邻的另一槽中的另一相定子绕组的一部分能相互重迭。在该绕组结构中，可以当一相电流被切换到另一相电流时平滑转矩变化。

接下来，根据第一实施例的磁阻电动机110的第一变型将在下文中被描述。在第一变型中，具有六个定子凸极(M＝6)和两个转子凸极(K＝2)的磁阻电动机，比如“6S2R”电动机110A，将在下文中被描述。在描述中省略或简化了磁阻电动机110和磁阻电动机110A之间的使用相同的参考字符的同样的元件。

图9所示的磁阻电动机110A具有两凸极转子11E以及大致环形的定子芯11F。

双凸极转子，简单的称作“转子”，11E具有大致的矩形棱柱以及在其高度方向上位于其中心部分的通孔。在高度方向上从转子11E的中心部分穿过的轴线将在下文中被称作“中心轴线”。

输出轴1被固定安装在转子11E通孔的内表面。输出轴1被设置在电动机壳体6的开口中以便其两端从开口中伸出，转子11E安装在电动机壳体6中。输出轴1由具有轴承3的电动机壳体6旋转的支撑。

转子11E由以下元件组成，例如对齐叠压的多个作为软磁材料示例的磁硅钢板。同样地，定子芯11F由以下元件组成，例如对齐叠压的多个作为软磁材料示例的磁硅钢板。

定子芯11F被安装在电动机壳体6中以便其中心轴线与转子11E的中心轴线同轴以及其内周面与转子11E的第一对侧向面LS和第二对纵向面相对。

转子11E的第一对侧向面LS中的每一都是向外的圆形，其具有与定子芯11F的内周面相同曲率。转子11E的第一对侧向面LS的每一个短于转子11E的第二对纵向面的一个以便第一对侧向面LS的每一个与第二对纵向面相比从转子11E的中心轴线凸出。该结构提供两凸极。转子11E的第一对侧向面LS的每一个与定子芯11F的内表面靠近地相对，在两者之间具有气隙。三相定子线圈和定子芯组成定子。

应该注意到，为了简单说明电动机110的结构，剖面线在图9中被省略了。

接下来，定子结构将参考图9被全面描述。

定子芯11F包括环形背轭BY和6个向内凸出并且在圆周上彼此之间以等节距设置的齿117、118、119、11A、11B和11C。每一齿117、118、119、11A、11B和11C用作凸极。每一齿(凸极)的内表面具有与转子11E每一凸极外表面相同的曲率的凹入的圆周圆形。周向上相邻齿之间的空间提供定子芯11F的6个槽。

作为图9所示的电动机110A的三相定子线圈，集中整距绕组被利用。

A相线圈111和114被集中绕制在齿11C和117之间的槽以及齿119和11A之间的槽中，并且，B相线圈113和116被集中绕制在齿118和119之间的槽以及齿11B和11C之间的槽中，C相线圈115和112被集中绕制在齿11A和11B之间的槽以及齿117和118之间的槽中。

在第一变型中，电动机110A如下被驱动：提供直流电流以图9所示的圈叉和圈点符号所示的正向和负向流过A、B和C相线圈的每一个。正向代表进入图9中纸面的方向，负向代表穿出图9中纸面的方向。

特定的，A相线圈中直流电流以正向流过的一组A相绕组被定义为“正A相绕组(111)”，A相线圈中直流电流以负向流过的一组A相绕组被定义为“负A相绕组(114)”。

同样地，B相线圈中直流电流以正向流过的一组B相绕组被定义为“正B相绕组(113)”，B相线圈中直流电流以负向流过的一组B相绕组被定义为“负B相绕组(116)”。另外，C相线圈中直流电流以正向流过的一组C相绕组被定义为“正C相绕组(115)”，C相线圈中直流电流以负向流过的一组C相绕组被定义为“负C相绕组(112)”。

参考字符Ht代表每一齿内表面的圆周电角宽度，以及参考字符Hs代表每一槽最里面开口端的圆周电角宽度。角宽度Ht和角宽度Hs的总和设置为60电角度。转子11E目前相对于图1B中所示的参考位置R的旋转位置由θr表示。参考位置是穿过在齿11C和117之间的槽中心、转子11E中心轴线以及齿119和11A之间的槽中心的线。

如图9所示，因为转子11E具有双凸极结构，在转子11E每一纵向面和与其相对的定子芯11F的相应内表面之间形成空间11D。应该注意到，为了减少旋转时的绕组损耗，转子可形成有非磁性元件。非磁性元件安装在转子11E的每一个纵向面上，以便在转子11E的横向截面内提供转子11E的大致圆形的形状，在非磁性元件和与其相对的定子芯11F内表面之间具有气隙。

参考字符Hm表示转子11E每一侧向面的圆周电角宽度，换句话说，表示转子11E每一凸极的圆周电角宽度。

应该注意到，图9示出了双极电动机的示例用于描述其运行，但是多极电动机也能被用作根据第一实施例的同步磁阻电动机的示例。

图10概略的阐述了八极电动机的示例。图10所示的八极电动机包括转子12U和定子芯12T，有别于图9所示的双极电动机的转子11E和定子芯11F。

特定的，转子12U具有大致的环形形状，并且具有，在其外圆周表面，八个凸极12V。八个凸极12V在圆周上以规则的节距设置。

定子芯12T包括环形背轭BY1和24个齿。该齿向内凸出并且相互之间以等节距设置。每一齿用作凸极。圆周上相邻齿之间的空间提供定子芯12T的24个槽121、122、123、124、125、126、127、128、129、12A、12B、12C、12D、12E、12F、12J、12K、12L、12M、12P、12Q、12R和12S。

图2所示的控制装置CC或图3中所示的控制装置CC1能被用于提供A、B和C相电流Ia、Ib和Ic分别到A、B和C相线圈。

图9所示的电动机110A的运行将在下文中参考图11的(a)到(f)进行阐述，假设每一槽的圆周角宽度Hs被设定为20电角度，以及转子11E每一凸极的圆周电角宽度Hm被设定为40电角度。

图9、10和11所示的电动机11A被设计如下，每一相线圈以整节距形式集中绕制并且齿117、118、119、11A、11B和11C被布置在定子芯的基本上全周上。因此，电动机11A被配置成，电流流过至少两相线圈以产生转矩。这使得定子芯11F的至少两个凸齿与相应的转子11E的凸极之间产生磁引力。该引力用作磁阻转矩来旋转定子11E。

应该注意到参考字符Ta代表在凸极转子11E和齿11C及119中的任一个之间产生的转矩，并且参考字符Tb代表在凸极转子11E和齿118及11B中的任一个之间产生的转矩，参考字符Tc代表在凸极转子11E和齿117及11A中的任一个之间产生的转矩。

另外，参考字符Ia代表所提供的流过A相绕组的电流，参考字符Ib代表所提供的流过B相绕组的电流，参考字符Ic代表所提供的流过C相绕组的电流。在第一变型中，分别被提供给各绕组的A、B和C相电流Ia、Ib和Ic的大小被设置为彼此相等。

图12概略的阐述了定子绕组在从0度到360度的电角范围内的旋转位置θr的过渡范围中的激励模式(电流供应模式)的示例。

图12也阐述了由根据在从0度到360度的电角范围内的旋转位置θr的过渡范围中的激励模式示例所激励的定子绕组所产生的转矩。特定的，激励模式(电流供应模式)的示例在图12的(A)(C)和(E)中阐述。

特定的，当转子11E位于目前的接近于图11(a)所示的30度的旋转角θr时，转子11E的一个凸极开始面向齿11A并且另一凸极开始面向齿117。

在那时，提供A相电流Ia正向流过正A相绕组111(参见圆圈叉)以及负向流过负A相绕组114(参见圆圈点)。

同时，提供C相电流Ic正向流过正C相绕组115(参见圆圈叉)以及负向流过负C相绕组112(参见圆圈点)。不提供电流流过B相线圈。

流过A相绕组的A相电流Ia和流过C相绕组的C相电流Ic根据安培右手定则感生从齿11A到117的磁通；该感生磁通在图11(a)中通过粗箭头MF1表示。

感生磁通MF1在齿11A和转子11E的一个凸极之间和齿117和另一凸极之间产生磁引力。磁引力产生如图12(B)所示的转矩Ta以在CCW方向上旋转转子11E。

在第一变型中，假设电动机110被设计为简单模型。在简单模型中，定子芯11F和转子11E的软磁部分中的每一个的磁导率被设置的足够高。另外，在简单模型中，空间11D的磁导率被设置的足够低，在转子11E的每一凸极和定子芯11F的相应内表面之间的气隙中的磁阻被设置的足够低。

因为电动机110A被设计作为简单模型，齿118、119、11B和11C中每一个周围的磁场强度[安培每米；A/m]是非常接近零。因此径向的穿过齿118、119、11B和11C中的每一个的磁通也基本上是零，因此，由磁通感生的转矩也基本上是零。

其后，当转子11E以CCW方向旋转以便目前位于接近图11(b)所示的50度的旋转角θr时，转子11E的一个凸极面向齿11A以及另一凸极面向齿117。

在那时，提供C相电流Ic正向的流过正C相绕组115(参见圆圈叉)和负向的流过负C相绕组112(参见圆圈点)。

同时，提供B相电流Ib正向的流过正B相绕组113(参见圆圈叉)和负向的流过负B相绕组116(参见圆圈点)。没有提供电流流过A相线圈。

流过C相绕组的C相电流Ic和流过B相绕组的B相电流Ib根据安培右手定则感生从齿118到11B的磁通；该感生磁通在图11(b)中通过粗箭头MF1表示。

感生的磁通MF1在齿11B和转子11E的一个凸极之间以及齿118和另一凸极之间产生磁引力。磁引力产生如图12(F)所示的转矩Tc以在CCW方向上旋转转子11E。

图11(b)所示的感生磁通MF1穿过空间11D的接近相应于正C相绕组115的槽和相应于负C相绕组112的槽的部分。因此，图11(b)所示的感生磁通MF1密度是小的，因此转矩Tc也不是很大。从而，转矩Tc当一个凸极和另一个凸极被移动到接近各自的齿11B和118时突然增加。

其后，当转子11E在CCW方向上旋转以致于位于目前的接近图11(c)所示的70度旋转角θr时，转子11E的一个凸极接近齿11B以及转子11E的另一凸极接近齿118。

在那时，利用与转子11E位于接近图11(b)中所示的50度旋转角θr时同样的激励形式，从而，由图11(c)所示的感生磁通MF1所产生的转矩Tb以CCW方向旋转转子11E。

即，当转子11E以CCW方向从70度的旋转位置θr经过90度的旋转位置θr(参见图11的(d))而旋转到接近110度的旋转位置θr(参见图11的(e))时，利用与转子11E位于接近图11(b)中所示的50度旋转角θr时同样的激励形式。从而，转矩Tb在CCW方向上旋转转子11E从70度的旋转位置θr经过90度的旋转位置θr(参见图11的(d))到接近110度的旋转位置θr(参见图11的(e))。

当转子11E在CCW方向上旋转以致于位于目前的接近图11(e)所示的110度旋转角θr时，转子11E的一个凸极面向齿11B以及转子11E的另一凸极面向齿118。

在那时，提供B相电流Ib正向的流过正B相绕组113(参见圆圈叉)和负向的流过负B相绕组116(参见圆圈点)。

同时，提供A相电流Ia正向的流过正A相绕组111(参见圆圈叉)和负向的流过负A相绕组114(参见圆圈点)。没有提供电流流过C相线圈。

流过B相绕组的B相电流Ib和流过A相绕组的A相电流Ia根据安培右手定则感生从齿11C到119的磁通；该感生磁通在图11(e)中通过粗箭头MF1表示。

感生磁通MF1在齿11C和转子11E的一个凸极之间以及齿119和转子11E另一凸极之间产生磁引力。磁引力产生如图12(D)所示的转矩Tb以在CCW方向上旋转转子11E。

当转子11E从110度的旋转位置θr旋转到接近120度的旋转位置θr时，图11(e)所示的感生磁通MF穿过空间11D的接近相应于B相绕组部分113的槽和相应于B相绕组部分116的槽的部分。因此，在从110度到接近120度的转子旋转位置θr范围内感生磁通MF1的密度是小的，因此，转矩Tb也不是很大。从而，转矩Tb在一个凸极和另一凸极移动到接近相应的齿11C和119时(参见图11(f))突然增大。

图11(a)所示的电动机110A的运行与图11(d)所示的电动机110A的运行相同，除了：

图11(d)所示的转子11E的旋转位置θr在CCW方向上从图11(a)所示的转子11E的旋转位置θr前进了60度角；以及

穿过图11(d)所示的转子11E的感生磁通MF1在方向上与穿过图11(a)所示的转子11E的感生磁通MF1相反。

同样的，图11(b)所示的电动机110A的运行与图11(e)所示的电动机110A的运行相同，除了：

图11(e)所示的转子11E的旋转位置θr在CCW方向上从图11(b)所示的转子11E的旋转位置θr前进了60度角；以及

穿过图11(e)所示的转子11E的感生磁通MF1是在方向上与穿过图11(b)所示的转子11E的感应的磁通MF1相反。

另外，图11(c)所示的电动机110A的运行与图11(f)所示的电动机110A的运行相同，除了：

图11(f)所示的转子11E的旋转位置θr在CCW方向上从图11(c)所示的转子11E的旋转位置θr前进了60度角；以及

穿过图11(f)所示的转子11E的感生磁通MF1在方向上与穿过图11(c)所示的转子11E的感生磁通MF1相反。

应该注意到，在一个齿和相应的转子11E凸极之间由一个方向上的磁通产生的磁引力的大小与其间由与上述一个方向相反的另一方向上的磁通产生的磁引力的大小相同。因此，基于在一个齿和相应的转子11E凸极之间的一个方向上的磁通产生的转矩的大小与基于其间在与上述一个方向相反的另一方向上的磁通产生的转矩的大小相同。

如图11和12所示，按照图12中所示的激励形式，根据转子11E的旋转位置θr对A、B和C相电流Ia、Ib和Ic的相互切换允许转子11E连续旋转。

通过连接所产生的转矩Ta、Tb和Tc而形成的连续转矩Tm的变化以实线示于图12(G)中。如图12(G)所示，当转子11E的每一凸极移动到接近相应槽的开口端时，连续转矩Tm被减少。根据第一变型的电动机110A的许多应用对连续转矩Tm的局部减小没有问题。为了限制在连续转矩Tm上的局部减小，电动机110A能被设计如下，转子11E或定子11F是倾斜的。降低连续转矩Tm上的局部减少的另一方法将稍后被描述。

图11(a)到(f)所示的电动机110A的运行中，在定子11F每一齿凸极中的感生磁通的方向是恒定的，与转子11E的旋转无关。穿过转子11E的感生磁通的方向在转子11E某些旋转位置是相反的。即，在一个方向上定向的A、B和C相电流Ia、Ib和Ic不改变方向地驱动电动机110A。

如第一实施例所述的，磁阻电动机110A能以图8所示的再生模式被驱动。

特定的，DC电流Ia、Ib和Ic的组合允许电动机110A在四象限驱动中被驱动。

从而，电动机110A能被设计为以CCW和CW方向旋转转子11E，并且设计为将功率运行转矩或再生转矩应用于转子11E。

这些特征减少了图2或3所示的与电动机110A的结构以及控制装置CC或CC1的结构密切相关的控制装置CC或CC1的逆变器的成本和尺寸。

至少一个一相电流在大小上不同于其余相电流，三相电流能被控制同时分别流过三相线圈。

圆周电角宽度Hm、Ht和Hs的值能分别从40电角度，40电角度和20电角度起变化。当转子2每一凸极A0K外表面的圆周电角度宽度等于或大于40电角度时驱动磁阻电动机110A以减少径向引力的变化的方法将稍后被描述。

定子芯11F每一槽的开口端能变化为多种结构。例如，定子芯11F能变型如下：每一槽开口端窄于图9所示的开口端，或者，在每一齿的至少一个周向端部与转子11E之间的气隙宽于图9所示的气隙。转子11E的结构能进行各种变型。

上述应用到根据第一实施例的磁阻电动机110的变型和修改能应用到根据磁阻电动机110第一变型的磁阻电动机110A中。

图1B和9相应的一个中所示的每一定子线圈被形成为叠绕组以盘绕地绕制在相应成对槽中以便提供重叠的回路部分。

图1B和9相应的一个中所述的每一定子线圈能被形成为波绕组以不向回叠绕。应该注意到设置在相同槽中的整距绕组形式形成的定子线圈以360电角度的节距被设置。以整距绕组形式形成的一相定子线圈的正一相定子绕组(该正一相定子绕组被设置在相应成对槽的一个中)与同一个一相定子线圈的负一相定子绕组(该负一相定子绕组被设置在相应成对槽的另一个中)以180电角度的节距被设置。

图1B和9中所示的电动机110和110A均被设计成双极电动机，因此，可能很难理解叠绕组和波绕组之间的差异。与此相比，在图10中所示的八极电动机中，可以理解叠绕组和波绕组之间的差异。

例如，当A相线圈以波绕组的形式形成在定子芯12T中时，A相线圈的每一正绕组设置在槽121、127、12D和12M的相应的一个中。同样的，A相线圈的每一负绕组设置在槽124、12A、12J和12Q的相应的一个中。参考字符12X所在的实线代表A相定子线圈的位于定子芯12T的轭BY1的一个环形端表面上的第一线圈端部。参考字符12Y所在的虚线代表A相定子线圈的位于定子芯12T的轭BY1的另一环形端表面上的第二线圈端部。

如上所述，以波绕组形成的A相线圈被绕制在槽121、124、127、12A、12D、12J、12M和12Q中以至于第一和第二线圈端部12X和12Y被交替的设在定子芯12T轴向方向上的一个和另一个环形端表面侧。

以波绕组形成的B相定子线圈和C相定子线圈均能像A相定子线圈一样被绕制在定子芯12T中。

如上所述，包括叠绕组、波绕组和其它绕组在内的各种绕制方法中的任意一个能被自由的选择以提供定子芯4、12T槽外侧每一定子线圈绕组结构。使用多种绕制方法中的任意一个的磁阻电动机110或110A的电磁作用能与使用所述多种绕制方法中的另一绕制方法的磁阻电动机110或110A的电磁作用相同。

另外，各种绕制方法主要取决于用于自动批量生产定子芯4、12T产品的绕制机械的结构。从而，可以选择各种绕制方法的任意一个以满足所选择的生产定子芯4、12T多个产品的绕制机械的任意一个。根据本发明，为了生产另一定子芯的多个产品，也可以选择各种绕制方法的任意一个以满足所选择的生产另一定子芯的多个产品的绕制机械的任意一个。

作为每一电动机110和110A的每一定子线圈，都能使用分布绕组。槽能在圆周上以不规则的节距设置。例如，同一相线圈能分布的绕制在相应的圆周相邻的槽中以便位于圆周相邻槽之间的一个齿的内表面的圆周宽度比另一齿的内表面的圆周宽度短。

作为根据第一实施例的各种类型电动机，6S4R电动机110和6S2R电动机110A已经被描述，但是本发明能应用到图13所示的其它多种类型的电动机。

在图13中，水平轴代表定子极的个数(M)，垂直轴代表转子极的个数(K)。

图13所示的各种类型的MSKR电动机均具有M个转子极和K个定子极。M在等于或大于4的偶数中任选一个，比如4、6、8、10、12、14……，K在等于或大于2的偶数中任选一个，比如2、4、6、8、10、12、14……

各种类型的MSKR电动机包括多极电动机，每一个多极电动机具有定子极的个数是第一实施例所述的双极电动机模型定子极个数的整数倍。图13所述的各种类型的MSKR电动机都包括在本发明的范围内。

当M和K的个数稍有增加时，尽管控制装置功率晶体管的个数增加，但是控制装置总的输出容量保持不变。从而，具有相对较大个数M和相对较大个数K的电动机系统功率晶体管的总的电压容量和电流容量基本等于具有相对较小个数M和相对较小个数K的电动机系统功率晶体管的总的电压容量和电流容量。

M和K的个数增加的越多，定子极和转子极位置的个数增加的就越多。这就在定子极的相和转子极的相位彼此不同时达到去除转矩纹波的优点。然而，如果M和K的个数过量增加，就不能忽略控制装置增加的复杂性。从而，过度的增加M和K的个数是不明智的。定子极M和转子极K的个数最佳组合将在后面描述。

接下来，根据第一实施例的磁阻电动机110的第二变型将在下文中被描述。

图14概略的阐述了根据第一实施例第二变型的磁阻电动机110B的结构的示例。在第二变型中，具有六个定子凸极(M＝6)和四个转子凸极(K＝4)的磁阻电动机(比如“6S4R”电动机110B)将在下文中被描述。在磁阻电动机110和磁阻电动机110B之间使用相同的参考字符表示的相同元件，在描述中被省略或简化。

磁阻电动机110B和110之间不同点在于，使用环形绕组作为电动机110B的每一个三相定子线圈。

第一A相线圈A41和A42作为正绕组被同心正向绕制在齿A01和A08之间一部分背轭BY周围以形成环形线圈以致于A相绕组部分A42位于定子芯4背轭BY的外侧。第二A相线圈A47和A48作为负绕组被集中负向绕制在齿A03和A04之间一部分背轭BY周围以形成环形线圈以致于A相绕组部分A48位于定子芯4背轭BY的外侧。

第一B相线圈A45和A46作为正绕组被集中正向绕制在齿A02和A03之间一部分背轭BY周围以形成环形线圈以致于B相绕组部分A46位于定子芯4背轭BY的外侧。第二B相线圈A4B和A4C作为负绕组被集中负向绕制在齿A05和A06之间一部分背轭BY周围以形成环形线圈以致于B相绕组部分A4C位于定子芯4背轭BY的外侧。

第一C相线圈A49和A4A作为正绕组被集中正向绕制在齿A04和A05之间一部分背轭BY周围以形成环形线圈以致于C相绕组部分A4A位于定子芯4背轭BY的外侧。第二C相线圈A43和A44作为负绕组被集中负向绕制在齿A01和A02之间一部分背轭BY周围以形成环形线圈以致于C相绕组部分A02位于定子芯4背轭BY的外侧。

每一绕组部分A42、A44、A46、A48、A4A和A4C的电磁作用提供通过定子4外侧空间的闭合磁路；该空间具有比定子4更高的磁阻。从而，流过每一绕组部分A42、A44、A46、A48、A4A和A4C的电流对电动机110B内侧的电磁作用产生影响；该影响足够小以致于可以忽略。因此，图14所示的磁阻电动机110B提供与图1B所示的磁阻电动机110同样的磁特性。

可以一边调节一边将单向电流提供至六对定子线圈的每一个。特定的，图2所示的控制装置CC能被扩展为六相控制装置以包括六对功率晶体管和二极管。每一对被配置成，例如，由功率晶体管564和二极管567组成的对。

驱动器DR被设计成导通每对中的功率晶体管由此使得单向电流流过相应成对的定子线圈。即，扩展的控制装置CC的操作与图2所示的控制装置CC基本相同。

同样地，图3所示的控制装置CC1能被扩展为六相控制装置以包括六组功率晶体管对和二极管。每组被成对配置，例如，第一对功率晶体管871和872以及二极管877。

驱动器DR1被设计成导通每组中的功率晶体管由此使得单向电流流过相应成对的定子线圈。即，扩展的控制装置CC1的操作与图3所示的控制装置CC1基本相同。

应该注意到，每一个扩展的六相控制装置能这样来设计：跨越每一功率晶体管的电压等于跨越控制装置CC和CC1中相应一个的每一功率晶体管的电压。尽管每一扩展的六相控制装置功率晶体管的个数是相应的控制装置CC或CC1功率晶体管个数的两倍，但是每一扩展的六相控制装置能减少其总的电流容量到相应的控制装置CC或CC1的总的电流容量的一半。这保持每一扩展控制装置的输出容量在相应的控制装置CC或CC1输出容量的同一水平，从而保持每一扩展的控制装置的成本与相应的控制装置CC或CC1的成本在同一水平。

应该注意到，当设置电动机110B与电动机110或110A具有相等的输出容量时，扩展控制装置的功率晶体管总电流容量原则上能与控制装置CC或CC1的功率晶体管总电流容量相同。

从而，如果功率晶体管的成本与其电流容量成比例，那么扩展控制装置功率晶体管部分的成本和总电流容量将与控制装置CC或CC1功率晶体管部分的成本和总电流容量相同，而与每一扩展控制装置和控制装置CC或CC1的相的个数无关。如果电动机110B的输出容量被设置在等于或小于100[W]，那么电动机110B的部件的个数，比如相的个数，将影响其成本。

A相线圈A41和A42以及A相线圈A47和A48能通过连接线相互串联连接以致于单向电流以相同的方向流过。这使得A相线圈A41和A42以及A相线圈A47和A48等价于图1B所示的A相线圈。

同样地，B相线圈A45和A46以及B相线圈A4B和A4C能通过连接线相互串联连接以致于单向电流以相同的方向流过。这使得B相线圈A45和A46以及B相线圈A4B和A4C等价于图1B所示的B相线圈。

另外，C相线圈A49和A4A以及C相线圈A43和A44能通过连接线相互串联连接以致于单向电流以相同的方向流过。这使得C相线圈A49和A4A以及C相线圈A43和A44等价于图1B所示的C相线圈。

利用连接线的该绕组结构允许图14所示的电动机110B用作为等价于图1B所示的电动机110的三相电动机，因此，电动机110B能由控制装置CC或CC1驱动。

如上所述，位于定子芯4外侧的每一绕组部分A42、A44、A46、A48、A4A或A4C是电磁无效的。然而，如果叠压的定子芯4在其轴向上的厚度是短的或电极个数是小的，使用环形绕组作为每一定子绕组将使得容易在定子芯相应的槽中形成六对环形线圈的每一个。这是因为图14所示的环形线圈长度上短于图1B所示的集中线圈。这为电动机110B提供高实用性。

图14所示的环形电动机110B被设计成6S4R电动机，但是图13所示的各种类型的MSKR电动机能被设计成像环形电动机110B那样的环形电动机。

在图13中，均具有偶数个转子极和偶数个定子极的各种类型的MSKR电动机被示出，但是本发明并不限于此。

特定的，均具有奇数个转子极和奇数个定子极的各种类型的MSKR电动机能包含在本发明的范围内。在具有奇数个转子极和奇数个定子极的MSKR电动机中，控制装置CC或CC1能被配置成提供正向和负向电流到一个定子线圈或几个定子线圈。这使得控制装置CC或CC1能以与驱动具有偶数个转子极和偶数个定子极的MSKR电动机相同的方式驱动剩余定子线圈。

接下来，根据第一实施例的磁阻电动机110的第三变型将在下文中被描述。

图15概略的阐述了根据第一实施例第三变型的双转子电动机结构的示例。双转子电动机110C被设计成基于图9所示电动机110A的八极电动机。

特定的，双转子电动机110C包括第一转子R2、第一定子S2、第二转子R1和第二定子S1。

第一转子R2具有大致环形形状，并且具有，其外圆周表面，八个凸极，其中五个表示为466、467、468、469和46A。八凸极在圆周上以定节距设置。第一转子R2同轴布置在输出轴1上。

第一定子S2包括环形背轭BY2和24个齿。齿从背轭BY2的内圆周上径向向内凸出并且在圆周上以相等的节距设置。每一齿作为一凸极。圆周相邻的齿之间的空间提供第一定子S2的24个槽。

第一定子S2被如下设置，其中心轴线与第一转子R2的中心轴线同轴并且其内圆周与每一凸极的外圆周相对，其间具有气隙。

第二定子S1包括环形背轭BY3和24个齿。齿从背轭BY3的外圆周上径向向外凸出并且在圆周上以其间相等的节距设置。每一齿作为一凸极。圆周相邻的齿之间的空间提供第二定子芯S1的24个槽。

第二定子S1如下设置：

其中心轴线与第一转子R2的中心轴线同轴；

其内圆周与第一定子S2的外圆周相对；以及

第二定子S1的每一槽与第一定子S2的槽中的相应一个在径向上对齐。

第二定子S1的内圆周能与第一定子芯S2的外圆周结合在一起以提供同一背轭。

第二转子R1具有大致环形形状并且在其内圆周表面具有八个凸极，其中的五个表示为461、462、463、464和465。该八凸极在圆周上以定节距设置。

第二转子R1如下设置，其中心轴线与第一转子R2的中心轴线同轴并且在第二转子R1的每一凸极内表面与第二定子S1的外圆周相对，其间具有气隙。

特定的，由第一转子R2和第一定子S2组成的第一电动机和由第二转子R1和第二定子S1组成的第二电动机相互同轴地组合。

如上所述，第一定子S2和第二定子S1如下设置，第一定子S2的背轭BY2面向第二定子S1的背轭BY1。

特定的，双转子电动机如下设置，电流流过第一定子S2的一个槽的方向与电流流过第二定子S1的一个槽的方向相反；该第二定子S1的一个槽与该第一定子S2的一个槽径向对齐。

这使得一相线圈被绕制在径向相互对齐的相应的成对槽中。这简化了每一定子绕组的绕组结构，并且减少了每一定子绕组的线圈端部的长度。

每一正A相绕组46B、46H和46Q同心地绕制在相应成对的径向对齐的槽中。提供A相电流流过每一正A相绕组46B、46H和46Q，进入图15的纸面由圆圈叉所示并且从图15的纸面流出由圆圈点所示。

每一负A相绕组46E、46L同心地绕制在相应成对的径向对齐的槽中。提供A相电流流过每一负A相绕组46E、46L，流出图15的纸面由圆圈点所示并且流入图15的纸面圆圈叉所示。

每一正B相绕组46D和46K同心绕制在相应成对的径向对齐的槽中。提供B相电流流过每一B相绕组46D和46K，进入图15的纸面由圆圈叉所示并且从图15的纸面流出由圆圈点所示。

每一负B相绕组46G和46N同心绕制在相应成对的径向对齐的槽中。提供B相电流流过每一B相绕组46G和46N，流出图15的纸面由圆圈点所示并且流入图15的纸面由圆圈叉所示。

每一正C相绕组46F和46M同心绕制在相应成对的径向对齐的槽中。提供C相电流流过每一C相绕组46F和46M，进入图15的纸面由圆圈叉所示并且流出图15的纸面由圆圈点所示。

每一负C相绕组46C和46J同心绕制在相应成对的径向对齐的槽中。提供C相电流流过每一C相绕组46C和46J，流出图15的纸面由圆圈点所示并且流入图15的纸面由圆圈叉所示。

这些定子绕组能被作为包括正A相绕组、负A相绕组、正B相绕组、负B相绕组、正C相绕组以及负C相绕组的六相定子绕组来运行。从而，控制装置CC或CC1被扩展为上述六相控制装置以便连接到图15所示的双转子电动机上。扩展的控制装置CC或CC1能提供六相电流的每一个以上述相应的方向到六相定子绕组中相应的一个以由此产生转矩。

对图15所示的双转子电动机的结构来说，功率晶体管的总电流容量低于上述传统三相AC逆变器功率晶体管的总电流容量。因此，可以减少包括复合电动机和控制装置CC或CC1的电动机系统的成本和尺寸。

正A相绕组和负A相绕组能由连接线串联连接，正B相绕组和负B相绕组能由连接线串联连接，以及正C相绕组和负C相绕组能由连接线串联连接。这将图15所示的六相定子绕组改变成三相定子绕组。从而，控制装置CC或CC1能驱动上述三相定子绕组，因此减少包括双转子电动机和控制装置CC或CC1的电动机系统的成本和尺寸。

在图13中所示的利用整距绕组的多种类型的MSKR电动机中的一种类型中，增加定子极个数M将增加相互交叉的定子绕组的个数。这可能使得该一种类型的MSKR电动机的绕组结构变得复杂。从而，这种类型的MSKR电动机的可制作性恶化，并且每一定子绕组的线圈端部可能变得相对长。

与此相比，在图15所示的电动机110C中，尽管定子绕组的个数M增加了，但是每一定子绕组的可制作性保持在高水平。这是因为每一定子绕组能被绕制在相应成对的径向对齐的槽中。这阻止了电动机110C的绕组结构变复杂。应该注意到，即使在图13所示的使用环形绕组的各种类型MSKR电动机的一种类型中定子绕组个数M增加了，也可能阻止所述多种类型MSKR电动机的该一种类型的绕组结构变复杂。

应该注意到，内部的第一电动机和外部的第二电动机在直径上彼此不同以致于在电磁条件上也是彼此不同的。从而，为了电磁优化第一和第二电动机中的每一个，需要确定第一电动机所需的直流电流的大小和第二电动机所需的直流电流的大小；这些大小彼此不同。图15所示的双转子电动机结构可能使得难于向第一电动机提供预定大小的一个直流电流和向第二电动机提供另一大小的另一直流电流。

为了解决这一问题，根据第三变型的双转子电动机110C的每一相能另外具有图1B所示的整距线圈；每一相的该整距线圈可用于打破第一电动机和第二电动机之间的电磁平衡。

特定的，A相线圈46R绕制在第二定子S1的设置正A相绕组46B的槽和第二定子S1的设置负A相绕组46E的槽中。同样的，A相线圈46U绕制在第二定子芯S1的设置正A相绕组46H的槽和第二定子S1的设置负A相绕组46L的槽中。

B相线圈46S绕制在第二定子S1的设置正B相绕组46D的槽和第二定子S1的设置负B相绕组46G的槽中。同样的，B相线圈46V绕制在第二定子S1的设置正B相绕组46K的槽和第二定子S1的设置负B相绕组46N的槽中。C相线圈46T绕制在第二定子S1的设置正C相绕组46F的槽和第二定子S1的设置负C相绕组46J的槽中。同样的，C相线圈46W绕制在第二定子芯S1的设置正C相绕组46M的槽和第二定子S1的设置负C相绕组(未示出)的槽中。

增加的线圈有助于第二电动机中的电磁作用，因此，被单独提供给每一增加线圈的直流电流大小的调整能电磁优化第一和第二电动机的每一个。这可能增加双转子电动机的输出功率，并且减少双转子电动机的尺寸和成本。

图16概略的阐述了根据图15所示的双转子电动机的变型的双转子电动机110D的结构示例。双转子电动机110D是图15所示的双转子电动机110C的变型，因此，在双转子电动机110C和双转子电动机110D之间使用相同参考字符标识的相同元件，在描述中被省略或简化。

特定的，双转子电动机110D在图9所述的电动机110A的基础上设计为八极电动机。

双转子电动机110D包括第一转子R2、第一定子S4、第二转子R1和第二定子S3。第一和第二转子R2和R1的结构与双转子电动机110C的第一转子R2和第二转子R1的结构相同。

第一和第二定子S4和S3共用24个齿，其中十四个表示为G08、G09、G0A、G0B、G0C、G0D、G0E、G0F、G0G、G0H、G0J、G0K、G0L和G0M。特定的，齿在圆周上其间以等节距设置如下：

它们的内表面面向第一转子R2的外圆周，其间具有气隙；以及

它们的外表面面向第二转子R1的内圆周，其间具有气隙。每一齿在第一转子R2相应的径向方向上对齐。即，每一齿的内侧部分用作第一定子S4的齿，并且其外侧部分用作第二定子S3的齿。

每一齿内侧部分的极性设计成与相应齿的外侧部分的极性相反。例如，当第一和第二转子R2和R1的每一个被如下设置，第二转子R1的凸极461和第一转子R2的凸极466面向齿G08和G09时，穿过第二转子R1的凸极461的磁通穿过齿G08或齿G09以致于穿过第二转子R1的凸极461。

共用的齿由支撑装置(未示出)在转子的轴向上从转子侧支撑由此取消对背轭BY2和BY3的需要。支撑装置的磁特性需要被谨慎确定。

第一和第二定子S4和S3还共用多个定子绕组。特定的，A相线圈被绕制在齿G08和G09之间的槽中和齿G0B和G0C之间的槽中；该A相线圈的端部由参考字符G02表示。A相线圈被绕制在齿G0E和G0F之间的槽中和齿G0H和G0J之间的槽中；该A相线圈的端部由参考字符G05表示。

B相线圈被绕制在齿G0A和G0B之间的槽中和齿G0D和G0E之间的槽中；该B相线圈的端部由参考字符G03表示。B相线圈被绕制在齿G0G和G0H之间的槽中和齿G0K和G0L之间的槽中；该B相线圈的端部由参考字符G06表示。

C相线圈被绕制在齿(未示出)之间的槽中和齿G09和G0A之间的槽中；该C相线圈的端部由参考字符G01表示。C相线圈被绕制在齿G0C和G0D之间的槽中和齿G0F和G0G之间的槽中；该C相线圈的端部由参考字符G04表示。C相线圈被绕制齿G0J和G0K之间的槽中和在齿(未示出)之间的槽中；该C相线圈的端部由参考字符G07表示。

控制装置CC或CC1能通过提供单向电流到由“圆圈叉”或“圆圈点”表示的每一A、B和C相线圈的每一个来驱动A、B和C相线圈。从而，包括双转子电动机110D和控制装置CC或CC1组成的电动机系统能减小尺寸和成本。应该注意到，在那时，提供单向电流流过每一定子线圈以致于单向磁通穿过相应的一个共用的定子极；该磁通电磁作用在双转子电动机110D上。

应该注意到，有必要均衡第一电动机和第二电动机每一个中产生的磁通的大小。在第一电动机中产生的磁通的大小可能非常高于第二电动机产生的磁通的大小。为了解决这一问题，可以实施介于双转子电动机110C和110D之间的中间双转子电动机。

特定的，中间双转子电动机具有第一定子S4和第二定子S3之间的一个背轭以在齿和背轭之间提供第一定子S4的槽，并且在齿和背轭之间提供第二定子S3的槽。

背轭用于补偿第一和第二定子S4和S3之间磁通的不平衡。如图16所示的每一定子线圈被划分为一对定子线圈。每一相的上述成对的定子线圈中的一个以适当的匝数绕制在第一定子S4相应成对的槽中，每一相的上述成对的定子线圈中的另一个以适当的匝数绕制在第二定子S3相应成对的槽中。

图15所示的双转子电动机110C被设计成第一和第二电动机径向同轴设置。一个双转子电动机，作为双转子电动机110C的附加变型，能被设计成第一轴向间隙电动机和第二轴向间隙电动机在其轴向上被设置。第一和第二轴向间隙电动机的转子设置在双转子电动机的两端，并且它们的定子被设置成两定子的背轭彼此相对。

作为根据第一实施例的双转子电动机可选择的结构，具有大致环形形状和多个向外凸出的齿(凸极)的第一定子同轴安装在输出轴1上。具有大致环形形状和其内周表面上的多个凸极的第一转子被设置成该转子的中心轴线与第一定子的中心轴线同轴并且该转子的内圆周与第一定子的外圆周相对，其间具有气隙。

第二转子具有大致环形形状，并且，在其外圆周表面具有多个凸极。第二转子设置成其中心轴线与第一定子的中心轴线同轴并且其内圆周与第一转子的外圆周相对。

具有大致环形形状的第二定子，在其内圆周表面具有多个向内凸出的齿(凸极)，该第二定子被设置成其中心轴线与第一定子中心轴线同轴并且其内圆周与第二转子的外圆周相对，其间具有气隙。第一转子的凸极和第二转子的凸极彼此共用(形成一体)。图16所示的多个定子线圈能以与图16所示的双转子电动机相同的方式绕制在第一和第二定子的每一个中。

接下来，根据第一实施例的磁阻电动机110的第四变型将在下文中被描述。

图17概略的阐述了根据第一实施例第四变型的磁阻电动机110E结构的示例。根据第四变型的磁阻电动机110E被设计成设计定子极的结构和转子极的结构以增加由磁阻电动机110E产生的转矩。

在磁阻电动机110E和110之间具有一些不同点。

第一点是定子芯4A的每一齿的内表面在圆周上被分叉成两个叉齿。特定的，参考数字A51和A52代表齿A01的两个叉齿，参考数字A53和A54代表齿A02的两个叉齿，以及参考数字A55和A56代表齿A03的两个叉齿。参考数字A57和A58代表齿A04的两个叉齿，参考数字A59和A5A代表齿A05的两个叉齿，及参考字符A5B和A5C代表齿A06的两个叉齿。定子芯4A的一对的两个叉齿之间的节距与定子芯4A的另一对的两个叉齿之间的节距相等。

即，定子芯4A的定子凸极的个数对比于定子芯4的定子凸极的个数增加到十二。

第二点是，磁阻电动机110E的转子2A提供有十个凸极A5R。十个凸极A5R的每一个被形成为相应的外圆周部分径向向外凸出。转子2A的十个凸极在圆周上以定节距设置。转子2A的在圆周上相邻极的节距被设置成与定子芯4A的两个叉齿之间的节距大致相等。

A相线圈A5K和A5N以180电角度的节距同心绕制在叉齿A5C和A51之间的槽A5D和叉齿A56和A57之间的槽A5G中。参考字符A5S代表A相线圈A5K和A5N的端部。

B相线圈A5M和A5Q以180电角度的节距同心绕制在叉齿A54和A55之间的槽A5F和叉齿A5A和A5B之间的槽A5J中。参考字符A5T代表B相线圈A5M和A5Q的端部。

C相线圈A5P和A5L以180电角度的节距同心绕制在叉齿A58和A59之间的槽A5H和叉齿A52和A53之间的槽A5E中。参考字符A5U代表C相线圈A5P和A5L的端部。

磁阻电动机110E的运行与通过控制装置CC或CC1的图4、6、7和8所示的磁阻电动机110的运行基本相同，以致于同样的提供A、B和C相直流电流分别流过A、B和C相定子线圈。应该注意到，转子2A的每一凸极A5R的外表面的圆周电角宽度短于转子2的每一凸极A0K的外表面的圆周电角宽度。因此，转子2A的旋转速度低于转子2的旋转速度。

结果，与电动机110相比，由电动机110E产生的转矩原则上是由电动机110产生的转矩的两倍，因为电动机110E定子齿的个数是电动机110定子齿个数的两倍。另外，电动机110E的旋转速度低于转子2的旋转速度，电动机110E的旋转速度与转子2的旋转速度之比等于转子2的齿的个数与转子2A的齿的个数之比。

图18概略的阐述了根据第一实施例第五变型的磁阻电动机110F结构的示例。根据第五变型的磁阻电动机110F被设计为设计定子极和转子极的结构以增加由磁阻电动机110F产生的转矩。

在磁阻电动机110F和110之间具有一些不同点。

第一点是定子芯4B的每一齿的内表面具有圆周上的三叉戟的形状以提供三个三叉齿。特定的，参考字符A61、A62和A63代表齿A01的三叉齿，参考字符A64、A65和A66代表齿A02的三叉齿，及参考字符A67、A68和A69代表齿A03的三叉齿，参考字符A6A、A6B和A6C代表齿A04的三叉齿，参考字符A6D、A6E和A6F代表齿A05的三叉齿，参考字符A6G、A6H和A6J代表齿A06的三叉齿。定子芯4A的一组三叉齿之间的节距等于定子芯4A的另一组三叉齿之间的节距。

即，定子芯4A的定子凸极的个数对比于定子芯4的定子凸极的个数增加到十八。

第二点是磁阻电动机110F的转子2B具有十六个凸极A6X。十六个凸极A6X的每一个被形成为相应的外圆周部分径向的向外凸出。转子2B的十六凸极在圆周上以固定节距设置。转子2B的圆周上相邻极的节距被设置成与定子芯4A的三叉齿之间的节距大致相等。

A相线圈A6R和A6U被以180电角度的节距同心绕制在分隔的齿A61和A6J之间的槽A6K和分隔的齿A69和A6A之间的槽A6N中，参考字符A5S代表A相线圈A6R和A6U的端部。

B相线圈A6T和A6W被以180电角度的节距同心绕制在分隔的齿A66和A67之间的槽A6M和分隔的齿A6F和A6G之间的槽A6Q中。参考字符A5T代表B相线圈A6T和A6W的端部。

C相线圈A6V和A6S被以180电角度的节距同心绕制在分隔的齿A6C和A6D之间的槽A6P和分隔的齿A63和A64之间的槽A6L中。参考字符A5U代表C相线圈A6V和A6S的端部。

磁阻电动机110F的运行与通过控制装置CC或CC1的图4、6、7和8所示的磁阻电动机110的运行大致相同，以致于同样的提供A、B和C相直流电流分别流过A、B和C相定子线圈。应该注意到，转子2B的每一凸极A6X的外表面的圆周电角宽度短于转子2的每一凸极A0K的外表面的圆周电角宽度。因此，转子2B的旋转速度低于转子2的旋转速度。

结果，与电动机110相比，由电动机110F产生的转矩原则上是由电动机110产生的转矩的三倍，因为电动机110F定子齿的个数是电动机110定子齿个数的三倍。另外，电动机110F的旋转速度低于转子2的旋转速度，电动机110F的旋转速度与转子2的旋转速度之比等于转子2的齿的个数与转子2A的齿的个数之比。

磁阻电动机110E被设计成定子芯每一定子极的齿的个数是电动机110定子芯的齿的个数的两倍，因此增加其转矩常数。同样地，磁阻电动机110F被设计成定子芯每一定子极的齿的个数是电动机110定子芯的齿的个数的三倍，因此增加其转矩常数。与电动机110相比，磁阻电动机110E和110F的每一个能增加其转矩常数和转矩，从而，提高其效率。然而，与电动机110相比，由磁阻电动机110E和110F的每一个达到的峰值转矩没有增加很多，因为漏磁通发生在定子极和/或转子极周围以致于部分地产生磁饱和。

为了解决峰值转矩的增加不足的问题，能应用两种措施到磁阻电动机110E或110F。

作为第一种措施，永磁体提供在每一形成在圆周相邻的两个或三个分隔齿上的凹入空间中。永磁体产生磁通的方向与圆周上相邻的两个或三个分隔的齿的每一个所形成的磁通的方向相反。该结构能减少在圆周相邻的两个或三个分隔的齿之间的漏磁通，从而增加了由磁阻电动机110E或110F产生的转矩。

作为第二种措施，从圆周相邻的两个或三个分隔的齿的每一个的内侧面到相应的一个凹入空间的底面的范围内提供磁体。该磁体增加了通过每一圆周相邻的两个或三个分隔的齿的磁通的大小。该结构能增加由磁阻电动机110E或110F产生的转矩。第一种和第二种措施均能应用到磁阻电动机110E或110F。

其次，根据第一实施例的磁阻电机110的第六变型将如下描述。

图19概略的阐述了根据第一实施例第六变型的磁阻电动机110G的结构示例。

除了电动机110的结构之外，根据第六变型的磁阻电动机110G包括分别提供给定子芯4的相应齿的多个磁场绕组(磁场线圈)。

特定的，磁场线圈A72和A73同心绕制在定子极(齿)A01周围，磁场线圈A75和A74集中绕制在定子极(齿)A02周围，及磁场线圈A76和A77同心绕制在定子极(齿)A03周围。同样的，磁场线圈A79和A78同心绕制在定子极(齿)A04周围，磁场线圈A7A和A7B同心绕制在定子极(齿)A05周围，及磁场线圈A71和A7C同心绕制在定子极(齿)A06周围。

电动机110G按下列方式被驱动，提供直流电流以图19所示的圆圈叉和圆圈点标识的正向和负向流过每一磁场线圈A72和A73，A75和A74，A76和A77，A79和A78，A7A和A7B，以及A71和A7C。正向代表进入图19纸面的方向，负向代表流出图19纸面的方向。

磁场线圈A72和A73，A75和A74，A76和A77，A79和A78，A7A和A7B，以及A71和A7C由连接线彼此串联连接以致于磁场电流If以相同的方向流过每一磁场线圈。

特定的，用于提供磁场电流If到串联连接的磁场线圈的驱动电路的示例如图21所示。

图21所示的驱动电路DD包括DC电源A87、续流二极管A88、如图19所示的串联连接的磁场线圈A81、A82、A83、A84、A85和A86，用于调整磁场电流If的晶体管(双极晶体管)A89，和电流传感器A92。

DC电源的A87的正极端子连接在串联连接的磁场线圈A81到A86的一端，及DC电源A87的负极端连接到串联连接的磁场线圈A81到A86的另一端。续流二极管A88反向并联地跨连串联连接的场线圈A81到A86。

串联连接的磁场线圈A81到A86的另一端连接到晶体管A89的集电极，晶体管A89的发射极连接到DC电源A87的负极端。晶体管A89的基极连接到控制器C100。电流传感器A92的位置设置成测量流过串联连接的磁场线圈A81到A86的场电流If。电流传感器A92运行以向控制器C100输出场电流If的测量值。控制器C100连接到晶体管A89的基极，并且用于提供具有可变的占空比的PWM(脉冲宽度调制)信号，比如脉冲序列，由此导通或关闭晶体管A89。

特定的，当没有三相电流Ia、Ib和Ic提供到转子2位于图19所示的旋转位置的电动机110G的三相线圈时，控制器C100驱动晶体管A89以将其导通。这提供场电流(直流电流)f从DC电源A87流过串联连接的磁场线圈A81到A86。

流过磁场线圈A79和A78(A84)的电流和流过磁场线圈A72和A73(A81)的电流感生从齿A04到齿A01的磁通A7D，由粗箭头示出。另外，流过磁场线圈A75和A74(A82)的电流和流过磁场线圈A7A和A7B(A85)的电流感生从齿A02到齿A05的磁通A7E，由粗箭头示出。

感生磁通A7D在齿A01和与其相对的转子2第一对凸极A0K1的一个之间以及齿A04和与其相对的转子2第一对凸极的另一个之间以逆时针方向产生磁引力。相反，感生磁通A7E在齿A02和与其相对的转子2第二对凸极的一个之间以及齿A05和与其相对的转子2第二对凸极的另一个之间以顺时针方向产生磁引力。

因此，基于逆时针方向的磁引力的转矩和基于顺时针方向的磁引力的转矩彼此抵消。在这种情况下，当转子2以逆时针方向旋转时，穿过每一磁场线圈的磁链变化，但是穿过六个磁场线圈的总的磁链不变。从而，如图21所示，当转子2在提供的场电流If流过串联连接的磁场线圈期间以逆时针方向旋转时，基于齿A01和A04的每一个的磁通增加，但是基于齿A02和A05每一个的磁通减少。这导致即使转子2以逆时针方向旋转时总的磁通不变。在那时，在各自磁场线圈产生的磁能在彼此之间被转移和接收。因此，在原则上没有功率从DC电源传输到磁场线圈。

当图1所示的电动机110的转子2以高RPM驱动旋转时引发一个问题。

例如，在转子2以逆时针方向旋转时，在转子2的第一对凸极A0K1的一个开始面向定子极A01之前或之后紧接着，必须尽快的提供具有预定水平的直流电流到定子线圈A0D和A0G与定子线圈A0H和A0E的每一个。其后，在定子极A01和转子2第一对凸极A0K1的一个之间以及在定子极A04和转子2第一对凸极的另一个之间产生转矩以便旋转转子2。

在转子2第一对凸极A0K1的一个即将直接到达定子极A01前面之前，提供给定子线圈A0D和A0G与定子线圈A0H和A0E的每一个的直流电流减小到0[A]。即，第一个问题是，为了产生磁场磁通，需要在预定正时即刻增加或降低提供到一对定子线圈的直流电流。

然而，对图19所示的电动机110G的结构来说，因为磁场磁通由串联连接的磁场绕组建立，所以基于提供给一对定子线圈的直流电流的增加和减少而产生的磁通的增加和减少是有限的。因此，因为将所述直流电流提供给一对定子线圈所要求的电压是有限的，所以可以容易控制提供给一对定子线圈的直流电流。

另外，因为在串联连接的磁场线圈中总电压的变化被限制在小范围内，所以相对细的线能以大数量的匝数被绕制在每一定子极的周围。这能减少产生期望磁场磁通所需要的磁场电流If的水平，使得可以通过具有相对小的电流容量的晶体管A89调整磁场电流If。这能减少产生磁通所需的控制装置CC或CC1每一晶体管的负担，从而减少控制装置CC或CC1的电流容量。换句话说，能提高从控制装置CC或CC1供应的功率的功率因数。

当由磁阻电动机110G和驱动电路DD组成的电动机系统再生功率或被用作发电机时，该电动机系统的结构能提高电动机系统的功率因数。

图19所示的磁场线圈被分别绕制在定子极的周围，但是本发明不限于此。特定的，集中的、整距绕组可以被用作每一磁场线圈。

如图20所示，A相磁场线圈H71和H74是以180电角度的节距同心绕制在齿A06和A01之间的槽A07以及齿A03和A04之间的槽A0A中。同样地，B相场线圈H75和H72是以180电角度的节距集中绕制在齿A02和A03之间的槽A09以及齿A05和A06之间的槽A0C中。另外，C相场线圈H75和H72是以180电角度的节距集中绕制在齿A04和A05之间的槽A0B以及齿A01和A02之间的槽A08中。

磁场线圈H71和H74、H75和H72以及H73和H76最好利用连接线相互串联连接以便磁场电流If以同一方向流过每一磁场线圈。图21所示的驱动电路DD能提供磁场电流IF到串联连接的磁场线圈。应该注意，当磁场线圈H71和H74、H75和H72以及H73和H76不互相连接时，驱动电路DD能分别提供磁场电流If到每一场线圈H71和H74、H75和H72以及H73和H76。

每一磁场线圈可由环形线圈形成，其一个示例示于图14。当磁场线圈应用到双转子电动机时，双转子电动机的一个示例示于图15，每一磁场线圈能交替的绕制在第一定子S2的相应的一个槽和第二定子S1的与该槽径向对齐的相应的一个槽中。

如上以及图4所述，为了以给定旋转方向产生转矩，在电动机110以给定方向旋转时，当转子2的凸极开始面向定子芯4的一个定子极时，提供直流电流流过设置在定子芯4的两个槽中的正向和负向定子绕组；这些槽在圆周上与上述一个定子极相邻。提供给两个正向和负向定子绕组中一个的直流电流的方向与提供给两个定子绕组中另外一个的直流电流的方向相反。

即，正向电流和负向电流交替的提供给圆周上对齐的正向和负向绕组。这导致在圆周上对齐的定子极上交替的感生正磁通和负磁通。

以下特征对于达到根据第一实施例和上述的控制装置CC或CC1的的每一电动机的优点是重要的：

第特征是单向电流被提供给每一定子线圈。

第二特征是提供给设置在每一定子极两圆周侧的两个正向和负向定子绕组中一个的单向电流的方向与提供给所述两个正向和负向定子绕组中的另一个的单向电流的方向相反。这意味着，流过正向或负向定子绕组的单向电流有助于在圆周上与正向和负向定子绕组相邻地设置的两个定子极产生转矩。即正向和负向定子绕组的每一个用作励磁在其周向两侧的相应两个定子极。

第三特征是以预定顺序将提供的单向电流从一个正向或负向定子绕组切换到另一个正向或负向定子绕组，该预定顺序取决于转子2的旋转位置θr，这种切换能使转子2要么向前要么向后持续的旋转，以及在任意方向上减速。换句话说，以预定顺序将提供的单向电流从一个正向或负向定子绕组切换到另一个正向或负向定子绕组，该预定顺序取决于转子2的旋转位置θr，这种切换允许电动机2在四象限驱动中被驱动。

第四特征是转子2的每一凸极由软磁材料组成并且能在向外和向内两个方向上产生磁通。这使得磁引力在任一方向上作用在转子2上。

在那时，为了使正向或负向定子绕组励磁在其周向两侧的两定子极，需要连接每一定子线圈到DC电源以便单独控制被提供到每一定子线圈的直流电流。

用于单独控制被提供到每一定子线圈的直流电流的最简单的连接方式是：使定子线圈通过各自的晶体管连接到DC电源由此单独地应用直流电压或直流电流到每一定子线圈，该连接方式的示例示于图2和3中。如上所述，被共用以励磁其周向两侧的两个定子极的每一正向或负向定子绕组不仅减少了每一定子绕组的实际阻抗而且共用功率晶体管来使每一定子线圈的正向和负向绕组都通电。

第一到第四特征允许直流电流流过每一定子线圈以励磁该线圈，以及允许用于每一正向或负向定子绕组的直流电流被共用以激励不同的定子极，因此共用功率晶体管以驱动在每一正向或负向定子绕组周向两侧的两定子极。

这减少了控制装置CC或CC1所有功率晶体管的总电流容量，从而可能减少该控制装置CC或CC1。

特定的，上述优点有可能减少包括以下结构的电动机系统的成本：

至少一个根据第一实施例及其变型的磁阻电动机；以及

控制装置CC或CC1或基于控制装置CC或CC1的扩展多相控制电路。应该注意，控制装置CC或CC1或者基于控制装置CC或CC1的电动机系统的扩展多相控制电路的所有功率晶体管的总电流容量的减少的量取决于安装在电动机系统中的至少一个磁阻电动机是根据第一实施例及其变型中的哪一个。

图1B所示的电动机110具有以下特征：三个定子线圈中的两个定子线圈有助于转矩的产生，以及，通过控制装置CC或CC1中的不同路径同时向两个定子线圈提供功率。

相反，在如图123所示的三相逆变器和由此控制的三相AC电动机中，逆变器的最大输出功率是DC电池84D的电压和一个功率晶体管的电流容量的乘积，并且，仅通过一个路径同时提供给两定子线圈功率。换句话说，尽管使用六个功率晶体管，但是仅有一个路径能提供功率到定子线圈。

应该注意，在包括至少一个根据第一实施例及其变型的磁阻电动机的电动机系统中，当定子极的个数M相对较高时，功率能通过三个或更多个不同的路径提供给相应的定子线圈，这将稍后描述。

在第一实施例及其变型中，同相定子线圈和/或反相定子线圈能彼此串联连接以致于流过同相定子线圈和/或反相定子线圈中的一个的电流是以同一方向流过同相定子线圈和/或反相定子线圈的另一个。这简化了电流控制装置的结构，比如控制装置CC或CC1。

例如，在图10所示的八极电动机中，因为以360电角度节距布置的四个同相(正A相)的定子绕组设置在各自的四个槽121、127、12D和12M中，所以四个正A相定子绕组能彼此串联连接。同样的，以360电角度节距布置的并设置在各自的四个槽123、129、12F和12P中的四个同相(正B相)的定子绕组能彼此串联连接，和以360电角度节距布置的并设置在各自的四个槽122、128、12E和12N中的四个同相(正C相)的定子绕组能彼此串联连接。

同样地，设置在各自四个槽中的四个同相(负一相)的定子绕组能彼此串联连接。例如，设置在各自四个槽124、12A、12J和12Q中的四个同相(负A相)定子绕组能彼此串联连接。串联连接的正一相定子绕组和串联连接的负一相定子绕组能彼此串联连接以致于直流电流以相同的方向流通。

作为另一示例，在六极电动机中，用于A、B和C相的每一个的三个同相定子绕组彼此串联连接。分别为A、B和C相中每一个单独准备的电流控制装置可独立的提供直流电流到用于A、B和C相中相应一个的三个同相定子绕组。

作为进一步的示例，在磁阻电动机110中，第一A相线圈A41和A42以及与A相线圈A41和A42相反相的第二A相线圈A47和A48能通过连接线彼此串联连接以便直流电流以相同的方向流过第一A相线圈A41和A42和第二A相线圈A47和A48。

应该注意，当电动机110以逆时针方向(前向方向)旋转时，为了使定子极A01拉动转子2的一个凸极A0K，提供直流电流正向流过正A相绕组A0D，同时，提供直流电流负向流过负C相绕组A0E。

接下来，为了使定子极A02拉动转子2的一个凸极A0K，提供直流电流正向流过正B相绕组A0F，同时，提供直流电流负向流过负C相绕组A0E，但是不提供电流流过正A相绕组A0D。

能分别提供具有相同水平的直流电流流过正A相绕组A0D和负C相绕组A0E。另外，能分别提供具有不同水平的直流电流流过正A相绕组A0D和负C相绕组A0E。当分别提供直流电流流过正一相绕组和负另一相绕组时，该直流电流相互之间既不同相，也不反相。

即，被提供到正一相绕组(比如正A相绕组A0D)一相电流(比如A相电流Ia)，和被提供到在旋转方向与正一相绕组相邻的负另一相绕组(比如负C相绕组A0E)的另一相电流(比如C相电流Ic)在彼此之间不同相。

特定的，提供给正一相绕组的一相电流和提供给在旋转方向上与正一相绕组相邻的负另一相绕组的另一相电流彼此之间不同相。例如，提供给正A相绕组A0D的A相电流Ia和提供给在旋转方向与正A相绕组A0D相邻的负C相绕组A0E的C相电流Ic彼此之间不同相。

在图1、9、14和15所示的每一个磁阻电动机中，控制装置CC或CC1提供A相电流Ia、B相电流Ib以及C相电流Ic到各自的A、B和C相定子线圈由此旋转的驱动转子2。在那时，直流电流能通过至少两个不同的电流供应路径由至少两个电流控制装置同时提供给每一定子线圈。

例如，当图1、9、14和15所示的每一个磁阻电动机、控制装置CC或CC1被稍后描述的图98所示的控制装置CC、CC1、CC2驱动时，功率能通过两个不同路径提供给每一定子线圈。因此，两个电流控制装置能向每一定子线圈提供两个由一个功率晶体管的电流容量和DC电源电压二者乘积所表示的功率。与图123所示的能提供一个由一个功率晶体管的电流容量和DC电池84D电压的乘积所代表的功率的三相AC逆变器相比，控制装置CC、CC1、或CC2能提供的功率是图123所示的三相AC逆变器所能提供功率的两倍。

通过至少两个不同路径向每一定子线圈的电流供应能由根据第一实施例或其变型中的一个得到的磁阻电动机的第一和第二特征来建立。

即，第一特征是单向电流提供给每一定子线圈。

第二特征是提供给两个设置在每一定子极周向两侧的正向和负向定子绕组中的一个的单向电流的方向与提供给所述两个正向和负向定子绕组中的另一个的单向电流的方向相反。这意味着，当在圆周方向上与所述正向或负向定子绕组相邻设置的两个定子极中的一个产生转矩时，流过正向或负向定子绕组的单向电流以两个转矩发生模式激励所述两定子极。即，每一正向或负向定子绕组用作激励在其周向两侧相应的两定子极。

例如，对于图125所示的开关磁阻电动机，不能通过两个不同路径同时提供电流到每一定子线圈。从而，装备有开关磁阻电动机和用于驱动其的控制装置的控制系统不能减少控制电路每一功率晶体管的电流容量。根据第一实施例及其变型的磁阻电动机在至少绕制方法、连接线连接方法、定子线圈激励方法和电动机驱动方法上明显不同于开关磁阻电动机。

根据第一实施例及其变型的每一电动机系统和基于开关磁阻电动机的电动机系统之间在电动机效率、电动机大小、电动机成本、控制装置效率、控制装置大小和控制装置成本上具有显著的不同。

如上所述，图19所示的磁场线圈能被使用。如图21所示，磁场线圈彼此串联连接以致于磁场电流If以相同的方向流过每一磁场线圈。这使得根据第一实施例及其变型的每一磁阻电动机用作具有简单结构的发电机。

图21示出了发电机的示例。参考字符A9L代表A相线圈A0D和A0G，参考字符A9M代表B相线圈A0F和A0J，以及参考字符A9N代表C相线圈A0H和A0E。参考字符A9H、A9J和A9K代表整流二极管，其阳极分别连接到A、B、C相线圈A9L、A9M和A9N的一端。即，串联连接的线圈A9L和二极管A9H、串联连接的线圈A9M和二极管A9J以及串联连接的线圈A9N和二极管A9K相互并联连接组成并联电路。

参考字符A9F代表具有输入端的整流扼流圈，整流二极管A9L、A9M和A9N阴极的共同端连接到该输入端。参考字符A9P、A9Q和A9R分别代表存储装置(比如电容器或电池)、负载和信号公共端。整流线圈A9F的输出端通过发电机的输出端A9G被连接到负载A9Q的一端。A、B和C相线圈A9L、A9M和A9N的另一端被连接到信号公共端A9R，并且信号公共端A9R被连接到负载A9Q的另一端。电容器A9P与并联电路和负载A9Q并联连接。

每一二极管A9H、A9J和A9K对跨越三相线圈A9L、A9M和A9N中相应的一个感生的正或负电压进行整流以产生DC电压。由扼流圈A9F和电容器A9P将产生的DC电压变平滑。基于由扼流圈A9F和电容A9P平滑过的DC电压的直流电流被提供给负载A9G和另一装置。

代替整流二极管A9H、A9J和A9K，开关元件，比如IGBT，可被使用。开关元件，比如IGBT，能被增加到扼流圈A9F的输出端和信号公共端A9R之间并与电容器A9P并联，以及二极管能被增加到扼流圈A9F和电容器A9P之间。扼流圈A9F，增加的开关元件，增加的二极管和电容器A9P用作DC/DC变换器，用于将发电机(三相线圈A9L、A9M和A9N)产生的DC电压变换成具有不同于所产生的DC电压水平的DC电压。这样的DC/DC变换器能被提供在电容器A9P的后级。

通过图19所示的磁阻电动机110G的结构产生功率将在下文中被描述。

在转子2以CCW方向旋转期间，当位于正面对定子极A01的转子2的一个凸极A0K被进一步在CCW方向旋转时使得一个凸极A0K和定子极A01之间的相对区域减少。当一个凸极A0K和定子极A01之间的相对区域被减少时，就感生跨越A相定子线圈A0D和A0G以及跨越C相定子线圈A0H和A0E的电压以阻止从定子极A04到定子极A01的磁通的减少。跨越A相定子线圈的感生电压允许电流流过A相定子线圈A0D和A0G，和跨越C相定子线圈的感生电压允许电流流过C相定子线圈A0H和A0E。用于定子极A01、一个转子极A0K和A及C相定子线圈的组合的功率发生对于另一定子极、一个转子极A0K以及一对两相定子线圈的组合同样成立。

因为由电动机110G产生的电流流过三相定子线圈中的两相定子线圈的每一个，可以增加电动机110G的功率发生效率。

用作机动车辆的发电机的交流发电机通常要求在宽的旋转速度范围，例如，1000RPM到10000RPM，输出在12V到14V的范围内的电压；该电压与安装在机动车辆中的电池电压相对应。另外，为了迎合节约成本的要求，交流发电机要求具有简单的结构。

目前，全世界用于各种机车的大多数交流发电机被设计成Lundell型交流发电机。特定的，Lundell型交流发电机包括具有多个以定节距在圆周方向上对齐的爪极的Lundell型(爪极)转子以及DC磁场线圈。DC磁场线圈集中绕制在转子轴向的周围。转子也具有配置成在磁场线圈和电源(电池)之间提供电连接的集电环和电刷。

在上述的Lundell型交流发电机中，磁场电流通过集电环和电刷提供给磁场线圈同时转子的磁场线圈基于直接或间接来自内燃机的转矩旋转。在这种情况下，流过磁场线圈的磁场电流磁化爪部分以致于它们交替变为北极和南极。交替磁化的北极和南极的旋转产生磁通，并且所产生的磁通在三相定子线圈中感生三相AC电压。所感生的三相AC电压由桥式连接的一组二极管全波整流，由此产生12V的DC电压(输出电压)。

这样的交流发电机具有以下问题：

第一问题归因于每一集电环和电刷的寿命和可靠性的衰减，和第二问题是转子结构的复杂性。第三问题是由于转子磁场线圈的结构而很难输出大功率，和第四问题是由于转子的爪极结构转子在高RPM时可能变型。第五问题是定子和转子之间的气隙可能随着时间而增加。

用于控制磁场电流If的控制器C100的功能结构的示例在图21中被公开。

特定的，控制器CC包括加法器A9A、补偿器A9B、加法器A9C、补偿器A9D以及驱动器A9E。

当由交流发电机(电动机110G)产生的输出DC电压和需要从交流发电机输出的预定目标DC电压都被输入到加法器A9A时，加法器A9A被用来计算实际输出DC电压与目标DC电压的差异。

补偿器A9B基于该差异基于比例积分反馈算法的比例增益项和积分增益项来设置第一指令磁场电流。

在比例积分反馈算法中，第一指令磁场电流基于比例增益项和积分增益项来表达。

用于第一指令磁场电流的比例增益项有助于指令磁场电流与差异成比例的改变。积分增益项与随着时间的差异瞬时值的累积偏差成比例以将随着时间的累计偏差(稳态差异)重设为零。

当由补偿器A9B产生的第一指令磁场电流和由电流传感器A92测量的实际磁场电流If都输入到加法器A9C时，加法器A9C用于计算实际磁场电流If与第一指令磁场电流之间的差异。

补偿器A9D基于该差异基于比例积分反馈算法的比例增益项和积分增益项来设置第二指令磁场电流。

在比例积分反馈算法中，第二指令磁场电流基于比例增益项和积分增益项来表达。

用于第二指令磁场电流的比例增益项有助于第二指令磁场电流与差异成比例的变化。积分增益项与随着时间的差异瞬时值的累积偏差成比例以将随着时间的累积偏差(稳态差异)重设为零。

用作脉冲宽度调制器的驱动器A9E用于基于由补偿器A9D设置的第二指令磁场电流产生具有可变的占空比的PWM信号，即，脉冲序列，以借此基于占空比来导通和关闭晶体管A89。基于PWM信号的占空比的晶体管A89的导通和关闭能将流过串联连接的磁场线圈的磁场电流If平稳和平滑地调整到第二指令磁场电流。

对于控制器C100的功能结构来说，能控制磁场电流If同时监视由交流发电机(电动机)110G实际产生的输出功率由此允许交流发电机在宽的旋转速度范围内(例如，从1000RPM到10000RPM)稳定的产生基本上恒定的电压。

因为图21所示的交流发电机系统被设计成对磁场电流仅使用一个有功功率元件(功率晶体管)A89，其不使用电刷和集电环，所以可以以低成本实现图21所示的交流发电机系统。另外，因为图21所示的交流发电机系统不包括电刷和集电环，所以可以提高交流发电机系统的可靠性。各种修改和变型能被应用到图21所示的交流发电机系统的每一部分。

如上所述，图19所示的电动机110G能被扩展为多极电动机，比如八极电动机(参见，例如，图10)。基于多极电动机的交流发电机也能被提供。在基于电动机110G或任何一种多极电动机的每一个交流发电机中，定子线圈和磁场线圈可设置在定子芯4中。这在具有高可靠性的情况下简化了每一交流发电机的结构。磁场线圈能被设置在定子芯4中和它们能由直流电流激励的原因是根据第一实施例及其变型的每一电动机由单向电流驱动并且通过每一定子极的磁通是单向磁通。这些特征是根据第一实施例及其变型的每一电动机的特定特征。

相反，在传统的三相交流发电机中，为了由定子产生磁场，需要三相AC电流；这可能使得传统的三相交流发电机的结构变得复杂并且增加其成本。

因为定子线圈和磁场线圈被设置在定子芯4中，所以基于电动机110G的交流发电机系统的输出功率和尺寸能被容易增加。另外，因为转子2由以下元件组成，例如，多个磁硅钢板，所以转子2是坚固的。这使得可以利用转子2的较高RPM而不使转子2变形，并且减少定子芯4和转子2之间的气隙直至由其装配精度确定的极限，因此使电动机110G加速并且提高效率。

如上所述，根据第一实施例第六变型的交流发电机(电动机110G)能解决前述由传统Lundell型交流发电机引起的大多数问题。

应该注意，根据第一实施例及其变型的每一电动机系统在再生模式下被驱动，以便借此即使在图19所示的定子芯4中没有设置磁场线圈的情况下也产生功率。即，根据第一实施例及其变型的每一电动机系统在再生模式的运行已经参考图7和8被描述。根据第一实施例及其变型的每一电动机系统在再生模式的运行能从电动机部分(定子芯4和转子2)到DC电源再生能量。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第七变型。

图22概略的阐述了根据第一实施例第七变型的磁阻电动机110H的结构示例。

除了作为基础结构的图1B所示的电动机110的结构，根据第七变型的磁阻电动机110H包括多个永磁体B07、B08、B09、B0A、B0B和B0C。多个永磁体B07、B08、B09、B0A、B0B和B0C被安装在分别对应于定子极A01、A02、A03、A04、A05和A06的定子极B01、B02、B03、B04、B05和B06的内表面。多个永磁体B07、B08、B09、B0A、B0B和B0C的每一个具有凹入的圆周圆形，其曲率与每一定子极B01、B02、B03、B04、B05和B06的内表面的曲率相等。多个永磁体B07、B08、B09、B0A、B0B和B0C在圆周上相互接触以形成大致的环形。

转子2设置如下，其外圆周与环形永磁体B07、B08、B09、B0A、B0B和B0C的内圆周相对，其间具有气隙。

与第一实施例一样，控制装置CC或CC1被用来将A相直流电流Ia以由圆圈叉和圆圈点所示的方向提供到A相线圈A0D和A0G，将B相直流电流Ib以由圆圈叉和圆圈点所示的方向提供到B相线圈A0F和A0J。另外，控制装置CC或CC1被用来将C相直流电流Ic以由圆圈叉和圆圈点所示的方向提供到C相线圈A0H和A0E。

由每一永磁体B07、B08、B09、B0A、B0B和B0C产生的磁通的方向在图22中通过参考字符“N”和“S”示出。特定的，当设置在相应的一个定子极的周向两侧的两个定子绕组被通电时，由每一永磁体B07、B08、B09、B0A、B0B和B0C产生的磁通的方向与由该相应的一个定子极所产生的磁通的方向相匹配。

即，电动机110H如下设计：

每一定子极由流过两相定子绕组每一个的单向电流激励由此通过每一激励的定子极产生单向磁通，该两相定子绕组设置在相应的一个定子极的周向两侧。

电动机110H的设计允许永磁体B07、B08、B09、B0A、B0B和B0C分别安装在定子极B01、B02、B03、B04、B05和B06上。

电动机110H中的磁通不能被简化因为其中有多个磁路，并且由每一永磁体产生的磁通势和由每一单向电流产生的磁通势作用在转子2上。

如图22所示，在转子2以逆时针方向旋转时，当转子2的一个凸极面向两个永磁体B07和B0C时，感生四个磁通H11、H12、H13和H14。特定的，磁通H11基于永磁体B0A和B07从定子极B04到定子极B01被感生，和磁通H12基于永磁体B08和B05从定子极B02到定子极B05被感生。另外，磁通H13基于永磁体B0C和B07从永磁体B0C到永磁体B07被感生，和磁通H14基于永磁体B0A和B09从永磁体B0A到永磁体B09被感生。

这些磁通H11、H12、H13和H14取决于转子2的旋转被改变。

如由等式(10)等表示，电动机110H的转矩与通过一相定子线圈相对于转子2的旋转位置上变化的磁链变化率

和被提供给一相定子线圈的电流成比例。

让我们考虑当转子2位于如图22所示的旋转位置时在CCW方向上产生的转矩。

在图22所示的转子2的旋转位置，通过C相线圈A0H和A0E相对于转子2旋转位置上变化的磁链变化率

变为更高的值，因为磁通H11随着转子2的旋转而增加。

因此，到C相线圈A0H和A0E的C相电流Ic的供应允许在CCW方向产生转矩。应该注意，因为磁通H12在图22所示的转子2的旋转位置之前和之后是不变的，所以磁通H12对于在CCW方向上转矩的产生没有贡献。

在图22所示的转子2的旋转位置的时刻，假设在每一永磁体面向转子2的相应一个凸极的部位中的磁通密度成为恒定磁通密度Bx。另外，假设在每一永磁体不面向转子2的相应一个凸极的部位中的磁通变为零或不影响电动机110H的运行。

在这种假设中，通过A相线圈A0D和A0G的磁链在图22所示的转子2的旋转位置之前和之后不改变。这是因为，尽管磁通H11随着转子2的旋转而增加，每一磁通H13和H14随着转子2的旋转而减少，以致于在磁通中的增加被在每一磁通H13和H14中的减少所抵消。

这导致流过A相线圈A0D和A0G的A相电流Ia对于转矩的产生没有帮助；该作用与电动机110中A相电流Ia的作用没有不同。

然而，形成在电动机110H上的实际的磁电路处于一种不同于前述的假设状态的状态。因此，形成在电动机110H的磁电路的恰当设计允许基于电动机110H的电动机系统完成效率特性；这些效率特性显示了电动机110H的更高转矩以由此减少控制装置CC或CC1的每一功率晶体管的电流容量。

图26以图表形式示出了指示用于电动机110H的永磁体磁场强度H与磁通密度B之间关系示例的特征曲线。

在特征曲线运行点Bh上的磁通密度Br代表剩余磁通密度，在特征曲线运行点Bn上的磁通密度B14代表永磁体退磁极限。

例如，在第七变型中，电动机110H设计如下，特性曲线上运行点Bk的磁通密度当用于每一定子线圈的电流是零时被设定为图26所示的值B12。电动机110H也如下设计，特性曲线运行点Bn在具有磁通密度B13的运行点Bm和具有磁通密度B11的运行点Bj之间的范围内是可变化的。磁通密度B13被设定的高于退磁极限B14并且低于磁通密度B12，磁通密度B11被设定的高于磁通密度B12并且低于剩余磁通密度Br。

上述设计能在磁通密度Bm和磁通密度Bj的范围内改变每一永磁体的磁通密度。因此，在电动机110H中的磁作用产生的转矩不同于上述产生的转矩。

特定的，为了在图22所示的转子2的旋转位置上以CCW方向产生转矩，提供具有预定水平的A相电流Ia流过A相线圈A0D和A0G。同时，提供具有同样预定水平的C相电流Ic流过C相线圈A0H和A0E。这产生磁通势来以一方向作用于永磁体B07和B0A中的每一个，在该一个方向中基于永磁体B07和B0A中的每一个的磁通是增加的。这将永磁体B07和B0A中每一个的在其特性曲线运行点Bk上的磁通密度B12增加到在其特性曲线运行点Bj的磁通密度B11。

相反，其余永磁体B08、B09、B0B和B0C的每一个在其特性曲线上的运行点Bk保持不变，因为没有磁通势作用在其余永磁体B08、B09、B0B和B0C的每一个上。

在那时，相对于转子2旋转位置变化的磁通H11的磁链变化率

与增加的运行点Bj的磁通密度B11成比例地增加。这增加了由提供流过C相线圈A0H和A0E的C相电流Ic产生的转矩，并且产生由提供流过A相线圈A0D和A0G的A相电流Ia的转矩；该转矩与磁通密度B11和磁通密度B12之间的差异成比例。

另外，当C相电流Ic高于A相电流Ia时，产生的磁通势与C相电流Ic和A相电流Ia之间的差异(Ic-Ia)成比例，从而削弱了基于永磁体B09和B0C的磁通密度。这将永磁体B09和B0C中的每一个在其特性曲线上运行点Bk的磁通密度B12减小到在其特性曲线上运行点Bm的磁通密度B13。这通过每一永磁体B09和B0C的磁通密度的减少使得基于A相电流Ia的转矩增加。

在那时，由流过C相线圈A0H和A0E的C相电流Ic产生的转矩Tc与特征曲线上磁通密度B11和磁通密度B13的总和(B11+B13)成比例。另外，由流过A相线圈A0D和A0G的A相电流Ia产生的转矩Ta与每一永磁体B09和B0C的磁通密度B13和每一永磁体B0A和B07的磁通密度B11的差异(B11-B13)成比例。

特定的，图22所示的电动机110H实现了第一特征，即允许控制装置CC或CC1驱动电动机110H由此减少控制装置CC或CC1的每一功率晶体管的电流容量。电动机110H实现了第二特征，即增加的永磁体B07到B0C将由图1B所示的电动机110获得的电流-转矩特性曲线Trm增加和提高到电流-转矩特性曲线Tspm(参见图5)。特定的，当电动机110H被设计为微型电动机时，可以在低的电流范围内显著的提高转矩(参见图5)。

另外，每一A相电流Ia、B相电流Ib和C相电流Ic对应到所谓的转矩电流，和永磁体B07到B0C允许每一三相定子线圈的匝数减少。这减少了每一三相定子线圈的感应系数，从而提高了每一相电流的响应度和电动机110G的可控性。

在电动机110H的结构中，能提供负B相电流(-Ib)负向地流过正B相绕组A0F流出图22的纸面(与圆圈叉相反的方向)和正向地流过负B相绕组A0J进入图22的纸面(与圆圈点相反的方向)。这能增加磁通H11由此增加转矩。图22所示的电动机110H能由图123所示的传统的三相AC逆变器驱动，其条件是三相线圈以星形结构相互连接。

接下来，根据第一实施例的磁阻电动机110的第八变型将在下文中被描述。

图23概略的阐述了根据第一实施例第八变型的磁阻电动机110I的结构示例。

除了作为基本结构的图1B所示的电动机110的结构之外，根据第八变型的磁阻电动机110I包括多个永磁体F67、F68、F69、F6A、F6B和F6C。多个永磁体F67、F68、F69、F6A、F6B和F6C被安装在分别对应于定子极A01、A02、A03、A04、A05和A06的定子极F61、F62、F63、F64、F65和F66的内表面。多个永磁体F67、F68、F69、F6A、F6B和F6C的每一个具有凹入的圆周圆形，其曲率等于每一定子极F61、F62、F63、F64、F65和F66的内表面的曲率。

转子2如下设置，其外圆周相对于定子芯4的内圆周，其间具有气隙。

提供给每一三相线圈的单向电流对每一永磁体F61到F6A特征曲线的影响基本上与图22所示的磁阻电动机110H的情况一样。

由每一永磁体F67、F68、F69、F6A、F6B和F6C产生的磁通的方向在图23中由参考字符“N”和“S”示出。特定的，当设置在相应的一个定子极的周向两侧的两个定子绕组都被通电时，由每一永磁体F67、F68、F69、F6A、F6B和F6C产生的磁通的方向与由相应的一个定子极产生的磁通的方向相匹配。

如图23所示，在转子2以逆时针方向旋转期间，当转子2的一个凸极面向永磁体F67和F6C之间的空间时，感生两个磁通H15和H16。特别的，磁通H15基于永磁体F6A和F67从定子极F64到定子极F61感生，磁通H16基于永磁体F68和F6B从定子极F62到定子极F65感生。这些磁通H15和H16取决于转子2的旋转被改变。

为了在图23所示的转子2的旋转位置以CCW方向产生转矩，提供具有预定水平的A相电流Ia流过A相线圈A0D和A0G。同时，提供具有相同预定水平的C相电流Ic流过C相线圈A0H和A0E。这产生磁通势以增加磁通H15同时保持磁通H16不变。

如上所述，转矩与通过定子线圈的相对于转子2旋转位置变化的磁链变化率

成比例。

在如图23所示的转子2的旋转位置，基于磁通H15穿过A相线圈A0D和A0G的磁链是正向的，和基于磁通H16穿过A相线圈A0D和A0G的磁链是负向的。换句话说，基于磁通H15穿过A相线圈A0D和A0G的磁链在方向上与基于磁通H16穿过A相线圈A0D和A0G的磁链是相反的。

当转子2在图23所示的转子2的旋转位置以CCW方向旋转时，基于磁通H15穿过A相线圈A0D和A0G的正向磁链增加，因为转子2的一个凸极A0K接近定子极F61。这代表基于磁通H15通过A相线圈A0D和A0G的相对于转子2旋转位置变化的磁链变化率

是增加的。

相反，当转子2在图23所示的转子2的旋转位置以CCW方向旋转时，基于磁通H16穿过A相线圈A0D和A0G的负向磁链减少，因为转子2的一个凸极A0K离开定子极F62。这代表基于磁通H16通过A相线圈A0D和A0G的相对于转子2旋转位置变化的磁链变化率

也是增加的。

从而，由流过A相线圈A0D和A0G的A相电流Ia产生的转矩Ta与每一永磁体F6A和F67的磁通密度B11和每一永磁体F68和F6B的磁通密度B13的总和成比例。

另外，在如图23所示的转子2的旋转位置上，基于磁通H15穿过C相线圈A0H和A0E的磁链是正向的，和基于磁通H16穿过C相线圈A0H和A0E的磁链是正向的。换句话说，基于磁通H15穿过C相线圈A0H和A0E的磁链在方向上与基于磁通H16穿过C相线圈A0H和A0E的磁链是相同的。

当转子2在图23所示的转子2的旋转位置以CCW方向旋转时，基于磁通H15穿过C相线圈A0H和A0E的正向磁链增加，因为转子2的一个凸极A0K接近定子极F61。这代表基于磁通H15通过C相线圈A0H和A0E的相对于转子2旋转位置变化的磁链变化率

是增加的。

相反，当转子2在图23所示的转子2的旋转位置以CCW方向旋转时，基于磁通H16穿过C相线圈A0H和A0E的正向磁链减少，因为转子2的一个凸极A0K远离定子极F62。这代表基于磁通H16通过C相线圈A0H和A0E的相对于转子2旋转位置变化的磁链变化率

是减少的。

从而，由流过C相线圈A0H和A0E的C相电流Ic产生的转矩Tc与特征曲线中的磁通密度B11和磁通密度B13的差异(B11-B13)成比例。

如上所述，图22所示的磁阻电动机110H中基于A相电流Ia的转矩Ta与基于C相电流Ic的转矩Tc之间的比率与图23所示的磁阻电动机110I中基于A相电流Ia的转矩Ta与基于C相电流Ic的转矩Tc之间的比率相反。

为了利用该特征，双转子电动机能被设计如下，电动机110H和电动机110I同轴设置。这能提高A相电流Ia和C相电流Ic之间的平衡。在双转子电动机中，相同的定子绕组能以转子的轴向方向上被绕制以形成每一电动机110H和110I的每一相定子线圈。A相电流Ia和C相电流Ic之间平衡的提高能减少控制装置CC或CC1每一功率晶体管的电流容量。

在电动机110I的结构中，能提供的负B相电流(-Ib)负向地流过正B相绕组A0F流出图23的纸面(与圆圈叉相反的方向)和正向地流过负B相绕组A0J流入图23的纸面(与圆圈点相反的方向)。这能增加磁通H11由此增加转矩。如图23所示的电动机110H能由图123所示的传统三相AC逆变器驱动，其条件是，三相线圈相互连接成星形结构。

另外，图22和23所示的磁阻电动机110H和110I中，安装在定子极内圆周的每一永磁体构造的变化能获得图5所示的从曲线Trm到曲线Tspm范围内的各种电流-转矩特性曲线。

特别的，由永磁体和软磁材料组成的磁元件能被安装在定子的每一定子极内表面上。永磁体与软磁材料之间的比率称作“Rspm”。即，当比率Rspm设定为1(100％)时，仅由永磁体组成的磁性元件被安装在定子的每一定子极的内表面。当比率Rspm被设定为0.5(50％)时，由永磁体和软磁材料组成的磁性元件被安装在定子的每一定子极的内表面。当比率Rspm被设定为0(0％)时，无磁性元件被安装在定子的每一定子极的内表面(参见图1B)。

比率Rspm从0(0％)到1(100％)的变化能获得图5所示的曲线Trm和曲线Tspm的范围内的各种电流-转矩特征曲线。

接下来，下文中将描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第九变型。

图24概略的阐述了根据第一实施例第九变型的磁阻电动机110J结构的示例。

磁阻电动机110J和磁阻电动机110H之间的不同点是图9所示的两个凸极转子11E被用于代替图22所示的四凸极转子2。转子11E的每一凸极的圆周电角宽度Hm被设定为60电角度。

如图24所示，在转子11E以逆时针方向旋转期间，当转子110E的一个凸极面向两个永磁体B07和B0C时，感生三个磁通H16、H17和H18。特定的，磁通H16基于永磁体B0A和B07从定子极B04到定子极B01被感生，和磁通H16基于永磁体B0C和B07从永磁体B0C到永磁体B07被感生，另外，磁通H17基于永磁体B0A和B09从永磁体B0A到永磁体B09被感生。

这些磁通H15、H16和H17的改变取决于转子11E的旋转。

为了在图24所示的转子11E的旋转位置以CCW方向产生转矩，提供A相电流Ia流过A相线圈A0D和A0G。同时，提供C相电流Ic流过C相线圈A0H和A0E。

这产生磁通势以增加磁通H15由此产生磁引力。磁引力将转子11E的每一凸极拉向定子极B01和B04的相应一个由此在CCW方向上产生转矩。

其后，当转子11E以CCW方向旋转以至于转子11E的一个凸极位于永磁体B07的正前方时，提供B相电流Ib流过B相线圈A0F和A0J。同时，提供C相电流Ic流过C相线圈A0H和A0E。

这产生磁通势以增加基于永磁体B08和B0B从永磁体B08到永磁体B0B的磁通(未示出)由此产生磁引力。磁引力将转子11E的凸极拉向定子极B05和B02中相应的一个由此在CCW方向上产生转矩。

即，与图9到12所示的第一变型一样，在控制装置CC或CC1的控制下根据转子11E的旋转位置θr互相切换A、B和C相电流Ia、Ib和Ic实现连续转矩以连续旋转转子11E。当转子11E旋转360电角度时，磁通的方向被反向六次。因为转子11E的同一凸极由定子4的六个定子极以相同的方向顺序拉动以至于转子11E以相同的方向旋转，电动机110J以与同步电动机相同的方式被驱动。

选择性地提供一相直流电流到三相定子线圈的任意一相允许旋转转矩以预定方向被顺序产生。选择性地提供两相直流电流到三相定子线圈相应的任意两相定子线圈也允许旋转转矩以预定方向被顺序产生。

在电动机110J的结构中，能提供负B相电流(-Ib)负向的流过正B相绕组A0F流出图24的纸面(与圆圈叉相反的方向)以及正向的流过负B相绕组A0J流入图24的纸面(与圆圈点相反的方向)。这使得负B相电流有助于转矩的产生。

图24所示的电动机110J实现了第一特征，即允许控制装置CC或CC1驱动电动机110J由此减少控制装置CC或CC1的每一功率晶体管的电流容量。电动机110J实现了第二特征，即增加的永磁体B07到B0C将由图1B所示的电动机110获得的电流-转矩特性曲线Trm增加和提高到电流-转矩特性曲线Tspm(参见图5)。特定的，当电动机110J被设计为微型电动机时，可以在低的电流范围内显著的提高转矩(参见图5)。

作为磁阻电动机110J的变型，图25示出了磁阻电动机110K。

磁阻电动机110K包括分别对应于多个永磁体B07、B08、B09、B0A、B0B和B0C的多个永磁体F67、F68、F69、F6A、F6B和F6C。每一永磁体F67、F68、F69、F6A、F6B和F6C具有凹入圆周圆形，其曲率等于对应于定子极B01、B02、B03、B04、B05和B06的定子极F61、F62、F63、F64、F65和F66每一个的内表面的曲率。

多个永磁体F67、F68、F69、F6A、F6B和F6C分别安装在定子极F61、F62、F63、F64、F65和F66的内表面上，以至于在圆周上以固定间隔被分离。

磁阻电动机110K的其它元件与磁阻电动机110J的其它元件相同，因此，在描述中被省略。另外，电动机110K的电磁作用也等同于电动机110J的电磁作用，因此，在描述中被省略。

在每一磁阻电动机110H、110I、110K和110J中，每一定子极和/或每一转子凸极的形状能被变形为各种形状中的一种。

与磁阻电动机110H和110I一样，在图24和25所示的磁阻电动机110J和110K中，安装在定子极内圆周上的每一永磁体构造的变化能获得在如图5所示的曲线Trm和曲线Tspm的范围内的各种电流-转矩特性曲线。

在每一磁阻电动机110H、110I、110K和110J中，上述的每一永磁体能嵌入到相应的一个定子极中，这将稍后描述。

如上所述，各种变形能被应用到磁阻电动机110H、110I、110K和110J。特定的，每一定子极、每一永磁体和/或每一转子极的形状能根据转矩、齿槽转矩和/或转矩纹波而自由设计。

考虑到转矩，可以改变每一定子极内表面的圆周宽度、每一永磁体内表面的圆周宽度和/或每一转子极外表面的圆周宽度以显著地改变每一电动机110H、110I、110K和110J的磁特性。

例如，每一永磁体内表面圆周宽度能窄到与电动机110一样的30电角度。为了减少相邻的永磁体之间每一边缘上的齿槽转矩，每一边缘能具有凹入的平滑圆形。为了减少转矩纹波，每一永磁体内侧端的两周向端能以圆筒的形式平滑地被圆化。定子和转子的每一个都可以倾斜。每一转子凸极的外表面能被凸出地平滑地变圆形成桶形。每一定子极、每一永磁体和/或每一转子凸极至少能在转子径向、圆周方向以及轴向中之一的方向上变形。

为了防止每一永磁体的损坏，具有低磁导率的材料，比如树脂，能被涂覆在定子芯的内表面上。每一磁阻电动机110H、110I、110K和110J的每一定子线圈能使用图14所示的绕制方法或图15所示的绕制方法被绕制。

磁阻电动机110H、110I、110K和110J能被变型为多极磁阻电动机。如稍后描述的那样，各种MSKR电动机能被实现。电动机要求的各种磁特性取决于它们的应用。当根据第一实施例的磁阻电动机根据其旋转速度要求不同的磁特性时，磁阻电动机能设计如下，转子凸极的个数通过与机械元件协调的电激励器或另一功率根据旋转速度而变化。

在每一电动机110H、110I、110K和110J中，每一永磁体的退磁以一方向作用来增加磁通。因为转子是坚固的，所以可能降低定子和转子之间的气隙，从而允许使用每一个具有小厚度的永磁体。这能减少每一电动机110H、110I、110K和110J的成本。为了阻止因为电动机的不正确控制而产生的每一永磁体的退磁，每一永磁体能设计如下，其能由相应的一相绕组磁化。在电动机的正确控制下，每一永磁体都不会退磁。

在每一电动机110H、110I、110K和110J中，在转子旋转期间，每一永磁体大小的变化允许执行削弱磁场控制和恒定输出控制。即，每一永磁体能被设计成易于退磁或进一步磁化。既然这样，除了每个都具有高磁场强度H的NdFeB磁体之外，铝镍钻合金磁体(alnico magnet)能被用作每一永磁体。

接下来，在下文中将描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第十变型。

图27概略的阐述了根据第一实施例第十变型的磁阻电动机110L的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相比，分别相应于定子极A01、A02、A03、A04、A05和A06的每一定子极B17、B18、B19、B1A、B1B以及B1C的径向高度(长度)长于每一定子极A01、A02、A03、A04、A05和A06的径向高度。

除了作为基础结构的图1B所示的电动机110的结构，磁阻电动机110L包括多个永磁体B11、B12、B13、B14、B15和B16。多个永磁体B11、B12、B13、B14、B15和B16能被分别嵌入定子极B17、B18、B19、B1A、B1B以及B1C中。多个永磁体B11、B12、B13、B14、B15和B16中的每一具有凹入的圆周圆形，其曲率等于每一定子极B17、B18、B19、B1A、B1B以及B1C内表面的曲率。

与第一实施例一样，控制装置CC或CC1用于以圆圈叉和圆圈点所示的方向提供A相直流电流Ia到A相线圈A0D和A0G。和以圆圈叉和圆圈点所示的方向提供B相直流电流Ib到B相线圈A0F和A0J。另外，控制装置CC或CC1用于以圆圈叉和圆圈点所示的方向提供C相直流电流Ic到C相线圈A0H和A0E。

由每一永磁体B11、B12、B13、B14、B15和B16产生的磁通的方向在图27中通过参考字符“N”和“S”示出。特定的，当设置在相应的一个定子极的圆周两端的两定子绕组被通电时，由每一永磁体B11、B12、B13、B14、B15和B16产生的磁通的方向与该相应的一个定子极产生的磁通的方向相匹配。

应该注意，每一定子极和每一永磁体的圆周宽度可短于或长于图27所示的圆周宽度。

磁阻电动机110L的结构能实现介于每一永磁体的磁特性和用于形成定子芯(每一齿)的软磁材料的磁特性之间的定子磁特性。定子极的磁特性根据电动机110L应用的不同而不同。

例如，在电动机110L的低RPM期间需要大转矩时，每一定子极的磁通密度需要被设定为高于稀土磁体磁通密度的范围。换句话说，每一定子极的磁通密度需要被设定为大约2.0[T]，接近被用于形成定子芯(每一齿)的软磁材料的饱和磁通密度。当高磁通密度材料，比如帕门德铁钴磁性合金(permendur alloy)，被用于形成定子芯(每一齿)时，每一定子极的磁通密度能被设定为大约2.5[T]。

相反，为了实现电动机110L的削弱磁场控制由此以高RPM旋转转子2，在没有定子相电流流过每一定子线圈期间，每一定子极的内表面磁通密度最好能被设定为大约0.5[T]或更少。

当转子2被设置如图27所示的转子2的一个凸极A0K开始面向定子极B17时，感生三个磁通B1D、B1E和B1F。特定的，磁通B1D基于永磁体B14和B11从定子极B1A到定子极B17被感生，和磁通B1E基于永磁体B16和B13从定子极B1C到定子极B1E被感生。另外，磁通B1F基于永磁体B12和B15从定子极B18到定子极B1B被感应。

为了在图27所示的转子2的旋转位置上以CCW方向产生转矩，提供A相电流Ia流过A相线圈A0D和A0G。同时，提供C相电流Ic流过C相线圈A0H和A0E。这产生磁通势以增加磁通B1D由此产生磁引力。磁引力将转子2的每一凸极拉向定子极B1D和B1A相应的一个由此在CCW方向上产生转矩。

在那时，需要将每一磁通B1E和B1F减少到尽可能低。这不仅能在CW方向上减少转矩而且能增加跨C相线圈两端的电压。

即，跨越C相线圈感生的电压由磁通B1D随时间的变化率与磁通B1F随时间的变化率之和表示，因为磁通B1E的变化率基本上是零。基于磁通B1F通过C相线圈的磁链是负向的，与基于磁通B1D通过C相线圈的正向磁链相反。因此，随着基于磁通B1F的负向磁链越减少，跨越C相线圈的电压增加越多。

另外，基于磁通B1F在每一定子极内表面磁通密度的减少能提供功率到定子线圈同时使跨越A相线圈的电压和跨越C相线圈的电压更加平衡。跨越各自三相线圈的电压之间平衡的增加有助于控制装置CC或CC1的每一功率晶体管电流容量的减少，因为DC电源和每一功率晶体管的电压极限已经预先确定了。另外，考虑电压平衡，由于要实现减少磁通B1F的优点所以需要A相电流Ia的水平高于C相电流Ic。

在电动机110L的结构中，能提供负C相电流(-Ic)负向的流过正C相绕组A0H流出图27的纸面(与圆圈叉的方向相反)和正向的流过负C相绕组A0E流入图27的纸面(与圆圈点的方向相反)。这能增加产生的转矩，其将稍后被描述。负C相电流(-Ic)能实现产生减少磁通B1E和B1F的磁通势的优点。

图28的(a)、(b)和(c)的每一个示出了电动机110L的每一定子极。图28(a)示出了嵌入每一定子极的软磁部分的周向上分开的两永磁体。图28(b)示出了嵌入每一定子极的软磁部分的周向上分开的三个永磁体。图28(c)示出了嵌入每一定子极的软磁部分的轴向分开的复数个永磁体。这能自由的设计和选择每一定子极磁通的大小。圆周上分开的复数个永磁体能嵌入每一定子极的软磁部分。这样分开的永磁体之间的每一节距的长度能被自由的设置。

图29的(a)、(b)、(c)和(d)示出了嵌入电动机110L的每一定子极的至少一个永磁体的设置和形状。电动机110K的每一定子极能具有至少一个槽，至少一个永磁体被嵌入其中。

至少一个槽的方向的确定允许嵌入至少一个槽中的至少一个永磁体设定由至少一个永磁体产生的磁通所需的方向。

作为磁阻电动机110L的变型，磁阻电动机110M在图30中示出。

除了作为基础结构的图1B所示的电动机110的结构，磁阻电动机110M包括多个永磁体F91、F92、F93、F94、F95和F96。多个永磁体F91、F92、F93、F94、F95和F96被嵌入到背轭BY。

多个永磁体F91、F92、F93、F94、F95和F96在圆周上被以固定节距设置在背轭BY中以便分别与正向或负向定子绕组A0E、A0F、A0G、A0H、A0J和A0D径向对齐。

由每一永磁体F91、F92、F93、F94、F95和F96产生的磁通方向在图30中由参考字符“N”和“S”表示。特定的，由每一永磁体F91、F92、F93、F94、F95和F96产生的磁通的方向与由流过相应的一个正向或负向定子绕组的电流产生的磁通的方向相匹配。

磁阻电动机110L和110N的运行基本上等同于在下文中描述的磁阻电动机110N的运行，因此，它们将被描述为磁阻电动机110N的运行。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第十一变型。

图31的(a)(b)(c)和(d)概略的阐述了根据第一实施例第十一变型的磁阻电动机110N的结构示例。

与作为基础结构的图9所示的电动机110A的结构相比较，磁阻电动机110N包括多个永磁体G71、G72、G73、G74、G75和G76。

多个永磁体G71、G72、G73、G74、G75和G76被嵌入到背轭BY中。

永磁体G71、G72、G73、G74、G75和G76被分别嵌入到定子极117、118、119、11A、11B和11C中。多个永磁体G71、G72、G73、G74、G75和G76中的每一被设置在相应一个定子极的一个圆周端以接近相应的一个正向或负向定子绕组。

与第一实施例一样，控制装置CC或CC1被用来将A相直流电流Ia以由圆圈叉和圆圈点所示的方向提供到A相线圈A0D和A0G，和将B相直流电流Ib以由圆圈叉和圆圈点所示的方向提供到B相线圈A0F和A0J。另外，控制装置CC或CC1被用来将C相直流电流Ic以由圆圈叉和圆圈点所示的方向提供到C相线圈A0H和A0E。

由每一永磁体G71、G72、G73、G74、G75和G76产生的磁通的方向在图31中通过参考字符“N”和“S”示出。特定的，当设置在相应的一个定子极的周向两侧的两个定子绕组被通电时，由每一永磁体G71、G72、G73、G74、G75和G76产生的磁通的方向与由该相应的一个定子极所产生的磁通的方向相匹配。

在磁阻电动机110N中，转子11E每一凸极的圆周电角宽度Hm被设置为75电角度。转子11E每一凸极外表面的两端部都被圆化。

根据应用，需要根据第一实施例及其变型的至少一个磁阻电动机具有快速增加和减少提供给每一相线圈的电流的功能，由此使转子11E以较高的RPM旋转或确保转矩。也需要根据第一实施例及其变型的至少一个磁阻电动机具有使径向引力变化平滑的功能由此降低至少一个磁阻电动机的振动和噪声。

磁阻电动机110N被设计成满足所述需要。

让我们考虑电动机110N在CCW方向上产生转矩以在CCW方向上旋转转子11E。电动机110N以CCW方向旋转的运行与电动机110N以CW方向旋转的运行在结构上是彼此不同的。当电动机110N被安装在电动车辆或混合动力车中时，在电动机110N以CCW方向旋转时和其以CW方向旋转时，电动机110N的使用方式是不同的。当电动机110N被安装在空调的压缩机中时，压缩机使电动机110N仅以一个方向旋转由此利用电动机110N的实现各种工况。

当转子11E目前位于图31(a)所示的旋转角θr时，转子11E的一个凸极面向定子极G7A而另一凸极面向定子极G7D。

在那时，提供A相电流Ia正向的流过正A相绕组111(参见圆圈叉)以及负向的流过负A相绕组114(参见圆圈点)。同时，提供C相电流Ic正向的流过正C相绕组115(参见圆圈叉)以及负向的流过负C相绕组112(参见圆圈点)。

流过A相绕组的A相电流Ia和流过C相绕组的C相电流Ic励磁出从定子极G7B到定子极G78的磁通G7E，如图31粗箭头所示。所感生的磁通G7E在定子极G7B和转子11E的一个凸极之间以及定子极G78和另一凸极之间产生磁引力。磁引力在CCW方向上产生转矩以在CCW方向上旋转转子11E。

在那时，当A相电流Ia和C相电流Ic彼此具有相同水平时，在定子极G7D和G7A之间没有磁通产生，因为基于电流Ia和Ic的磁通势被抵消。然而，在永磁体G71和G74之间，产生磁通G7F。磁通G7F对产生转矩没有帮助。

其后，当转子11E目前位于图31(b)所示的旋转角θr时，转子11E的一个凸极连续的面向定子极G7A而另一凸极面向定子极G7D。

在那时，连续的提供A相电流Ia正向的流过正A相绕组111以及负向的流过负A相绕组114。同时，连续的提供C相电流Ic正向的流过正C相绕组115以及负向的流过负C相绕组112。

以与转子11E位于图31(a)所示的旋转角θr相同的方式，流过A相绕组的A相电流Ia和流过C相绕组的C相电流Ic励磁出从定子极G7B到定子极G78的磁通G7E，如图31(b)所示。

所感生的磁通G7E在定子极G7B和转子11E的一个凸极之间以及定子极G78和另一凸极之间产生磁引力。磁引力在CCW方向上产生转矩以在CCW方向上旋转转子11E。另外，产生磁通G7F；磁通G7F对于产生转矩没有帮助。

其后，当转子11E目前位于图31(c)所示的旋转角θr时，转子11E的一个凸极连续的面向定子极G7A和定子极G7B，而另一凸极面向定子极G7D和定子极G7E。

在那时，连续的提供A相电流Ia正向的流过正A相绕组111以及负向的流过负A相绕组114。同时，连续的提供C相电流Ic正向的流过正C相绕组115以及负向的流过负C相绕组112。

以与转子11E位于图31(a)所示的旋转角θr相同的方式，流过A相绕组的A相电流Ia和流过C相绕组的C相电流Ic励磁出从定子极G7B到定子极G78激励磁通G7E，如图31(c)所示。

所感生的磁通G7E在定子极G7B和转子11E的一个凸极之间以及定子极G78和另一凸极之间产生磁引力。磁引力在CCW方向上产生转矩以在CCW方向上旋转转子11E。

在转子11E以高RPM旋转时，必须在图31(a)所示的转子11E旋转位置θr处减小A相电流Ia。在那时，在永磁体G71和G74之间产生磁通G7F。另外，磁通G7G开始在永磁体G75和G72之间产生。

其后，当转子11E目前位于图31(d)所示的旋转角θr时，转子11E的一个凸极连续地面向定子极G7B而另一凸极面向定子极G78。

在那时，A相电流Ia减少到零，提供B相电流Ib正向的流过正B相绕组113和负向的流过负B相绕组116。

流过B相绕组的B相电流Ib励磁出从定子极G79到定子极G7C的磁通G7H，如图31(d)所示。在那时，产生基于永磁体G71和G74的磁通G7F和基于永磁体G75和G72的磁通G7G。

因为A相电流Ia从图31(c)的情况迅速的减少到图31(d)，所以必须基于磁通G7E再生磁能到控制装置CC或CC1的DC电源，但是不必基于永磁体G72和G75再生磁通能。相反，在图11(b)的情况中，必须基于通过定子极17的磁通再生所有的磁能。与图11(b)所示的再生相比，可以减少由基于永磁体G72和G75的磁通的再生能，从而缩短A相电流Ia的衰减时间。即，永磁体G72和G75能减少为减少励磁磁能所需的负担。

在图31(c)所示的情况变化到图31(d)所示的情况的同时，即使每一A和C相电流被迅速减少，定子和转子11E之间的径向引力也大于零。这是因为基于永磁体G71和G72的磁通G7F和基于永磁体G75和G72的磁通G7G被保持。相反，在图11(b)中，当每一A和C相电流被迅速减少时，径向引力基本上成为零。

与图11(b)的情况相对比，在图31(c)中所示情况被变化到图31(d)所示的情况的同时，永磁体G71、G74、G75和G72减少径向引力中的变化。另外，在图31(d)中，A相电流Ia的变化能被平滑的在大于零的范围内充分地调整以减少径向引力中的变化。

已经描述了电动机110N在60度电角范围内从图31的情况(a)到情况(d)的运行，但是重复电动机110N的这些运行以由此连续的旋转转子11E。

应该注意，关于上述的每一永磁体的形状，一些永磁体能在厚度上大于其余的永磁体；这使得一些永磁体与其余永磁体的磁特性不同。作为永磁体，可以根据电动机110N的使用目的而使用稀土磁体、铸件磁体、铁氧磁体或它们的结合磁体。例如，用作一些永磁体的具有足够厚度的稀土磁体经常发挥高磁通密度特性。其余部分的永磁体的磁通密度能够通过改变对其励磁的电流而可变地进行调整。

另外，如上所述，在电动机运行期间对提供到三相线圈的电流的调整能使永磁体退磁或进一步磁化。

如一些附图所示，每一永磁体在其横向截面内具有大致矩形的形状，但是其能在其横向截面内具有任何形状，比如三角形或梯形。

在嵌入的永磁体和定子极内表面之间的软磁部分很薄的条件下，基于安装在定子极内表面上的永磁体的电磁作用和基于嵌入在同一定子极的永磁体的电磁作用彼此是相似的。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第十二变型。

图32概略的阐述了根据第一实施例第十二变型的磁阻电动机110O的结构示例。

相比于图1B所示的电动机110的结构，六个定子极(M的个数是六)G31、G32、G33、G34、G35和G36分别对应于定子极A01、A02、A03、A04、A05和A06。

作为电动机110和电动机110O之间的不同点，电动机110O具有十极转子G3M(K的个数是十)。

特定的，转子具有大致的环形形状，在其外表面具有十个永磁体，其中的一些被表示为G3D、G3R、G3L、G3S。十个永磁体在圆周上彼此接触以形成大致的环形形状。

定子芯4与转子G3M同轴设置并且其内圆周相对于转子G3M的外圆周，其间具有气隙。

由每一永磁体G3D、G3R、G3L、G3S……产生的内磁极在图32中由参考字符“N”和“S”示出。当由永磁体产生的内磁极是N极时，该永磁体的外磁极是S极，和当永磁体产生的内磁极是S极时，该永磁体的外磁极是N极。

图32(a)、(b)和(c)示出了转子G3M以该顺序以CCW方向旋转的情况。

在图32(a)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供A相电流Ia正向的流过对应于绕组A0D的正A相绕组G37和负向的流过对应于绕组A0G的负A相绕组G38。同时，提供C相电流Ic正向的流过对应于绕组A0H的正C相绕组G3B和负向的流过对应于绕组A0E的负C相绕组G3C。

流过A相线圈的A相电流Ia和流过C相线圈的C相电流Ic励磁定子极G31和G34，从而，分别在定子极G31和G34中产生由箭头所示的磁通势。

上述磁通势将永磁体G3D以CCW方向拉向定子极G31，同时，将永磁体G3L以CCW方向拉向定子极G34。

同时，每一永磁体G3R和G3S排斥定子极G31和G34中相应的一个从而在逆时针方向上产生转矩。

应该注意，为了在顺时针方向上产生转矩，在图32(a)所示的情况中，提供A相电流Ia负向的流过正A相绕组G37(与圆圈叉相反的方向)和正向的流过负A相绕组G38(与圆圈点相反的方向)。这励磁定子极G31以产生由与定子极G31中箭头相反的方向所示的磁通势，和励磁定子极G34以产生由与定子极G34中的箭头相反的方向所示的磁通势。

上述磁通势将永磁体G3R在顺时针方向CW上拉向定子极G31，同时，在CW方向上将永磁体G3S拉向定子极G34。

从而，在图32的情况(a)中，可以在CCW方向上产生转矩T。

在图32(b)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供B相电流Ib正向的流过对应于绕组A0F的正B相绕组G39和负向的流过对应于绕组A0J的负B相绕组G3A。同时，提供C相电流Ic正向的流过正C相绕组G3B和负向的流过负C相绕组G3C。

流过B相线圈的B相电流Ib和流过C相线圈的C相电流Ic励磁定子极G32和G35，从而，分别在定子极G32和G35中产生由箭头所示的磁通势。

该磁通势将永磁体G3E以CCW方向拉向定子极G32，同时，将永磁体G3F以CCW方向拉向定子极G35。

从而，在图32的情况(b)中，可能在CCW方向上产生转矩T。

在图32(c)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供A相电流Ia正向的流过正A相绕组G37和负向的流过负A相绕组G38。同时，提供B相电流Ib正向的流过正B相绕组G39和负向的流过负B相绕组G3A。

流过A相线圈的A相电流Ia和流过B相线圈的B相电流Ib励磁定子极G36和G33，从而，分别在定子极G36和G33中产生由箭头所示的磁通势。

该磁通势将永磁体G3G以CCW方向拉向定子极G36，同时，将永磁体G3H以CCW方向拉向定子极G33。

从而，在图32的情况(c)中，可能在CCW方向上产生转矩T。

作为磁阻电动机110O的变型，图32(d)示出了磁阻电动机110O1。

作为磁阻电动机110O和110O1之间的不同点，转子在其外圆周具有五个永磁体，其中的一些由G3K和G3J表示。五个永磁体以固定节距在圆周上设置。五个永磁体的每一个都是外N极永磁体。在五个永磁体之间的每一个节距中，设有软磁极G3K以接触相应的两个位于其两侧的定子极。每一软磁极用作外S极。

在该变型中，基于例如一个外N极永磁体G3J和其它永磁体的磁通，通过定子，穿过相应的一个软磁S极。即，磁通穿过每一软磁S极；这些磁通与当外S极永磁体设置在每一软磁S极时的磁通相类似。从而，由电动机110O1如何产生转矩与由前述的模式110O如何产生转矩是相同的。

为转子提供的多个永磁体能被嵌入到转子中。示于图27、28、29和30的如何将其嵌入每一定子极的示例能应用到如何嵌入多个永磁体到转子中。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第十三变型。

图33概略的阐述了根据第一实施例第十三变型的磁阻电动机110P的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相比，电动机110P具有八个定子极(M的个数是八)，其表示为G4B、G4E、G4F、G4J……，和十二极转子G41(K的个数是十二)。

特定的，转子G41具有大致环形形状，并且在其外圆周具有十二个永磁体G42、G4L、G4Z……。这十二个永磁体在圆周上互相接触形成大致的环形。

定子芯被设置为与转子G41的中心轴线同轴并且其内圆周与转子G41的外圆周相对，其间具有气隙。

在电动机110P中，每一定子线圈不以整距绕组绕制。

例如，每一定子线圈由环形线圈形成，其一个示例示于图14。否则，当电动机110P被设计为双转子电动机时，每一定子线圈被交替的绕制在径向上相互对齐的第一定子相应一个槽和第二定子相应一个槽中(参见图15)。

由每一永磁体产生的内磁极在图33(a)中以参考字符“N”和“S”表示。当由永磁体产生的内磁极是N极时，该永磁体的外磁极是S极。并且当由永磁体产生的内磁极是S极时，该永磁体的外磁极是N极。

图33(a)、(b)、(c)和(d)示出了转子G41以该次序在CCW方向上旋转的情况。

在图33(a)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4B两侧的定子绕组G43和G44。流过绕组G43和G44的直流电流励磁定子极G4B，从而在定子极G4B中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4B和永磁体G42之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G42拉向定子极G4B。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4J两侧的定子绕组G43和G4A。流过定子绕组G43和G4A的直流电流励磁定子极G4J，从而在定子极G4J中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4J和永磁体G4Z之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4Z拉向定子极G4B。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4E两侧的定子绕组G47和G46。流过定子绕组G47和G46的直流电流励磁定子极G4E，从而在定子极G4E中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4E和永磁体G4L之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4L拉向定子极G4E。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4F两侧的定子绕组G47和G48。流过定子绕组G47和G48的直流电流励磁定子极G4F，从而在定子极G4F中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4F和永磁体G4M之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4M拉向定子极G4F。在那时，重复的提供直流电流流过每一定子绕组G43和G47，因此，通过每一定子绕组G43和G48的直流电流的大小被设定为提供给另一定子绕组的直流的两倍。由基于四个定子极G4B、G4Z、G4G和G4F的磁引力产生的转矩总和提供由电动机110P产生的转矩T。另外，四个永磁体，其圆周上与永磁体(转子极)G42、G4A、G4U和G4M相邻，分别排斥四个定子极G4B、G4Z、G4G和G4F。这也在逆时针方向上产生转矩。

在图33(b)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子绕组G43和G44。流过绕组G43和G44的直流电流励磁定子极G4B，从而在定子极G4B中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4B和永磁体G42之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G42拉向定子极G4B。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4C两侧的定子绕组G45和定子绕组G44。流过定子绕组G45和G44的直流电流励磁定子极G4C，从而在定子极G4C中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4C和永磁体G4V之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4V拉向定子极G4C。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4G两侧的定子绕组G49和定子绕组G48。流过定子绕组G49和G48的直流电流励磁定子极G4G，从而在定子极G4G中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4G和永磁体G4W之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4W拉向定子极G4G。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4F两侧的定子绕组G47和G48。流过定子绕组G47和G48的直流电流励磁定子极G4F，从而在定子极G4F中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4F和永磁体G4M之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4M拉向定子极G4F。

在图33(c)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子绕组G45和G44。流过绕组G45和G44的直流电流励磁定子极G4C，从而在定子极G4C中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4C和永磁体G4Y之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4Y拉向定子极G4C。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4D两侧的定子绕组G45和G46。流过定子绕组G45和G46的直流电流励磁定子极G4D，从而在定子极G4D中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4D和永磁体G4K之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4K拉向定子极G4D。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4G两侧的定子绕组G49和G48。流过定子绕组G49和G48的直流电流励磁定子极G4G，从而在定子极G4G中产生由箭头所示的磁通势。这在定子极G4G和永磁体G4W之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4W拉向定子极G4G。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4H两侧的定子绕组G49和G4A。流过定子绕组G49和G4A的直流电流励磁定子极G4H，从而在定子极G4H中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4H和永磁体G4P之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4P拉向定子极G4H。

在图33(d)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子绕组G45和G46。流过绕组G45和G46的直流电流励磁定子极G4D，从而在定子极G4D中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4D和永磁体G4K之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4K拉向定子极G4D。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4E两侧的定子绕组G47和G46。流过定子绕组G47和G46的直流电流励磁定子极G4E，从而在定子极G4E中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4E和永磁体G4R之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4R拉向定子极G4E。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4H两侧的定子绕组G49和G4A。流过定子绕组G49和G4A的直流电流励磁定子极G4H，从而在定子极G4H中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4H和永磁体G4P之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4P拉向定子极G4H。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G4J两侧的定子绕组G43和G4A。流过定子绕组G43和G4A的直流电流励磁定子极G4J，从而在定子极G4J中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G4J和永磁体G4Q之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G4Q拉向定子极G4J。

重复这些运行，由此产生连续的转矩。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第十四变型。

图34概略的阐述了根据第一实施例第十四变型的磁阻电动机110Q的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相比，电动机110Q具有十个定子极(M的个数是十)，其表示为G5B、G5E、G5H、G5K……，和十六极转子GG1(K的个数是十六)。

特定的，转子GG1具有大致的环形形状，在其外圆周有十六个永磁体G42、G5M、G5W、G5X、G5Y……。十六个永磁体在圆周上相互接触形成大致的环形。

定子芯与转子GG1的中心轴线同轴设置，其内圆周与转子GG1的外圆周相对，其间具有气隙。

在电动机110Q中，每一定子线圈不以整距绕组而绕制，因为转子极的方向和与该转子极相隔180电角度的另一转子极的方向是彼此相对的。

例如，每一定子线圈由环形线圈形成，其示例示于图14中。否则，当电动机110P被设计为双转子电动机时，每一定子线圈被交替的绕制在径向上相互对齐的第一定子相应的一个槽和第二定子相应的一个槽中(参见图15)。

由每一永磁体产生的内磁极在图34(a)中以参考字符“N”和“S”表示。当由永磁体产生的内磁极是N极时，该永磁体的外磁极是S极，并且当由永磁体产生的内磁极是S极时，该永磁体的外磁极是N极。

图34(a)、(b)、(c)和(d)示出了转子GG1以该次序在CCW方向上旋转的情况。

在图34(a)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5B两侧的定子绕组G51和G52。流过绕组G51和G52的直流电流励磁定子极G5B，从而在定子极G5B中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5B和永磁体G5Z之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5Z拉向定子极G5B。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5U两侧的定子绕组G59和G58。流过定子绕组G59和G58的直流电流励磁定子极G5U，从而在定子极G5U中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5U和永磁体G5V之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5V拉向定子极G5U。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5H两侧的定子绕组G57和G58。流过定子绕组G57和G58的直流电流励磁定子极G5H，从而在定子极G5H中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5H和永磁体G5W之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5W拉向定子极G5H。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5E两侧的定子绕组G55和G54。流过定子绕组G55和G54的直流电流励磁定子极G5E，从而在定子极G5E中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5E和永磁体G5M之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5M拉向定子极G5E。

由基于四个定子极G5B、G5U、G5H和G5E的磁引力产生的转矩总和提供由电动机110Q产生的转矩T。另外，在圆周上与永磁体(转子极)G5Z、G5V、G5W和G5M相邻的四个永磁体，分别排斥四个定子极G5B、G5U、G5H和G5E。这也在逆时针方向上产生转矩。

在图34(b)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5C两侧的定子绕组G53和G52。流过绕组G53和G52的直流电流励磁定子极G5C，从而在定子极G5C中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5C和永磁体G5L之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5L拉向定子极G5C。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5J两侧的定子绕组G59和定子绕组G5A。流过定子绕组G59和G5A的直流电流励磁定子极G5J，从而在定子极G5J中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5J和永磁体G5R之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5R拉向定子极G5J。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5U两侧的定子绕组G59和G58。流过定子绕组G59和G58的直流电流励磁定子极G5U，从而在定子极G5U中产生由箭头所示的磁通势。这在定子极G5U和永磁体G5V之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5V拉向定子极G5U。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5F两侧的定子绕组G55和G56。流过定子绕组G55和G56的直流电流励磁定子极G5F，从而在定子极G5F中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5F和永磁体G5N之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5N拉向定子极G5F。

在图34(c)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5C两侧的定子绕组G53和G52。流过绕组G53和G52的直流电流励磁定子极G5C，从而在定子极G5C中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5C和永磁体G5T之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5T拉向定子极G5C。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5J两侧的定子绕组G59和G5A。流过定子绕组G59和G5A的直流电流励磁定子极G5J，从而在定子极G5J中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5J和永磁体G5A之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5A拉向定子极G5J。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5G两侧的定子绕组G57和G56。流过定子绕组G57和G56的直流电流励磁定子极G5G，从而在定子极G5G中产生由箭头所示的磁通势。这在定子极G5G和永磁体G5P之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5P拉向定子极G5G。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5C两侧的定子绕组G53和G52。流过定子绕组G53和G52的直流电流励磁定子极G5C，从而在定子极G5C中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5C和永磁体G5L之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5L拉向定子极G5C。

在图34(d)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5K两侧的定子绕组G5B和G5A。流过绕组G5B和G5A的直流电流励磁定子极G5K，从而在定子极G5K中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5K和永磁体G5S之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5S拉向定子极G5K。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5H两侧的定子绕组G57和G58。流过定子绕组G57和G58的直流电流励磁定子极G5H，从而在定子极G5H中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5H和永磁体G5Q之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G5Q拉向定子极G5H。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5E两侧的定子绕组G55和G54。流过定子绕组G55和G54的直流电流励磁定子极G5E，从而在定子极G5E中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5E和永磁体G50之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G50拉向定子极G5E。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极G5D两侧的定子绕组G53和G54。流过定子绕组G53和G54的直流电流励磁定子极G5D，从而在定子极G5D中产生由箭头所示的磁通势。该磁通势在定子极G5D和永磁体G53之间产生磁引力，从而在CCW方向上将永磁体G53拉向定子极G5D。

重复这些运行，由此产生连续的转矩。

根据第一实施例的各种在转子中提供多个永磁体的磁阻电动机已经被描述。除了这些实施例，在转子中提供多个永磁体的各种类型的MSKR电动机也能被包括在本发明第一实施例中。在图32到34的每一个中，多个永磁体彼此相互接触的安装在转子外表面上，但是它们能以给定节距被安装其上。各种变型能被应用到每一永磁体和/或位于永磁体之间的多个软磁部分的构造中。

当根据第一实施例的在定子或转子中提供多个永磁体的磁阻电动机用作发电机时，励磁电流，比如磁场电流If，能被取消。当整流由每一定子线圈产生的AC电压时，为了利用AC电压的正向和负向部分，上述用作发电机的磁阻电动机需要全波整流AC电压。

已经描述过的根据第一实施例各种变型的各种电动机能彼此组合。例如，在八极电动机中，四个永磁体被分别安装在定子四个定子极的内表面上，而剩余的四个定子极每个都由软磁材料形成。这能获得介于当八个永磁体分别安装在八个定子极的内表面所能获得的磁特性和当八定子极每个都由相同的软磁材料形成所能获得的磁特性之间的中间磁特性。

已经描述过的根据第一实施例各种变型的各种电动机能组合至传统的电动机。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第十五变型。

已经描述过的根据第一实施例各种变型的各种电动机能被设计为线性电动机。

图35概略的阐述根据第一实施例第十五变型的磁阻电动机110R的结构示例。

图35(a)是线性磁阻电动机110R在其纵向截面的截面视图，图35(b)是线性磁阻电动机110R在其横向截面的截面视图。

线性磁阻电动机110R具有大致圆柱形定子BST和大致环形滑块(可运动元件)SLT。线性磁阻电动机110R能具有大致圆柱形滑块和大致环形的定子。

滑块SLT具有环形基部和多个环形凸极(B28、B2D)、(B29、B2E)、(B2A、B2F)、(B2B、B2G)、(B2C、B2T9)、……每一环形凸极(B28、B2D)、(B29、B2E)、(B2A、B2F)、(B2B、B2G)、(B2C、B2T9)自环形基部的内表面径向的向内突出。环形凸极(B28、B2D)、(B29、B2E)、(B2A、B2F)、(B2B、B2G)、(B2C、B2T9)以固定节距在其轴向上被设置。

定子BST包括圆柱形背轭BY和以固定节距设置在其轴向上的多个环形定子极B21、B22、B23、B24、B25和B26。每一环形定子极B21、B22、B23、B24、B25和B26自背轭BY的外表面径向的向外突出。定子BST和滑块SLT设置如下，当一个定子极面向滑块SLT的一个凸极时，气隙B2V在该一个定子极和滑块SLT的该相对的一个凸极之间形成。

定子BST包括三相环形定子线圈，每一定子线圈绕制在背轭BY周围。

正A相线圈B2T和B2C被集中绕制在背轭BY周围与定子极B26相邻，和负A相线圈B2Q和B2K被集中绕制在背轭BY周围在定子极B23和B24之间。正B相线圈B2R和B2L被集中绕制在背轭BY周围在定子极B24和B25之间，和负B相线圈B2N和B2H被集中绕制在背轭BY周围在定子极B21和B22之间。正C相线圈B2P和B2J被集中绕制在背轭BY周围在定子极B22和B23之间，和负C相线圈B2M和B2S被集中绕制在背轭BY周围在定子极B25和B26之间。

正和负A相线圈通过连接线彼此串联连接，正和负B相线圈通过连接线彼此串联连接，正和负C相线圈通过连接线彼此串联连接。

图35(a)概略的阐述了线性磁阻电动机R在其轴向上的部分，因此线性磁阻电动机R能在其轴向上具有给定长度。在图35(b)中，参考字符B2U表示滑块极，参考字符B2H代表定子极。

电动机110R由控制装置CC或CC1驱动，其驱动方式与电动机110相同。

特别的，当定子BST和滑块SLT被定位成具有图35(a)所示的位置关系时，由控制装置CC或CC1提供的A相电流Ia以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过正A相线圈B2T和B2C，以及以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过负A相线圈B2K和B2Q。

同时，由控制装置CC或CC1提供的C相电流Ic以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过正C相线圈B2P和B2J，以及以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过负C相线圈B2M和B2S。

流过正A相线圈B2T和B2C的A相电流Ia和流过负C相线圈B2M和B2S的C相电流Ic励磁定子极B26。被励磁的定子极B26以图35(a)中向右方向拉动凸极(B2B、B2G)。同样地，流过负A相线圈B2K和B2Q的A相电流Ia和流过正C相线圈B2P和B2J的C相电流Ic激励定子极B23。被励磁的定子极B23以图35(a)中向右方向拉动凸极(B29、B2E)。

从而，滑块SLT在右方向上移动(滑动)。

应该注意，滑动轴承和/或球轴承能被提供在定子BST和滑块SLT之间。滑动轴承和/或球轴承能引导滑块SLT在其轴向上滑动，同时当每一定子极和相应的一个滑块极彼此相对时，保持其间气隙的恒定。

如上所述，包括线性磁阻电动机110R和控制装置CC或CC1的线性电动机系统与传统的线性电动机系统相比能减低其成本和尺寸。

另外，根据第一实施例第十五变型的线性电动机系统中，在总共六个定子线圈中的四个定子线圈(B2T、B2C)、(B2M、B2S)、(B2K、B2Q)和(B2P和B2J)有助于产生转矩，这就有可能使得根据第一实施例第十五变型的线性电动机系统具有高效率。

多个永磁体能分别被提供在多个定子极上/中；这能增加根据第十五变型的线性电动机系统输出的转矩。

滑块SLT和定子BST能互换以至于滑块SLT具有带凸极的圆柱形，以及定子BST具有带多个突出定子极的环形。

定子BST能被设计成在其轴向上可移动以作为滑块，而滑块SLT能被设计成定子。

各种修改和变型能被应用到线性电动机110R中。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第十六变型。

图36(a)和(b)概略的阐述了根据第一实施例第十六变型的磁阻电动机110S的结构示例。

磁阻电动机110S被设计为6S3R电动机。

特定的，与如图1B所示的电动机110的结构相比较，电动机110S具有三极转子200。

特定的，转子110S具有大致的环形形状，并且在其外圆周提供三个凸极G17、G18和G19。三个凸极G17、G18和G19中的每一个形成如下，相应的外圆周部分径向地向外突出。每一凸极G17、G18、G19在其垂直于转子200的轴向的横截面上具有大致的矩形形状。每一凸极G17、G18和G19的外表面具有凸出的圆周圆形。

三个凸极在圆周上以固定节距设置。

在电动机110S中，每一定子线圈不以整距绕组绕制因为转子凸极的个数是三。

例如，每一定子线圈由环形线圈形成，其示例示于图14中。否则，当电动机110S被设计为双转子电动机时，每一定子线圈被交替的绕制在径向上相互对齐的第一定子相应一个槽和第二定子相应一个槽中(参见图15)。

图36(a)和(b)示出了转子200以该次序在CCW方向上旋转的情况。

在图36(a)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极A01两侧的定子绕组G11和G16。流过绕组G11和G16的直流电流励磁定子极A01，从而产生磁通势。该磁通势在定子极A01和转子凸极G17之间产生磁引力，从而在CCW方向上将转子凸极G17拉向定子极A01。

在图36(b)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极A03两侧的定子绕组G13和G12。流过绕组G13和G12的直流电流励磁定子极A03，从而产生磁通势。该磁通势在定子极A03和转子凸极G18之间产生磁引力，从而在CCW方向上将转子凸极G18拉向定子极A03。

在控制装置CC或CC1的控制下根据转子200的旋转位置θr切换任何一相邻对的定子绕组，能获得连续的转矩使转子200持续旋转。每一定子绕组能励磁在其两侧的两个定子极。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第十七变型。

图37(a)和(b)概略的阐述了根据第一实施例第十七变型的磁阻电动机110T的结构示例。

磁阻电动机110T设计为6S5R电动机。

特定的，与如图1B所示的电动机110的结构相比较，电动机110T具有五极转子210。

特定的，转子110T具有大致的环形形状，并且在其外圆周提供五个凸极G21、G22、G23、G24和G25。五个凸极G21、G22、G23、G24和G25中的每一个形成如下，相应的外圆周部分径向地向外突出。每一凸极G21、G22、G23、G24和G25在其垂直于转子210的轴向的横截面上具有大致的矩形形状。每一凸极G21、G22、G23、G24和G25的外表面具有凸出的圆周圆形。

五个凸极在圆周上以固定节距设置。

在电动机110T中，每一定子线圈不以整距绕组绕制因为转子凸极的个数是五。

例如，每一定子线圈由环形线圈形成，其示例示于图14中。否则，当电动机110T被设计为双转子电动机时，每一定子线圈被交替的绕制在径向上相互对齐的第一定子相应一个槽和第二定子相应一个槽中(参见图15)。

图37(a)和(b)示出了转子210以该次序在CCW方向上旋转的情况。

在图37(a)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极A06两侧的定子绕组G11和G14。流过绕组G11和G14的直流电流励磁定子极A06，从而产生磁通势。该磁通势在定子极A06和转子凸极G25之间产生磁引力，从而在CCW方向上将转子凸极G25拉向定子极A06。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极A05两侧的定子绕组G15和G14。流过绕组G15和G14的直流电流励磁定子极A05，从而产生磁通势。该磁通势在定子极A05和转子凸极G24之间产生磁通势，该磁通势而在CCW方向上将转子凸极G24拉向定子极A05。

在图37(b)中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极A04两侧的定子绕组G15和G12。流过绕组G15和G12的直流电流励磁定子极A04，从而产生磁通势。该磁通势在定子极A04和转子凸极G23之间产生磁引力，从而在CCW方向上将转子凸极G23拉向定子极A04。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过位于定子极A05两侧的定子绕组G15和G14。流过绕组G15和G14的直流电流励磁定子极A05，从而产生磁通势。该磁通势在定子极A05和转子凸极G24之间产生磁引力，从而在CCW方向上将转子凸极G24拉向定子极A05。

在控制装置CC或CC1的控制下根据转子210的旋转位置θr切换所有定子绕组中的任意两对相邻绕组，能获得连续的转矩使转子210持续旋转。每一定子绕组能励磁在其两侧的两个定子极。

在每一电动机110S和110T中，每一定子极和每一转子凸极的圆周宽度能随需要而变化。在每一电动机110S和110T中，将定子极个数和转子极个数变为其整数倍能使每一电动机110S和110T变型为多极电动机。基于每一电动机110S和110T的多相电动机能提供其几何平衡性。每一电动机110S和110T的至少一个定子绕组方向的改变允许所有产生的磁通彼此平衡。

具有六个或更多个凸极转子的每一磁阻电动机能产生转矩，并且具有能在相对更低的转矩范围内以低转矩纹波的方式运行的特征。

具有奇数个定子极的定子的每一MSKR电动机能被包括在本发明的范围内。

当根据本发明第一实施例的具有奇数个定子极的定子的磁阻电动机被使用时，一个槽中的电流方向可能使定子极不便于产生磁通势。

为了解决这一不便的问题具有多种方法。

第一种方法是不使用这样的不便的定子极。第二种方法是在正向和负向上控制流过定子绕组的电流；该定子绕组与这样不便的定子极相关联。第三种方法是在一个槽中提供两个定子绕组，并且使得单向电流以正向方向流过两个定子绕组中的一个以及单向电流以负向方向流过另一个。即，因为磁通势产生不便的问题是由于具有奇数定子极的定子的磁阻电动机的一部分，所以各种方法(其中一些示例已经被描述)在某些成本负担能接受的条件下能解决该问题。为了实现在定子极个数和转子极个数之间的特定关系，可能设定定子极的个数和转子极的个数为奇数。类似地，当对根据第一实施例及其变型的磁阻电动机的实施有限制时，可能设定定子极个数和转子极个数为奇数。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第十八变型。

图38概略的阐述了根据第一实施例第十八变型的磁阻电动机110U的结构示例。

磁阻电动机110U被设计为使用整距绕组的6S4R电动机，并且每一定子极、每一槽和每一转子极的结构被变型。

特定的，与图1B所示的电动机110的结构相比，电动机110V具有大致环形的定子芯400和四极转子220.

作为定子芯4和定子芯400之间的不同点，定子芯400具有六个槽，每一槽具有内凸缘开口222。每一槽的内凸缘开口222具有足够短的圆周电角宽度Hs以至于定子绕组能被安装。

定子芯400也具有六个齿22C、22D、22E、22F、22G和22H，每一个齿形成在相应成对的相邻槽之间。六个齿22C、22D、22E、22F、22G和22H自背轭BY的内圆周径向向内突出，每一齿22C、22D、22E、22F、22G和22H带有具有圆周电角宽度Ht的内表面；该圆周电角宽度Ht接近60电角度。

转子220具有大致环形的形状，并且在其外表面提供四个凸极，换句话说，第一和第二对相对的凸极。四个凸极的每一个被形成以至于相应的外圆周部分径向向外突出。

每一凸极在其垂直于转子220轴向的横截面上具有大致的矩形。每一凸极的外表面具有凸出的圆周圆形。

四个凸极在圆周上以固定节距设置。

第一对相对凸极221的每一个的圆周电角宽度Hm大于第二对相对凸极222的每一个的圆周电角宽度Hh。

转子220的结构允许第一对的相对凸极221和第二对的相对凸极222交替的有助于在更低的转子200RPM条件下产生转矩。当转子200的RPM增加时，减少使用第二对相对凸极222产生转矩以至于增加使用第一对相对凸极221。这简化了磁阻电动机110U的驱动算法。转子220的结构也为了减少铁损、电动机振动和/或电动机噪声。

作为电动机110U的三相定子线圈的每一个，使用集中的、整距绕组。

A相线圈226和229被以180电角度集中绕制在定子极22H和22C之间的槽和定子极22E和22F之间的槽中。在正A相绕组226和负A相绕组229之间连接的短划线代表A相线圈的端部。

B相线圈228和22B被以180电角度集中绕制在定子极22D和22E之间的槽和定子极22G和22H之间的槽中。在正B相绕组228和负B相绕组22B之间连接的短划线代表B相线圈的端部。

C相线圈22A和227被以180电角度集中绕制在定子极22F和22G之间的槽和定子极22C和22D之间的槽中。在正C相绕组22A和负C相绕组227之间连接的短划线代表C相线圈的端部。

第一对的每一相对凸极221形成具有作为孔的示例的多个(例如四个)狭缝223和224，每一个狭缝具有预定的长度并径向延伸。形成在第一对的一个转子凸极221中的四个狭缝223和224在径向上与形成在第一对的另一个转子凸极221中的四个狭缝对齐。

狭缝223和224目的在于：阻止每一转子极的磁通过度增加，和使磁通在转子极上均匀分布。每一狭缝或孔的形状能可变地确定。

闭合回路导体或导体板能被安装在每一狭缝中；该导体或导体板感生阻止通过相应狭缝的磁通变化的电流由此限制磁通的分布。另外，形成在第一对的一个转子凸极221中的四个狭缝和形成在第一对的另一转子凸极221中的四个狭缝能相互连接。

图38所示的参考位置R是穿过正A相绕组226中心和转子220中心轴线的平面。转子220目前的旋转位置由在引导转子220旋转的一个凸极221的一个边缘和图38所示的参考位置R之间的θr表示。

在图38中，为了在CCW方向上产生转矩，提供具有预定水平的A相电流Ia以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过A相线圈226和229。同样地，提供具有相同水平的C相电流Ic以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过C相线圈22A和227。

流过各自A和C相线圈的A和C相电流励磁定子极22C和22F，从而产生从定子极22F到定子极22C的穿过定子220的磁通。该磁通在定子极220C和转子220的一个凸极221之间以及在定子极22F和另一凸极221之间产生磁引力。该磁引力在CCW方向上将一个凸极221拉向定子极22C以及将另一凸极221拉向定子极22F。

每一A和C相电流Ia和Ic的水平能基于转矩指令Tc的值而确定。更加精确的说，由于在转子220和定子芯400之间的空间中的漏磁通和软磁材料的磁非线性，每一A和C相电流Ia和Ic的水平是转子220的旋转位置θr的函数。在那时，B相电流的水平设定为零。

然而，A、B和C相电流水平的设定能根据电动机110U的目的而被改变。

例如，在转子220的更高RPM时，考虑在电流增加和电流减少响应中的延迟，提前每一相电流的相是有效的。流向相应的相线圈的每一相电流水平的增加作为偏差水平允许电动机110U中的径向引力变得稳定，从而减少电动机110U的振动和噪声。

如稍后所述，能提供C相电流Ic负向流过正C相绕组22A流出图38的纸面(与圆圈叉的方向相反)和正向流过负C相绕组227进入图38的纸面(与圆圈点的方向相反)。这能增加转矩，从而提高电动机110U的平均输出转矩。

如上所述，提供三相电流到三相定子线圈的各种方法能被使用，每一相电流具有预定水平，因此它们被包括在本发明的范围内。

将电动机110U在其圆周方向上的定子极个数和转子极个数扩大整数倍同时按照需要增加电动机110U的另一部分能将电动机110U变型为多极电动机。该多极电动机能减少每一定子线圈端部的长度和背轭BY的径向厚度。

让我们在下文中描述具有八个定子极(M＝8)的定子的磁阻电动机的特性。

例如，如图33所示，设置在每一对圆周相邻的槽中的两定子绕组被设置如下，提供给两定子绕组中的一个的直流电流在方向上与提供给其另一个的直流电流的方向相反。然而，提供相同方向的电流流过以180电角度的节距设置的两个定子绕组G43和G47的每一个。从而，在这样的具有八极定子的磁阻电动机中，每一定子线圈不以整距绕组绕制。

例如，每一定子线圈有环形线圈形成，其一个示例示于图14。否则，当电动机被设计为双转子电动机时，每一定子线圈被交替的绕制在径向上相互对齐的第一定子相应一个槽和第二定子相应一个槽中(参见图15)。

在具有八极定子的每一磁阻电动机中，转子极的个数K能被设定为等于或大于2。当K设定为2，图9所示的转子11E能被使用。转子11E能通过由每一定子极连续地牵拉上述两转子极中相应的一个来旋转的驱动。在该结构中，需要为定子背轭和转子背轭之间的磁通提供旁路。在该结构中，在图39中，转子极B3B和B3D能被取消。在转矩降低区域内，由漏磁通、转子的倾斜和/或阶梯的倾斜导致的转矩产生能被应用于每一具有八极定子的磁阻电动机。

根据第一实施例及其变型的8S2R电动机具有特征：与根据第一实施例及其变型的6S2R电动机相比，由圆周上相邻定子极产生的重叠转矩的自由度大大增加。

特定的，在6S2R电动机中，当转子位于转矩改变时的旋转位置时，电流被重复的提供以致于两个定子极的每一个产生前向(正向)转矩，相反的(负向)转矩可能由另一定子极产生。

解决这一问题，在8S2R电动机中，当转子位于转矩改变时的旋转位置时，即使电流被重复的提供以致于两个定子极的每一个产生前向(正向)转矩，磁通势也很少能影响接近一个转子极的另一定子极。这使得可能易于达到完美的转矩特性。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第十九变型。

图39(a)和(b)概略的阐述了根据第一实施例第十九变型的磁阻电动机(8S4R电动机)110V的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相比，电动机110V具有八个定子极(M的个数是八)，其表示为B31、B32、B33、B34、B35、B36、B37和B38，和四极转子230(K的个数是四)。

转子230具有大致环形的形状，以及，在其外圆周，具有四个凸极B3A、B3B、B3C和B3D。四个凸极B3A、B3B、B3C和B3D中的每一个被形成如下，其相应的外圆周部分径向的向外突出。

每一凸极在垂直于转子230轴向的横截面上具有大致的矩形。每一凸极的外表面具有凸出的圆周圆形。

四个凸极在圆周上关于转子230的轴向(输出轴1)不对称的设置。换句话说，四个凸极偏置向转子230的个圆周部分。

八定子线圈B3J、B3K、B3L、B3M、B3N、B3P、B3Q和B3H绕制在定子芯中。

定子线圈B3J绕制在定子极B31和B32之间的槽中，定子线圈B3K绕制在定子极B32和B33之间的槽中，定子线圈B3L绕制在定子极B33和B34之间的槽中，定子线圈B3M绕制在定子极B34和B35之间的槽中，定子线圈B3N绕制在定子极B35和B36之间的槽中，定子线圈B3P绕制在定子极B36和B37之间的槽中，定子线圈B3Q绕制在定子极B37和B38之间的槽中，定子线圈B3H绕制在定子极B38和B31之间的槽中。

在磁阻电动机110V中，每一定子线圈不以整距绕组绕制。

例如，每一定子线圈由环形线圈形成，其一个示例示于图14。否则，当电动机110V被设计为双转子电动机时，每一定子线圈被交替的绕制在径向上相互对齐的第一定子相应一个槽和第二定子相应一个槽中(参见图15)。

8S4R电动机110V能以与根据第一实施例的6S4R电动机110相同的方式驱动。

特定的，在如图39(a)所示的转子位置中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子绕组B3N和B3M。流过绕组B3N和B3M的直流电流励磁定子极B35，从而在定子极B35和转子凸极B3B之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3B拉向定子极B35，从而在CCW方向上产生转矩。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子绕组B3Q和B3H。流过绕组B3Q和B3H的直流电流励磁定子极B38，从而在定子极B38和转子凸极B3D之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3D拉向定子极B38，从而在CCW方向上产生转矩。

在转子230在CCW方向上从图39(a)所示的转子位置上轻微旋转之后，在图39(b)所示的转子位置中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子绕组B3J和B3K。流过绕组B3J和B3K的直流电流励磁定子极B32，从而在定子极B32和转子凸极B3A之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3A拉向定子极B32，从而在CCW方向上产生转矩。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子绕组B3Q和B3P。流过绕组B3Q和B3P的直流电流励磁定子极B37，从而在定子极B37和转子凸极B3C之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3C拉向定子极B37，从而在CCW方向上产生转矩。

在控制装置CC或CC1的控制下根据转子230的旋转位置θr切换任何一对相邻的定子绕组能实现连续的转矩使转子230持续旋转。每一定子绕组能励磁在其两侧的两个定子极。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第二十变型。

图40(a)和(b)概略的阐述了根据第一实施例第二十变型的磁阻电动机(8S6R电动机)110W的结构示例。

与每一电动机110和110V的结构相比，电动机110W具有八个定子极B31、B32、B33、B34、B35、B36、B37和B38，和六极转子240(K的个数是六)。

转子240具有大致的环形形状，以及，在其外圆周，具有六个凸极B3R、B3S、B3T、B3U、B3V和B3W。六个凸极B3R、B3S、B3T、B3U、B3V和B3W中的每一个被形成如下，其相应的外圆周部分径向的向外突出。

每一凸极在垂直于转子240轴向的横截面上具有大致的矩形。每一凸极的外表面具有凸出的圆周圆形。

六个凸极在圆周上以固定节距设置。

每一定子线圈B3J、B3K、B3L、B3M、B3N、B3P、B3Q以及B3H以环形线圈的形式绕制在相应成对的周向相邻的定子极之间的相应槽中并通过路径B3Y围绕背轭BY的相应部分绕制。

在如图40(a)所示的旋转位置中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子线圈B3J和B3H。流过线圈B3J和B3H的直流电流励磁定子极B31，从而在定子极B31和转子凸极B3R之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3R拉向定子极B31，从而在CCW方向上产生转矩。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子线圈B3J和B3K。流过线圈B3J和B3K的直流电流励磁定子极B32，从而在定子极B32和转子凸极B3S之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3S拉向定子极B32，从而在CCW方向上产生转矩。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子线圈B3N和B3M。流过线圈B3N和B3M的直流电流励磁定子极B35，从而在定子极B35和转子凸极B3U之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3U拉向定子极B35，从而在CCW方向上产生转矩。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子线圈B3N和B3P。流过线圈B3N和B3P的直流电流励磁定子极B36，从而在定子极B36和转子凸极B3V之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3V拉向定子极B36，从而在CCW方向上产生转矩。

在转子240在CCW方向上从图40(a)所示的转子位置上旋转之后，在图40(b)所示的转子位置中，为了在CCW方向上产生转矩T，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子线圈B3Q和B3H。流过线圈B3Q和B3H的直流电流励磁定子极B38，从而在定子极B38和转子凸极B3W之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3W拉向定子极B38，从而在CCW方向上产生转矩。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子线圈B3J和B3H。流过线圈B3J和B3H的直流电流励磁定子极B31，从而在定子极B31和转子凸极B3R之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3R拉向定子极B31，从而在CCW方向上产生转矩。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子线圈B3L和B3M。流过线圈B3L和B3M的直流电流励磁定子极B34，从而在定子极B34和转子凸极B3T之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3T拉向定子极B34，从而在CCW方向上产生转矩。

同时，提供直流电流以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过定子线圈B3N和B3M。流过线圈B3N和B3M的直流电流励磁定子极B35，从而在定子极B35和转子凸极B3U之间产生磁引力。这在CCW方向上将转子凸极B3U拉向定子极B35，从而在CCW方向上产生转矩。

在控制装置CC或CC1的控制下根据转子240的旋转位置θr切换任意一相邻对的定子绕组，以实现连续的转矩使转子240持续旋转。

让我们在下文中描述具有十定子极(M＝10)定子的每一磁阻电动机的特性。

例如，如稍后描述的图41所示，设置在圆周上每一对相邻槽中的两个定子绕组设置如下，提供给两个定子绕组中的一个的直流电流在方向上与提供给另一个的直流电流相反。

另外，提供流过定子绕组(例如，B5M)的电流方向与提供流过位于180电角度节距的定子绕组(例如，B5S)的电流方向相反。

从而，在具有十极定子的磁阻电动机中，每一定子线圈能以整距绕组来绕制。在整距绕组中，A相线圈由正A相绕组B5M和负A相绕组B5S组成，和B相线圈由正B相绕组B5P和负B相绕组B5U组成。另外，C相线圈由正C相绕组B5R和负C相绕组B5W组成，D相线圈由正D相绕组B5T和负D相绕组B5N组成，和E相线圈由正E相绕组B5V和负E相绕组B5Q组成。

每一定子线圈能由环形线圈形成，其一个示例示于图14。否则，当电动机被设计为双转子电动机时，每一定子线圈被交替的绕制在径向上相互对齐的第一定子相应一个槽和第二定子相应一个槽中(参见图15)。

在具有十极定子的磁阻电动机中，转子极的个数K能被设定为等于或大于2。当K被设定为2时，能使用图9所示的转子11E。转子11E能通过由每个定子极连续地牵拉上述的两个转子极中的相应一个来旋转的驱动。在该结构中，需要为定子背轭和转子背轭之间的磁通提供旁路。在该结构中，在图39中，转子极B3B和B3D能被取消。在转矩降低区域内，由漏磁通、转子的倾斜和/或阶梯倾斜导致的转矩产生能应用于每一具有八极定子的磁阻电动机。

根据第一实施例及其变型的10S2R电动机具有特征，与根据第一实施例及其变型的6S2R电动机相比，由圆周上相邻定子极产生的重叠转矩的自由度大大增加。

特定的，在6S2R电动机中，当转子位于转矩改变时的旋转位置时，电流被重复的提供以致于两个定子极的每一个产生前向(正向)转矩，相反的(负向)转矩可能由另一定子极产生。

解决这一问题，在10S2R电动机中，当转子位于转矩改变时的旋转位置时，即使电流被重复的提供以致于两个定子极的每一个产生前向(正向)转矩，磁动力也很少能影响接近一个转子极的另一定子极。这使得可能易于达到完美的转矩特性。

另外，与8S2R电动机相比，在10S2R中能使用整距绕组，并且无需对10S2R电动机应用磁通方向的特定设计。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第二十一变型。

图41概略的阐述了根据第一实施例第二十一变型的磁阻电动机(10S4R电动机)110X的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相比，电动机110X具有十个定子极(M的个数是十)，其表示为B51、B52、B53、B54、B55、B56、B57、B58、B59和B5A，以及四极转子250(K的个数是四)。

转子250具有大致环形的形状，以及，在其外圆周，具有四个凸极B5C、B5D、B5E和B5F。四个凸极B5C、B5D、B5E和B5F中的每一个形成如下，其相应的外圆周部分径向的向外突出。一对凸极B5C和B5D彼此径向相对，以及另一对凸极B5E和B5F也彼此径向相对。

四个凸极在圆周上以固定节距设置。

十个定子绕组(五对定子线圈)B5M、B5N、B5P、B5Q、B5R、B5S、B5T、B5U、B5V和B5W被绕制在定子芯中。

A相线圈B5M和B5S被绕制在相对的槽中，其中一个在定子极B5A和B51之间而另一个在定子极B55和B56之间。B相线圈B5P和B5U被绕制在相对的槽中，其中一个在定子极B52和B53之间而另一个在定子极B57和B58之间。C相线圈B5R和B5W被绕制在相对的槽中，其中一个在定子极B54和B55之间而另一个在定子极B59和B5A之间。

D相线圈B5T和B5N被绕制在相对的槽中，其中一个在定子极B56和B57之间而另一个在定子极B51和B52之间。E相线圈B5V个B5Q被绕制在相对的槽中，其中一个在定子极B58和B59之间而另一个在定子极B53和B54之间。

10S4R电动机110X能以与图4所示的根据第一实施例的6S4R电动机110相同的方式被驱动。

依照转子250的旋转位置θr，一对凸极B5E和B56以及另一对凸极B5C和B5D被提供给至少一个定子线圈的单向电流交替地励磁由此产生转矩，单向电流的提供由基于控制装置CC或CC1的五相扩展控制装置来实现。

在五相扩展结构中，使用五个功率晶体管中两个功率晶体管的五对定子线圈的激励效率是2/5。相反，在传统的三相逆变器中(参见图123)，使用六个功率晶体管中一个功率晶体管的三相定子线圈的激励效率是1/6。

从而，使用五相扩展控制装置的五对定子线圈的激励效率是使用传统三相逆变器的三相定子线圈激励效率的X倍；该X由以下等式表示：

X＝(1/6)/(2/5)＝1/2.4

这能减少扩展控制装置的总的电流容量，从而减少其尺寸。

接下来，10S4R电动机110X的变型将在下文中被描述。

图42概略的阐述了根据10S4R电动机110X变型的磁阻电动机(10S4R电动机)110X1的结构示例。

对于110X1的十个定子极，分配参考字符G91、G92、G93、G94、G95、G96、G97、G98、G99和G9A来替换参考字符B51、B52、B53、B54、B55、B56、B57、B58、B59和B5A。

磁阻电动机110X1设计如下，每一定子极和每一转子极的圆周电角宽度大于磁阻电动机110X的每一定子极和每一转子极的圆周电角宽度。在图42中，每一线圈的端部在图示中被取消。

在图42(a)所示的旋转位置中，为了在CCW方向上产生转矩，提供A相电流Ia以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过A相定子线圈B5M和B5S。同时，提供D相电流Id以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过D相定子线圈B5T和B5N。

分别流过A相和D相线圈的A相和D相电流感生从定子极G96到定子极G91的磁通G9F。感生的磁通G9F在定子极G91和转子凸极G9B之间以及定子极G96和转子凸极G9D之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极G9B到定子极G91，和拉动凸极G9D到定子极G96。这在CCW方向上产生转矩T。

同时，提供B相电流Ib以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过B相定子线圈B5P和B5U。同时，提供E相电流Ie以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过E相定子线圈B5V和B5Q。

分别流过B相和E相线圈的B相和E相电流感生从定子极G98到定子极G93的磁通G9G。感生的磁通G9G在定子极G93和转子凸极G9C之间以及定子极G98和转子凸极G9E之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极G9C到定子极G93，和拉动凸极G9E到定子极G98。这在CCW方向上产生转矩T。

在转子250从图42(a)所示的转子位置以CCW方向轻微转动，在图42所示的转子位置中，提供A相电流Ia以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过A相定子线圈B5M和B5S。同时，提供D相电流Id以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过D相定子线圈B5T和B5N。

分别流过A相和D相线圈的A相和D相电流感生从定子极G96到定子极G91的磁通G9H。感生的磁通G9H在定子极G91和转子凸极G9B之间以及定子极G96和转子凸极G9D之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极G9B到定子极G91，和拉动凸极G9D到定子极G96。这在CCW方向上产生转矩T。

同时，提供C相电流Ic以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过C相定子线圈B5R和B5W。同时，提供E相电流Ie以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过E相定子线圈B5V和B5Q。

分别流过C相和E相线圈的C相和E相电流感生从定子极G94到定子极G99的磁通G9J。感生的磁通G9J在定子极G94和转子凸极G9C之间以及定子极G99和转子凸极G9E之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极G9C到定子极G94，和拉动凸极G9E到定子极G99。这在CCW方向上产生转矩T。

在图42(c)所示的转子位置中，提供B相电流Ib以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过B相定子线圈B5P和B5U。同时，提供D相电流Id以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过D相定子线圈B5T和B5N。

分别流过B相和D相线圈的B相和D相电流感生从定子极G92到定子极G97的磁通G9K。感生的磁通G9K在定子极G92和转子凸极G9B之间以及定子极G97和转子凸极G9D之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极G9B到定子极G92，和拉动凸极G9D到定子极G97。这在CCW方向上产生转矩T。

同时，提供C相电流Ic以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过C相定子线圈B5R和B5W。同时，提供E相电流Ie以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过E相定子线圈B5V和B5Q。

分别流过C相和E相线圈的C相和E相电流感生从定子极G94到定子极G99的磁通G9L。感生的磁通G9L在定子极G94和转子凸极G9C之间以及定子极G99和转子凸极G9E之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极G9C到定子极G94，和拉动凸极G9E到定子极G99。这在CCW方向上产生转矩T。

在图42(d)所示的转子位置中，提供B相电流Ib以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过B相定子线圈B5P和B5U。同时，提供D相电流Id以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过D相定子线圈B5T和B5N。

分别流过B相和D相线圈的B相和D相电流感生从定子极G92到定子极G97的磁通G9M。感生的磁通G9M在定子极G92和转子凸极G9B之间以及定子极G97和转子凸极G9D之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极G9B到定子极G92，和拉动凸极G9D到定子极G97。这在CCW方向上产生转矩T。

同时，提供C相电流Ic以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过C相定子线圈B5R和B5W。同时，提供E相电流Ie以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过E相定子线圈B5V和B5Q。

分别流过C相和E相线圈的C相和E相电流感生从定子极G94到定子极G99的磁通G9N。感生的磁通G9N在定子极G94和转子凸极G9C之间以及定子极G99和转子凸极G9E之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极G9C到定子极G94，和拉动凸极G9E到定子极G99。这在CCW方向上产生转矩T。

在控制装置CC或CC1的控制下根据转子250的旋转位置θr相互切换A、B、C、D和E相电流Ia、Ib、Ic、Id和Ie以实现利用持续的转矩持续的旋转转子250。即，电动机110X1在四象限驱动中被驱动以在CCW和CW方向上旋转转子250，以及设计为，功率运行转矩或再生转矩应用到转子250。

如上所述，磁阻电动机110X1被设计为，转矩基于四个转子凸极产生，基于一对转子凸极的磁通在相上不同于基于另一对转子凸极的磁通，从而减少转矩纹波。磁阻电动机110X1设计为，分别流过五个定子线圈中的四个定子线圈的四个直流电流都有助于产生转矩，从而有效的产生转矩。

在10S4R电动机110X1中，然而，一对磁通的增加和减少是相互交叉的。因此，与图11所示的6S2R电动机110A相比，在转子250和流过每一相绕组的能量传输可能变得复杂。

应该注意，例如，在如图42(a)所示的转子250的旋转位置，根据磁通G9F和G9G的增加或减少，跨越A相线圈B5M和B5S上感生电压不用于跨越D相线圈B5T和B5N上感生电压。

如图42(c)所示，当每一转子凸极外表面的一个圆周边缘在逆时针方向上开始面向定子芯一个槽的开口端时，该情况产生的转矩可能是较低值。为了解决这样的问题，各种方法能被应用到该转子。例如，转子能是倾斜的，或转子的形状能被设计成基于漏磁通产生转矩。这些方法将稍后描述。为电动机110X1中，为了减少每一定子线圈的端部，每一定子线圈能形成为环形线圈，其示例示于图14。当电动机110X1被设计为双转子电动机时，每一定子线圈被交替的绕制在径向上相互对齐的第一定子相应一个槽和第二定子相应一个槽中(参见图15)。

图42所示的转子250的结构能从图43所示的转子250A的结构或图44所示的转子250B的结构改变而来。

转子250A设计为两轴向延伸的板元件，该两轴向延伸板元件平行地且径向地布置以关于输出轴(未示出)的中心方向对称。一个板元件的两端部位于接近定子芯的内圆周，其间具有气隙；这些端部用作两个凸极H51和H52。另一板元件的两端部位于接近定子芯的内圆周，其间具有气隙，这些端部用作两个凸极H53和H54。

与转子250A的结构相比，转子250B设计为，一个板元件的一端接触另一板元件的一端。一个板元件的两端部位于接近定子芯的内圆周，其间具有气隙；这些端部用作两个凸极H61和H62。另一个板元件的两端部位于接近定子芯的外圆周，其间具有气隙；这些端部用作两个凸极H63和H64。

应该注意，当如图9所示的6S4R电动机110在圆周上扩展被设计为如图10所示的24S8R电动机(多极电动机)，其能由三相电流Ia、Ib和Ic控制而没有磁通交叉。在多极电动机中，图42所示的电动机110X1中引起的电压不平衡不会出现。即，基于6S4R电动机110的多极电动机能阻止流过每相绕组的电流和磁链之间的关系在电磁上变得复杂。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的电动机110的第二十二变型。

图45(a)和(b)概略的阐述了根据第一实施例第二十二变型的磁阻电动机(10S6R)110Y的结构示例。

电动机110Y的定子结构与图41所示的电动机110X的定子结构相同。

电动机110Y的转子260具有大致的环形形状，以及，在其外圆周，具有六个凸极B61、B62、B63、B64、B65和B66，六个凸极B61、B62、B63、B64、B65和B66的每一个形成如下，其相应的外圆周部分径向向外突出。六个凸极在圆周上以固定节距设置。

在图45(a)所示的转子位置中，为了在CCW方向上产生转矩，提供A相电流Ia以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过A相定子线圈B5M和B5S。同时，提供D相电流Id以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过D相定子线圈B5T和B5N。

分别流过A相和D相线圈的A相和D相电流感生从定子极B56到定子极B51的磁通B6A。感生的磁通B6A在定子极B51和转子凸极B61之间以及定子极B56和转子凸极B64之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极B61到定子极B51，和拉动凸极B64到定子极B56。这在CCW方向上产生转矩T。

同时，提供C相电流Ic以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过C相定子线圈B5R和B5W。同时，提供E相电流Ie以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过E相定子线圈B5V和B5Q。

分别流过C相和E相线圈的C相和E相电流感生从定子极B54到定子极B59的磁通B6B。感生的磁通B6B在定子极B59和转子凸极B66之间以及定子极B54和转子凸极B63之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极B66到定子极B59，和拉动凸极B63到定子极B54。这在CCW方向上产生转矩T。

在转子260以CCW方向从图45(a)所示的转子位置轻微旋转后，在图45(b)所示的转子位置，提供A相电流Ia以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过A相定子线圈B5M和B5S。同时，提供D相电流Id以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过D相定子线圈B5T和B5N。

分别流过A相和D相线圈的A相和D相电流感生从定子极B56到定子极B51的磁通B6A。感生的磁通B6A在定子极B51和转子凸极B61之间以及定子极B56和转子凸极B64之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极B61到定子极B51，和拉动凸极B64到定子极B56。这在CCW方向上产生转矩T。

同时，提供B相电流Ib以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过B相定子线圈B5P和B5U。同时，提供E相电流Ie以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过E相定子线圈B5V和B5Q。

分别流过B相和E相线圈的B相和E相电流感生从定子极B58到定子极B53的磁通B6C。感生的磁通B6C在定子极B53和转子凸极B62之间以及定子极B58和转子凸极B65之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极B62到定子极B53，和拉动凸极B65到定子极B58。这在CCW方向上产生转矩T。

在控制装置CC和CC1的控制下根据转子260的旋转位置θr相互切换A、B、C、D和E相电流Ia、Ib、Ic、Id和Ie以实现利用持续的转矩持续的旋转转子260。

接下来，在下文中将描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第二十三变型。

图46(a)和(b)概略的阐述了根据第一实施例第二十三变型的磁阻电动机(10S8R电动机)110Z的结构示例。

电动机110Z的定子结构与图41所示的电动机110X相同。

电动机110Z的转子270具有大致的环形形状，以及，在其外圆周，具有八个凸极B71、B72、B73、B74、B75、B76、B77和B78，八个凸极B71、B72、B73、B74、B75、B76、B77和B78的每一个形成如下，其相应的外圆周部分径向向外突出。八个凸极在圆周上以固定节距设置。

在图46(a)所示的转子位置中，为了在CCW方向上产生转矩，提供A相电流Ia以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过A相定子线圈B5M和B5S。同时，提供D相电流Id以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过D相定子线圈B5T和B5N。

分别流过A相和D相线圈的A相和D相电流感生从定子极B56到定子极B51的磁通B7A。感生的磁通B7A在定子极B51和转子凸极B71之间以及定子极B56和转子凸极B75之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极B71到定子极B51，和拉动凸极B75到定子极B56。这在CCW方向上产生转矩T。

同时，提供B相电流Ib以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过B相定子线圈B5P和B5U。同时，提供D相电流Id以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过D相定子线圈B5T和B5N。

分别流过B相和D相线圈的B相和D相电流感生从定子极B52到定子极B57的磁通B7B。感生的磁通B7B在定子极B57和转子凸极B76之间以及定子极B52和转子凸极B72之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极B76到定子极B57，和拉动凸极B72到定子极B52。这在CCW方向上产生转矩T。

在转子270以CCW方向从图46(a)所示的转子位置轻微旋转后，在图46(b)所示的转子位置，提供A相电流Ia以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过A相定子线圈B5M和B5S。同时，提供D相电流Id以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过D相定子线圈B5T和B5N。

分别流过A相和D相线圈的A相和D相电流感生从定子极B56到定子极B51的磁通B7A。感生的磁通B7A在定子极B51和转子凸极B71之间以及定子极B56和转子凸极B75之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极B71到定子极B51，和拉动凸极B75到定子极B56。这在CCW方向上产生转矩T。

同时，提供A相电流Ia以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过A相定子线圈B5M和B5S。同时，提供C相电流Ic以圆圈叉和圆圈点所示的方向流过C相定子线圈B5R和B5W。

分别流过A相和C相线圈的A相和C相电流感生从定子极B5A到定子极B55的磁通B7C。感生的磁通B7C在定子极B55和转子凸极B74之间以及定子极B5A和转子凸极B78之间产生磁引力。该磁引力拉动转子凸极B74到定子极B55，和拉动凸极B78到定子极B5A。这在CCW方向上产生转矩T。

在控制装置CC和CC1的控制下根据转子270的旋转位置θr相互切换A、B、C、D和E相电流Ia、Ib、Ic、Id和Ie以实现利用持续的转矩持续的旋转转子270。

让我们在下文中描述具有十二定子极定子的磁阻电动机(M＝12)。

具有十二极定子的一种类型磁阻电动机是通过将6S2R电动机110A扩展为四极电动机而设计的12S4R电动机。基于6S2R电动机110A的12S4R电动机具有与6S2R电动机110A相同的特性。

具有十二极定子的另一种类型磁阻电动机是通过将6S4R电动机110扩展为四极电动机而设计的12S4R电动机。基于6S4R电动机110的12S4R电动机具有与6S4R电动机110相同的特性。

这些12S4R电动机是三相电动机。应该注意，在这些12S4R电动机中，每一转子极的一部分能在转子圆周方向上移动0到30电角度的范围。每一转子极或每一定子极的一部分的圆周电角宽度能增加或减小0到30电角度的范围。这些修改能减少12S4R电动机的转矩纹波和振动。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第二十四变型。

图47概略的阐述了根据第一实施例第二十四变型的磁阻电动机(12S10R电动机)701的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相比，电动机701具有十二定子极(M的个数是十二)，其表示为B81、B82、B83、B84、B85、B86、B87、B88、B89、B8A、B8B和B8C，和十极转子280(K的个数是10)。

转子280具有大致的环形形状，以及，在其外圆周具有十个凸极。对于十个凸极中的六个极，标称作参考字符B8K、B8L、B8M、B8N、B8P和B8Q。十个凸极中的每一个形成如下，其相应的外圆周部分径向的向外突出。一对凸极B5C和B5D径向上彼此相对，和另一对凸极B5E和B5F在径向上也彼此相对。十个凸极在圆周上以固定节距设置。

十二个定子线圈B8R、B8S、B8T、B8U、B8V、B8W、B8X、B8Y、B8Z、B8D、B8E和B8F绕制在定子芯中。

在电动机701中，十二个定子线圈的每一个不以整距绕组绕制因为转子极的方向和距该转子极180电角度的另一转子极的方向是彼此相对的。

例如，每一定子线圈由环形线圈形成，其一个示例示于图14。否则，当电动机701被设计为双转子电动机时，每一定子线圈被交替的绕制在径向上相互对齐的第一定子相应一个槽和第二定子相应一个槽中(参见图15)。

A相线圈B8R绕制在定子极B8C和B81之间的槽中，B相线圈B8S绕制在定子极B81和B82之间的槽中，C相线圈B8T绕制在定子极B82和B83之间的槽中，D相线圈B8U绕制在定子极B83和B84之间的槽中，E相线圈B8V绕制在定子极B84和B85之间的槽中，和F相线圈B8W绕制在定子极B85和B86之间的槽中。

G相线圈B8X绕制在定子极B86和B87之间的槽中，H相线圈B8Y绕制在定子极B87和B88之间的槽中，和J相线圈B8Z绕制在定子极B88和B89之间的槽中。K相线圈B8D绕制在定子极B89和B8A之间的槽中，M相线圈B8E绕制在定子极B8A和B8B之间的槽中，和N相线圈B8F绕制在定子极B8B和B8C之间的槽中。

在图47所示的转子位置中，为了在CCW方向上产生转矩，提供A和D相电流Ia和Id以圆圈叉和圆圈点所示的方向分别流过A和D相定子线圈B8R和B8F。

分别流过A和D相线圈的A和D相电流感生从定子极B8C到转子凸极B8K的磁通B8G。感生的磁通B8G拉动转子凸极B8K到定子极B8C，从而在CCW方向上产生转矩T。

与该电流供应同时，提供A和B相电流Ia和Ib以圆圈叉和圆圈点所示的方向分别流过A和B相定子线圈B8R和B8S。

分别流过A和B相线圈的A和B相电流感生从转子凸极B8L到定子极B81的磁通B8H。感生的磁通B8H拉动转子凸极B8L到定子极B81，从而在CCW方向上产生转矩T。

与该电流供应同时，提供C和B相电流Ic和Ib以圆圈叉和圆圈点所示的方向分别流过C和B相定子线圈B8T和B8S。

分别流过C和B相线圈的C和B相电流感生从定子极B82到转子凸极B8M的磁通B8J。感生的磁通B8J拉动转子凸极B8M到定子极B82，从而在CCW方向上产生转矩T。

与该电流供应同时，提供G和F相电流Ig和If以圆圈叉和圆圈点所示的方向分别流过G和F相定子线圈B8X和B8F。

分别流过G和F相线圈的G和F相电流感生从定子极B86到转子凸极B8N的磁通J11。感生的磁通J11拉动转子凸极B8N到定子极B86，从而在CCW方向上产生转矩T。

与该电流供应同时，提供G和H相电流Ig和Ih以圆圈叉和圆圈点所示的方向分别流过G和H相定子线圈B8X和B8Y。

分别流过G和H相线圈的G和H相电流感生从转子凸极B8P到定子极B87的磁通J12。感生的磁通J12拉动转子凸极B8P到定子极B87，从而在CCW方向上产生转矩T。

与该电流供应同时，提供J和H相电流Ij和Ih以圆圈叉和圆圈点所示的方向分别流过J和H相定子线圈B8Z和B8Y。

分别流过J和H相线圈的J和H相电流感生从定子极B88到转子凸极B8Q的磁通J13。感生的磁通J13拉动转子凸极B8Q到定子极B88，从而在CCW方向上产生转矩T。

在控制装置CC或CC1的控制下根据转子280的旋转位置θr相互切换A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、M和N相电流Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If、Ig、Ih、Ij、Ik、Im和In以实现利用持续的转矩持续的旋转转子280。

在图47中，磁通B8G、B8H、B8J、J11、J12和J13的径向分量的和可能不为零，但是磁通B8G、B8H、B8J、J11、J12和J13能通过另一定子极和另一转子极径向的闭合。不能提供A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、M和N相电流Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If、Ig、Ih、Ij、Ik、Im和In中的一些电流流过相应的一些定子线圈。每一A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、M和N相电流Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If、Ig、Ih、Ij、Ik、Im和In的水平能被自由选择。从而，为了产生转矩，电流Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If、Ig、Ih、Ij、Ik、Im和In的水平的各种组合能被实现。这意味着驱动电动机701的各种方法能被提供。例如，考虑到减少控制电路CC或CC1逆变器上的负担、减少铁损、减少铜耗和/或减少在每一定子线圈上的电压，用于驱动电动机701的各种驱动方法中的任意一个能被选择。

应该注意，在电动机701中，作为每一相线圈的一对定子绕组能被绕制在相应的槽中。这能驱动电动机701作为十二相磁阻电动机。当电动机701被修改以致于提供双向电流流过某些定子线圈，十二个定子线圈中的每一个能以整距绕组被绕制。

让我们在下文中描述具有十四定子极定子(M＝14)的每一磁阻电动机。

在具有十四极定子的磁阻电动机中，十四定子线圈的每一个能以整距绕组被绕制。每一个十四定子线圈能由环形线圈形成，其示例示于图14中。否则，当具有十四极定子的磁阻电动机被设计为双转子电动机时，十四个定子线圈的每一个被交替的绕制在径向上相互对齐的第一定子相应一个槽和第二定子相应一个槽中(参见图15)。使用环形绕组或用于双转子电动机的绕组能易于形成十四个定子线圈，同时使十四个定子线圈的每一个的端部保持较小。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第二十五变型。

图48概略的阐述了根据第一实施例第二十五变型的磁阻电动机(14S4R电动机)702的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相比，电动机702具有十四个定子极(M的个数是十四)，其表示为B91、B92、B93、B94、B95、B96、B97、B98、B99、B9A、B9B、B9C、B9D和B9E，和四极转子290(K的个数是四)。

转子290具有大致的环形形状，以及，在其外圆周，具有四个凸极。因为四极转子的结构已经描述过(参见图1B、41等)，所以其描述被省略。

十四个定子绕组(七对定子线圈)B9V、B9W、B9X、B9Y、B9Z、B9F、B9G、B9H、B9J、B9K、B9L、B9M、B9N和B9P绕制在定子芯中。

在电动机702中，十四个定子线圈的每一个是，例如，以整距绕组被绕制。

A相线圈B9V和B9H以180电角度的节距绕制在相应的相对槽中。提供A相电流Ia流过A相线圈B9V和B9H。B相线圈B9X和B9K以180电角度的节距绕制在相应的相对槽中。提供B相电流Ib流过B相线圈B9X和B9K。C相线圈B9Z和B9M以180电角度的节距绕制在相应的相对槽中。提供C相电流Ic流过C相线圈B9Z和B9M。D相线圈B9G和B9P以180电角度的节距绕制在相应的相对槽中。提供D相电流Id流过D相线圈B9G和B9P。

E相线圈B9J和B9W以180电角度的节距绕制在相应的相对槽中。提供E相电流Ie流过E相线圈B9J和B9W。F相线圈B9L和B9Y以180电角度的节距绕制在相应的相对槽中。提供F相电流If流过F相线圈B9L和B9Y。G相线圈B9N和B9F以180电角度的节距绕制在相应的相对槽中。提供G相电流Ig流过G相线圈B9N和B9F。

14S4R电动机702能以与电动机110相同的方式被驱动。14S4R电动机702具有特征：在转子290的外圆周周围具有大的空间。特定的，当转子290的形状被限制时，该空间能被利用。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第二十六变型。

图49概略的阐述了根据第一实施例第二十六变型的磁阻电动机(14S6R电动机)703的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相比较，电动机703具有定子，其结构与电动机702的定子结构相同。

电动机703还具有六极转子300(K的个数是六)。

转子300具有大致的环形形状，以及，在其外圆周，具有六个凸极C01。六个凸极的每一个形成如下，其相应外圆周部分径向向外突出。六凸极在圆周上以固定节距设置。

在14S6R电动机703能以与电动机110的相同方式被驱动。14S6R电动机703具有特征：每一定子极的转矩产生范围与另一定子极的转矩产生范围相重叠。从而，与电动机702相比，电动机703能达到较大转矩和较低转矩纹波。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第二十七变型。

图50概略的阐述了根据第一实施例第二十七变型的磁阻电动机(14S8R电动机)704的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相比，电动机704具有定子，其结构与电动机702的定子结构相同。

电动机704还具有八极转子310(K的个数是八)。

转子310具有大致的环形形状，以及，在其外圆周，具有八个凸极。对于八个凸极中的七个，标记的参考字符为C11、C12、C13、C14、C15、C16和C17。八凸极中的每一个形成如下，其相应的外圆周部分径向的向外突出。八凸极在圆周上以固定节距设置。

14S8R电动机704在转子310旋转期间能利用四个转子极来产生转矩，并且基于流过八个定子绕组的每一个产生转矩。从而，14S8R电动机704能增加由此产生的转矩和减少驱动其的控制装置CC或CC1的每一功率晶体管的电流容量。这可能减少包括电动机704和控制装置CC或CC1的电动机系统的成本和尺寸。

在图50所示的转子位置，为了在CCW方向上产生转矩，提供A相和E相电流Ia和Ie以圆圈叉和圆圈点所示的方向分别流过A相线圈B9V和B9H以及E相定子线圈B9J和B9W。

分别流过A和E相线圈的A和E相电流感生从定子极B98到定子极B91的磁通C17。感生的磁通C17拉动转子凸极C11到定子极B91，以及拉动转子凸极C14到定子极B98，从而在CCW方向上产生转矩T。

同时，提供B相和F相电流Ib和If以圆圈叉和圆圈点所示的方向分别流过B相线圈B9X和B9K以及F相定子线圈B9L和B9Y。

分别流过B和F相线圈的B和F相电流感生从定子极B9A到定子极B93的磁通C18。感生的磁通C18拉动转子凸极C12到定子极B93，以及拉动转子凸极C15到定子极B9A，从而在CCW方向上产生转矩T。

与该电流供应同时，提供C相和G相电流Ic和Ig以圆圈叉和圆圈点所示的方向分别流过C相线圈B9Z和B9M以及G相定子线圈B9N和B9F。

分别流过C和G相线圈的C和G相电流感生从定子极B9C到定子极B95的磁通C19。感生的磁通C19拉动转子凸极C13到定子极B95，以及拉动转子凸极C16到定子极B9C，从而在CCW方向上产生转矩T。

在控制装置CC或CC1的控制下根据转子310的旋转位置θr相互切换A、B、C、D、E、F和G相电流Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If和Ig以实现持续的转矩来持续的旋转转子310。即，在控制装置CC或CC1的控制下，电动机704在CCW和CW方向上被驱动，以及设计为，功率运行转矩或再生转矩应用到转子310。

如图50所示的电动机704被设计为由同时励磁的四个定子极或六个定子极产生转矩，从而增加由电动机704产生的转矩。电动机704能被设计为限制用于产生转矩的定子极的个数由此减少每一定子线圈上感生的电压。这使得可能在控制装置CC或CC1的直流电源的限制电压中实现转子310的高RPM。位于槽中的流过单向电流的每一定子绕组能励磁该槽两侧的圆周上相邻的定子极，从而同时通过多个电流供应路径提供功率到电动机704。这减少了控制装置CC或CC1的每一功率晶体管的电流容量，从而减少包括电动机704和控制装置CC或CC1的电动机系统的成本和尺寸。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第二十八变型。

图51概略地阐述了根据第一实施例第二十八变型的磁阻电动机(14S10R电动机)705的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相，电动机705具有定子，其结构与电动机702的定子结构相同。

电动机705还具有十极转子320(K的个数是十)。

转子320具有大致的环形形状，以及，在其外圆周，具有十个凸极。十个凸极中的每一个成形如下，其相应外圆周部分径向的向外突出。十个定子极在圆周上以固定节距设置。

在图51所示的转子位置中，为了在CCW方向上产生转矩，电动机705的三对定子线圈被选择以与电动机704相同的方式激励。由此，在CCW方向上产生连续地转矩。电动机705的特性与电动机704的特性相同。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第二十九变型。

图52概略地阐述了根据第一实施例第二十九变型的磁阻电动机(14S12R电动机)706的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相比，电动机705具有定子，其结构与电动机702的定子结构相同。

电动机705还具有十二极转子330(K的个数是十二)。

转子330具有大致的环形形状，以及，在其外圆周，具有十二个凸极。十二个凸极中的每一个成形如下，其相应外圆周部分径向的向外突出。十二个凸极在圆周上以固定节距设置。

如上所述，在图51所示的定子位置中，为了在CCW方向产生转矩，在图51粗箭头所示的磁通被感生以产生磁引力；这些磁引力在CCW方向上产生转矩。

然而，由图52所示的电动机706感生的磁通分布不同于在图50或图51中所示的电动机704和705感生的磁通分布。这是因为定子极的个数(M＝14)与转子极的个数(K＝12)相似。由电动机706感生的磁通分布与微调发动机的相似。

然而，电动机706特定设计如下：

在相应槽中流过每一定子绕组的电流方向与流过与该相应槽相邻的槽中另一定子绕组的电流方向相反；

感生的磁通彼此在方向上不相同；以及

每一定子极单独励磁相应的转子极。

因此，与微调发动机的结构相比，这样就可能减少定子的背轭厚度，并减少控制装置CC或CC1的尺寸。

电动机706的特性与电动机704或705的特性相似，从而获得较大转矩。在电动机706中，可能选择多对定子线圈中的至少一对以用于产生转矩。

如上所述，具有大个数M定子极和大个数K转子极的磁阻电动机，其示例示于图50、51和52中，能有多个定子极产生转矩，因此，它们能获得更大转矩。

在那时，每一相电流激励软磁材料以感生磁通，并且由每相流感生的磁通与多个定子绕组磁耦合。这增加了互感系数。结果，每一定子线圈的电压Vz由穿越其的总磁链

所影响。从而，每一定子绕组上的电压Vz由每一定子线圈的匝数Nw和穿越相应定子线圈的总磁链

变化率的乘积所给定。从而，每一定子线圈上的电压Vz大于在产生仅一个定子极的磁通时的每一定子线圈上的电压。

当具有多个(M个)定子极和多个(K个)转子极的根据第一实施例及其变型的磁阻电动机在DC电源预定限值内被驱动时，转子的旋转速度ωr可以被DC电源的预定限值所限制。

为了解决这一限制，当转子以等于或大于值ωr的旋转速度旋转时，磁阻电动机限制用于产生转矩的定子极的个数，从而减少每一定子绕组上感生电压，从而即使在DC电源的DC电压被限制在预定限值内时，也保持旋转速度等于或大于值ωr。

单向电流流过的每一定子绕组被设计成激励一对跨越该绕组的相邻定子极，从而同时通过多个绕组路径提供动力到电动机。这能减少控制装置CC或CC1的每一功率晶体管的电流容量，从而减少控制装置CC或CC1的尺寸和成本。

例如，在图39等中，根据第一实施例磁阻电动机的每一定子极和每一转子极的圆周宽度被设定为“360/(8×2)＝22.5电角度”，但是其能被增加或减少以满足电动机所需的特性。为了减少转矩纹波，每一转子极或每一定子极的至少部分能在圆周方向上被移动，由此以不规则的节距设置转子极或定子极。

每一定子极、每一永磁体和/或每一转子凸极能在转子的径向、圆周方向和轴向的至少一个方向上变形。每一定子和转子可以是倾斜的，或至少一个极的至少部分能被省略。

当根据第一实施例的磁阻电动机扩展为多极电动机时，对于每360电角度的多极电动机结构彼此不同。例如，对于每360电角度的多极电动机的至少一个结构能在圆周方向上被移位。

在根据第一实施例的MSKR电动机中，磁阻电动机能被设计成转子极的个数(K)大于定子极的个数(M)。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第三十变型。

图53概略的阐述了根据第一实施例第三十变型的磁阻电动机(6S4R电动机)707的结构示例。

磁阻电动机707具有定子，其结构与图9所示的磁阻电动机110A定子的结构相同。

与图9所示的定子一样，每一齿(定子极)117、118、119、11A、11B和11C内表面的圆周电角宽度Ht被设定为40电角度。同样地，每一转子凸极161和162外表面的圆周电角宽度Hm被设定为40电角度。

特定的，电动机707的每一定子极圆周电角宽度Ht和每一转子极圆周电角宽度Hm大于图1B所示的电动机110的每一定子极圆周电角宽度Ht和每一转子极圆周电角宽度Hm。

因此，当一个定子极接替另一定子极产生转矩时，控制装置CC或CC1能够控制目标转矩以用于该一个定子极增加转矩，同时控制目标转矩以用于该另一定子极减少转矩。

接下来，将在下文中描述根据第一实施例的磁阻电动机110的第三十一变型。

图54概略的阐述了根据第一实施例第三十一变型的磁阻电动机708的结构示例。

磁阻电动机708具有转子340。转子340具有与图38所示的转子220的基本相同的形状。

特定的，转子340在其外圆周具有第一对相对的凸极161和第二对相对的凸极162。

第一对的每一相对凸极161的圆周电角宽度Hm大于第二对的每一相对凸极162的圆周电角宽度Hh。与电动机707相同，每一定子极内表面的圆周电角宽度Ht被设定为40电角度，第一对每一相对凸极161的圆周电角宽度Hm设定为40电角度。相反，第二对每一相对凸极162的圆周电角宽度Hh设定为20电角度。

转子凸极161和162在圆周上以90电角度的固定节距设置。

应该注意，当转子具有第一和第二组凸极时，第一组每一凸极的圆周电角宽度大于第二组每一凸极的圆周电角宽度，在下文中，第一组中的凸极将被称作“主凸极”，而第二组中的凸极将被称作“辅凸极”。

电动机708是双极电动机，但是实际上能被用作多极电动机，比如四极电动机或八极电动机。这些多极电动机能减少每一定子线圈端部的长度，和/或减少定子芯背轭的径向厚度，从而减少多极电动机的尺寸。

图55概略的阐述了由图54所示的两极电动机708扩展实现的八极电动机的示例。图55所示的八极电动机具有转子171。与图10所示的转子12U相比，转子171在其外圆周表面除了第一组的八个主凸极172之外还具有第二组八个辅凸极173。

第一和第二凸极172和173交替的设置在转子171的圆周方向上。特定的，第一凸极172以180电角度的固定节距设置，因此，转子171的十六个凸极172和173以90电角度的固定节距设置。

电动机708设计为改进在图12(G)所示的电动机110A的持续转矩Tm中的局部衰减。

接下来，图54所示的电动机708的运行将参考图56(a)到(d)在下文中被描述。

图54、55和56所示的每一电动机被设计为，每一相线圈以整距形式集中绕制以及齿117、118、119、11A、11B和11C被设置在定子芯的几乎整个圆周上。因此，每一电动机配置成电流流过至少两相线圈以产生转矩。这在定子芯至少两个凸齿和相应的转子凸极之间产生磁引力。该引力用作磁阻转矩旋转转子。

应该注意，参考字符Ta代表在每一定子极11C和119以及主和辅凸极161和162中的相应一个之间产生的转矩，以及参考字符Tb代表在每一定子极118和11B以及主和辅凸极161和162中的相应一个之间产生的转矩。参考字符Tc代表在每一定子极117和11A以及主和辅凸极161和162中的相应一个之间产生的转矩。

图57概略的阐述了在0度到360度电角中旋转位置θr的过渡范围内的定子绕组激励模式(电流供应模式)的示例。

图57也阐述了根据在0度到360度电角中旋转位置θr的过渡范围内激励模式示例通过激励定子绕组产生的转矩。特定的，激励模式(电流供应模式)的示例示于图57(A)、(C)和(E)中。

特定的，当转子目前位于接近图56(a)所示的30度的旋转角θr时，转子的一个主凸极161开始面向定子极11A以及另一主凸极161开始面向齿117。

在那时，控制装置CC或CC1提供A相DC电流Ia正向流过以圆圈叉所示的正A相绕组111以及负向流过以圆圈点所示的负A相绕组114。同时，控制装置CC或CC1提供C相DC电流Ic正向流过以圆圈叉所示的正C相绕组115以及负向流过以圆圈点所示的负C相绕组112。不提供B相直流电流Ib流过B相绕组113和116(参见图57(A、(B)和(C))。

流过A相绕组的A相电流Ia和流过C相绕组的C相电流Ic根据安培右手定则感生从齿11A到齿117的磁通MF1。

感生磁通MF1在齿11A和转子的一个主凸极161之间和齿117和另一个主凸极161之间产生磁引力。该磁引力在CCW方向上产生图12(F)所示的转矩Tc，在那时，假设电动机708被设计为简单模型。在简单模型中，定子芯和转子340每一软磁部分的磁导率被设定的足够高。另外，在简单模型中，空间的磁导率被设定为足够低，以及转子340的每一凸极和定子芯的相应内表面之间的空气隙中的磁阻抗被设定的足够低。

因为电动机708设计为简单模型，每一齿118、119、11B和11C周围的磁场密度[安培每米；A/m]非常接近零。从而，径向的穿越每一齿118、119、11B和11C的磁通也基本为零，因此，由该磁通感生的转矩基本为零。

其后，当转子340在CCW方向上被旋转以致于目前位于接近图56(b)所示的50度旋转角θr时，转子340的一个主凸极161面向齿117而另一主凸极161面向齿117。

在那时，提供A相电流Ia正向的流过正A相绕组111(参见圆圈叉)和负向的流过负A相绕组114(参见圆圈点)。

同时，提供B相电流Ib正向的流过正B相绕组113(参见圆圈叉)和负向的流过负B相绕组116(参见圆圈点)。不提供电流流过C相线圈。

流过A相绕组的A相电流Ia和流过B相绕组的B相电流Ib根据安培右手定则感生从齿11C到齿119的磁通MF1。

感生磁通MF1在齿119和一个辅凸极162之间和齿11C和另一个辅凸极162之间产生磁引力。该磁引力在CCW方向上产生图57(B)所示的转矩Ta，这使得转子340旋转。

因为每一辅凸极162的圆周宽度是20电角度低于40电角度，所以转矩Ta在60度左右的θr处是窄的。

其后，当转子340在CCW方向上被旋转到接近图56(c)所示的70度旋转角θr时，转子340的一个主凸极161接近齿118而另一主凸极161接近齿11B。

在那时，提供C相电流Ic正向的流过正C相绕组115(参见圆圈叉)和负向的流过负C相绕组112(参见圆圈点)。

同时，提供B相电流Ib正向的流过正B相绕组113(参见圆圈叉)和负向的流过负B相绕组116(参见圆圈点)。不提供电流流过A相线圈。

流过C相绕组的C相电流Ic和流过B相绕组的B相电流Ib根据安培右手定则感生从齿118到齿11B的磁通MF1。

感生磁通MF1在齿118和一个主凸极161之间和齿11B和另一个主凸极161之间产生磁引力。该引力在CCW方向上产生图57(D)所示的转矩Tb。这使得转子340旋转以致于转子340到达图56(d)所示的90度旋转角θr的位置。

图54所示的电动机708被设计为在60电角度的周期上周期性的运行。

特定的，在图54(a)所示的30度旋转位置θr的电动机708的运行等同于图54(d)所示的90度旋转位置θr的电动机708的运行，以致于两运行在CCW方向获得转矩，除了：

图54(d)所示的穿过转子340所感生的磁通MF1在方向上与图54(a)所示的穿过转子340所感生的磁通相反。

同样地，90度旋转位置θr的电动机708的运行等同于150度旋转位置θr的电动机708的运行，以致于两运行在CCW方向获得转矩。另外，150度旋转位置θr的电动机708的运行等同于210度旋转位置θr的电动机708的运行，以致于两运行在CCW方向获得转矩。210度旋转位置θr的电动机708的运行等同于270度旋转位置θr的电动机708的运行，以致于两运行在CCW方向获得转矩。270度旋转位置θr的电动机708的运行等同于330度旋转位置θr的电动机708的运行，以致于两运行在CCW方向获得转矩。330度旋转位置θr的电动机708的运行等同于30度旋转位置θr的电动机708的运行，以致于两运行在CCW方向获得转矩。

如图56和57所示，按照57所示的激励模式根据转子340旋转位置θr，互相切换A、B和C相电流Ia、Ib和Ic，以连续的获得转矩Ta、Tb和Tc，由此旋转转子340。

通过相互连接产生的转矩Ta、Tb和Tc而得到的连续转矩Tm的变化由实线在图57(G)中示出。如图57(G)所示，当一相电流变化为另一相电流时，连续转矩Tm被轻微降低。与图12所示的连续转矩的变化相比，电动机708连续转矩Tm的降低能被改善。为了进一步改善连续转矩Tm中的局部降低，转子340每一主凸极161的圆周宽度Hm及其每一辅凸极162的圆周宽度Hh能稍微宽于图54所示的宽度。

在转子340的更高RPM的情况下，每一相电流的相能从图12所示的相位提前，或每一相电流的波形的变形能被实现为图6短划线所示。

接下来，将在下文中描述电动机708的输出转矩T与每一主凸极161每一圆周宽度Hm和每一辅凸极162圆周宽度Hh之间的关系。

首先，让我们考虑允许电动机708输出连续转矩的条件。例如，让我们考虑允许位于图58所示的旋转角θr的电动机304输出连续转矩Tm的条件。

让我们考虑一种情况，在转子340旋转期间，一个主凸极161直接面向齿117以致于图58所示的一个主凸极161的端部左拐角在径向上与图58所示的齿117的端部左拐角对齐。换句话说，图58所示的旋转角位置θr代表一个主凸极161不能在CCW方向上产生转矩。在那时，让我们考虑第一条件，该条件允许辅凸极162在CCW方向产生转矩。

第一条件是每一主凸极161的圆周宽度Hm和每一辅凸极162的圆周宽度Hh的总和Hg大于每一槽最里面开口端圆周宽度Hs和60电角度的总和Hf；该条件由以下公式(21)和(22)给定：

Hg＞Hf                              (21)

{360°-(Hm+Hh)×2}/4+(＞)60°+Hs    (22)

接下来，如图59所示，当每一辅凸极162在CCW方向上产生转矩，让我们考虑第二条件，即每一主凸极161不在CCW方向上产生转矩。

第二条件是圆周相邻的主和辅凸极161和162的端部的相对拐角之间的圆周宽度Hb大于每一齿的圆周宽度Ht；该条件由以下公式(23)和(24)给定：

Hb＞Ht                             (23)

{360°-(Hm+Hh)×2}/4＞60°-Hs      (24)

例如，为了获得每一辅凸极162的圆周宽度Hh，其满足第一和第二条件，圆周宽度Hh由基于公式(22)和(24)的以下公式(25)给定：

Hm+2Hs-60°＜Hh＜-Hm+2Hs+60°      (25)

为了简化第一和第二条件，假设每一主凸极161的圆周宽度Hm大于每一辅凸极162的圆周宽度Hh；该关系由以下公式(26)给定：

Hm＞Hh                             (26)

另外，因为一个主凸极和一个辅凸极以至少60度驱动转子340，以下第三条件被建立：

Hm+Hh＞60度。

每一主凸极161圆周宽度Hm值、每一槽最里面开口端圆周宽度Hs值以及每一辅凸极162圆周宽度Hh最大和最小值Max和Min的组合的特定示例以表格形式被示于图60；这些组合满足第一到第三条件。

特定的，表的水平轴代表每一槽最里面开口端的圆周宽度Hs值，垂直轴代表每一主凸极161的圆周宽度Hm值。在表中，满足第一到第三条件的每一辅凸极162的圆周宽度Hh的最大值和最小值Max和Min被示出。

例如，当每一槽最里面开口端的圆周宽度Hs设定为15电角度和每一主凸极161的圆周宽度Hm设定为50电角度时，每一辅凸极162的圆周宽度Hh值，其满足第一到第三条件，被确定在20电角度的最小值到40电角度的最大值之间的范围内。

在表中，由外粗矩形框包围的值代表适合选择的每一凸极162圆周宽度Hh值的范围。而且，由内粗矩形框包围的值代表更加适合选择的每一凸极162圆周宽度Hh值的范围。

应该注意，每一辅凸极162的圆周宽度Hh值，其稍微超出相应的最小值和相应的最大值之间的范围，实际上能被利用。

例如，即使一个辅凸极162没有径向的位于齿的正对面，例如，图58中齿119，以致于它们相互之间稍有偏离，也可能在其间产生磁引力，从而产生转矩。从而，即使每一辅凸极162的圆周宽度Hh值稍微小于由公式(22)定义的范围，也可能产生连续转矩。另外，即使由电动机708产生的转矩是轻微的间歇产生，这样的磁阻电动机能被用于多种应用装置。从而，即使磁阻电动机的每一辅凸极162圆周宽度Hh值稍微超出公式(22)和(24)所定义的范围，这些磁阻电动机能用于许多应用装置。

如上所述，图54所示电动机结构的每一辅凸极162的作用是在电动机708连续转矩Tm的衰减处产生转矩。这导致，在转子340特定的更低RPM的情况下，可能在电动机708的整个圆周上产生转矩，从而在更低RPM情况下实现自由电动机驱动。作为图54所示驱动电动机708的示例，随着转子304的旋转速度的增加，基于主凸极161的转矩的产生主要被实现以致于基于辅凸极162的转矩的产生被减少。这更加简化了电动机708的驱动，并且因为在辅凸极162和定子极的磁通中的变化被减少，可能减少铁损。

当三相单向电流随着转子旋转而被连续切换时，两个单向电流之间的瞬时不平衡等可能感生到辅凸极162的磁通。

从而，需要对图9所示的电动机说明的是要稍微改善图12(G)所示的连续转矩Tm的衰减，可能部分的省略辅凸极162。特定的，每一辅凸极162的轴向长度能减少到其一半。在例如图55所示的根据第一实施例的多极电动机中，辅凸极173的个数被减少到其一半。即，辅凸极的数量能被调整以满足应用。

作为磁阻电动机在低RPM和高RPM之间改变电磁运行的方法，用于在低RPM时产生转矩的图54所示的第一转子和用于在高RPM时实现高平均转矩的图9或10所示的第二低噪声转子能被平行的安装在输出轴的轴向方向上。该配置能改变电动机的电磁特性。

当磁阻电动机以低RPR驱动时，可能交替的拉动主凸极161和辅凸极162由此产生转矩。然而，当磁阻电动机能以高RPM驱动时，可能仅拉动主凸极161由此产生转矩，因为转子的空转能在非常短的时间内被实现。该结构简化电动机的驱动，减少铁损并且减少振动和噪声。

更加有效的，在高RPM，辅凸极162能被省略以增加每一主凸极的圆周宽度；该结构示于图9。该结构具有足够的时间以增加和减少产生转矩的电流。应该注意，在可控性方面，每一定子极的圆周宽度Ht优选被设定为足够长以便齿之间的漏磁通不是问题。

为了满足这些要求，更优选的是转子极被设计为在转子旋转期间是可变形的。

例如，机械KS被提供在定子中以在转子的轴向上可移动，机械KR被提供在转子中以随着机械KS的运动而在转子的轴向中移动。机械KR的轴向运动在相应的径向上移动辅凸极162。机械KS由激励器驱动，比如微型伺服电动机。由激励器对机械KS的驱动在相应的径向上移动辅凸极162。在转子旋转期间，辅凸极162的出现和消失能由定子侧控制。图61(a)概略的阐述了辅凸极162的运动，由短划线所示，相应的径向方向由箭头F41所示。

当机械KR被设计成在圆周方向上移动辅凸极162(参见箭头F42)时，机械KS由激励器驱动，比如，微型伺服电动机。由激励器对机械KS的驱动在圆周方向上移动辅凸极162以致于辅凸极162相邻的接触主凸极161。这使辅凸极162和主凸极161成为一体，从而实质上扩展了每一主凸极161的圆周宽度并且同时消除了每一辅凸极162。

当每一主凸极161被分离为两个凸极SS1和SS2时，图61(b)所示的凸极SS1和SS2中的一个的运动，比如极SS1，在圆周方向上实质上扩展每一主凸极161圆周宽度。应该注意，在高RPM的情况下，场削弱控制通常被执行以减少磁通的数量，从而阻止DC电源的限制电压增加超过预定水平。在场削弱控制方面，每一主凸极161的分离能减少每一主凸极161每圆周单位宽度的磁通数量。这能容易地控制DC电源的电压在低于预定水平的范围内。

被提供在定子中并且被配置成驱动转子的一部分的各种机械能被利用。例如，微型电动机能被提供在转子中，并且微型电动机的旋转能由定子控制由此改变转子的形状以及转子的转子极的位置。

接下来，改变根据第一实施例的磁阻电动机特性的可选择的示例被示于图62中。在图62中，参考字符F43代表转子轴，以及参考字符F4B代表用于旋转地支撑转子轴F43的轴承。参考字符F44代表大致环形的定子芯，以及参考字符F45代表线圈端部。参考字符F46、F47、F48、F49和F4A代表组成转子单元的多个转子。定子F44设置为其中心轴线与转子单元(转子轴)的中心轴线同轴以及其内圆周与转子单元的外圆周相对，其间具有气隙。

如图62所示，定子F44设计为通过机械MMC在转子单元的轴向上可移动，由箭头所示。这改变了定子F44和转子单元之间的相对位置关系，从而改变了电动机的电磁特性以达到目标电磁特性。

例如，目标电磁特性包括第一特性，在较低RPM范围，通过图1B所示的磁阻电动机110来完成，在该电动机110中四个转子极被设置在360电角度内。目标电磁特性也包括第二特性，在高于较低RPM范围的中间RPM范围，通过图9和10中的磁阻电动机110A来完成，在该电动机110A中两个转子极被设置在360电角度内。目标电磁特性也包括第三特性，在高于中间RPM范围的高RPM范围，通过图9和10中的磁阻电动机110A来完成，在该电动机110A中转子的轴向长度被减少；该第三特性能减少总的磁通。

目标电磁特性能在低RPM范围内获得具有低转矩纹波的更高转矩，以及，在中间RPM范围获得具有低铁损的高效驱动。目标电磁特性减少场磁通以保持每一定子绕组上感生的电压不过快增加，从而，在高RPM范围，实现有效的恒定输出特性。另外，可能通过具有相对低的总电流容量的控制电路使电动机特性从低RPM范围到高RPM范围都有效。

接下来，让我们考虑每一定子极圆周宽度Ht和每一主转子极圆周宽度Hm之间的关系。例如，在图54所示的转子位置，转子极162被包括在定子极118的圆周范围内。从而，即使用于B相绕组113和116的B相电流Ib及用于C相绕组115和112的C相电流Ic增加或减少，转子极162也不产生转矩。在转子旋转期间，并且转子极162被包含在定子极118的圆周范围，B相和C相电流的增加和减少被实现。因此，可能控制用于三相线圈的三相电流而不影响转子。如上所述，每一定子极的圆周宽度Ht和每一主转子极的圆周宽度Hm之间的差使得可能阻止负转矩发生。

接下来，如何解决当转子11E在CCW方向上旋转以致于位于目前接近图11(b)所示的50度旋转角θr时转矩减少的问题。

如图63所示，由软磁材料组成的凸起151和153被安装在转子11E的一个纵向侧的两端上。同样地，由软磁材料组成的凸起152和154被安装在转子11E的一个纵向侧的两端上。凸起保持在转子11E相对于定子芯的旋转路径之外。

每一凸极151到154能增加转矩。

例如，在图63所示的转子位置，凸起152减少凸起152与定子极118之间的间隙由此减少在间隙中的磁阻抗。同样地，凸起153减少凸起153和定子极11B之间间隙的磁阻抗。这些特征能增加转矩。当电动机要求仅在CCW方向上的转矩时，凸起151和和154能被省略。

另外，在图47所示的磁阻电动机701中，当定子和转子之间的总的径向磁通不为零时，在定子和转子之间能提供任何一条磁通旁路路径。这增加了通过定子和转子的磁通量，从而有效的产生转矩。如另一种方法所示，第一电动机和第二电动机被提供。第一电动机的定子和转子之间的磁通量与第二电动机定子和转子之间的磁通量彼此相反。第一电动机和第二电动机平行设置，并且第一和第二电动机的定子彼此磁性耦合，第一和第二电动机的转子彼此磁性耦合。这有效的产生转矩。

接下来，在图58所示的电动机中，主凸极161和辅凸极162能在圆周上不对称设置(参见图64)。即，一个主凸极161和一个辅凸极162之间的节距长于另一主凸极161和另一辅凸极162之间的节距。图64所示的电动机结构能提高电动机的转矩特性，其被用来仅在一个方向上被旋转。

图65概略的阐述了根据第一实施例的磁阻电动机(12S8R电动机)的结构示例。12S8R电动机由6S4R电动机110扩展到八极电动机而设计。定子具有十二个定子极(M的个数是十二)，其表示为B81、B82、B83、B84、B85、B86、B87、B88、B89、B8A、B8B和B8C。转子具有大致的环形形状，以及，在其外表面，具有八个凸极C74、C75、C76、C77、C78、C79、C7A和C7B。

十二个定子线圈B8R、B8S、B8T、B8U、B8V、B8W、B8X、B8Y、B8Z、B8D、B8E和B8F被绕制在定子芯中(参见圆圈点和圆圈叉)。

转子极C78、C79、C7A和C7B在CW方向上关于剩余转子极C74、C75、C76和C77以30电角度和15机械角被移动。某些转子或定子极在圆周方向上的移动能减少转矩纹波。

接下来，每一转子极外表面的形状和每一定子极内表面的形状将被描述。每一转子极外表面的形状将被描述因为每一定子极的内表面能具有与每一转子极外表面形状相对的形状。另外，每一转子极外表面的形状和每一定子极内表面的形状能被变形为该变形的形状相对的达到由图66所示的各种变形形状获得的优点。

图66(F)概略的示出图1B所示的每一转子极AOK外表面在转子的旋转方向上扩展的形状。如图66(F)所示，每一转子极AOK的外表面具有大致的矩形形状。图66的水平轴代表转子旋转位置θr从0度到180度的范围。垂直轴代表转子的轴向。

图66(E)阐述了由图66(F)中所示的每一转子极AOK外表面的倾斜形状获得的每一转子极AOK外表面的形状。该倾斜通常减少转矩纹波。在第一实施例中，能期望得到转矩纹波的减少和转子转矩产生范围的扩展。

图66(D)阐述了在转子轴向分布的每一转子极每一侧上形成的凹入和凸起部分。这减少了每一转子极在转子轴向上的磁通分量，并且减少了在转子磁硅钢板上的涡流。

因为图66(D)所示的每一转子极AOK外表面具有关于转子轴向的对称形状，所以可能减少作用在转子轴向上的力。

图66(C)阐述了由阶梯地倾斜图66(F)中所示的每一转子极AOK外表面的形状获得的每一转子极AOK外表面的形状。该阶梯倾斜形状关于转子轴向是不对称的。该阶梯倾斜具有与倾斜基本同样的优点。

图66(B)阐述了由倾斜图66(F)中所示的每一转子极AOK外表面的形状获得的每一转子极AOK外表面的形状。该阶梯倾斜的形状关于转子的轴向是对称的。该阶梯倾斜具有与倾斜具有基本相同的优点，并且进一步减少了转子在其轴向上的振动。

图66(A)阐述了与图66(B)所示的形状相同的每一转子极AOK外表面的阶梯倾斜形状，在转子的轴向上每一转子极的一侧在其任意一端形成具有长度Sb的第一凸起，其另一侧在其中心形成具有长度Sc的第二凸起。在图66(F)所示的转子轴向上每一转子极AOK一侧的长度是在图66(A)所示的转子轴向上每一转子极AOK一侧的部分的长度Sa的两倍。

因为2和长度Sa的乘积长于在转子的轴向上布置的第一凸起的长度Sc，所以图66(A)所示的每一转子极AOK外表面的阶梯倾斜形状具有与图66(F)所示形状大致相同的电磁特性。然而，图66(A)所示的每一转子AOK外表面的阶梯倾斜形状使得每一转子极AOK的外表面的转矩产生区域在圆周方向上比图66(F)所示的每一转子极AOK外表面的转矩产生区域宽长度Sb和Sc。当电动机(比如电动机110A)必需形成宽转矩形成区域时，优选图66(A)所示的每一转子极AOK外表面的阶梯倾斜形状。

另外，如在180电角度的转子位置θr所示，图66(A)、(B)、C)、(D)和(E)中的每一个的每一转子极AOK外表面具有相应的形状；该形状在转子圆周方向上是对称的。

在图66中，每一转子极的圆周宽度被设定为30电角度，但是能被设定为从20到60电角度范围内的值。图9所示的电动机模型110A被设计为两个转子极被设置在360电角度内，其在结构上不同于图1B所示的电动机模型110。因此，电动机模型110A每一转子极的圆周宽度设定为从40到90电角度范围内的值。从而，当图66(A)到(E)所示各种形状中的任意一个应用到电动机110A每一转子极的外表面，水平轴上的值被代替为两倍于原始值的新值。

例如，在水平轴30电角度的点被代替为从40到90电角度范围内的值的点，以及90电角度上的点被代替为180电角度上的点。另外，在180电角度上的点被代替为在360电角度上的点。从而，当每一转子极的圆周宽度Hm被设定为60电角度时，相邻转子极间的圆周空间被设定为120电角度，以及每一转子极圆周宽度Hm被设定为80电角度，相邻转子极间的圆周空间被设定为100电角度。

接下来，在图9和11所示的6S2R电动机中，如何在例如CCW方向上更加平滑的产生连续转矩将在下文中被描述。

例如，在图11(b)中，因为每一槽最里面开口端的圆周宽度被设定为20电角度，所以磁通MF1可能为相对小，基于磁通MF1产生的转矩可能为相对小。为了由6个定子极覆盖360电角度，每一定子极需要在至少60电角度范围内产生转矩。

在图9和11所示的6S2R电动机中，每一定子极的内表面具有大致的矩形形状并且其圆周宽度Ht被设定为40电角度。在这种情况下，让我们考虑每一转子极外表面具有图66(A)到(F)所示任一形状的情况。

因为图66中所示的宽度Sf被设定为40电角度，以下等式被建立：

Sb+(Se-Sf)/2+Sf≥60°

从而，以下等式被建立：

Sb+Se/2≥40°

当宽度Sf被设定的大于40电角度时，以下等式被建立：

Sb+(Se-Sf)/2+40°≥60°

从而，以下等式被建立：

Sb+(Se-Sf)/2≥20°

在那时，转矩的大小能根据图66(A)到(F)所示的任一形状而改变。电动机110A被设计为一个定子极接替在圆周上相邻于该一个定子极的另一定子极而产生转矩由此旋转转子。因此，为了使在圆周相邻定子极之间转移转矩产生具有足够的时间，出现在等式中的60电角度能被改变成大于60电角度。

在上述示例中，假设每一定子极具有矩形形状，以及每一转子极具有图66(A)到(F)所示的任一形状。每一定子极和每一转子极能具有例如图66(A)到(F)所示的各种形状中的任意一种。每一定子极和每一转子极能包括曲线，每一定子极和每一转子极能在其轴向上具有锥形，其允许由机械MMC导致的转子和定子之间在轴向上相对位置关系的变化而改变气隙(参见图62)。每一定子极和每一转子极形状的修改能阻止圆周力和径向力随转子旋转而快速变化。

另外，在图9和11所示的6S2R电动机中，为了更加平滑的产生转矩，可将转子极的一半在圆周上移动20电角度由此产生连续的转矩。例如，在八极电动机中，第一对的两个转子极被保持在原始位置上，和第二对的两个转子极在CCW方向上被移动20电角度。另外，接下来第三对的两个转子极被保持在其原始位置上，和接下来第四对的两个转子极在CCW方向上被移动20电角度。这更加平滑的产生连续的转矩。该转子极设置允许转子具有关于转子中心方向的对称形状。因此，电动机具有好的机械平衡。该结构能被组合到图66所示的方法中。

接下来，在图9所示的电动机110A中，相对于转子的每一定子极内表面的形状、相对于定子的每一转子极外表面的形状以及每一定子极内表面和相应一个转子极外表面间产生的转矩之间的关系将参考图67和68被描述。

由图9所示的6S2R电动机产生的转矩不同于由图1B所示的6S4R电动机产生的转矩。当转子极开始面向槽的开口端，所产生的转矩被减少；这可能引起转矩纹波。另一方面，每一槽圆周宽度的减小减少了正或负定子绕组的安装空间。每一槽圆周宽度的减小可能引起定子极间的漏磁通和每一定子极磁通饱和。即，在图9所示的电动机110A中，产生的转矩和漏磁通变得平衡，因此可能难以两个都实现。

图67(S1)概略的示出了在转子旋转方向上相对于转子的每一定子极117、118、119、11A、11B和11C内表面的扩展形状。图67的水平轴代表定子的圆周角位置。在图10中所示的八极电动机中，水平轴由电角度所代表。

垂直轴代表转子的轴向。如图67(S1)所示，每一定子极的内表面具有矩形。每一定子极内表面的圆周宽度被设定为40电角度，每一槽开口端的圆周宽度设定为20电角度。

图67(R1)概略的示出了在转子旋转方向上相对于定子的转子极11E外表面的扩展形状。水平轴和垂直轴等同于图67(S1)的水平轴和垂直轴。转子极11E外表面的圆周宽度被设定为60电角度，并且其轴向宽度等同于每一定子极的宽度。

图67(T1)阐述了当具有图67(R1)所示形状转子极的转子在CCW方向上相对于具有图67(S1)所示形状定子极的定子旋转时由简单模型化的电动机110A产生的转矩。简单模型化的电动机110A被设计为定子和转子之间的气隙长度被设定为零，在接近定子和转子的空间中具有小的漏磁通。转矩的特征曲线(T1)表示有效转矩以20电角度的固定间隔产生，和每一有效转矩在40电角度中被产生。

图67(S2)概略的示出了由图67(S1)中所示的每一定子极内表面的倾斜形状获得的每一定子极117、118、119、11A、11B和11C内表面的扩展形状。

图67(R2)保持与图67(R1)相同。

图67(T2)阐述了当具有图67(R2)所示形状转子极的转子在CCW方向上相对于具有图67(S2)所示形状定子极的定子旋转时由简单模型化的电动机110A产生的转矩。

转矩特征曲线(T2)表示除了某些点持续地产生有效转矩，以及每一有效转矩具有梯形形状。以电角度为单位的转矩延迟周期为例如40到80电角度的宽范围。应该注意，在图67(S2)和(R2)中，当每一定子极的内表面具有矩形，以及每一转子极的外表面形状被倾斜时，图67(T2)所示的转矩特性能被实现。

图67(S3)概略的阐述了当每一定子极内表面的圆周宽度被设定为大约60电角度时每一定子极内表面的形状。其在圆周上尽可能的扩展了每一定子极内表面的形状。图67(R3)所示的每一转子极外表面形状等同于图67(S3)所示的每一定子极内表面的形状。

在该结构中，因为定子极在圆周上是彼此相邻的，如果定子极之间发生漏磁通，定子极的磁路将根据转子的旋转位置被磁饱和。

图67(T3)阐述了当具有图67(R3)所示形状转子极的转子在CCW方向上相对于具有图67(S3)所示形状定子极的定子旋转时由简单模型化的电动机110A产生转矩的特征曲线。

转矩特征曲线(T3)示出了，在每个周期内当每一定子极内表面和相应一个转子极外表面之间相对面积小时产生大转矩。另外，转矩特征曲线(T3)示出了所产生的转矩随每一定子极内表面和相应一个转子极外表面之间相对面积增大而减少。

图68(S4)概略的阐述了每一定子极的内表面形状，该形状示出在图66(C)中的180电角度旋转位置θr。换句话说，每一定子极内表面的形状由图67(S1)中所示形状的一半部分与图67(S3)中所示形状的一半部分组合形成。在圆周上彼此相邻的定子极被成形为关于转子轴向彼此对称。定子极在轴向上被改变为彼此远离。这导致每一定子极的轴向宽度和每一转子极的轴向宽度(参见图67(S3)和(R4))分别接近1.5倍的图(S3)和(R3)所示的每一定子极的轴向宽度和每一转子极的轴向宽度。

图68(T4)阐述了当具有图68(R4)所示形状转子极的转子在CCW方向上相对于具有图68(S4)所示形状定子极的定子旋转时由简单模型化的电动机110A产生转矩的特性。

如图68(T4)所示，与图67(T3)所示的每一产生转矩的平均转矩和转矩下降相比，每一产生转矩的平均转矩和转矩下降被大大改善。另外，可能增加圆周上相邻的定子极之间的空间，从而，与图67(S3)所示的结构相比，减少了定子极之间的漏磁通。

图68(S5)概略的阐述了由图68(S4)所示形状变形为梯形所获得的每一定子极内表面的形状。图68(R5)所示每一转子极外表面形状等同于图68(R4)所示的每一转子极外表面的形状。

图68(T5)阐述了当具有图68(R5)所示形状转子极的转子在CCW方向上相对于具有图68(S5)所示形状定子极的定子旋转时由简单模型化的电动机110A产生转矩的特性。

如图68(T5)所示，与图67(T3)所示的每一产生转矩的平均转矩和转矩下降相比，每一产生转矩的平均转矩和转矩下降被改善。另外，加宽每一定子极的圆周宽度以分离在圆周上相邻定子极的相对轴向位置，这既实现了转矩增加又实现了定子极之间的磁链减少。即，图68(S5)中所示的每一定子极内表面形状既能实现转矩增加又能实现定子极之间磁链减少。

应该注意，图68(S5)所示的每一定子极内表面的形状在转子轴向上大于图67(S1)所示的形状。然而，图68(S5)所示的每一定子极内表面的形状能减少另外示于图68(S5)中的每一三相定子线圈的长度。另外，在图68(S5)所示的每一定子极内表面中形成的轴向凹入部分允许在转子轴向上减少每一定子线圈端部凸起的长度。

另外，三相定子线圈的交叉能被设置在每一梯形定子极上的轴向空间内(参见图68(S5))。这在三相线圈的设置中是有效的。从而，可能提供(S5)、(R5)和(T5)所示的电动机，其在转矩特性、尺寸和成本上更加优于(S1)、(R1)和(T1)中所示的电动机。

应该注意，当我们对齐地叠压多个磁钢板以制造图68(S5)所示的定子极时，需要准备多个磁钢板，每一磁钢板具有多个齿，每一齿的圆周宽度不同于另一磁钢板每一齿的圆周宽度。

从而，用于为磁钢板冲孔的钢型需要被特别设计。按照惯例，在现有的将磁钢材料压入可旋转的钢型的技术中每次压入都稍微旋转该钢型由此完成倾斜叠压芯。

这样的可旋转钢型(第一钢型)被设置以叠压每一槽的一侧，以及可旋转的钢型(第二钢型)被设置以叠压每一槽另一侧。磁钢材料由第一和第二钢型按压同时第一和第二钢型在各自相对的方向上被旋转。这产生了多个磁钢板，每一磁钢板具有多个齿，每一齿的圆周宽度不同于另一磁钢板每一齿的圆周宽度。多个磁钢板能被叠压而产生定子芯。在这种情况，堵缝，比如定缝钉结合，能被用于连接多个磁钢板。

作为另一方法，可旋转钢型(第一钢型)被设置在按压每一槽的一侧的位置，以及固定钢型(第二钢型)被设置在按压每一槽另一侧的位置。磁钢材料被第一和第二钢型按压同时第一钢型在一个方向上被旋转。这产生多个磁钢板，每一个磁钢板具有多个齿，每一齿的圆周宽度不同于另一磁钢板每一齿的圆周宽度。其后，多个磁钢板彼此对齐以产生叠压定子芯。在这种情况，堵缝，比如定缝钉结合，不能被用于连接多个磁钢板。

然而，既然这样，能为对齐旋转方向提供对齐机械。这能利用堵缝。

图68所示的电动机能被设计为相对较薄的电动机。在转子轴向上的磁路能被提供在背轭的一部分上由此减少在转子轴向上磁通的变化。这就可能使用在三维方向上能增加或减少磁通的材料。

在图68中，每一转子极的圆周宽度能大于60电角度，这能相互重迭三相转矩。

接下来，与根据第一实施例及其变型的电动机中漏磁通相关的一种方法将参考图69被描述。

存在很多应用装置在转子的高RPM上需要相对大的转矩。在根据第一实施例及其变型的电动机中峰值转矩的限制可以由一部分磁路的磁饱和引起，有助于产生转矩的磁通通过该一部分磁路。磁饱和几乎由来自电动机的每一部分磁链导致的总磁通

的增加所产生。从而，为了达到大的峰值转矩，有效的手段是充分确保电动机中每一磁路的截面面积以及减少来自电动机各个部分的漏磁通。为了在转子的高RPM的情况下得到大转矩，在漏磁通中的衰减提高了功率因数，从而提高了电动机效率。

图69(a)是图9所示的电动机的部分横截面放大视图。图69中参考字符C92代表图9中的负A相绕组114，以及参考字符C91代表图9中的定子芯11F。参考字符C93代表当提供大的A相电流以流出图69的纸面的方向流过负A相绕组C92产生的漏磁通。该漏磁通使得齿(定子极)被磁饱和；这可能使其很难增加转矩。

为了解决这一问题，如图69(b)所示，矩形铜线C94被用作每一定子线圈。如图69(b)所示，负C相线圈C94被绕制在相应的槽中以致于其矩形横截面的长边被设置为朝向转子的中心部分。

具有该结构，当提供大的A相电流流过负A相绕组C94时产生的漏磁通C95的增加和减少感生在负A相绕组C94中的涡流，该涡流减少了漏磁通C95。

当电动机产生静态转矩或以低RPM旋转时，可能不具有优势。然而，当在高RPM提供大的电流流过负A相绕组C94以致于漏磁通C95的频率增加时，负A相绕组C94中的涡流减少了漏磁通。如上所述，使用矩形铜线C95作为每一三相定子绕组提高了电动机的功率因数和电动机的效率。

在那时，在相应槽的开口端周围具有很多漏磁通C95。因此，与槽开口端和底部之间的长度C96相比，换句话说，与槽的深度C96相比，矩形铜线C94纵向侧的长度C97等于或大于长度C96的四分之一。这使进一步提高电动机的功率因数，以及电动机的效率成为可能。

接下来，与来自根据第一实施例及其变型电动机漏磁通相关的可选择的方法将参考图70来描述。

在图9所示的电动机110A的结构中，两个导电元件，比如导电板，505和507被安装在相应于转子11E的转子501一个纵向侧的两端。同样地，两个导电元件，比如导电板，506和508被安装在转子501另一纵向侧的两端。导电元件505到508组成闭合电路。当漏磁通穿过导电元件505到508时，感生流过导电元件505到508的电流；这些感生的电流减少了漏磁通。

在根据第一实施例及其变型的电动机中，转子中的磁通随着转子的旋转而交替出现。因此，可能减少漏磁通。上述漏磁通减少方法能被应用到根据第一实施例及其修改的另一电动机中。

来自转子的漏磁通可能从转子501的每一凸极端发生。为了解决它，导电元件能被转子501每一凸极端的磁钢板所代替。这减少了来自转子501的每一凸极端的漏磁通。

作为图70所示的电动机结构的修改，两个狭缝509和50B被形成在对应于转子11E的转子501一个纵向侧的两端。同样地，两个狭缝50F和50D被安装在对应于转子11E的转子501另一个纵向侧的两端。

两个导电元件，比如导电板，50A和50C被分别安装在狭缝509和50B中。同样的，两个导电元件，比如导电板，50G和50E被分别安装在狭缝50F和50D中。

图71所示的电动机的结构达到由图70所示的电动机所能达到的优点。另外，图71所示的电动机的结构允许导电元件容易的固定到转子。从而，电动机能被简单的应用到需要转子高RPM的应用装置中。

接下来，将在下文中描述增加根据第一实施例的电动机最大转矩的方法。

图54所示的电动机708的转矩特性曲线例如被示于图5中作为电流-转矩特性曲线Tm。

特定的，转矩T和在从0到值A1范围内电流Ix之间的关系具有接近二次方程的特性曲线；该关系由公式(10)表示。

在从电流Ix的值A1到其值A2的范围内转矩T是电流Ix的线性方程(参见公式(15))。即，转矩T从对应于值A1的值T1增加到对应于值A2的值T2。

当电流Ix被设定为大于值A2时，形成在除了每一定子极和相应转子极之间气隙以外的电动机其它部分中的一部分磁路(比如衬轭)是磁性饱和的。这减少了转矩增加与电流增加的比例。从而，在电流Ix超过值A2时，转矩T和电流Ix之间的关系具有在从转矩T的值T1到其值T2的范围内的转矩饱和曲线。

由电动机708产生的最大转矩的增加意味着在电流-转矩特性曲线上值T3增加到值T4。最大转矩的增加在技术上由减少电动机内部的磁饱和而实现。磁饱和的减少允许大的磁能被提供到每一定子极和相应的转子极之间的气隙。

首先，下面将讨论磁阻电动机(比如图54所示的电动机708)的哪一部分容易磁饱和。图54阐述了主凸极161分别面向齿117和齿11A的情形，每一齿117和11A易于被磁饱和。

例如，在该情形中，来自齿11A的磁通分量穿过一个主凸极161以致于进入齿117。另外，由电流流过绕组111产生的漏磁通分量从定子极11C穿过接近相应于绕组111的槽的开口端的部分被传输以致于磁链分量进入齿117。而且，由电流流过绕组112产生的漏磁通分量从定子极118穿过接近相应于绕组112的槽的开口端的部分被传输以致于漏磁通分量进入齿117。

因为漏磁通分量被增加到来自一个主凸极161两侧定子极的磁通分量，穿过齿117的磁通量大于穿过每一主凸极161的磁通量。这可能使得定子极117被磁化饱和。

相反，当一个辅凸极162产生转矩时，因为一个辅凸极162的圆周宽度小于主凸极161的圆周宽度，来自一个辅凸极162两侧的漏磁通可能使得一个凸极162被磁化饱和。

特定的，定子的每一齿和辅凸极162易于被磁化饱和。

考虑前面的问题，提高根据第一实施例的磁阻电动机最大转矩的五种方法将在下文中被描述。

第一方法将在下文中参考图72被描述。

图72(a)代表图54所示的磁阻电动机708的轴向横截面的示例。参考字符262代表一个齿，参考字符263代表至少一个定子线圈的端部，和参考字符261代表转子芯(转子340)。图72(b)概略的阐述了多个软磁元件264，每一个被安装在每一齿262的两侧表面上。换句话说，一个软磁元件264、每一齿262和另一软磁元件264被轴向叠压。该结构增加了每一齿262的轴向厚度由此增加了通过每一齿262的磁路。这减少了每一齿262的磁饱和。

应该注意，磁通流不仅流过径向方向和圆周方向而且还流过转子的轴向方向。当一个齿262和一对软磁元件264被设计为软磁叠压元件时，涡流可能流过软磁叠压元件，这可能增加涡流损耗。

从而，用于减少涡流的方法被优选的应用到图72(b)中所示的结构中。例如，最好是狭缝被形成在每一齿262以及安装在该齿上的软磁元件264的至少一个中。否则，最好是通过粉末磁芯产生每一齿262和每一软磁元件264；该粉末磁芯通过压缩有绝缘涂层的软磁粉末来形成。

第二方法将参考图73在下文中被描述。

图73(a)代表图54所示磁阻电动机708的修改的轴向横截面的示例。

短划横线271代表多个磁性元件，每一个安装在每一齿262的两个侧表面。换句话说，一个磁性元件271、每一齿262以及另一磁性元件271在轴向上被叠压。

图73(b)阐述了，以放大形式，磁性元件271安装在每一齿262的两个侧表面上。

如图73(b)所示，每一磁性元件271包括矩形块永磁体272、一对软磁元件273。永磁体272被设置为其北极径直向外，以及其南极径直向内。一个软磁元件271被安装在北极侧表面，另一个被安装在南极侧表面。

如上所述，控制装置CC或CC1被设计成提供单向直流电流给设置在每一槽中的定子绕组。当电流流过与一个齿262相邻的定子绕组时，磁通275流过转子261并且通过气隙进入一个齿262(参见图73(b))。磁通流275的方向被定义为“正向”。

在那时，磁通274从北极流出，穿越一个齿262，并且返回南极。即，在一个齿262中的磁通274流向与磁通275流向相反。换句话说，磁通274的方向被定义为“负向”。

在一个齿262中的磁特性曲线被示于图74中。水平轴代表磁场密度H[A/m]和垂直轴代表磁通密度B[T]。

在如第一结构的没有磁性元件271被安装在一个齿262的任意一侧的情况下，当提供大直流电流流过与一个齿262相邻的定子线圈时，一个齿262的磁通密度从零增加到点Ba。这是因为正磁通275进入一个齿262中。

这将该一个齿262的磁通密度增加到位于磁特性曲线上点Ba处的值B1。

接下来，在如第二结构的磁性元件271被安装在一个齿262的两侧侧的情况下，因为负磁通274流过一个齿262，所以一个齿262的磁通密度是负值Bb或Bc。在该情形中，当提供大直流流过与一个齿262相邻的定子线圈时，一个齿262的磁通密度从负值Bb或Bc增加到点Ba。这将该一个齿262的磁通密度增加到位于磁特性曲线上点Ba处的值B1。

即，在第二结构中，在磁通密度中的变化(上升)，由B3或B4示出，相对于由B1示出的磁通密度变化(上升)被大大增加了。

例如，当点Bb上的磁通密度B2绝对值等于磁通密度B1时，与第一结构相比，第二结构使流过一个齿262的磁通数量加倍。

当磁通数量的增加由图5中转矩增加表示时，转矩T的值T3被增加到值T4。

应用于图72(b)所示结构的减少涡流的方法能被应用到图73(a)和(b)所示的结构。

第三方法将参考图75在下文中被描述。

图75(a)代表图54所示磁阻电动机708的修改的轴向横截面的示例。

短划横线293代表多个磁性元件，每一个安装在每一齿262的两侧表面。换句话说，一个磁性元件293、每一齿262以及另一磁性元件293在轴向上被叠压。

图75(b)阐述了，以放大形式，磁性元件293安装在每一齿262的两个侧表面上。

如图75(b)所示，每一磁性元件293包括软磁凹入元件292，其两端被安装在相应齿262的一个侧面上。

每一磁性元件293也包括励磁线圈291。励磁线圈291被绕制在凹入元件292底部的周围以致于，当被通电时，励磁线圈291产生磁通294。

如上所述，控制电路CC或CC1被设计成提供单向直流电流给设置在每一槽中的定子绕组。当电流流过与一个齿262相邻的定子绕组时，磁通275流过转子261并且通过气隙进入一个齿262(参见图73(b))。磁通流275的方向被定义为“正向”。

相反，在一个齿262中的磁通294流向与磁通275流向相反。换句话说，磁通294的方向被定义为“负向”。

从而，因为与图73(a)和(b)所示结构相同的原因，与没有磁性元件293被安装在每一齿262的两侧表面的结构相比，这可能大大增加了磁通密度中的变化(上升)。这增加了电动机的最大转矩(参见图5)。

图75所示结构的一个特征是提供给励磁线圈292的电流水平的调整易于改变图74中所示曲线上磁运行点。

例如，对于轻负载，提供给励磁线圈292的电流水平被设定为零，从而消除最大转矩的不必须的控制。相反，对于重负载，提供具有预定水平的电流到励磁线圈292是可能的；该具有预定水平的电流足够产生磁通以产生所需的转矩。

应该注意，图73所示的第二方法能被设计为使用激励器和控制激励器来在成对的软磁元件273之间移动永磁体272以及在其间嵌入空隙。这控制了磁通274的数量。图73所示的第二方法能设计为使用激励器和控制激励器来反转永磁体272的方向。

图73和75所示的第一到第三方法中的每一个能进行各种修改。例如，软磁元件264、永磁体272或励磁线圈291能被组合到与其圆周相邻的定子极上。应该注意，在图73或75中，磁通274或294仅被运行穿越具有高相对磁导率的软磁元件。因此，当软磁元件被使用以致于即使磁通275从转子进入每一齿时该齿中也没有发生磁饱和时，可能减少永磁体272的大小，或减少用于激励励磁线圈291的电流水平。

第四方法将参考图76在下文中被描述。

图76代表图54所示磁阻电动机708的修改的径向横截面的示例。在图76中，转子在所示中被省略。

电动机708的修改具有六个板状永磁体301、302、303、304、305和306。六个永磁体301、302、303、304、305和306中的每一个被设置在相应一个槽中的开口端。六个永磁体301、302、303、304、305和306中的每一个被设置为其在接近相应开口端处的圆周方向上的磁通势方向(N，S)相反于当相应定子绕组被激励时产生的磁通势。

特定的，六个永磁体301、302、303、304、305和306的每一个抵消接近相应的开口端处的漏磁通，由此减少它们。结果，与图73中所示的第二方法一样，可能减少每一齿的磁通密度，从而增加电动机的最大转矩。第四方法能被磁阻电动机利用，即使其轴向长度Wt具有更大的值。从而，第四方法能被用于根据第一实施例的高输出磁阻电动机。

相反，第一到第三方法能被用于根据第一实施例的具有短轴向长度的各磁阻电动机。

六个永磁体301、302、303、304、305和306的一半(三个)能被减少，每一永磁体能被设置在相应槽开口端的轴向总长度上。每一永磁体也能被设置在相应槽开口端轴向长度的一部分。每一永磁体能进一步被设置在相应一个槽开口端轴向的任意一端。

每一永磁体301、302、303、304、305和306用于固定设置在相应一个槽中的定子绕组。每一永磁体301、302、303、304、305和306的形状能被改变，具有高热阻抗的元件(比如流体冷却管)能被设置在相应的永磁体和相应的定子绕组之间的槽中。这减少了永磁体温度的增加。

第五方法将参考图77在下文中被描述。

图77(b)是图54所示磁阻电动机708的修改的径向横截面。图77(a)代表磁阻电动机708的修改的轴向横截面的示例；该轴向横截面在图77(b)的线(a)-(a)上。

参考字符313代表转子芯。

第一对软磁元件311和312被分别安装在辅凸极162的一个主表面上。第二对软磁元件311和312被分别安装在辅凸极162的另一主表面上。

每一软磁元件311和312具有大致的梯形以致于其第一底部位于面向相应的定子绕组，以及其第二底部位于面向转子的中心；第二底部长于第一底部。每一梯形软磁元件311和312加厚了通过相应的一个辅凸极162的磁路由此减少了在每一辅凸极162的磁饱和。这增加了电动机的最大转矩。

对于在高RPM条件下被使用的多极电动机，比如八极电动机，由短划线所示的环形软磁元件314能被同轴安装在转子的任意主表面上以代替软磁元件311和312。

应用于图72(b)所示结构的减少涡流的方法能被应用于接近辅凸极162的软磁元件。

如上所述，第一到第五方法增加磁阻电动机的最大转矩，从而减少磁阻电动机的大小和成本。

接下来，与根据第一实施例及其修改的每一磁阻电动机定子极和转子极之间气隙相关的技术将在下文中被描述。

图78(a)示出了，以放大形式，根据第一实施例及其修改的其中一个的磁阻电动机的定子极D51、转子极D52以及气隙D53。气隙D53位于定子极D51和转子极D52之间。图78纸面的水平方向代表转子的轴向，图78纸面的垂直方向代表磁阻电动机的径向方向。进入图78的纸面方向代表磁阻电动机的圆周方向。例如，每一定子极D51和转子极D52由八个磁钢板对齐叠压而成。例如，八个磁钢板的每一个具有0.35mm的厚度，空气隙D53在磁阻电动机的径向上为0.5mm。

图78(b)示出了根据第一实施例及其修改的其中一个的磁阻电动机的定子极D54、转子极D55以及气隙D56的特定结构；气隙D56位于定子极D54和转子极D55之间。

与气隙D56相对的定子极D54一端的厚度在转子轴向上被增加以致于定子极D54一端在转子轴向上的厚度两倍于定子极D51一端的厚度。同样地，与气隙D56相对的转子极D55一端在转子轴向上的厚度被增加以致于定子极D54一端在转子轴向上的厚度两倍于转子极D52一端的厚度。

参考字符D57和D58是软磁元件，其在径向上被安装在定子极D54的两主侧面上以阻止定子极D54中的磁饱和。同样地，参考字符D59和D5A是软磁元件，其在径向上被安装在转子极D55的两主侧面上以阻止转子极D55中的磁饱和。

图78(b)所示的定子极D54和转子极D55的构造减少定子极D54和转子极D55之间气隙D56的磁阻抗。进一步修改能被应用到根据第一实施例及其修改的磁阻电动机的每一定子极和每一转子极；这将每一定子极和相应一个转子极之间气隙D56中的磁阻抗进一步减少到接近原始气隙D53磁阻抗的一半。这相当于气隙D53在径向的长度减少到其一半，使其可能增加输出转矩，提高功率因数以及提供电动机效率。

接下来，在根据第一实施例及其修改的磁阻电动机中实现更高输出转矩的一种方法将在下文中被描述。

图79(a)概略的阐述了该方法所应用到的磁阻电动机。磁阻电动机的定子等同于图1B所示的磁阻电动机110的定子。

磁阻电动机的转子等同于磁阻电动机110的转子。参考字符D69和D6A代表第一对相对的凸极，以及D6B和D6C代表第二对相对的凸极。

另外，磁阻电动机特别的具有线圈D61和D62、线圈D63和D64、线圈D65和D66以及线圈D67和D68。线圈D61和D62被绕制在凸极D69的周围用于产生凸极D69的磁通势。D63和D64被绕制在凸极D6B的周围用于产生凸极D6B的磁通势。D65和D66被绕制在凸极D6A的周围用于产生凸极D6A的磁通势。D67和D68被绕制在凸极D6C的周围用于产生凸极D6C的磁通势。

如图79(b)所示，用于每一线圈的电流Ir从连接到DC电源的电刷D6F和D6G通过与相应的电刷D6F和D6G接触并安装在输出轴D6H上的滑环D67和D68供应。每一凸极D69、D6A、D6B和D6C的方向在转子每旋转360度被翻转六次。因此，每次相应的一个凸极D69、D6A、D6B和D6C的方向被翻转时，需要切换提供给每一线圈的电流Ir的方向。

在图79所示的磁阻电动机的结构允许每一定子和转子产生磁通势，因此产生大的峰值转矩。当图79所示的磁阻电动机被应用到电动车辆中，当电动车辆驶上陡坡时，大的电动机转矩被需要。即使这样的大电动机转矩被需要，图79所示的磁阻电动机也迅速产生需要的大峰值转矩。应该注意，在通常驾驶时，电刷D6F和D6G能从滑环D6D和D6E上分离，从而确保每一电刷D6F和D6G的寿命。

接下来，在宽速度范围中，根据第一实施例及其修改的任意一个的磁阻电动机的转子的旋转方法，和加大其恒定输出范围的方法将在下文中被描述。

图80示出了根据第一实施例及其修改的任意一个的磁阻电动机三相定子线圈D71、D72和D73切换装置的示例。例如，三相定子线圈D71、D72和D73分别对应于定子线圈561、562和563(参见图2)。参考字符D74、D75和D76代表三相定子线圈D71、D72和D73的第一端子。三相定子线圈D71、D72和D73的每一个形成为带有三个接头。例如，每一线圈的三个接头的一个，称作“第一接头”，被设置在线绕组的另一端的端子，以及每一线圈的三个接头中的另一个，称作“第二接头”，被设置在线绕组的中心。每一线圈的三个接头的最后接头，称作“第三接头”，被设置在线绕组的第一端子侧。

线圈选择装置D7A配置成选择在三相定子线圈D71、D72和D73的每一个中的三个接头的任意一个。参考字符D77、D78和D79代表三相线圈D71、D72和D73的第二端子。

即，当线圈选择装置D7A选择线圈D71的第一接头时，线圈D71全部匝数被选择。因为线圈D71上的电压与线圈D71的匝数成比例，这选择了线圈D71的全部电压，从而输出对应于线圈D71的全部电压高转矩。

另外，当线圈选择装置D7A选择线圈D71的第二接头时，线圈D71的一半匝数被选择。因为线圈D71上的电压与线圈D71的匝数成比例，这选择了线圈D71的一半电压，从而输出对应于线圈D71的一半电压的中间转矩。

此外，当线圈选择装置D7A选择线圈D71的第三接头时，线圈D71的低匝数被选择。因为线圈D71上的电压与线圈D71的匝数成比例，这选择了线圈D71的低电压，从而输出对应于线圈D71的低电压的低转矩。

即，在磁阻电动机的低RPM情况下，选择线圈D71的整匝数，由此输出对应于线圈D71全部电压的高转矩。相反，在磁阻电动机的高RPM情况下，选择线圈D71的低匝数，由此输出对应于线圈D71低电压的低转矩。

从而，当磁阻电动机需要恒定输出控制时，每一三相定子线圈三个接头的选择扩展了磁阻电动机的恒定输出范围。应该注意，如线圈选择装置7A一样，能在每一定子线圈中使用电磁接触器。当三相定子绕组被切换时如果电流被可靠的中断，这可能相对减少每一电磁接触器触头的尺寸。

为了改变根据第一实施例及其修改中任一个的磁阻电动机定子线圈上的电压，提供用于可变的改变磁阻电动机定子和转子之间气隙的装置。

特定的，转子的轴向长度Lr两倍于定子的轴向长度Ls，和定子内表面的一个边缘比定子内表面的另一边缘长10mm，因此该定子是锥形的。另外，转子每一凸极外表面一个边缘的直径比定子内直径短2倍的气隙径向长度。

定子和转子被配置为，定子面向转子的同时，定子的轴向位置相对于转子是在长度Ls范围内变化的。

具有该配置，定子的轴向位置相对于转子在长度Ls上的运动允许气隙的径向长度在直径上改变10mm，换句话说，在半径上改变5mm。气隙径向长度的改变改变了定子和转子之间的磁通；这改变了每一定子绕组上感生的电压。这扩宽了电动机速度的变化范围。

根据第一实施例及其修改任意一个的定子能由多种材料组成，并且根据第一实施例及其变型的任一个的每一定子绕组的直径能被设计。

图81示出了根据第一实施例及其修改任意一个的定子的一部分。参考字符351代表定子的背轭。参考字符352代表齿(定子极)。参考字符353、354和355分别代表设置在图81所示的槽中的三个定子绕组。

在那时，假设提供大电流流过定子绕组354进入图81的纸面，同时，提供同样的大电流流过定子绕组355流出图81的纸面。两个电流都激励通过齿352的磁通356。另外，从齿352两圆周侧的齿，漏磁通357和358流过接近其内设有绕组354和355的槽的部分以致于进入齿352。如上所述，很多磁通集中通过齿352用于拉动转子凸极以致于齿352易于被磁化饱和。

为了减少漏磁通357和358，最好增加定子绕组354所设置的槽的开口端圆周宽度WSB。从而，每一槽的形状被设计为，每一槽的开口端是朝向转子中心的锥形。在该结构中，因为在圆周相邻槽之间每一齿的圆周宽度是窄的，每一齿可能易于被磁化饱和。

从而，为了限制磁饱和，每一齿的内部端部分优选能由高磁通密度材料制成，比如波明德合金。该波明德合金是由大约50％的钴和大约50％的铁混合产生的合金。波明德合金的最大磁通密度是大约2.5[T]。在其内部端具有波明德合金的每一齿的磁性饱和能被限制。每一齿的波明德合金部分能具有图81所示参考字符35A所示的形状；这进一步减少了每一齿上的磁饱和。

另外，如图81所示，在设置在相应槽中的每一定子线圈(比如线圈354)中的比该定子线圈中的其余导体更靠近该槽开口端的某些导体的厚度比每一其余导体的厚度更薄。这增加了每一槽周围的磁通密度由此减少了漏磁通357和358。

如图61所示，在转子的低RPM时，电动机具有图54所示的结构以在转子外圆周上产生恒定转矩。相反，在转子的RPM高于预定RPM期间，辅凸极162被移向转子的中心以致于该电动机具有如图9所示的结构。主凸极161能随着辅凸极162的移动在径向上被移动。

上述用于减少磁饱和的各种方法能相互组合。

接下来，根据第一实施例及其修改的磁阻电动机的铁损将在下文中被描述。如上所述，在根据第一实施例及其修改的磁阻电动机中，因为单向电流被提供给每一定子线圈，所以流过定子的磁通是单向磁通。从而，定子中的磁滞损耗被保持在低水平，从而普通的磁钢板能被用于生产定子。

关于转子，流过转子的磁通在转子每旋转360度改变六次方向。从而，为了减少转子的铁损，转子能由非晶质金属组成。作为具有低铁损的软磁材料，已有具有高硅容量的电磁钢板、定向硅钢板、和由具有绝缘层的软磁粉末压缩而成的粉末磁芯。这些材料的任意一个能被用来生产转子。

如上所述以及图120、121和122所示，传统的永磁电动机可能具有以下问题：

第一，各个三相绕组的设置是复杂的。这使得很难生产定子线圈。

第二，定子每一槽的开口端具有窄的圆周长度。这可能使其很难形成作为相应槽的三相绕组的多匝导线，从而减少定子线圈的叠层系数。

第三，将多匝导线形成作为三相绕组的困难可能也增加了定子线圈的两端从定子芯在转子轴向上的凸出；这可能增加了永磁无刷电动机的尺寸。

图82概略的阐述了从转子轴端侧观察的通过扩展图54所示的两极定子而设计的四极定子模型。

参考字符371、372、373、374、375、376、37A、37B以及37C代表八个槽。

三相定子线圈以图120到122所示的传统方式被绕制在各自的槽371、372、373、374、375、376、37A和37B以及37C中。

特定的，A相线圈H81从槽371绕制到槽374，和A相线圈H84从槽377绕制到槽37A。B相线圈H82从槽373绕制到槽376，和B相线圈H86从槽379绕制到槽37C。C相线圈H83从槽375绕制到槽378，和C相线圈H86从槽37B绕制到槽372。

图83是穿过图82中每一槽37C和376以及转子中心的线AG-AG截取的定子的轴向横截面视图。

参考字符381代表定子芯由在电动机轴向方向上对齐叠压的多个磁钢板组成。参考字符384代表设置在槽37C中的B相线圈的B相绕组，和参考字符385和389代表从定子芯381一个轴端面凸出的B和C相线圈的端部。参考字符LCE1代表从定子芯381一个轴端面凸出的B相线圈端部在转子382轴向上的长度。

参考字符386和387代表绝缘纸。绝缘纸386和387被嵌入槽37C并且被配置成保持定子芯381和B相线圈之间的绝缘。绝缘纸387从定子芯381的一个轴端面凸出10mm左右。参考字符382代表转子，和参考字符383代表定子芯381和转子382之间的气隙。点划线代表转子382的旋转中心。

在两极电动机和六极电动机中，三相线圈能以与图82所示的绕组结构相同的方式绕制。

然而，不同相线圈的端部被径向的相互重迭；这可能使得定子线圈绕制复杂。这可能导致降低定子和电动机的生产力。定子线圈绕制的困难可能减少每一定子线圈的线圈占空因数。在转子轴向上三相定子线圈的端部在长度上可能是大的。

接下来，绕制导体(导线)以形成每一定子线圈和设置每一定子线圈以减少上述第一到第三问题的方法将参考图84在下文中描述。

图84概略的阐述了从转子轴端侧观察时根据第一实施例及其修改的四极、十二极定子模型。对于在图82和84中类似的参考特征，类似的参考字符被标记。

三相定子线圈以下述方式被绕制在各自的槽371、372、373、374、375、376、37A、37B和37C中。

特定的，A相定子线圈的正A相绕组和负A相绕组通过连接线37D被分别集中绕制在槽371和槽374中。同样地，A相定子线圈的正A相绕组和负A相绕组通过连接线37G被分别集中绕制在槽377和槽37A中。

B相定子线圈的正B相绕组和负B相绕组通过连接线37E被分别集中绕制在槽373和槽376中。同样地，B相定子线圈的正B相绕组和负B相绕组通过连接线37H被分别集中绕制在槽379和槽37C中。

C相定子线圈的正C相绕组和负C相绕组通过连接线37F被分别集中绕制在槽375和槽378中。同样地，C相定子线圈的正C相绕组和负C相绕组通过连接线37J被分别集中绕制在槽37B和槽372中。

更加特定的，绕制在槽371和374中的A相定子线圈37D在定子芯的定子轭上向外设置。同样地，绕制在槽379和37C中的B相定子线圈37H在定子芯的定子轭上向外设置。绕制在槽375和377中的C相定子线圈37F在定子芯的定子轭上向外设置。

相反，绕制在槽377和37A中的A相定子线圈37G向里设置。同样地，绕制在槽373和376中的B相定子线圈37E向里设置。绕制在槽37B和372中的C相定子线圈向里设置。

定子线圈的绕制顺序被确定如下，向外设置的A、B和C相定子线圈37D、37H和37F被首先绕制，以及其后，是向内设置的A、B和C相定子线圈37G、37E和37J。这是因为，例如，B相定子线圈37E覆盖槽374和375的一个轴向端。从而，A和C相定子线圈37D和37F已经被绕制，以及其后，B相线圈37E被绕制。从而，在A和C相定子线圈37D和37F已经被绕制后，B相定子绕组37E能在B相定子绕组37H之前被绕制。

电动机的极数(该极数允许一组三相集中定子线圈在定子芯中向外设置，和另一组三相集中定子线圈在定子芯中向内设置)是4的整数倍。该绕制设置减少了在三相定子线圈中的物理干扰，从而为定子线圈中有效的绕制三相绕组提供高线圈占空因数。

图85概略的阐述了从转子的轴端侧观察时的根据第一实施例及其修改的六极、十八槽定子模型。

参考字符731、732、733、734、735、736、737、738、739、73A、73B、73C、73D、73E、73F、73G、73H以及73J代表十八个槽。

三相定子线圈以如下方式被绕制在各自槽731、732、733、734、735、736、737、738、739、73A、73B、73C、73D、73E、73F、73G、73H以及73J中。

特定的，A相绕组通过连接线73K绕制在槽731和槽734中，A相绕组通过连接线73N绕制在槽737和槽73A中，并且A相绕组通过连接线73R绕制在槽73D和槽73Q中，这些A相绕组73K、73N和73R例如彼此串联连接，组成A相定子线圈。

B相绕组通过连接线73L绕制在槽733和槽736中，B相绕组通过连接线73P绕制在槽739和槽73C中，并且B相绕组通过连接线73S绕制在槽73F和槽73J中，这些B相绕组73L、73P和73S例如彼此串联连接，组成B相定子线圈。

C相绕组通过连接线73M绕制在槽735和槽738中，C相绕组通过连接线73Q绕制在槽73B和槽73E中，C相绕组通过连接线73T绕制在槽73H和槽732中，这些C相绕组73M、73E和73T例如彼此串联连接，组成C相定子线圈。

在定子绕组结构中，与图84所示的绕组结构一样，一组定子绕组73K、73M、73P和73R被向外的设置在定子芯中，并且另一组定子绕组73L、73N、73Q和73S被向内的设置在定子芯中，不包括C相定子绕组73T。从而，通过允许一部分三相定子绕组(线圈)的不规则设置，可能减少三相定子线圈之间的物理干扰，从而为定子线圈中有效绕制的三相绕组提供高线圈占空因数。

从而，在六极、十极、十四极以及十八极电动机中，通过允许一部分三相定子线圈的不规则设置，可能减少三相定子线圈之间的物理干扰，从而为定子线圈中有效的绕制的三相绕组提供高线圈占空因数。

图86是由图84中穿过每一槽37B和375以及转子中心的线AF-AF截取的图84所示的定子的轴向横截面视图。

参考字符391代表由多个在电动机轴向上对齐叠压的多个磁钢板组成的定子芯。参考字符394代表设置在槽37B中C相线圈的C相绕组，以及参考字符395代表从定子芯391一个轴端面凸出的C相线圈端部。

特定的，槽37B是逐渐的向外弯向定子芯391的一个轴表面。这使得C相线圈中的C相绕组394沿着槽37B逐渐的向外弯向定子芯391的一个轴表面；C相绕组394的这些向外弯曲的部分组成C相线圈的端部。

参考字符399代表设置在圆周方向上的B相线圈。

参考字符396、397和398代表绝缘纸。绝缘纸396、397被嵌入到槽37B并且配置成保持定子芯391和C相线圈之间的绝缘。绝缘纸396从定子芯391的一个轴端面凸出以绝缘B相线圈399。绝缘纸398被设置在向外弯曲的线圈端部395和定子芯391之间由此保持定子芯391和线圈端部395之间的绝缘。

参考字符382代表转子，和参考字符383代表定子芯391和转子382之间的气隙。点划线代表转子382的旋转中心。

短划线代表图82所示的线圈端部385以用于比较。

参考字符LCE1代表从定子芯381的一个轴端面凸出的线圈端部385在转子382轴向上的长度。

相反，参考字符LCE2代表从定子芯391的一个轴端面凸出的线圈端部395在转子382轴向上的长度。

正如通过比较图82所示的轴线圈端部长度LCE1和图86所示的轴线圈端部长度LCE2所能清楚的理解的那样，图86所示的轴线圈端部长度LCE2大大小于轴线圈端部的长度LCE1。

图87是由图84中穿过每一槽37C和376以及转子中心的线AE-AE截取的图84所示的定子的轴向横截面视图。

参考字符40B代表由多个在电动机轴向上对齐叠压的多个磁钢板组成的定子芯。参考字符406代表设置在槽37C中B相线圈的导体，以及参考字符402代表从定子芯40B一个轴端面凸出的B相线圈端部。

参考字符407代表槽37C。

槽407在其开口端侧被形成具有向外的三阶梯部分。

图88概略的示出了在圆周方向上展开的B相线圈的线圈端部402和导体406；当从转子侧观察时，B相线圈的线圈端部402和导体406的形状具有大致的环形形状。

图88的水平轴代表圆周方向，以及垂直轴代表转子的轴向。在图88中，参考字符411、412、413、414和415代表槽37C和379之间齿的内表面。参考字符417代表绕制在槽37C和379中B相线圈的端部402。参考字符416代表设置在每一槽37C和379中B相线圈的B相绕组。

参照图88，被设置在槽379中的B相绕组416在齿412的一个拐角418处环形弯曲以在圆周方向上延伸向槽37C。当B相绕组416到达齿414的圆形拐角419时，B相绕组416在齿414的圆形拐角处环形弯曲以连接设置在槽37C中的B相绕组416。

因为B相绕组416被平滑的弯曲成环形，所以可能将线圈端部402的长度限制在短长度LCE2内。如上所述，三相定子绕组的特定设置使其可能减少每一线圈端部在转子轴向上的长度。

应该注意，参考字符401代表设置在圆周方向上的C相绕组37F。

图89概略的阐述了定子芯724，作为图84所示定子芯的修改。

参考字符723代表图84所示的线圈端部37D。由参考字符721指示的短划线代表每一槽的底部。由参考字符722指示的实线代表当每一槽从转子轴端观察时的每一槽开口端的形状。每一槽具有从底部721到其开口端722的弯曲侧表面。具有该结构，每一定子绕组能很容易的沿着弯曲表面被绕制在相应的一对槽中。

图87所示的每一槽开口端的向外阶梯部分能很容易的由叠压三种电磁钢板而生产。从而，与形成每一槽开口端逐渐向外弯曲形状相比，包括每一在其开口端具有向外阶梯部分的多个槽的定子芯可能容易低成本生产。

在图87中，因为接近虚线圈39A的背轭中圆周磁路被减少，所以环形软磁元件408被安装在背轭上以包围线圈端部和在定子芯40B一个轴端表面上的三相定子绕组。这确保在衬轭圆周方向上磁路而不增加电动机的轴向长度。

如短划线所示，作为环形软磁元件408，组成背轭的在转子轴向上叠压的电磁钢板的凸出部分能弯曲以包围三相线圈的线圈端部。这容易以低成本生产环形软磁元件，并且使磁通流过定子芯的弯曲部分。

接下来，将在下文中描述绝缘纸386和387的改进。

在图83中，每一槽在其与转子轴向垂直的横截面具有相同的形状。从而，每一绝缘纸386和387从定子芯381一个轴端表面凸出10mm左右。这是因为，如果绝缘纸386和387被接近每一槽的开口端地切断，那么每一槽的有效横截面将被减少以减少每一槽中的线圈占空率。

对于图86所示的结构，每一槽开口端的横截面面积比该槽其余部分的横截面面积大，绝缘纸386和387在转子轴向上彼此至少部分的重迭。这连接了绝缘纸386和387同时确保用于关于定子芯391绝缘的距离。绝缘纸397例如沿着每一槽被设置以致于在转子轴向上减少线圈端部395的长度LCE2。

与图86所示的结构一样，对于图87所示的结构，每一槽开口端的横截面面积比该槽的其余部分的横截面面积大，绝缘纸405和404在转子轴向上彼此至少部分的重迭。这沿每个槽连接了绝缘纸405和404同时确保关于定子芯40B的绝缘的距离。

电动机凸缘部分例如被紧密的接触在图86和87所示的线圈端部以固定线圈端部。该凸缘部分用作散热片以从与其接触的线圈端部传输热量，从而有效的冷却线圈端部。

图84所示的绕制方法减少了在三相定子线圈之间的物理干扰，从而为定子线圈中有效的绕制三相绕组提供高线圈占空因数。另外，每一槽形状的修改允许从定子芯一个轴端面凸出的线圈端部的长度被减少。这与传统电动机相比，在很大程度上提高了线圈端部周围空间的利用率，从而减少了电动机的尺寸。

接下来，用于根据第一实施例及其修改的电动机的定子芯组件将参考图90A在下文中被描述。

图90A概略的阐述了从转子轴端侧观察的根据第一实施例及其修改的八极电动机。

电动机包括八极转子171，其具有与图55所示转子相同的结构。

电动机也包括由四个芯部分432、433、438和439组成的定子芯组件，每一部分具有相同的扇形。四个芯部分432、433、438和439的每一个由对齐叠压的多个磁钢板组成。

四个芯部分432、433、438和439在圆周上彼此对齐以致于每一芯部分432、433、438和439与两相邻的芯部分连结由此组成定子芯组件。参考字符42E、42F、42G和42H代表在四个芯部分432、433、438和439之间分开部分。四个芯部分432、433、438和439的每一个对应于360电角度。换句话说，定子芯组件按360电角度被分割为四个芯部分432、433、438和439。

从而，一组三相定子绕组被绕制在相同的芯部分。即，四组三相定子绕组被分别绕制在四个芯部分432、433、438和439中，从而，产生四个分开的定子。该分开的定子被单独生产。

例如，A相绕组从槽421绕制到槽424，B相绕组从槽423绕制到槽426，和C相绕组从槽425绕制到槽423。

因为能自由接触每一芯部分432、433、438和439的内表面，所以在每一芯部分432、433、438和439绕制三相定子绕组与在环形芯中绕制三相定子绕组相比更容易。从而，三相定子绕组能被使用绕制机器直接绕制在每一芯部分432、433、438和438中。能实现每一槽中线圈占空因数的提高。

定子芯组件能按360电角度的整数倍分割。例如，当定子芯组合按360电角度的整数倍分割时，每一芯部分的结构会改变。

当定子芯组件被按720电角度分割时，定子或转子的结构每720电角度周期就变形。为了减少转矩纹波，两个同一相转子极之间的节距能从360电角度变化，从而消除转矩纹波。

四个芯部分432、433、438和439的每一个具有两个圆周端表面，四个芯部分432、4333、438和439相互组合以致于相邻的端面彼此相连。

一个芯部分的一个端面被形成为具有多个凸起和多个凹进处，凸起和凹进处在叠压方向上交替设置。另一芯部分的一个端面被形成为具有多个凹进处和多个凸极，凹进处和凸起在叠压方向上交替设置。每一凸起和凹进处对应于至少一个电磁钢板。

如图90B所示，一个芯部分的一个端面和另一芯部分的一个端面被相互连接，使得：

一个芯部分的每一凸起被安装到另一芯部分的相应的凹进处；以及

另一芯部分的每一凸起被安装到一个芯部分的相应的凹进处。

该连接方法能被应用于相互连接另外的芯部分。

图90C是一个分开部分(连接部分)42H的放大视图。如图90C所示，一个电磁钢板440和一个电磁钢板441在圆周方向上利用其间的空隙Lgt而稍微抵靠，在叠压方向上(转子的轴向上)，空隙Lgs被形成在叠压的电磁钢板之间。

图90C中的箭头代表圆周方向上的磁通。即使磁通数量在环形部分444上是小的，在该环形部分444，电磁钢板在圆周方向上抵靠，在环形部分443上磁通数量也是巨大的。从而，该连接方法能减少被连接芯部分之间的磁阻抗。

当一个芯部分的一个端面和另一芯部分的另一个端面被相互连接时，连接部分451、452、453、454和455彼此能通过激光焊接被紧密的固定(参见图90D)。作为每一芯部分的机械固定，能使用利用螺钉的压紧焊接、粘结固定，利用框架固定或激光焊接。

接下来，将在下文中描述用于图15和16所示的示例双转子电动机的机械支撑机构。

图91是图15或16所示的双转子电动机的轴向横截面视图。参考字符E05代表双转子电动机的输出轴(参见图1A)，参考字符E01代表第二转子R1，参考字符E02代表第一转子R2，参考字符E04和E03分别代表第一和第二定子S2和S1。参考字符E0A代表绕制在第一个第二定子S2和S1中的定子线圈端部。参考字符E06和E07代表轴承，其旋转地支撑固定到第一和第二转子R2和R1中的每一个上的输出轴E05。旋转第一和第二转子R2和R1从而旋转其具有的输出轴E05。

参考字符E08代表支撑元件，其固定的支撑第一和第二定子S2和S1并且连接它们，和支撑轴承E16和E17。支撑元件E08被固定到由E09指示的固定元件或部分；这固定了整个双转子电动机。应该注意，图91所示的点划线代表第一和第二转子R2和R1的每一个的旋转的中心。

当电动机被用于高RPM时，用于旋转的支撑转子的轴承的寿命和可靠性很大程度上依赖于轴承直径D和转子旋转个数N的乘积。特定的，当电动机经常被用于高RPM时，最好是，轴承的直径被设置为较低的值。从这点看，双转子电动机每一轴承E06和E07的直径被设定为较低值。轴承的直径越长，轴承的成本越高。

图91所示的双转子电动机被设计为，第二转子R1，以及第一和第二定子S2和S1由一个轴端支撑。然而该设计可能引起误差，比如定子S1和S2与转子R1和R2的偏心率。从这点看，每一定子和转子的轴向厚度不能很长。

图92是图15或16所示的双转子电动机的轴向横截面视图。图92所示的双转子电动机具有每一定子和转子轴向长度(厚度)是图91所示的双转子电动机每一定子和转子轴向长度的大约两倍。为了减少定子和转子的偏心率，它们由双转子电动机的两轴向端精确的支撑。

特定的，参照图92，参考字符E15代表双转子电动机的输出轴(参见图1A)，参考字符E11代表第二转子R1，参考字符E12代表第一转子R2，参考字符E14和E13分别代表第一和第二定子S2和S1。参考字符E1A代表绕制在第一和第二定子S2和S1中的定子线圈端部。参考字符E16、E17、E1C和E1B代表轴承，其旋转的支撑固定到第一和第二转子R2和R1的每一个上的输出轴E05。旋转第一和第二转子R2和R1从而旋转其具有的输出轴E05。

参考字符E18代表支撑元件，其固定的支撑第一和第二定子S2和S1并且连接它们，并支撑轴承E16、E17、E1C和E1B。支撑元件E18被固定到由E19指示的固定元件或部分；这固定了整个双转子电动机。

支撑元件E18通过第一和第二定子S2和S1的轴端固定的支撑它们。这减少了第一和第二定子和转子的偏心率。轴承E1C的内直径被设定为尽可能的大双转子电动机的刚性。

接下来，图93是图15或16所示的双转子电动机的轴向横截面视图。除了图92所示的双转子电动机的结构，图93所示的双转子电动机配备了电动机壳体和轴承。

参考字符E1D代表电动机壳体，图92所示的双转子电动机被安装在该壳体中，而输出轴E15的一个端部可旋转地从电动机壳体E1D一个轴端壁的开口凸出。电动机壳体E1D的另一轴端壁被固定的连接到支撑元件E18。参考字符E1B代表轴承，并且该轴承E1B被安装在开口中；该轴承E1B允许输出轴E15旋转。

电动机壳体E1D在其轴端壁被固定到由E19指示的固定元件或部分；这固定了整个双转子电动机。电动机壳体E1D能在其一个轴端壁被固定到固定元件或部分，或在其外圆周侧面固定到固定元件或部分。

图93所示的双转子电动机的结构高精确度的支撑第一和第二定子、第一和第二转子等以致于保持它们关于第一和第二转子旋转中心轴的对称特性。这保持小长度的第一转子和第一定子之间的气隙以及在第二转子和第二定子之间的气隙。这保持电动机的高水平的效率。每一轴承E1C、E16、E17和E1B的直径能被设计为具有合适的长度，使图93所示的双转子电动机具有长的寿命和高可靠性成为可能。

接下来，将在下文中参考图94和95描述根据第一实施例的磁阻电动机，其更加简化了用于其的控制装置的结构。

除了每一相线圈使用双股线圈之外，图95所示的磁阻电动机的结构基本等同于图54所示的磁阻电动机的结构。

特定的，用于A相的双股线圈包括第一绕组和第二绕组。第一绕组集中绕制在齿11C和117之间的槽中以及齿119和11A之间的槽中以形成第一线圈(521和527)。第二绕组集中绕制在齿11C和117之间的槽中以及齿119和11A之间的槽中以形成第二线圈(522和528)。

第一和第二绕组最好平行的绕制在齿11C和117之间的槽中以及齿119和11A之间的槽中。这使得磁通共同连接第一线圈(521和527)和第二线圈(522和528)。

与A相线圈一样，双股线圈被应用到每一B和C相线圈。

特定的，用于B相的双股线圈包括第一绕组和第二绕组。第一绕组集中绕制在齿118和119之间的槽中以及齿11B和11C之间的槽中以形成第一线圈(525和52B)。第二绕组集中绕制在齿118和119之间的槽中以及齿11B和11C之间的槽中以形成第二线圈(526和52C)。

用于C相的双股线圈包括第一绕组和第二绕组。第一绕组集中绕制在齿11A和11B之间的槽中以及齿117和118之间的槽中以形成第一线圈(529和523)。第二绕组集中绕制在齿11A和11B之间的槽中以及齿117和118之间的槽中以形成第二线圈(52A和524)。

图94所示的磁阻电动机能由具有图95所示简单结构的控制装置CC2驱动。每一双股线圈的第一和第二绕组在厚度上彼此不同。这限制了当电流流过每一第一和第二绕组时其阻抗的增加，从而使电动机效率的减少最小化。

将在下文中参考图95描述控制装置CC2的结构。

参考字符531代表组成第一A相线圈(521和527)的第一绕组，和参考字符532代表组成第二A相线圈(522和528)的绕组。当第一和第二绕组531和532以彼此邻近的方式被平行的绕制时，磁通几乎共同连接到第一线圈(521和527)和第二线圈(522和528)。如图中点所示，第一和第二绕组531和532被设置为第一绕组531的极性与第二绕组532的极性相反。

如图94所示，当第一和第二绕组531和532在相应的槽中在空间上彼此分离时，靠外设置的第二绕组(522和528)最好用作由绕组532所示的再生绕组。这允许大的磁通量连接到第二线圈(522和528)。

同样地，参考字符533代表组成第一B相线圈(525和52B)的第一绕组，和参考字符534代表组成第二B相线圈(526和52C)的绕组。参考字符535代表组成第一C相线圈(529和523)的第一绕组，和参考字符536代表组成第二C相线圈(52A和524)的绕组。

控制装置CC2具有DC电源53A、第一到第三功率晶体管537到538以及第一到第三二极管53B到53D。例如，双极晶体管能被用作第一到第三功率晶体管，简称作“第一到第三晶体管”。

图2、3和95所示的DC电源53A和84D能被设计为由变换具有50或60Hz的商业AC功率到DC功率所获得的DC电源。图2、3和95所示的DC电源53A和84D也能被设计为DC电池。在下文中，DC电源53A将被描述为DC电池(电池)。

电池53A的正极VM连接到每一第一绕组531、533和535的一端，电池53A的负极VL被连接到第一到第三晶体管537到539中每一个的发射极。第一到第三晶体管537到539中每一个的集电极被连接到第一绕组531、533和535相应一个的另一端。

电池53A的正极VM也连接到每一第二绕组532、534和536的一端，每一第二绕组532、534和536的另一端被连接到二极管53B、53C和53D相应一个的阴极。每一二极管53B、53C和53D的阳极被连接到电池53A的负极VL。

控制装置CC具有驱动器DR2。包括例如微计算机及其周围电路该驱动器DR2被连接到每一第一到第三晶体管537、538和539的基极。

控制装置DR2驱动如图94所示的电动机，其程序与图56(a)到(d)所示的程序相同，除了应用到图94所示的电动机中的磁能再生方法不同于其应用到图55所示的电动机708中的方法。

特定的，当转子目前位于接近图56(a)所示30度的旋转角θr时，转子的一个主凸极161开始面向定子极11A以及另一主凸极161开始面向齿117。

在那时，驱动器DR2导通第一晶体管537由此从电池53A提供A相DC电流Ia到第一绕组531。同时，驱动器DR2导通第三晶体管539由此从电池53A提供C相DC电流Ic到第一绕组535。这在CCW方向上产生前述的转矩。

其后，当转子340在CCW方向上旋转到目前位于接近图56(b)所示50度的旋转角θr时，转子340的一个主凸极161面向齿117并且另一主凸极161面向齿11A。

在那时，驱动器DR2关闭第三晶体管539。这利用第二绕组536和二极管53D再生连接到第一绕组535和电池53A的磁能。因为第一绕组535和第二绕组536之间的互感，磁通几乎共同连接到第一和第二绕组535和536，第一和第二绕组535和536能彼此提供磁能。

再生驱动之前和之后，驱动器DR2导通第二晶体管538由此从电池53A提供B相DC电流Ib到第一绕组533。同时提供A相DC电流Ia流过第一绕组531。这在上述CCW方向上产生转矩。

其后，当转子340在CCW方向上旋转以致于目前位于接近图56(c)所示70度的旋转角θr时，转子340的一个主凸极161接近齿118并且另一主凸极161接近齿11B。

在那时，驱动器DR2关闭第一晶体管537。这利用前述的第二绕组532和二极管53B再生连接到第一绕组531和电池53A磁能，。

再生驱动之前和之后，驱动器DR2导通第三晶体管539由此从电池53A提供C相DC电流Ic到第一绕组535，同时提供B相DC电流Ib流过第一绕组533。这在上述CCW方向上产生转矩。

其后，当转子340到达图56(d)所示90度的旋转角θr的位置时，90度的旋转角θr的位置比图56(a)所示的30度的旋转角θr的位置超前60度。

从而，图94所示的电动机708被设计为以60电角度为周期由控制装置CC2根据图56(a)到(d)所示程序周期驱动。

如图95所示，控制装置CC2被设计为主要包括三个功率晶体管和三个二极管的简化结构的电路，与图123中所示的传统三相逆变器结构相比具有简化的结构。与图123中所示的传统三相逆变器结构相比，控制装置CC2功率晶体管的个数减半，控制装置CC2功率晶体管的电流容量也减半。

从而，控制装置CC2功率晶体管的总电流容量是图123所示的传统三相逆变器总电流容量的大约四分之一。这些优点减少了包括图94所示的电动机和图95所示的控制装置CC2的电动机系统的成本。

另外，图95所示的控制装置中的正向电压降基本是图123所示的逆变器中正向电压降的一半。同样的，二极管53B、53C和53D在再生期间的电压降的总和基本是二极管847、848、849、84A、84B和84C在再生期间的电压降总和的一半。

这提高了控制装置CC2的效率并且减少了由逆变器产生的热量，从而减少了图95所示的控制装置CC2的尺寸。

图96概略的阐述了作为控制装置CC2的修改的控制装置CC2A，其驱动器DR2在描述中被省略。控制装置CC2A被设计成减少图95所示的每一功率晶体管上瞬时过电压。当通电的晶体管537改变成断电，连接到第一绕组531的磁通的磁能在原则上由第二绕组532和二极管53B传输到电池53A。

然而，因为第一绕组531的漏磁通分量可能不连接到第二绕组532，它们可能不被传输到电池53A。当第一晶体管537被关闭时这些漏磁通分量可能在第一绕组531中产生浪涌电压。这可能损坏第一晶体管537。

为了解决这样的问题，控制装置CC2A具有三个二极管541、542、543、电容器544、齐纳二极管545以及电阻546。

齐纳二极管545的一端被连接到电池53A的正极VM，另一端被连接到电容器544的一个电极和电阻564的一端。电容器544的另一电极和电阻564的另一端被同时连接到每一二极管541、542和543的阴极。

二极管541的阳极被连接在第一绕组531另一端和第一晶体管537集电极的连接点上。同样地，二极管542的阻极被连接在第一绕组533另一端和第二晶体管538集电极的连接点上。另外，二极管543的阳极被连接在第一绕组535另一端和第三晶体管539集电极的连接点上。

特定的，二极管541收集第一绕组531产生的浪涌电压同时对其进行整流。所收集的浪涌电压被缓冲电路吸收，缓冲电路包括电阻546、电容器544以及齐纳二极管545。

因为漏磁通分量的磁能总量是小的，所以具有相对小规模的缓冲器电路能吸收浪涌电压。各种修改能被应用到缓冲电路中。

在图94、95和96中，三相磁阻电动机及其控制装置被描述，但是当如图94所示的磁阻电动机被扩展为超过三相磁阻电动机的多相磁阻电动机时，控制装置CC2或CC2A能被扩展为具有对应于多相相数的多个功率晶体管和二极管。这能基于所述多个功率晶体管和二极管驱动多相磁阻电动机。

接下来，当根据第一实施例的磁阻电动机，比如如图1、9和54所示，是具有几瓦特[W]的输出的小容量电动机时，能利用更加简化的控制装置来控制它们。

更加简化的控制装置的结构示例被示于图97。在控制装置CC或CC2以及更加简化的控制装置之间类似的元件，其被标识为类似的参考字符，在描述中被省略或简化。

参考字符551、552和553代表如图1、9或54所示的A相线圈、B相线圈以及C相线圈。

参考字符55A、55B和55C是电阻，并且每一电阻55A、55B和55C被连接在电池53A的正极VM和第一到第三二极管567、568和569中相应一个的阴极之间。

每一电阻55A、55B和55C被用于吸收储存在A、B和C相线圈中相应一个的磁能。这更加简化了用于驱动根据第一实施例及其修改的磁阻电动机的控制装置。应该注意，电阻55A、55B和55C的每一个能与电容器和/或齐纳二极管结合。

接下来，用于驱动根据第一实施例的磁阻电动机(比如示于图1、9和54的磁阻电动机)的控制装置CC的修改将在下文中被描述。

由控制装置CC修改得到的控制装置CC3的结构示例被示于图98。在控制装置CC和控制装置CC3之间类似的元件(其被标称作类似的参考字符)在描述中被省略或简化。

除了图2所示的控制装置CC的结构之外，控制电路CC3在电池53A的正极VM和每一A、B和C相线圈561、562和563之间具有功率晶体管571，比如双极晶体管。功率晶体管571的基极被连接到驱动器DR(图98中未示出)。控制电路CC3还具有二极管572，其与线圈561和位于晶体管571下游的第一晶体管564组成的串联电路并联。

晶体管571和二极管572允许再生电流流过闭合回路(线圈561、二极管567、电容器56C、二极管572以及线圈561)而不流过电池53A。从而，可能减少在线圈561中磁能的消失所需要的时间。

接下来，现有的方法：根据第一实施例磁阻电动机的最大转矩的提高；和磁阻电动机在高RPM的驱动将在下文中被描述。

提高根据第一实施例磁阻电动机的最大转矩的第一到第五方法已经被描述(参见，例如，图73和图76)。特别地，图73(b)和图76所示的第二和第四方法被设计为允许大量磁通被从转子传输到至少一个要激励的定子齿。这将磁阻电动机的最大转矩从运行点Ts(转矩饱和点)的值T2增加到图5所示电流一转矩特性曲线Tm的值T4。

然而，在那时，磁通数量的增加可以增加连接每一定子线圈磁通和感应电压。这些可能损害高RPM情况下的磁阻电动机的驱动。

为了解决这一问题，将在下文中描述用于减少每一定子线圈随时间的磁链变化率以减少每一定子线圈上的感应电压由此简化高RPM下的磁阻电动机的驱动的方法。

图99示出了，以放大形式，安装在磁阻电动机每一齿262的两个侧面的磁元件271，其等同于图73(b)。

在图99和图73(b)之间的不同点是提供到例如与被激励的一个齿262相邻的定子绕组的单向直流的方向与图73(b)所示的被提供到相应绕组的单向直流的方向相反。

这使得磁通681通过气隙流过一个齿262到转子261(参见图99).磁通681流动的方向被定义为“负向”。

在那时，磁通274从北极流出，穿过一个齿262，并且返回南极。即，在一个齿262中的磁通274的流动与磁通681的流动同向。换句话说，磁通274的方向被定义为“负向”。

这使得一个齿262易于被磁化饱和。

特定的，在图73所示的第二方法中，永磁体272将起始运行点向上移动到被激励的一个齿262中磁特性曲线上的点Bc(参见图74)。从而，当磁通275将运行点Bc向上增加到目标点Ba时，需要运行点Bc到目标点Ba之间的磁通密度变化B4；该磁通密度变化B4大于通常的磁通密度差异B1。

即，在磁通密度差异B4的增量增加了流过被激励的一个齿262的磁通密度数量。

在图99所示的方法中，永磁体272将起始运行点向上移动到在图74所示的磁特性曲线上的点Bc。

从而，当负向磁通681将运行点Bc减少到对应于目标点Ba的负目标点Bb时，需要运行点Bc到目标点Bb之间的磁通密度变化B5；该磁通密度变化B5小于磁通密度变化B4。

因为被激励的一个齿262上感应电压与磁通变化B5成比例，基于磁通密度变化B5的一个齿262上感应的电压低于基于磁通密度变化B4的一个齿262上感应电压。

这使得很容易以更高的RPM驱动磁阻电动机。

减少每一定子线圈随时间的磁链变化率的另一方法将在下文中被描述。

图100代表图54所示的磁阻电动机708的修改示例。在图100中，转子在描述中被省略。

图100和图76之间的不同点是提供到每一定子线圈的单向直流的方向与提供到图76所示的每一定子绕组的单向直流的方向相反。

对于修改的磁阻电动机的结构，例如，永磁体301将起始运行点上移到被激励一个齿11C的磁特性曲线上的点Bc(参见图74和100)。

从而，当由激励的定子绕组111产生磁通时，因为磁通的方向与基于永磁体301的磁通方向基本相同，所以所产生的磁通运行点Bc减少到对应于目标运行点Ba的负目标运行点Bb。这需要运行点Bc到目标点Bb之间的磁通密度变化B5，并且磁通密度变化B5小于磁通密度变化B4。

因为被激励的一个齿262上感应电压与磁通变化B5成比例，基于磁通密度变化B5的一个齿262上感应的电压低于基于磁通密度变化B4的一个齿262上感应电压。

这使很容易以更高的RPM驱动磁阻电动机。

如上所述，根据第一实施例的控制电路被配置成，在最大转矩增加模式中，以预定方向，提供单向直流到图73或76所示的磁阻电动机的每一定子线圈。这在磁通密度变化B5的基础上产生了大转矩。

另一方面，控制电路被配置成，在感应磁通减少模式中，以与预定方向相反的方向提供直流电流到每一定子线圈。这减少了磁通密度变化B5的磁通由此实现以较高的RPM对转子的驱动。

被配置成在最大转矩增加模式和磁通密度减少模式中都能运行的根据第一实施例的控制装置的第一和第二修改将参考图101和102被描述。

根据第一和第二修改的每一控制装置CC10和CC11能以正向和负向两个方向提供直流到每一定子绕组。

参照图101，参考字符E5J代表A相线圈，和参考字符E5K代表B相线圈。参考字符E5L代表C相线圈。A、B和C相线圈E5J、E5K和E5L通过中性点K以星形结构相互连接。

图101所示的控制装置CC10具有DC电源，比如电池84D，四对晶体管(E51、E52)、(E53、E54)、(E55、E56)和(E5D、E5F)。控制电路CC10也具有八个二极管E57、E58、E59、E5A、E5B、E5C、E5G和E5H。例如，双极晶体管被用作四对晶体管。

电池84D的正极被连接到每一高侧晶体管E51、E53、E55和E5D的集电极。电池84D的负极被连接到每一低侧晶体管E52、E54、E56和E5F的发射极。每一高侧晶体管E51、E53、E55和E5D的发射极被在连接点连接到相应一个低侧晶体管E52、E54、E56和E5F的集电极。

三对晶体管(E51、E52)、(E53、E54)和(E55、E56)的每一对的连接点被连接到A、B和C相线圈E5J、E5K和E5L相应一个的一个自由端。中性点K被连接到剩余对的晶体管(E5D、E5F)的连接点。

八个二极管E57、E58、E59、E5A、E5B、E5C、E5G和E5H的每一个被反向并行连接于晶体管E51、E52、E53、E54、E55、E56、E57和E58的相应一个。在描述中无驱动电路被省略。

对于该结构，晶体管E51和晶体管E5F的导通允许正向直流通过晶体管E51、中性点K和晶体管E5F提供到A相线圈E5J。另外，晶体管E52和晶体管E5D的导通允许负向直流电流通过晶体管E52、中性点K和晶体管E5D提供到A相线圈E5J。

与A相线圈E5J的双向驱动一样，B和C相线圈E5K和E5L中的每一个能被双向驱动。

当在等于或低于预定中间RPM的RPM的情况下需要更高转矩时，驱动器(未示出)运行在最大转矩增加模式中，以根据图6提供一个方向电流流过至少一相定子线圈。这产生了通过被激励的至少一个齿的磁通275(参见图75(b))。这产生了所需的更高转矩。

相反，当需要更高RPM时，驱动器(未示出)运行在感应磁通减少模式中，以提供另一方向电流(其与上述一个方向电流方向相反)流过至少一相定子线圈由此产生通过被激励的至少一个齿的磁通681(参见图99)。这减少了每一定子线圈上的感应电压由此易于以所需更高的RPM驱动磁阻电动机。

对于图1、101和102中类似的部分，类似的参考字符被标记，因此，其描述被省略或简化。

图102的控制装置CC11具有三个H桥。三个H桥中的每一个被并联连接到电池84D。

用于A相的第一H桥包括四个开关模块。第一开关模块包括功率晶体管581和与其反向并联的二极管58D。第二开关模块包括功率晶体管582和与其反向并联的二极管58E。第三开关模块包括功率晶体管583和与其反向并联的二极管58F。第四开关模块包括功率晶体管584和与其反向并联的二极管58G。

第一H桥的第一到第四开关模块被连接成反转施加在A相线圈561的双端的基于电池84D的电压。这使得双向电流被提供给A相线圈561。

用于B相的第二H桥包括四个开关模块。第一开关模块包括功率晶体管585和与其反向并联的二极管58H。第二开关模块包括功率晶体管586和与其反向并联的二极管58J。第三开关模块包括功率晶体管587和与其反向并联的二极管58K。第四开关模块包括功率晶体管588和与其反向并联的二极管58L。

第二H桥的第一到第四开关模块被连接成反转施加在B相线圈562的双端的基于电池84D的电压。这使得双向电流被提供给B相线圈562。

用于C相的第三H桥包括四个开关模块。第一开关模块包括功率晶体管589和与其反向并联的二极管58M。第二开关模块包括功率晶体管58A和与其反向并联的二极管58N。第三开关模块包括功率晶体管58B和与其反向并联的二极管58P。第四开关模块包括功率晶体管58C和与其反向并联的二极管58Q。

第三H桥的第一到第四开关模块被连接成反转施加在C相线圈563的双端的基于电池84D的电压。这使得双向电流被提供给C相线圈563。

当在等于或低于预定中间RPM的RPM需要更高转矩时，驱动器(未示出)运行在最大转矩增加模式中，以提供一个方向电流流过根据图6的至少一相定子线圈。这产生了通过被激励的至少一个齿的磁通275(参见图75(b))。这产生了所需的更高转矩。

相反，当需要更高RPM时，驱动器(未示出)运行在感应磁通减少模式中，以提供另一方向电流(其与上述一个方向电流方向相反)流过至少一相定子线圈由此产生通过被激励的至少一个齿的磁通681(参见图99)。这减少了每一定子线圈上的感应电压由此易于以所需更高的RPM驱动磁阻电动机。

控制装置CC10和CC11被配置成，在最大转矩增加模式和感应磁通减少模式的每一个中，提供单向电流到至少一相定子线圈。

当由控制装置CC10和CC11控制的磁阻电动机被设计为不使用永磁体的磁阻电动机时，例如，如1、9或54所示，在最大转矩增加模式和感应磁通减少模式中的电动机特性是彼此相同的。

控制电路CC10和CC11能被配置成通过多个路径同时分别提供单向电流到多个定子线圈以产生转矩。这能增加磁阻电动机的连续转矩。因为单向电流分别通过多个路径被单独提供给多个定子线圈，所以可能减少控制电路CC10或CC11的总电流容量。

例如，在图4(a)中，当控制电路CC10或CC11以与正B相绕组A0F相反的方向提供负向电流到正B相绕组A0F以及与负B相绕组A0J相反的方向提供正向电流到负B相绕组A0J时，可能进一步增加转矩。在图(b)和(d)中，即使控制电路CC10或CC11以相反的方向提供负向电流到剩余一相线圈的正相绕组以及正向电流到其负相绕组时，由磁阻电动机产生转矩也不会增加。

在图4(c)中，控制电路CC10或CC11以与正C相绕组A0H相反的方向提供负向电流到正C相绕组A0H以及以与负C相绕组A0E相反的方向提供正向电流到负C相绕组A0E，从而进一步增加转矩。

当控制电路CC10或CC11被应用到每一配备永磁体的磁阻电动机时，提高平均转矩是更加特别的。

例如，让我们考虑控制电路CC10或CC11被应用到图23所示的磁阻电动机。

在该应用中，在图23所示的转子2的旋转位置θr，为了在CCW方向上产生转矩，控制电路CC10或CC11提供A相电流Ia流过A相线圈A0D和A0G，提供C相电流Ic流过C相线圈A0H和A0E。这在CCW方向上产生转矩。

在那时，控制电路CC10或CC11进一步以正B相绕组A0F的相反方向提供负电流-Ib到正B相绕组A0F以及以负B相绕组A0E的相反方向提供正电流Ib到负B相绕组A0E。这在CCW方向上进一步增加了所产生的转矩。由于控制电路CC10或CC11分别提供直流电流到单个的三相线圈，所以该修改减少了焦耳损耗，并总体上增加了旋转转子的连续转矩。

接下来，当控制电路CC10或CC11被应用到图73或76所示的磁阻电动机时，可能进一步产生转矩。因为控制电路CC10或CC11分别提供直流电流到单个的三相线圈，所以可能减少焦耳损耗，并总体上增加旋转转子的连续转矩。

由根据第一实施例的磁阻电动机产生的转矩的增加被有效的用于各种应用，特别是，用于电动机的安装空间被限制的应用。

应该注意，在图99或图11所示的磁阻电动机的结构中，当没有提供电流流过三相定子线圈时，在转子中不产生磁通，因此，即使转子旋转也不产生铁损。即，没有拉动转矩以致于没有损耗发生。这是当磁阻电动机以低负载运行时的重要特征。另外，让我们考虑被安装在混合动力机车中的如图99或100所示的磁阻电动机。当混合动力机车由内燃机高速驱动时，磁阻电动机随内燃机的旋转而旋转。即，在混合动力机车中，重要的是即使磁阻电动机随内燃机的旋转而旋转，安装在其中的磁阻电动机的损耗为零。

接下来，配备永磁体磁阻电动机的应用将在下文中被描述。

图23和图27示出了配备有永磁体的磁阻电动机。安装在每一磁阻电动机中的永磁体提高由其产生的转矩和其效率。

在根据第一实施例的配备有永磁体的磁阻电动机中，根据第一实施例的控制电路被设计为提供单向电流以一个方向流过至少一相线圈，相应的一个永磁体以该方向被磁化。这在向磁阻电动机应用磁通势的通势，旋转驱动磁阻电动机。

相反，在传统的永磁电动机中，在加速和减速期间，磁通势以一个方向被应用到永磁电动机，相应的一个永磁体以该方向被退磁。因此，作为每一永磁体，具有足够厚而不被退磁的特定永磁体或难以被退磁的贵重永磁体需要被使用。然而这可能引起成本问题。

相反，根据第一实施例，配备永磁体的磁阻电动机可通过仅在一个方向上的单向电流控制，在该方向中，每一永磁体没有退磁发生。因此，可能使用具有低退磁阻抗的低价永磁体或具有厚度小的永磁体作为每一永磁体以安装到根据第一实施例的磁阻电动机中。

然而，在根据第一实施例配备永磁体的磁阻电动机中，控制装置能以一个方向提供单向电流到每一定子线圈，多个永磁体中的至少一个以该方向被退磁。另外，进一步要求在更高RPM情况下对每一永磁体退磁以减少其的磁通密度。

为了解决这些情况，用于根据第一实施例具有永磁体的磁阻电动机的控制装置，随被安装在磁阻电动机中的用于磁化/退磁每一永磁体的装置一起，被安装。

特定的，被安装在根据第一实施例的磁阻电动机中的多个永磁体具有必要的最小厚度和磁特性以允许相对容易的被磁化和退磁。

另外，安装在根据第一实施例的控制装置中的功率晶体管作为用于磁化/退磁安装在被控制的磁阻电动机内的每一永磁体的装置。这减少了永磁体的数量，以及，因为没有硬件元件被需要作为磁化/退磁装置，所以可能保持根据第一实施例的控制装置的成本不变。

作为被安装在根据第一实施例磁阻电动机中的永磁体，能使用各种类型的永磁体。例如，每个为铝镍钴合金的磁钢磁体是合适的，因为它们具有高磁通密度和低抗磁性。

接下来，用于磁化/退磁永磁体的方法示例将在下文中被描述。

例如，在图23所示的转子2的旋转位置θr，为了磁化每一永磁体F68和F6B，控制装置CC的驱动器DR导通第二晶体管565由此提供B相直流电流Ib流过B相线圈A0F和A0J。同时，控制装置CC的驱动器DR导通第三晶体管566由此提供C相直流电流Ic流过C相线圈A0H和A0E。在那时，每一B和C相电流Ib和Ic的所需水平能根据图23所示的磁阻电动机的磁特性被确定。

相反，为了使每一永磁体F68和F6B消磁，控制装置CC的驱动器DR导通第一晶体管564由此提供A相直流电流Ia流过A相线圈A0D和A0G。

被安装在根据第一实施例的磁阻电动机中的某些永磁体能具有难以由电动机电流退磁的特性，并且一些剩余永磁体能具有易于被磁化和退磁的特性。

应该注意，当磁化或退磁某些永磁体时，可能均匀增加或减少这些永磁体每一个的磁场强度，或增加或减少这些永磁体中至少一个特定永磁体的磁场强度。

例如，在每一永磁体被磁化或退磁之后，控制电路CC旋转的驱动例如上述图23所示的磁阻电动机。如果用于退磁的电流量不足，那么第一到第三晶体管564、565和566中的每一个的电流容量将被增加。

因为需要瞬时电流磁化或退磁每一永磁体，诸如电磁接触器、晶闸管等的功率元件能被提供以组成特定磁化和退磁单元，并且特定单元能被增加到根据第一实施例的控制电路。例如，特定单元能被设置为，与根据第一实施例控制电路的逆变器并联。

总之，为了磁化或退磁安装在磁阻电动机中的至少一个目标永磁体，当转子设置在对磁化或退磁该目标永磁体来说最优的预定旋转位置时，控制装置或这样的特定单元提供具有预定水平的电流到预定定子线圈。该预定水平对于磁化或退磁是必需的。控制装置或特定单元在必要的最小时间内保持具有预定水平的电流供应到预定定子线圈直到结束。这实现了目标永磁体的磁化或退磁。

另外，为了退磁至少一个目标永磁体以在高RPM范围期间减少目标永磁体的磁通密度，控制电路或这样的特定单元监视转子的旋转位置。

在RPM低于目标的高RPM范围期间当转子位于对退磁该目标永磁体来说最优的预定旋转位置时，控制装置或这样的特定单元在必要的最小时间内提供具有退磁所必需水平的电流流过预定定子线圈并结束。这使目标永磁体退磁。

同样的，为了磁化至少一个目标永磁体以在目标低RPM范围期间增加目标永磁体的磁通密度，控制装置或这样的特定单元监视转子的旋转位置。

在RPM高于目标低RPM范围期间当转子位于对退磁该目标永磁体来说最优的预定旋转位置时，控制装置或这样的特定单元在必要的最小时间内提供具有退磁所必需水平的电流流过预定定子线圈直到结束。这使目标永磁体退磁。

如上所述，根据第一实施例的控制装置，比如控制装置CC或CC1，被编程以根据转子旋转位置持续地实施用于图6或图12所示定子线圈的激励模式，由此产生连续转矩。

图107概略的阐述了根据第一实施例控制装置的特定功能模块。应该注意，包括在控制装置中的每一或一些功能模块能被设计为硬连线逻辑电路，编程逻辑电路或硬连线逻辑和编程逻辑混合电路。

参考字符591代表根据第一实施例的三相磁阻电动机，例如，示于图1B、9和54中的任一个。

用于控制电动机591的控制装置被设计为利用磁化非线性运行区域持续的激励三相定子线圈。

参考字符593、594和595分别代表A相线圈、B相线圈和C相线圈。

图107所示的控制装置包括位置传感器595、位置传感器595的界面596、加法器59A、补偿器59C、电流-电压计算器59G、第一到第三加法器59M，补偿器J31、J32和J33、第一到第三加法器59M、PWM(脉冲宽度调制)放大器PWM、电流传感器59R和数据库DATA。

位置传感器595用于连续的检测转子的旋转位置θr。界面596用于基于转子的旋转位置θr计算转子的旋转速度ωr，并且输出旋转位置θr和旋转速度ωr。

参考字符599代表速度指令信号指示转子的目标(所需)速度。

加法器(减法器)59A用于计算旋转速度ωr与目标速度之间的差异59B由此输出差异59B到电流-电压计算器59G。

参考字符TC代表指令转矩(所需转矩)指示电动机591的目标(所需)转矩。

电流-电压计算器59G用于接收指令转矩TC、旋转位置θr和旋转速度ωr。电流-电压计算器59G也用于，基于数据库DATA，计算A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc，以及A、B和C相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc。电流-电压计算器59G用于进一步输出A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc，以及A、B和C相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc。

另外，电流-电压计算器59G用于：

基于A相指令电流值Ica和旋转速度ωr计算A相前馈值Vfa，并且输出A相前馈值Vfa到第一加法器59P；

基于B相指令电流值Icb和旋转速度ωr计算B相前馈值Vfb，并且输出B相前馈值Vfb到第二加法器59P；以及

基于C相指令电流值Icc和旋转速度ωr计算C相前馈值Vfc，并且输出C相前馈值Vfc到第三加法器59P。

另一方面，每一电流传感器59R被设置为测量流过定子相应的A、B和C相线圈592、593和594的瞬时电流值。即，电流传感器59R用于测量分别流过A、B和C相线圈592、593和594的瞬时A相、B相和C相电流值Isa、Isb和Isc。电流传感器59R用于输出测量的A相、B相和C相值Isa、Isb和Isc分别到第一到第三加法器59M。

第一加法器(减法器)59M用于计算测量的A相值Isa和A相指令电流值Ica之间的差异，并且输出所计算的差异到补偿器J31。

第一加法器(减法器)59M用于计算测量的A相值Isa和A相指令电流值Ica之间的差异ΔIa，并且输出所计算的差异ΔIa到补偿器J31。

第二加法器(减法器)59M用于计算测量的B相值Isb和B相指令电流值Icb之间的差异ΔIb，并且输出所计算的差异ΔIb到补偿器J32。

第一加法器(减法器)59M用于计算测量的C相值Isc和C相指令电流值Icc之间的差异ΔIc，并且输出所计算的差异ΔIc到补偿器J33。

补偿器J31用于，基于差异ΔIa，设定A相指令电压Vea。

补偿器J32用于，基于差异ΔIb，设定B相指令电压Veb。

补偿器J33用于，基于差异ΔIc，设定C相指令电压Vec。

例如，每一补偿器J31、J32和J33利用比例积分反馈法则的比例增益条件和积分增益条件计算相应的一个A、B和C相指令电压Vea、Veb和Vec。

第一加法器59P用于增加A相前馈值Vfa到A相指令电压Vea，由此获得A相指令值Vca。第一加法器59P也用于输出A相指令值Vca到PWM放大器PWM。

第二加法器59P用于增加B相前馈值Vfb到B相指令电压Veb，由此获得B相指令值Vcb。第二加法器59P也用于输出B相指令值Vcb到PWM放大器PWM。

第三加法器59P用于增加C相前馈值Vfc到C相指令电压Vec，由此获得C相指令值Vcc。第三加法器59P也用于输出C相指令值Vcc到PWM放大器PWM。

PWM放大器PWM用于将每一A、B和C相指令值Vca、Vcb和Vcc的PWM控制信号(脉冲序列)的脉冲宽度(占空比)调制成与相应的一个A、B和C相指令值Vca、Vcb和Vcc成比例。PWM放大器PWM用于根据脉冲信号的脉冲宽度(占空比)导通和关闭每一功率晶体管564、565、566。这输出，与相应的一个A、B和C相指令值Vca、Vcb和Vcc成比例的放大的平均电压，到每一A、B和C相线圈561、562和563。

即，PWM放大器包括PWM调制器的功能和通过图2或图3所示的功率晶体管实现的放大功率的功能。

与每一A、B和C相指令值Vca、Vcb和Vcc成比例的放大的平均电压应用于相应的一个A、B和C相线圈592、593和594。这使得基于各自相的放大平均电压的A、B和C相直流电流分别提供给A、B和C相线圈592、593和594。

用于减少每一功率晶体管开关损耗或用于加速每一功率晶体管响应的各种调制放大器能被用于代替PWM放大器。

数据库DATA以表格形式、编程形式或公式形式在其中存储数据。数据代表每一A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc变量、指令转矩TC变量、转子的旋转位置θr和旋转速度ωr之间的函数(关系)。数据最好允许基于以下的至少一个计算前馈值Vfa、Vfb和Vfc：每一A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc、指令转矩TC变量、转子的旋转位置θr和旋转速度ωr。

即，当指令转矩TC值、转子的旋转位置θr值以及旋转速度ωr值被输入电流-电压计算器59G时，电流-电压计算器59G基于输入的数据访问数据库DATA，由此基于数据库DATA中存储的数据计算A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc和前馈值Vfa、Vfb和Vfc。

例如，最优地确定A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc以满足输入值。

接下来，如何获得用于控制根据第一实施例磁阻电动机的数据库DATA的特定示例将在下文中被描述。

例如，让我们描述如何实现用于控制图1B所示磁阻电动机110的数据库DATA。

首先，在磁阻电动机110中，当转子位于θr的旋转位置同时A相电流Ia、B相电流Ib和C相电流Ic被提供到相应的A、B和C相定子绕组A0D、A0G、A0F、A0J、A0H和A0E时，实现非线性FEM(有限元方法)磁场分析，从而计算对应每一A、B和C相定子绕组A0D、A0G、A0F、A0J、A0H和A0E的漏磁通

的量Ψ。

例如，如图4所示，当每一A和C相电流Ia和Ic的值Ix在30电角度的转子旋转位置θr被提供给相应的一个定子绕组同时B相电流Ib的值为零时，非线性FEM磁场分析基于上述条件被实现。作为非线性FEM磁场分析的结果，每一A、B和C相定子绕组A0D、A0G、A0F、A0J、A0H和A0E的漏磁通

的量Ψ被计算得到Ψ(I，θr)。参考字符I代表三相电流Ia、Ib和Ic值之间组合的电流参数。参考字符θr代表转子旋转位置的角参数。参考字符(I，θr)代表每一A、B和C相电流与转子旋转位置之间的采样点。

即，当采样点(I，θr)变化时，非线性FEM磁场分析被反复执行，从而计算每一采样点(I，θr)对应于每一相定子绕组的漏磁通

量Ψ(I，θr)和每一采样点(I，θr)的转矩T(I，θr)。

图109以表格形式概略的阐述了每一采样点(I，θr)对应于每一相定子绕组的漏磁通

量Ψ(I，θr)，其被存储于数据库DATA。在图109中，每一行代表电流参数I的值。例如，行中In值代表三相电流Ia、Ib和Ic的值的组合。在图109中，每一列代表角参数θr的值。例如，列中θm代表对应于值In的旋转位置的值。

当In是三相电流Ia、Ib和Ic的组合时，参考字符Ψ(m，n)代表对应于A相定子绕组漏磁通量Ψ(Ia，θm)、对应于B相定子绕组漏磁通

量Ψ(Ib，θm)和对应于C相定子绕组漏磁通

量Ψ(Ic，θm)。

因为对应于A相定子绕组的漏磁通

量Ψ(Ia，θm)由

给定，其中Nw代表A相定子绕组的匝数，

代表A相绕组的漏磁通，所以对应于A相绕组的漏磁通

能被计算。同样地，对应于B相绕组的漏磁通

和对应于C相绕组的漏磁通

能被计算。

即，在每一采样点(I，θr)上对应于A相绕组的漏磁通

对应于B相绕组的漏磁通

和对应于C相绕组的漏磁通能以表格的形式储存并替换或追加到图109的表格。

应该注意，当离散的10个值被确定作为每一A、B和C相电流Ia、Ib和Ic的典型值时，每一三相电流Ia、Ib和Ic的10个值的组合是1000。然而，每一三相电流Ia、Ib和Ic的10个值的某些组合能被省略，它们在通常的磁阻电动机的运行中不使用。

角参数θr的范围在0到360度范围内。图1B所示的磁阻电动机110的三相磁路彼此对称。因此，在0到360度范围内的角参数θr的实际被利用值在0到360度范围内值的总数量中能被省略到0到360度范围内值的总数量的一半，三分之一或六分之一。

如上所述，因为对于每一相定子绕组漏磁通

的量Ψ(I，θr)能在每一采样点(I，θr)被计算，所以在实际运行点(Ik，θk)的对于每一相定子绕组漏磁通的量Ψ(Ik，θk)可能不存储在数据库DATA中。

从而，选择与实际运行点(Ik，θk)紧密相邻的四个采样点(Ik-1，θk-1)、(Ik+1，θk-1)、(Ik-1，θk+1)和(Ik+1，θk+1)，在每一四个采样点(Ik-1，θk-1)、(Ik+1，θk-1)、(Ik-1，θk+1)和(Ik+1，θk+1)上对应于每一相定子绕组的漏磁通

的量s(I，θr)能从数据库DATA中提取出来。

然后，基于所提取的四个磁链数Ψ(Ik-1，θk-1)、Ψ(Ik+1，θk-1)、Ψ(Ik-1，θk+1)和Ψ(Ik+1，θk+1)，在实际运行点(Ik，θk)上对应于每一相定子绕组漏磁通

的量Ψ(Ik，θk)以内插值求得。

同样地，基于四个转矩T(Ik-1，θk-1)、T(Ik+1，θk-1)、T(Ik-1，θk+1)和T(Ik+1，θk+1)内插值求得转矩T(Ik，θk)。

接下来，将描述数据库DATA的变换。在每一采样点(I，θr)对应于每一相定子绕组的漏磁通

的量Ψ(I，θr)和基于每一采样点(I，θr)漏磁通的转矩T(I，θr)被存储在数据库DATA中。

在那时，基于数据库DATA，电流—电压计算器59G计算A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc，以及A、B和C相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc以满足指令转矩TC和旋转位置θr。

然而，在磁阻电动机运行期间，可能很难实时的基于数据库DATA计算A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc以及A、B和C相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc。

为了解决这样的问题，有两种方法。

作为第一方法，存储在DATA的数据能被转换为允许电流—电压计算器59G易于计算A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc，以及A、B和C相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc的数据。

图110概略的阐述了，以表格的形式，在每一采样点(TC，θr)的数据P(TC，θr)，其与在每一采样点(TC，θr)上对应于每一相定子绕组的漏磁通

的量Ψ(I，θr)相关。每一采样点(TC，θr)上的数据P(TC，θr)块被存储在数据库DATA中。

在每一采样点(TC，θr)上的数据P(TC，θr)允许电流—电压计算器59G易于计算三相指令电流值Ica、Icb和Icc，以及三相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc。

在图110中，每一行代表转矩参数TC的值。例如，在行中值Tn代表指令转矩TC的值。在图110中，每一列代表角参数θr的值。例如，在列中值θm代表对应于值Tn的旋转位置的值。

因为，在每一采样点(TC，θr)的数据P(TC，θr)被计算，在实际运行点(TCk，θk)的数据P(TC，θr)可能不存储在数据库DATA中。

从而，选择与实际运行点(TCk，θk)紧密相邻的四个采样点(TCk-1，θk-1)、(TCk+1，θk-1)、(TCk-1，θk+1)和(TCk+1，θk+1)，在每一四个采样点(TCk-1，θk-1)、(TCk+1，θk-1)、(TCk-1，θk+1)和(TCk+1，θk+1)上的数据P(TC，θr)能从数据库DATA中提取出来。

然后，基于所提取的四个数据P(TCk-1，θk-1)、P(TCk+1，θk-1)、P(TCk-1，θk+1)和P(TCk+1，θk+1)块，在实际运行点(Ik，θk)上的数据P(TCk，θk)以内插值求得。基于实际运行点(Ik，θk)上的数据P(TCk，θk)，能计算三相指令电流值Ica、Icb和Icc，以及三相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc。

作为每一采样点(TC，θr)上的数据P(TC，θr)，各个数据块中的任意一个能被存储在数据块DATA中。

三相指令电流值Ica、Icb和Icc的信息、允许在旋转位置θr上的转矩T(I，θr)被获得。另外，为了计算三相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc，每一采样点(TC，θr)上的漏链数变化率dΨ/dθr被存储在数据库DATA中作为每一采样点(TC，θr)的数据P(TC，θr)。

在这种情况下，当实际运行点(TCk，θk)上的三相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc被计算时，选择与实际运行点(TCk，θk)紧密相邻的四个采样点(TCk-1，θk-1)、(TCk+1，θk-1)、(TCk-1，θk+1)和(TCk+1，θk+1)，并且四个采样点(TCk-1，θk-1)、(TCk+1，θk-1)、(TCk-1，θk+1)和(TCk+1，θk+1)中的每一个上的磁链数变化率dΨ/dθr从数据库DATA中提取出来。

然后，在实际运行点(TCk，θk)上的磁链数变化率dΨ/dθr基于所提取的四个磁链数变化率dΨ/dθr(TCk-1，θk-1)、dΨ/dθr(TCk+1，θk-1)、dΨ/dθr(TCk-1，θk+1)、dΨ/dθr(TCk+1，θk+1)以内插值获得。

其后，根据等式(4)，将磁链数变化率dΨ/dθr(TCk，θk)乘以旋转速度ωr而允许实际运行点(TCk，θk)上的三相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc易于被计算。

应该注意，因为磁链的量Ψ(I，θm)由(参见等式(4))给定，在每一采样点(TC，θr)上的磁链变化率

的信息能被储存作为每一采样点(TC，θr)上的数据P(TC，θr)。

作为第二方法，在每一采样点(TC，θr)上的三相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc能被直接存储在数据库DATA中作为每一采样点(TC，θr)上的数据P(TC，θr)。基于在每一采样点(TCk-1，θk-1)、(TCk+1，θk-1)、(TCk-1，θk+1)和(TCk+1，θk+1)上的三相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc，在实际运行点(TC，θr)上的三相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc能以内插值求得。

如上所述，在每一采样点(I，θr)上的转矩T(I，θr)通过反复执行非线性FEM磁场分析而被计算。然而，基于非线性FEM磁场分析的转矩T(I，θr)与等式(10)或(15)非常匹配。从而，每一采样点(I，θr)上的转矩T(I，θr)能根据等式(10)或(15)利用每一采样点(I，θr)上的量Ψ(I，θr)而被计算。

特定的，即使在非线性运行区域As中应用根据第一实施例的磁阻电动机的转矩特性，在该区域中，转子每一凸极的软磁材料和对应的一个定子齿的软磁材料是磁饱和的，偏差被保持在很低水平的范围内。从而，即使多个永磁体被安装在根据第一实施例中的某些磁阻电动机中，也可能几乎不考虑永磁体而计算物理量，比如每一采样点(I，θr)上的转矩T(I，θr)。这是因为，在第一实施例中，被运用在第一实施例中的物理量能只基于基本物理量如电压、电流、磁通、旋转数等而被计算。

以前，感应电动机和变压器已经被模型化为使用感应系数L。这些感应机械在其接近1.6[T]的磁性线性区域被使用，因此即使作为比例常数的感应系数L被认为恒定的值，也几乎没有问题。

然而现在，电力装置被设计为变频控制装置，并且为了满足小尺寸和低成本的需要，它们经常被用于其接近磁通饱和区域的磁性非线性区域。

在其磁性非线性区域被使用的电动机中，其感应系数L在很大范围上发生变化。

在电动机的基本电磁模型中，如图108所示，输入电压V、输入电流I、旋转速度ωr、磁链数Ψ和磁链

具有如下等式(28)和(29)所代表的关系：

其中dI/dt代表输入电流随时间的变化率，和代表磁链随时间的变化率。

然而，当在其磁性非线性区域内使用电力装置时，感应系数L不能被看作比例常数。

如上所述，利用上述根据第一实施例的磁链数的控制方法允许根据第一实施例的磁阻电动机被始终如一地设计和控制。

利用磁链数的控制方法的有效性已经被本申请的发明人等报道于：

IEEJ学会工业应用版，2007年2月，第158-166页“利用磁链的同步磁阻电动机的感应系数计算和新模型(Inductance Calculation and New Modeling of aSynchronous Reluctance Motor Using Flux linkage)”。

该文献公开了从非线性磁饱和区域内的磁链数中能计算出正确的转矩，并且基于具有安装在转子的永磁体的电动机中的磁链数能计算出正确的转矩而不考虑永磁体。该文献也公开了从磁链数中能计算出每一定子绕组上的电压。

第二实施例

根据本发明第二实施例的磁阻电动机将在下文中参考图103和104被描述。

在磁阻电动机110A和根据第二实施例的磁阻电动机770之间类似的元件，使用类似的参考字符标识，在描述中被省略或简化。

图103(a)(b)(c)和(d)概略的阐述了根据本发明第二实施例磁阻电动机770的结构示例。

与图9所示的电动机110A结构相比，该磁阻电动机包括定子11F和转子J61。

转子J61被设计为与转子11E一样的双凸极转子。

在转子J61和转子11E之间的不同点是转子J61每一凸极的圆周电角宽度Hm被设定为75电角度。应该注意定子11F每一定子极的圆周宽度被设定为40电角度，每一槽最里面开口端的圆周宽度被设定为20电角度。

控制装置，比如根据第一实施例的控制装置CC或CC1，能被用于控制根据第二实施例的磁阻电动机770。

接下来，同时保持低水平振动和噪声的控制磁阻电动机770的方法将在下文中被描述。

当转子J61以图103(a)(b)(c)和(d)的顺序在CCW方向上被旋转时，提供给三相线圈的每一相电流Ia、Ib和Ic、由激励的定子线圈产生的转矩Ta、Tb和Tc以及径向引力FSR之间的关系将在下文中被描述。

在转子J61的旋转位置θr是30度时(参见图103(a))，提供A相电流Ia正向的流过正A相绕组111和负向的流过负A相绕组114。

同时，提供C相电流Ic正向的流过正C相绕组115和负向的流过负C相绕组112。不提供电流流过B相线圈。A相电流Ia的水平与C相电流Ic的水平相同。

流过A相绕组的A相电流Ia和流过C相绕组的C相电流Ic感生从齿11A到齿117的磁通J62。基于所感应的磁通J62，在CCW方向上产生转矩Ta。

在那时，基于磁通J62的径向引力FSR作用在齿11A和转子11E的一个凸极之间以及齿117和另一凸极之间。在穿过定子极11C和119的方向上不产生磁通，因为基于电流Ia和电流Ic的磁通势被抵消。

三相电流Ia、Ib和Ic，以及在转子J61的旋转位置θr所产生的转矩被示于图104。

当转子11E旋转到50度的旋转位置θr(参见图103(b))时，提供C相电流分量Ic2正向的流过正C相绕组115和负向的流过负C相绕组112。同时，提供B相电流分量Ib2正向的流过正B相绕组113和负向的流过负B相绕组116。C相电流分量Ic2的水平等同于B相电流分量Ib2的水平。

流过C相绕组的C相电流分量Ic2和流过B相绕组的B相电流分量Ib2感生从齿118到齿11B的磁通J63。基于所感应的磁通J63，在CCW方向上产生转矩Tb。

在那时，有助于产生磁通J62的A相电流Ia分量和C相电流Ic都为零，磁通J62被迅速的改变成磁通J63以致于径向引力FSR被迅速的减少。这可能引起定子11F和转子11E振动。

为了解决该振动，以下方法被使用。

在50度的转子旋转位置θr(参见图103(b))，每一定子极117和11A基本上直接面向转子11E的相应的一个凸极。在定子11F和转子11E之间相对设置中，磁通J62不在CCW或CW方向上产生转矩。从50度(参见图103(b))到90度(参见图103(d))的转子11E旋转位置的范围使得磁通J62不在CCW或CW方向上产生那么多的转矩。

根据第二实施例的控制装置被设计为使用该特征。特定的，在转子11E从其50度旋转位置θr到90度的旋转位置θr旋转期间，控制装置提供A相电流分量Ia1到A相绕组111和114，以及C相电流分量Ic1到C相绕组135和132。A相电流分量Ia1的水平等同于C相电流分量Ic1的水平。

在那时，A、B和C相电流Ia、Ib和Ic由以下等式(30)、(31)和(32)表示：

Ia＝Ia1            (30)

Ib＝Ib2            (31)

Ic＝Ic1+Ic2        (32)

这使得磁通J63和磁通J62被产生。从而，可能基于磁通J63在CCW方向上产生转矩Tc同时保持为阻止径向引力FSR快速跌落所需要的磁通J62的量。

在那时，多数磁通不指向每一定子极11C和119因为以下等式(33)成立：

Ia+Ib+Ic＝Ia1+Ib2-(Ic 1+Ic2)            (33)

          ＝0

这是因为电流分量Ia1和Ic1彼此相等，并且电流分量Ib2和Ic2彼此相等。

在75度的转子旋转位置θr(参见图103(c))，与图103(b)同样的情况成立，但是转子11E的每一凸极逐渐的远离相应的一个定子极117和11A。

从而，控制装置逐渐减少到A相绕组111和114的A相电流分量Ia1以及到C相绕组135和132的C相电流分量Ic1，由此逐渐减少磁通J62的量。同时，控制装置持续的提供C和B相电流分量Ic2和Ib2到C和B相绕组由此持续地保持CCW方向上的转矩Tc。

在90度的转子旋转位置θr(参见图103(d))，因为磁通J62开始有助于转矩的产生，控制装置不提供电流分量Ia1和Ic1分别到A和C相绕组。同时，控制装置持续的提供C和B相电流分量Ic2和Ib2到C和B相绕组由此持续地保持CCW方向上的转矩Tc。

应该注意，在90度的转子旋转位置θr(参见图103(d))，当在CCW方向上的转矩T3被需要时，控制装置能增加C和B相电流分量Ic2和Ib2，以将由电流分量Ic2和Ib2产生的转矩从转矩T3增加到转矩T5的转矩。同时保持A和C相电流分量Ia1和Ic1的每一个供应具有非常低的水平，以在CW方向上产生微小转矩T4。这使得在CCW方向上转矩从值T3增加到值T5，以补偿CW方向上的转矩T4。

A、B和C相电流分量的水平不必须满足公式(30)到(32)，因此，A、B和C相电流分量的水平能被稍微改变只要逐渐变化的径向引力在CCW向上产生所需转矩T3。

例如，在50度(参见图103(b))或75度(参见图103(c))的转子旋转位置θr，控制装置能在水平上比B相电流分量Ib2更多地增加C相电流分量Ic2。在电流分量Ic2的增加保持磁通J62，从而在CCW方向上产生转矩同时限制径向引力的快速变化。该方法需要A相电流分量不流过A相绕组。

电动机中的振动和噪声可能表现为电动机谐振频率及其外围元件的函数。从而，最好是径向引力的增加和减少被控制作为时间的函数。从而，相对于转子旋转位置θr的每一相电流的波形随着转子11E的旋转速度而被改变。

图103中所述的情形等同于图3(a)所示情形在CCW方向上由60度旋转所获得的情形。从而，图103(a)到(d)中所示的这些运行在以60度为周期被重复，由此持续的旋转转子11E。从而，因为径向引力在转子11E每60度周期的旋转期间被逐渐减少，所以可能减少电动机770中的振动和噪声。应该注意，在第二实施例中，不用于转矩产生的某些相电流分量被提供来流过相应的定子绕组。因此，考虑到减少振动和噪声与增加电动机效率之间的平衡，可调整三相电流分量的水平。

应该注意，图103和104所示的控制方法中，转矩纹波出现在连续转矩Tm中(参见图104(G))。图66所示的倾斜或另一方法能减少这样的转矩纹波。

第三实施例

根据本发明第三实施例的磁阻电动机将在下文中参考图105和106而被描述。

在磁阻电动机110和根据第三实施例的磁阻电动机780之间类似的元件，其被标识为类似的参考字符，在描述中被省略或简化。

图105(a)(b)(c)和(d)概略的阐述了根据本发明第三实施例的磁阻电动机708的结构示例。

与图1B所示的电动机110的结构相比，该磁阻电动机包括定子4和转子2X。

转子2X被设计为与转子2一样的四凸极转子。

在转子2X和转子2之间的不同点为转子2X每一凸极的圆周电角宽度Hm被设定为45电角度。

控制装置，比如根据第一实施例的控制装置CC或CC 1，能被用于控制根据第三实施例的磁阻电动机780。

接下来，同时保持低水平的振动和噪声的控制磁阻电动机780的方法将在下文中被描述。

当转子2X以图105(a)(b)(c)和(d)的顺序在CCW方向上被旋转时，提供给三相线圈的每一相电流Ia、Ib和Ic、由激励的定子线圈产生的转矩Ta、Tb和Tc以及径向引力FSR之间的关系将在下文中被描述。

在转子2X 30度的旋转位置θr时(参见图105(a))，提供A相电流Ia正向的流过正A相绕组A0D和负向的流过负A相绕组A0G。

同时，提供C相电流Ic正向的流过正C相绕组A0H和负向的流过负C相绕组A0E。不提供电流流过B相线圈。A相电流Ia的水平与C相电流Ic的水平相同。

流过A相绕组的A相电流Ia和流过C相绕组的C相电流Ic感生从齿A04到齿A01的磁通K12。基于所感应的磁通K12，在CCW方向上产生转矩Ta。

在那时，基于磁通K12的径向引力FSR作用在齿A01和转子2X的一个凸极之间以及齿A04和另一相对的凸极之间。不在穿过定子极A06和A03的方向上产生磁通，因为基于电流Ia和电流Ic的磁通势被抵消。

三相电流Ia、Ib和Ic，以及在转子2X的旋转位置θr所产生的转矩被示于图106。

当转子2X旋转到45度的旋转位置θr(参见图105(b))时，提供A相电流分量Ia3正向的流过正A相绕组A0D和负向的流过负A相绕组A0G。同时，提供B相电流分量Ib3正向的流过正B相绕组AF和负向的流过负B相绕组A0J。A相电流分量Ia3的水平等同于B相电流分量Ib3的水平。

流过A相绕组的A相电流分量Ia3和流过B相绕组的B相电流分量Ib3感生从齿A06到齿A03的磁通k13。基于所感应的磁通K13，在CCW方向上产生转矩Tb。

在那时，有助于产生磁通K12的A相电流Ia分量和C相电流Ic为零，磁通K12被迅速的改变成磁通K13以致于径向引力FSR被迅速的减少。这可能引起定子4和转子2X振动。

为了解决该振动，以下方法被使用。

在45度的转子旋转位置θr(参见图105(b))，每一定子极A01和A04基本直接面向转子2X的相应的一个凸极。在定子4和转子2X之间相对设置中，磁通K12不在CCW或CW方向上产生转矩。从45度(参见图105(b))到60度(参见图105(c))的转子2X旋转位置的范围使得磁通K2对产生CCW或CW方向上如此多的转矩没有帮助。

根据第三实施例的控制装置被设计为使用该特征。特定的，在转子2X从其45度旋转位置θr到60度的旋转位置θr旋转期间，控制装置提供A相电流分量Ia4到A相绕组A0D和A0G，以及C相电流分量Ic4到C相绕组A0H和A0E。A相电流分量Ia4的水平等同于C相电流分量Ic4的水平。

在那时，A、B和C相电流Ia、Ib和Ic由以下等式(33)、(34)和(35)表示：

Ia＝Ia3+Ia4        (33)

Ib＝Ib3            (34)

Ic＝Ic4            (35)

这使得磁通K12和磁通K13被产生。从而，可能基于磁通K13在CCW方向上产生转矩Tb同时保持磁通K12的量足以阻止径向引力FSR的快速跌落。

在那时，多数磁通不指向每一定子极A02和A05因为以下等式(36)成立：

Ia-Ib-Ic＝Ia3+Ia4-Ib3-Ic4      (36)

          ＝0

这是因为电流分量Ia3和Ib3彼此相等，并且电流分量Ia4和Ic4彼此相等。

在60度的转子旋转位置θr(参见图105(c))，与图103(b)同样的情形成立，但是转子2X的一个凸极逐渐的远离相应的一个定子极A01或A04。

从而，控制装置逐渐减少到A相绕组A0D和A0G的A相电流分量Ia4以及到C相绕组A0H和A0E的C相电流分量Ic4，由此逐渐减少磁通K12的量。同时，控制装置持续的提供A和B相电流分量Ia3和Ib3到A和B相绕组由此持续地保持CCW方向上的转矩Tb。

在75度的转子旋转位置θr时(参见图105(d))，控制装置提供C相电流分量Ic5到C相绕组A0H和A0E，以及B相电流分量Ib5到B相绕组A0F和A0J。C相电流分量Ic5的水平等同于B相电流分量Ib5的水平。

流过C相绕组的C相电流分量Ic5和流过B相绕组的B相电流分量Ib5感生从齿A02到齿A05的磁通K11。基于所感应的磁通K11，在CCW方向上产生转矩Tc。

另外，在75度的转子旋转位置θr，磁通K13对于在CCW或CW方向上产生如此多的转矩没有贡献。

从而，控制装置逐渐减少到A相绕组A0D和A0G的A相电流分量Ia3和到B相绕组A0F和A0J的B相电流分量Ib3，由此随着径向引力FSR的逐渐减少而逐渐减少磁通K13的量。A和B相电流分量Ia3和Ib3持续逐渐减少以使直到转子2X的旋转位置θr到达90度时，A和B相电流分量Ia3和Ib3为零。

图115(a)到(d)所示的这些运行被重复进行通势切换被激励的定子极来持续的旋转转子2X。在第三实施例中，产生转矩的某些相电流分量的水平根据负载转矩的大小而被确定，并且剩余电流分量被确定以阻止径向引力快速变化以及随周边元件的共振。各种修改能被应用到图105和106所示的控制方法中。

接下来，在第一到第三实施例中使用的电动机驱动方法将在下文中被描述，该方法用于交替的切换转子的产生转矩的凸极以由此实现连续的转矩。

例如，该方法被应用到图1B所示的磁阻电动机110；该磁阻电动机110具有转子旋转位置θr，提供到电动机110的每一相电流和由此产生的转矩之间的关系。

该方法能由图107所示的控制装置实现。

电流-电压计算器59G在其中储存根据图6所示的关系的控制法则。

特定的，当指令转矩TC、旋转位置θr和旋转速度ωr被输入到电流-电压计算器59G，电流-电压计算器59G执行该法则由此基于图6所示的关系计算A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc，以及A、B和C相指令电压值Vfa、Vfb和Vfc。

用于图1所示磁阻电动机110的控制法则的特征在于，根据转子2的旋转位置θr，将用于产生驱动转矩的一对转子凸极交替的切换到产生驱动转矩的另一对转子凸极。

特定的，用于根据第一到第三实施例中任意一个的磁阻电动机的控制法则的特征在于，根据转子的旋转，选择某些定子极，这些定子极中的每一定子极接近相应的一个转子凸极，并且激励在圆周上与所选择的每一定子极相邻的两个定子绕组。由每一转子凸极间歇的产生转矩，但是由转子上的多个转子凸极所产生的转矩被用作基本连续的转矩。

接下来，在第一到第三实施例中使用的另一电动机驱动方法将在下文中被描述。该电动机驱动方法的特征在于：

交替的切换转子的产生转矩的凸极以由此在较低的RPM范围期间实现连续的转矩；以及

在转子的RPM被增加超过较低RPM范围的同时，增加由特定转子凸极产生的转矩同时减少由另一转子凸极所产生的转矩。

例如，在图54所示的磁阻电动机708中，转子340具有第一对相对的主凸极161和第二对相对的辅凸极162。每一主凸极161的圆周宽度宽于每一辅凸极162的圆周宽度。

为了用磁阻电动机708产生连续的转矩，需要控制装置来交替的激励每一主凸极和每一辅凸极以致于每一主凸极和每一辅凸极交替的产生转矩。

在转子旋转位置θr、提供给电动机708的每一三相电流Ia、Ib和Ic、以及由此产生的转矩Ta、Tb和Tc两两之间的关系被示于图57。

特定的，在转子旋转速度的较低RPM范围期间，电动机驱动方法的特征在于，根据转子的旋转，选择某些定子极，这些定子极的每一定子极接近相应的一个转子凸极，并且激励在圆周上与所选择的每一定子极相邻的两个定子绕组。由每一转子凸极间歇的产生转矩，但是由转子上的多个转子凸极所产生的转矩被用作基本连续的转矩。

在转子的RPM增大到高于较低RPM范围时，电动机驱动方法的特征在于：

根据转子的旋转，每次当至少一个定子极接近一个主转子凸极时，选择该至少一个定子极；以及

连续的一个接一个的激励所选择的定子极由此产生磁通以致于所产生的磁通的一一个的方向于以前所产生的磁通的方向相反，由此根据转子旋转连续地拉动一个主凸极。这产生连续的转矩以旋转的驱动转子。

即，电动机驱动方法驱动磁阻电动机708好像其被设计为图9所示的磁阻电动机110A一样。

在图112中，在转子的旋转位置θr介于从0度到210度的范围内时相对的主凸极和相对的辅凸极的交替激励产生转矩。

在转子的旋转位置θr超过210度的同时，仅仅每一主凸极的激励产生转矩。

应用到每一相电流的控制能从图57所示的相应的形式改变到图12所示的相应的形式。在更高的RPM，即使转矩被间歇的产生，其间具有间隔，因为所产生转矩之间的间隔很短，所以转子在每一间隔期间无用地(idly)旋转。从而，使用磁阻电动机708没有问题。

图113概略的阐述了主凸极激励次数与辅凸极激励次数之间的比率的示例。

当转子的RPM以N1、N2、N3......的序列增加时，主凸极161的激励次数以R1、R2、R3......的序列增加。

相反，当转子的RPM以N1、N2、N3......的序列增加时，辅凸极162的激励次数以R5、R6、R7......的序列减少。在RPM的每一值N1、N2和N3，基于激励的主凸极和辅凸极的平均转矩被获得。主凸极的激励次数与辅凸极的激励次数的比率能被调整使得在RPM各自的值N1、N2和N3上所获得的平均转矩彼此完全相同。

接下来，使用图107、108、109和110中所示的磁链

和漏磁通

的数量ψ的电动机驱动方法将在下文中被描述。

如图107所示的控制装置所述或如等式(2)所述，定子绕组上的电压主要与磁链随时间的变化率成比例。另外，如等式(4)所述，定子绕组上的电压主要与随转子旋转位置变化的每一相绕组磁链变化率和旋转速度ωr的乘积成比例。

相反，基于三相电流Ia、Ib和Ic多个组合中每一个的每一定子绕组的漏磁通由非线性FEM磁场分析正确计算。基于漏磁通

的计算数据，计算随转子旋转位置变化的每一相绕组磁链变化率

这导致每一定子绕组上的电压根据等式(4)由相应的定子绕组匝数Nw和随转子旋转位置变化的相应一相绕组磁链变化率

的乘积来计算。

每一漏磁通

和每一定子绕组的漏磁通

的数量ψ是转子旋转位置θr和每一三相电流Ia、Ib和Ic的函数。从而，漏磁通

和每一定子绕组漏磁通

的数量ψ分别由

和“Ψ(θr，Ia，Ib，Ic)”表示。

在那时，当转子旋转位置和每一相电流(θr，Ia，Ib，Ic)经过一小段时间Δt从(θ1，A1，B1，C1)改变到(θ2，A2，B2，C2)，一个定子绕组上的电压Vx由以下等式(37)表示：

应该注意，θ2等于(Δt×ωr)加θ1。在Δt时间后每相电流的值是目标电流值，并且能从图110所示的表格插值求得。

如等式(28)所表示的那样，输入电流的时间变化率的最大值被应用于一个定子绕组的电压的最大值所限制。因为来自目前电流值(A1、B1、C1)的最大值的变化被限制，该限制也限制了电流值(A2、B2、C2)。

由等式(37)所表示的电压Vx包括第一、第二和第三分量。该第一到第三分量由等式(28)所表示。

第一分量VX1是在每一电流是常数的同时，基于根据转子旋转的磁链的变化的分量，其由等式(1)到(15)表示。

第二分量VX2是当电流值由(A1、B1、C1)变化到(A2、B2、C2)时，基于根据转子旋转的磁链

的变化的分量。第二分量VX2由等式(28)表示，并且感应系数L需要由在运行点(A1、B1、C1)的增加的感应系数Linc所获得。

第三分量VX3是基于在图1B所示转子旋转位置θr上定子极A02和A05之间的磁通

随时间变化率的分量。图1B所示转子旋转位置θr，磁通A0P被感应以在CCW方向上产生转矩。在这种情形中，当磁通由于A和C相电流Ia和Ic之间的偏差而在定子极A02和A05之间产生时，第三分量VX3被发生。

总之，当在每一转子旋转位置θr和在用于控制电动机的三相电流的运行点上的磁链

被获得时，每一定子绕组上的电压能根据等式(37)而被计算。应该注意，当获得用于控制电动机的三相电流运行点上的增加的感应系数时，第二分量VX2能根据等式(28)而被计算。

在每一采样点(TC，θr，ωr)上的每一定义绕组的电流值和电压能作为每一相的电流信息IJ和每一相的电压信息VJ而被直接储存在存储器中，每一采样点代表所控制的磁阻电动机的运行模式。基于电流信息IJ和电压信息VJ，可以插值得到在运行点上用于控制磁阻电动机的最优电流值和电压。即，每一定子绕组的电流信息、磁链信息和转矩信息之间的关系被表示为每一定子绕组的电压等式。从而，该关系能被转换为每一相的电流信息IJ和电压信息VJ，并且能被储存在存储器中。

根据等式(29)，磁链

和磁链

的量ψ能等效的被替换为感应系数L的非线性值，并且每一定子绕组的电压和电流能由感应系数L的非线性值所控制。

接下来，作为图107所示的控制装置结构修改的控制装置被示于图111中。图111所示的控制装置和图107所示的控制装置之间的不同点为图111所示的控制装置包括转矩反馈功能。

特定的，图111中所示的控制装置包括转矩估算器J3C、加法器J3E、补偿器J3B和代替电流-电压计算器59G的电流-电压计算器J3D。

转矩估算器J3C用于接收所测量的A相、B相和C相值Isa、Isb和Isc以及旋转位置θr，并且计算转矩估计值Ts。指令转矩TC于转矩估计值Te之间的差异ΔT由加法器J3E计算。

补偿器J3B用于，基于差异ΔT，设置转矩误差修正值Tcm。例如，补偿器J3B利用比例积分反馈法则的比例增益条件和积分增益条件计算转矩-误差修正值Tcm。补偿器J3B用于输出转矩-误差修正值Tcm到电流-电压计算器J3D。

电流-电压计算器J3D，除了电流-电压计算器59G的功能，还用于：

将转矩差异修正值Tcm转换为修正电压值和修正电流值；

向每一计算的A、B和C相前馈值Vfa、Vfb和Vfc增加修正电压值；和/或

向每一计算的A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc增加修正电流值。

如上所述，即使由于例如温度变化引起的电源电压变化和/或前述的电动机参数的误差引起输出转矩中的误差，也可能：

反馈转矩误差；和

基于转矩误差，修正计算的A、B和C相前馈值Vfa、Vfb和Vfc和/或计算的A、B和C相指令电流值Ica、Icb和Icc。

这提高了由控制装置控制磁阻电动机的精确度，使得可能实现磁阻电动机的高精确度和快响应控制。

在第一到第三实施例及其修改中，每一转子能设计为磁通屏障转子。

图114概略的阐述了磁阻电动机(12S4R电动机)的结构示例。

12S4R电动机具有十二极定子和四极转子。

定子包括定子芯。定子芯包括环形背轭和以相等节距设置在圆周上的十二个槽321、322、323、324、325、326、327、328、329、32A、32B和32C。这些等节距设置的槽提供十二个齿(定子极)。

定子也包括A、B和C相定子线圈。当A相线圈以波绕组形成在定子芯中时，A相线圈的正绕组被分别设置在槽321和32A中，以及A相线圈的负绕组被分别设置在槽324和32A中。

当B相线圈以波绕组形成在定子芯中时，B相线圈的正绕组被分别设置在槽323和329中，以及B相线圈的负绕组被分别设置在槽326和32C中。

当C相线圈以波绕组形成在定子芯中时，C相线圈的正绕组被分别设置在槽325和32B中，以及C相线圈的负绕组被分别设置在槽328和322中。

转子包括在圆周上以其间具有相等节距而设置的四个凸极621的软磁材料转子芯。该转子芯被设置为，其外圆周于定子的内圆周相对，并且其间具有气隙。

转子也包括四个通过冲压加工以狭缝形式冲出的弦磁通屏障32D、32E、32F和32G。四个磁通屏障32D、32E、32F和32G关于输出轴1的轴向方向而对称设置为：

四个磁通屏障32D、32E、32F和32G的每一个在圆周上与另一相邻的磁通屏障隔开；以及

每一磁通屏障32D、32E、32F和32G的两端逐渐变窄，并延伸向相应的一个凸极621，在上述两端与外周之间留有该凸极的预定薄边(参见箭头32K)。

四个磁通屏障32D、32E、32F和32G分别提供在其间的四个磁路向上到四个凸极621。四个磁通屏障32D、32E、32F和32G增加其中的磁阻抗以分离磁通，并且阻止在各自的凸极621的偏置磁通。

12S4R电动机的运行和优点基本等同于图1B所示的磁阻电动机110。

图115是图114所示14S4R电动机的修改。

作为与图114所示12S4R电动机的不同点，该修改的转子包括四组通过冲压加工以狭缝形式冲出的弦磁通屏障(632、633)、(634、635)、(636、637)和(638、639)。四组弦磁通屏障(632、633)、(634、635)、(636、637)和(638、639)关于输出轴1的轴向方向而对称设置为：

四组磁通屏障(632、633)、(634、635)、(636、637)和(638、639)的每一组在圆周上与另一组隔开；

四组的每一组的两个磁通屏障在转子芯的相应径向方向对齐，其间具有间隔；以及

四组中的每一磁通屏障的两端逐渐变窄，并延伸向相应的一个凸极621，在所述两端与外周之间留有该凸极的预定薄边(参见箭头63A)。

另外，根据该修改的每一凸极621的圆周宽度长于图114中所示12S4R电动机的每一凸极621的圆周宽度。

12S4R电动机的运行和优点基本等同于图1B所示的磁阻电动机110。

在每一磁通屏障中，磁性连接(magnetic join)631能被插入以解决离心力。

图116是图114所示的12S4R电动机的另一修改。

作为与图114所示12S4R电动机的不同点，该修改的转子包括四个辅凸极624，每一个设置在相应的圆周相邻的一对凸极621之间。每一凸极621的圆周宽度长于每一辅凸极624的圆周宽度。凸极621将被称作“主凸极”。

基于主凸极621和辅凸极624的图116所示的修改的特征基本等同于图54所示的磁阻电动机708。

作为图116所示的磁阻电动机的修改，四个永磁体511、512、513和514能被分别设置在狭缝32D、32E、32F和32G中，用于增加由磁阻电动机产生的转矩(参见图117)。

接下来，基于磁阻电动机的感应系数、每一相电流以及每一定子绕组上的电压检测转子的旋转位置θr的方法将在下文中被描述。该方法被称为“无传感器位置检测方法”或“无传感器速度检测方法”。

图118概略的阐述了对应于电动机模型每一A和C相绕组的磁链与每一A和C相电流Ia和Ic之间的关系。该关系已经由非线性FEM磁场分析获得而每一A和C相电流Ia和Ic的值被改变并且转子的旋转位置θr被改变。电动机模型具有与图54或55所示的磁阻电动机结构相似的结构。

应该注意，该电动机模型具有十四个定子极，并且每一主凸极172的圆周宽度Hm被设定为40电角度。另外，每一辅凸极173的圆周宽度Hh被设定为20电角度。

为了简单，该方法将在下文中利用图54所示的双极电动机模型和与图118所示的漏磁通-电流特性曲线来描述。

正如漏磁通-电流特性曲线所述，磁链

随转子旋转位置从0度到50度的增加而增加以致于在CCW方向上产生转矩。相反，磁链

随转子旋转位置从50度到100度的增加而减少以致于在CW方向上产生转矩。

在100度的转子旋转位置θr，每一辅凸极162位于接近于相应的一个定子极117和11A。因此，磁链

随转子旋转位置从100度到140度的增加而增加以致于在CCW方向上产生转矩。相反，磁链

随转子旋转位置从140度到180度的增加而减少以致于在CW方向上产生转矩。

即，图118所示的漏磁通-电流特性曲线是大致的周期曲线。

另外，提供给每一相定子绕组的电流和所产生的转矩具有图5中典型的电流-转矩特性曲线所示的关系，并且由等式(10)或(15)所表达。从而，转矩与相应一个特性曲线的梯度以及每一A和C相电流相应值成比例。即，在相同的低电流区域上各自特性曲线的梯度随着A相和C相电流值的增加而增加。

在该电动机模型中，当提供C和B相电流Ic和Ib分别流过C相绕组115和112和B相绕组113和116时，所实现的特性曲线的相比图118所示的特性曲线延迟120电角度。同样地，当提供B和A相电流Ib和Ia分别流过B相绕组113和116和A相绕组111和114时，所实现的特性曲线的相比图118所示的特性曲线延迟240电角度。

从而，提供具有预定水平的直流电流到三相定子绕组中的两相定子绕组的每一个，能获得三种类型的特性曲线。这些三特性曲线包括图118所示的第一特性曲线，比第一特性曲线相延迟120电角度的第二特性曲线，以及比第一特性曲线相延迟240电角度的第三特性曲线。

另外，当A和C相绕组由同样水平电流激励时所获得的感应系数La和Lc的每一个的特性曲线与图118中所示的周期特性曲线基本相似；每一感应系数La和Lc的这些特性曲线被示于图119中作为A-C相特性曲线。水平轴代表转子旋转位置θr。

同样地，当C和B相绕组由同样水平电流激励时，所实现的每一感应系数Lc和Lb的特性曲线被示于图119中作为C-B相特性曲线。当B和C相绕组由同样水平电流激励时，所实现的每一感应系数Lb和La的特性曲线被示于图119中作为B-A相特性曲线。

这些A-C相、C-B相以及B-A相特性曲线在其间具有60电角度的相对的相差。每一A-C相、C-B相以及B-A相特性曲线的周期是180电角度。

第一到第三特性曲线以及图119中所示的感应系数特性曲线是当同时提供相同水平直流流过三定子绕组中的任意两个时所实现的电动机模型的典型特性曲线的一部分。即，当提供直流电流流过三定子绕组中的任一个时和当同时提供相同水平的直流电流流过全部三相定子绕组时能实现电动机模型的其它特性曲线。

电动机模型先前准备的特性曲线中的至少一个能被用作基于每一定子绕组上的电压值和提供到其上的直流电流值而估计转子旋转位置θr的信息。

例如，图119所示的每一感应系数特性曲线的变化相对于转子旋转位置θr的变化的比率，其被表示为“dL/dθr”，能被用于指定转子旋转位置θr的实际值。换句话说，图119所示的每一感应系数特性曲线的梯度能被用于指定转子旋转位置θr的实际值。

基于图119所示的感应特性曲线估计转子旋转位置θr的实际值的一个特定方法将在下文中被描述。

首先，在转子旋转位置θr给定值上三相定子绕组的感应系数被前述的方法所测量。接下来，通过图119所示的感应特性曲线对所测量的感应系数的核对指定了在0度到180度的范围内的转子的旋转位置θr。应该注意，如果在转子旋转位置θr的两个不同值中的每一个值上的感应系数特性曲线的值确实对应于所测量的感应系数，可能增加，转子旋转位置θr的两个不同值的每一个值，在转子旋转位置θr的两个不同值中的每一个值上的感应系数特性曲线的dL/dθr。否则，其可能增加，转子旋转位置θr的两个不同值中的每一个值，在另一条件中所实现的感应系数。

另外，转子旋转位置θr的实际值能由图119所示的三个感应特性曲线中的两个而简单的估计。当电动机模型被使用在500到2000RPM的限定RPM范围内时，如果转子旋转位置θr的特定值不被测量，可以基于过去的历史估计转子旋转位置θr的特定值。从而，即使转子旋转位置θr的特定值不被测量，电动机模型的旋转速度控制和电流-电压控制也能被可靠的实现。

根据第一到第三实施例及其变型的各种磁阻电动机每一个都与图54所示的电动机模型一样示出了独特的磁特性。从而，在根据第一到第三实施例及其变型的磁阻电动机中，可能基于先前准备的磁特性曲线和磁阻电动机三相定子绕组的实际测量电流或电压而估计转子旋转位置θr的实际值。例如，等价于图118和119所示的特性曲线的图9所示的磁阻电动机110A的特性曲线被简化。如上所述，根据第一到第三实施例及其变型的每一磁阻电动机由凸极转子和凸极定子组成，每一凸极转子和每一凸极定子由软磁材料组成。因此，根据第一到第三实施例及其变型的每一磁阻电动机具有与可变的磁阻分析器相似的磁特性。从而，可能使用或应用各种被用于传统的可变的磁阻分析器中的位置检测技术。

作为测量感应系数的特定方法，扰动注入法能被利用。扰动注入法包括以下步骤：在电动机的驱动电流或驱动电压中注入脉冲电流或电压作为用于测量的扰动，以及基于实际测量的电流值或电压获得图119所示的特性曲线。该扰动注入法允许基于该特性曲线检测转子旋转位置θr的实际值。

另一方法包括如下步骤：向电动机驱动电流或驱动电压中叠加具有不同与驱动电流或驱动电压控制频率的频率fx的电流或电压，以及选择来自定子绕组的具有频率fx的信号，以致于基于所选择的信号获得图119所示的特性曲线。该方法允许基于该特性曲线检测转子旋转位置θr的实际值。

还一个方法为基于用于电动机的驱动电压获得图119所示的特性曲线。该方法允许基于该特性曲线检测转子旋转位置θr的实际值。

旋转速度ωr能从估计旋转位置θr随时间的变化率而估计得到，旋转位置θr随时间的变化率由“dθr/dt”表示。另一方法是利用对应于转子旋转位置θr变化的磁链

的变化率

在磁链

以恒定的梯度变化的转子旋转位置θr的范围内是常数ks的事实。特定的，该方法是使用在该范围内每一定子绕组上的电压Vs由此检测旋转速度ωr。

当流过电动机的相应定子绕组的电流被设定为Is时，对应于转子旋转位置θr变化的磁链

变化率

的值ks是电动机先前定义的固有值。因此，电动机的旋转速度ωr在以下等式(38)和(39)中被计算：

$\mathrm{\ωr}=\mathrm{d\θr}/\mathrm{dt}$

$=\mathrm{Vs}/(\mathrm{Nw}\×\mathrm{ks})---\left(36\right)$

另外，检测图9和10所示磁阻电动机转子的旋转位置和旋转速度的特定方法包括以下步骤：提供相应于给定磁通密度的恒定电流到所有的三相定子绕组由此旋转转子，并测量每一定子绕组上的电压由此检测转子的旋转位置和旋转速度。

在那时，每一定子绕组上，产生大致矩形的电压，因此，测量所产生电压的大小和电压极性被切换的正时能检测转子的旋转位置和旋转速度。因为所产生的电压的大小是与磁通密度和转子的旋转速度比较，所以可能利用转子旋转速度的检测。电压极性切换点代表每一转子极外表面两端面向相应定子极内表面两端的时刻。

在电流流过一相定子绕组时的关于转子旋转位置变化的磁阻电动机的电压特性能被用于检测转子的旋转位置和旋转速度。在具有相同水平的电流流过两相定子绕组的每一个时的关于转子旋转位置变化的磁阻电动机的电压特性也能被用于检测转子的旋转位置和旋转速度。

如上所述，控制装置，如图107或图111所示，基于与转子旋转位置θr和旋转速度相关的信息，实现磁阻电动机的转矩控制、旋转速度控制和/或位置控制；该信息基于磁阻电动机定子绕组的电压和/或电流被计算。这消除了位置检测传感器以及用于其的接线和连接器，使其可能增加根据本发明的电动机系统的可靠性。这也减少了电动机系统的成本和尺寸。

各种实施例及其变型已经在说明书中被描述，但是进一步修改和变型能被应用到上述实施例及其变型中。

转子的各种结构和形状能被包括在本发明的范围内，并且各种转矩纹波削减技术能被应用到本发明。例如，每一定子极和转子极的形状能在转子的圆周方向上被平滑，以及某些转子凸极能在圆周方向上被移动以消除转矩纹波分量。

根据第一到第三实施例及其变型的磁阻电动机能被进一步变型为具有圆柱气隙的外转子磁阻电动机、具有圆盘气隙的轴隙电动机或衬垫电动机(linermotor)。根据第一到第三实施例及其变型的磁阻电动机能进一步变型为其气隙是轻微的锥形。根据第一到第三实施例及其变型的一些磁阻电动机能相互组合为双转子电动机。根据第一到第三实施例及其变型的磁阻电动机的一部分能被取消。

作为制造根据第一到第三实施例及其变型的磁阻电动机定子和转子的软磁材料，非晶质的电磁钢板或粉末磁芯能被用于代替电磁硅钢板。粉末磁芯能由压缩带绝缘层的软磁粉末形成。

特别地，在微型电动机中，电磁钢板能被打孔、折叠和/或模制以生产三维形状部件，以用作根据第一到第三实施例及其变型的磁阻电动机的部件。

根据第一到第三实施例及其变型的磁阻电动机被设计为，由叠压的钢板组成的转子是坚固的。这使得容易在物理上利用转子的更高RPM，从而增加磁阻电动机的输出到高水平。在该使用中，每一转子外圆周形状能被成型为环形的形式，并且类似地，每个定子的内圆周形状也能被成形为环形。这能减少风阻损耗。可以消除转子和定子中在轴向上的空间以减少风阻损耗和/或噪声。

根据第一到第三实施例及其变型的控制装置能被应用到多相磁阻电动机，其相的个数大于三。功率晶体管能被诸如晶闸管或应用有诸如SiC或GaN技术的新技术的功率元件的功率元件所替代。被提供到磁阻电动机的电流能够具有各种波形包括正弦波形。

在已经描述的目前所考虑到的本发明的实施例及其变型的同时，还没有描述的各种变型可能在其中产生是可以理解的，并且其计划在附加权利要求中覆盖纳入在本发明范围内的所有变型。

Claims (77)

1.一种电动机，包括：

固定元件，其设置有在360电角度内两两之间以间隔设置的M个第一极，其中M是正整数；

多个绕组，分别至少部分地绕制在上述间隔内；

可运动元件，其相对于上述固定元件可移动地设置，并且设置有K个第二极，其中K是正整数，第二极的个数K不同于第一极的个数M；以及

单向电流提供单元，其提供单向电流到至少一个所述绕组，以使在至少一个第一极和相应的至少一个第二极之间产生引力，由此相对于固定元件移动可运动元件。

2.根据权利要求1的电动机，其中多个绕组以其两两之间180电角度的节距被绕制在固定元件中。

3.根据权利要求1的电动机，其中固定元件包括具有大致环形背轭的定子芯，多个绕组中的每一个通过相应的一个间隔被绕制在背轭的周围，并且固定元件的每一第一极由软磁材料制成。

4.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件包括第一转子和第二转子，固定元件包括大致环形的定子元件，第一转子被同轴设置成与定子元件的内圆周表面相对，第二转子被同轴设置成与定子元件的外圆周表面相对，第一极安装在内和外圆周表面的每一个上在360电角度内两两之间具有间隔，多个绕组分别设置在内和外圆周表面中每一个的间隔中，第二极包括第一转子极和第二转子极，第一转子极设置在第一转子中，与安装在定子元件的内圆周表面上的第一极相对，第二转子极设置在第二转子中，与安装在定子元件外圆周表面上的第一极相对。

5.根据权利要求4的电动机，其中定子元件包括大致环形形状的第一定子芯和大致环形形状的第二定子芯，其中第一定子芯具有内圆周表面，第二定子芯具有外圆周表面，第一和第二定子芯同轴设置以致于第二定子芯包围第一定子芯。

6.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件被设计为移动以致于可运动元件的每一第二极面对固定元件第一极通过，可运动元件的第二极两两之间以固定节距间隔开，以及，固定元件的每一第一极具有与可运动元件相对的表面，各第一极形成有平行于可运动元件的运动方向设置的多个突起，所述多个突起两两之间按固定节距布置，可运动元件第二极之间的节距基本等于固定元件突起之间的节距。

7.根据权利要求1的电动机，进一步包括磁场绕组，其被设置在固定元件的至少一个第一极中。

8.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件被设计为移动以致于可运动元件的每一第二极面对固定元件第一极通过，以及，当可运动元件的第二极之一位于接近固定元件的第一极之一时，单向电流提供单元提供单向电流到多个绕组中的两个绕组，这两个绕组位于上述固定元件的第一极之一的两侧，提供给两个绕组中的一个绕组的单向电流在方向上与提供给另一个绕组的单向电流相反。

9.根据权利要求1的电动机，其中多个绕组被分组成多个相绕组，每一相的至少两个绕组彼此串联，并且单向电流提供单元被配置成提供单向电流到每一相的至少两个绕组。

10.根据权利要求1的电动机，其中单向电流提供单元包括至少两个电流提供路径，并且被配置成分别通过所述至少两个电流提供路径同时提供单向电流到多个绕组中的至少两个。

11.根据权利要求1的电动机，进一步包括：

磁场绕组，被设置在固定元件的至少一个第一极中；以及

整流器，其被连接到多个绕组中的至少一个，用于整流在所述多个绕组中的至少一个绕组两端之间感应的电压。

12.根据权利要求11的电动机，进一步包括：

磁场电流控制单元，其配置成比较上述感应电压和给定电压，并且基于比较的结果调整提供给磁场绕组的磁场电流。

13.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件被设计为移动以致于可运动元件的每一第二极面对固定元件第一极通过，并且固定元件的每一第一极具有与可运动元件相对的表面，进一步包括：

永磁体，其被安装在固定元件至少一个第一极的上述表面上。

14.根据权利要求1的电动机，进一步包括：

永磁体，其被设置在固定元件的至少一个第一极中。

15.根据权利要求1的电动机，进一步包括：

永磁体，其被设置在可运动元件的至少一个第二极之中和之上。

16.根据权利要求1的电动机，其中固定元件和可运动元件中的每一个都具有大致线性形状和大致环形形状中的任意一种形状。

17.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是6，并且可运动元件第二极的个数K是2。

18.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是6，并且可运动元件第二极的个数K是4。

19.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是8，并且可运动元件第二极的个数K是4。

20.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是8，并且可运动元件第二极的个数K是6。

21.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是10，并且可运动元件第二极的个数K是4。

22.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是10，并且可运动元件第二极的个数K是6。

23.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是10，并且可运动元件第二极的个数K是8。

24.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是12，并且可运动元件第二极的个数K是10。

25.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是14，并且可运动元件第二极的个数K是4。

26.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是14，并且可运动元件第二极的个数K是6。

27.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是14，并且可运动元件第二极的个数K是8。

28.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是14，并且可运动元件第二极的个数K是10。

29.根据权利要求1的电动机，其中固定元件第一极的个数M是14，并且可运动元件第二极的个数K是12。

30.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，固定元件每一第一极具有与转子相对的第一表面，并且每一第二极具有与固定元件相对的第二表面，在圆周方向上第一表面的宽度的电角度大于预定值，在圆周方向上第二表面的宽度的电角度大于上述预定值，上述预定值给定为360/2M电角度。

31.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，和每一第二极具有与固定元件相对的表面，在圆周方向上至少一个第二极的表面的宽度与转子另外的至少一个第二极的表面宽度不同。

32.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一第二极具有与固定元件相对的表面，进一步包括以下装置中的至少一个：

改变以下至少一个的装置：至少一个第二极的上述表面在圆周方向上的宽度，和至少一个第二极在圆周方向上的位置；以及

在转子轴向上改变固定元件与转子之间相对位置关系的装置。

33.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，固定元件每一第一极具有与转子相对的第一表面，并且每一第二极具有与固定元件相对的第二表面，在圆周方向上至少一个第一极的第一表面宽度与转子的至少一个第二极的第二表面宽度不同。

34.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，并且转子的每一第二极具有一个指向固定元件的端部，进一步包括：

由软磁材料制成的至少一个突起，其被安装在至少一个第二极的所述一端部的一个侧面上。

35.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，并且除了一部分第一极之外，其余第一极在圆周上以相等节距被设置。

36.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，并且除了一部分第二极之外，转子的第二极在圆周上以相等节距被设置。

37.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，固定元件的每一第一极具有与转子相对的第一表面，和转子的每一第二极具有与固定元件相对的第二表面，至少一个第一极的第一表面的形状或至少一个第二极的第二表面的形状在圆周上是倾斜的。

38.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，固定元件的每一第一极具有一个指向转子的端部，转子每一第二极具有一个指向固定元件的端部，并且每一第一极的所述一个端部或每一第二极的所述一个端部被形成为具有凹入部分和凸出部分。

39.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，固定元件的每一第一极具有与转子相对的表面，每一第一极的所述表面的形状使得该第一极的一个轴端在圆周方向上大于另一轴端，第一极被设置在圆周方向上以致于第一极的所述一个轴端的方向沿圆周方向交替的反向，并且第一极在轴向上被相对移位以彼此远离，由此形成每一第一极的所述一个端前面的空间。

40.根据权利要求1的电动机，其中每一绕组在其横向截面上具有大致的矩形形状，并且每一绕组被绕制在相应的一个所述间隔中以致于矩形的长边被设置为指向可运动元件。

41.根据权利要求1的电动机，进一步包括：

导电元件，其位于接近其中一个第一极和其中一个第二极的至少一个，和/或位于其中一个第一极和其中一个第二极的至少一个里面，导电元件提供用于减少漏磁通的闭合电路。

42.根据权利要求1的电动机，其中第一极和第二极中的至少一个被形成为具有狭缝。

43.根据权利要求42的电动机，进一步包括：

导电元件，其被提供在狭缝中。

44.根据权利要求1的电动机，进一步包括：

软磁元件，其被安装在至少一个第一极或至少一个第二极上。

45.根据权利要求1的电动机，进一步包括：

永磁体，其被安装在至少一个第一极或至少一个第二极上；以及

软磁材料，其被安装在至少一个第一极或至少一个第二极上以接触所述永磁体。

46.根据权利要求1的电动机，进一步包括：

永磁体，其被安装在至少一个第一极或至少一个第二极上；以及

励磁绕组，被设置为接近所述永磁体用于激励磁通。

47.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，并且每一所述间隔的开口端面向转子，进一步包括：

永磁体，其被设置在每一所述间隔的开口端中。

48.根据权利要求1的电动机，其中每一第二极被形成为具有狭缝，该狭缝指向第二极中的另外一个。

49.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，并且固定元件的每一第一极具有与转子的相应一个第二极的一个端部相对的一个端部，两个端部之间具有气隙，上述气隙具有高于每一第一极和每一第二极的磁阻抗。

50.根据权利要求1的电动机，进一步包括：

绕组，其绕制在至少一个第二极的周围。

51.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，固定元件的每一第一极具有与转子相对的第一表面，并且每一第二极具有与固定元件相对的第二表面，每一第一极的第一表面在转子轴向上是锥形的，以及每一第二极的第二表面在轴向上是锥形的，进一步包括：

机械，其配置成改变转子和固定元件之间在转子轴向上的相对位置关系。

52.根据权利要求1的电动机，其中多个绕组中的每一个在其一个端部具有第一接线端，在其另一端部具有第二接线端，并且在其中间部分形成有至少一个接头，进一步包括：

切换单元，其配置成选择第二接线端和至少一个接头中的任一个，并且跨越第一接线端和所选择的第二接线端和至少一个接头中的一个施加电压。

53.根据权利要求1的电动机，其中可运动元件是转子，被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，所述间隔被形成为固定元件中的沿转子径向的槽，每一槽的开口端面向转子，每一第一极由多个软磁材料制成，以及形成面向相应一个所述槽的每一第一极的一部分的所述软磁材料之一在磁通密度上高于形成每一第一极的其余部分的其余软磁材料。

54.根据权利要求1的电动机，其中每一转子极由非晶态金属制成。

55.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形，以致于所述间隔形成为固定元件中沿其径向的槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的内圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一所述槽径向的被形成在固定元件中，多个绕组是A、B和C相的第一和第二绕组，固定元件第一极的个数M是6，槽的个数由6×Nn/2表示，其中Nn是等于或大于4的整数，所述槽包括十二个在圆周上以S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11和S12的顺序设置的槽，第一A相绕组被绕制在槽S1和S4中并覆盖在转子一个轴端侧的固定元件外围部分，第一B相绕组被绕制在槽S9和S12中并覆盖在所述转子一个轴端侧的所述固定元件外围部分，第一C相绕组被绕制在槽S5和S8中并覆盖在所述转子一个轴端侧的所述固定元件外围部分，第二A相绕组被绕制在槽S7和槽S10中以在所述转子一个轴端向内地设置，第二B相绕组被绕制在槽S3和S6中以在所述转子一个轴端侧向内地设置，以及第二C相绕组被绕制在槽S11和槽S2中以在所述转子一个轴端侧向内地设置。

56.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，其外围部分形成背轭，以致于所述间隔形成为固定元件中沿其径向的槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的内圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一所述槽径向的形成在固定元件中，当每一定子绕组在转子的一个轴端侧从相应的一个槽里面延伸到背轭时，每一槽在朝向背轭的方向上被成形为更宽，和，当每一绕组在转子的一个轴端侧从相应一个槽的里面沿圆周方向延伸时，每一槽在圆周方向上被成形为更宽。

57.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，可运动元件是转子，被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的内圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一槽被径向的形成在固定元件中，并且环形形状的固定元件在转子的一个轴端侧的内围部分和外围部分中的至少一个形成背轭。

58.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，以致于所述间隔被形成为固定元件中沿转子径向的槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的一个圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一槽径向的形成在固定元件中，每一槽的一个轴向端部宽于其余部分，进一步包括：

第一绝缘元件，其被安装在每一槽中并且通过相应一个槽的所述一个轴向端部从所述槽突出；以及

第二绝缘元件，其位于接近每一槽的所述一个轴向端部，第一绝缘元件和第二绝缘元件在每一槽的所述一个轴向端部上彼此部分重叠。

59.根据权利要求1的电动机，其中固定元件包括大致环形形状的定子芯，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的一个圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，并且定子芯由圆周上分离的多个芯部分组成，每一芯部分具有圆周宽度，该圆周宽度是360电角度的整数倍。

60.根据权利要求4的电动机，进一步包括另外的多个绕组，其被设置在第二定子芯的外圆周表面的所述间隔内。

61.根据权利要求4的电动机，进一步包括

第一对轴承，在轴向的两个轴端上旋转的支撑第二转子；以及

第二对轴承，在轴向的两个轴端上旋转的支撑第一转子。

62.根据权利要求1的电动机，其中多个绕组被分组成多相绕组，每一相的多个绕组平行的绕制在相应的一些间隔内，以及所述单向电流提供单元包括：

二极管，其连接在每一相的平行绕制绕组的一个端与电源正极端子之间；以及

晶体管，其连接到每一相的平行绕制绕组的另一端和电源的负极端子。

63.根据权利要求1的电动机，其中所述单向电流提供单元包括：

电源，其具有连接到每一绕组的一端的正极端子；

驱动晶体管，其连接到每一绕组的另一端和电源负极端子之间的节点；以及

二极管，其连接到所述驱动晶体管和每一绕组另一端之间的节点并且连接到电源的正极端子。

64.根据权利要求1的电动机，其中所述单向电流提供单元包括：

普通双极晶体管，其发射极连接到每一绕组的一个端；以及

驱动双极晶体管，其集电极连接到每一绕组的另一端。

65.根据权利要求1的电动机，其中所述单向电流提供单元包括：

一对驱动晶体管，每一个具有集电极和发射极，每一绕组的一个端被连接到所述驱动晶体管中的一个驱动晶体管的发射极，每一绕组的另一端被连接到另一驱动晶体管的集电极，所述一个驱动晶体管的集电极和所述另一驱动晶体管的发射极被连接到电源的正极和负极端子。

66.根据权利要求1的电动机，其中多个绕组是N相绕组，其中N是正整数，并且单向电流提供单元包括：

电源，其具有正极和负极端子；以及

N+1个晶体管桥，每一个晶体管桥包括第一双极晶体管和第二双极晶体管，每一晶体管桥的第一双极晶体管的集电极被连接到电源的正极端子，每一桥的第二双极晶体管的集电极被连接到其第一双极晶体管的发射极，每一桥的第二双极晶体管的发射极被连接到电源的负极端子，每一N相绕组的一端被连接到N+1个晶体管桥中的N个中的相应一个的第一双极晶体管的发射极，N相绕组的另一端相互连接以组成星形结构，星形结构的中性点连接到剩余的一个晶体管桥的发射极。

67.根据权利要求45的电动机，其中所述多个绕组是N相绕组，其中N是正整数，以及单向电流提供单元包括：

电源，其具有正极和负极端子；以及

N个H桥，N个H桥中的每一个被连接以反向基于电源在每一N相绕组两端的电压，由此允许双向电流提供给每一N相绕组，

当使电动机输出高转矩时，单向电流提供单元被配置成选择双向电流中的任意一个以提供到每一N相绕组，以致于不使在每一第一极的磁通磁饱和，并且

当在可运动元件更快运动的情况下降低每一N相绕组两端之间的电压时，单向电流提供单元被配置成选择双向电流中的任意一个以提供到每一N相绕组，以致于使每一第一极的磁通磁饱和。

68.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，以致于所述间隔形成为固定元件中沿转子径向的槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的一个圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一槽径向的形成在固定元件中，以及单向电流提供单元被配置成：

提供单向电流到多个绕组中的一个绕组以及提供单向电流到多个绕组中的另一绕组，所述一个绕组和所述另一绕组在圆周上通过第一极中的一个目标第一极彼此相邻，提供给所述一个绕组的单向电流方向与提供给所述另一绕组的单向电流的方向相反，上述一个目标第一极被激励以产生磁通势，以在一个目标第一极和相应的一个第二极之间产生引力，从而在预定方向上产生转矩。

69.根据权利要求13的电动机，进一步包括：

用于使永磁体退磁的装置；以及

用于磁化永磁体的装置。

70.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，以致于所述间隔形成为固定元件中沿转子径向的槽，第一极在圆周上被设置且两两之间具有所述槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的一个圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一槽径向地形成在固定元件中，以及单向电流提供单元被配置成：

以唯一确定的方向提供单向电流到每一绕组以一个接一个的激励在圆周上设置的第一极，同时交替的反向由每一激励产生的磁通的方向，从而持续的拉动第二极以产生连续的转矩。

71.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，以致于所述间隔形成为固定元件中沿转子径向的槽，第一极在圆周上被设置且两两之间具有所述槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的一个圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一槽径向地形成在固定元件中，以及单向电流提供单元被配置成：

在其中一个第二极基本定位为正面对被旋转的其中一个第一极以致于开始面向与上述一个第一极相邻的另一个第一极期间，向至少一个绕组提供第一电流分量，用于产生第一磁通，该第一磁通产生转矩，并且向至少一个绕组提供第二电流分量，用于产生第二磁通，该第二磁通保持径向引力。

72.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，以致于所述间隔形成为固定元件中沿转子径向的槽，第一极在圆周上被设置且两两之间具有上述槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的一个圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一槽径向地形成在固定元件中，以及单向电流提供单元被配置成：

根据转子的旋转，选择一些第一极，其中每一个接近于相应的一个第二极；以及

激励多个绕组中的在圆周上与每个所选择的第一极相邻的两个绕组，以使转矩由每一第二极间歇的产生，由转子上所有第二极所产生的转矩被用作基本连续的转矩。

73.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，所述间隔形成为固定元件中沿转子径向的槽，第一极在圆周上被设置且两两之间具有上述槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的一个圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一槽径向地形成在固定元件中，以及单向电流提供单元被配置成：

在转子旋转速度低于预定值时根据转子的旋转，选择一些第一极，其中每一个接近相应的一个第二极；

激励多个绕组中在圆周上与每个所选择的第一极相邻的两个绕组，从而由每一第二极产生间歇的转矩，从而基于所产生的间歇的转矩在转子上产生基本连续的转矩；

在转子旋转速度高于预定值时，以唯一确定的方向提供单向电流到每一绕组以一个接一个的激励圆周上设置的第一极，同时交替的反向由每一激励产生的磁通的方向，从而连续的拉动第二极以产生连续的转矩。

74.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，以致于所述间隔形成为固定元件中沿转子径向的槽，第一极在圆周上被设置且两两之间具有所述槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的一个圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一槽径向地形成在固定元件中，以及单向电流提供单元被配置成：

基于磁链的信息为每一绕组产生电压信号，该磁链由流过每一绕组的电流和转子的旋转位置来确定；以及

基于每一绕组的电压信号控制提供给每一绕组的单向电流。

75.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，以致于所述间隔形成为固定元件中沿转子径向的槽，第一极在圆周上被设置且两两之间具有所述槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的一个圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一槽径向地形成在固定元件中，以及单向电流提供单元在其中储存：转矩指令值变量、转子旋转位置变量、转子旋转速度变量、每一绕组的电流变量以及每一绕组电压之间的关系。

76.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，以致于所述间隔形成为固定元件中沿转子径向的槽，第一极在圆周上被设置且两两之间具有所述槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的一个圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一槽径向地形成在固定元件中，多个绕组是N相绕组，其中N是正整数，以及单向电流提供单元被配置成：

基于每一绕组的电流信号和转子旋转位置信息计算每一相的转矩等效信号；

通过所计算的所有相的转矩等效信号之和计算总转矩等效信号；

基于转矩指令值和总转矩等效信号之间的差异计算转矩等效误差信号；以及

基于转矩指令值和转矩等效误差信号控制提供到N相绕组的每一个的双向电流和N相绕组的每一个两端的电压。

77.根据权利要求1的电动机，其中固定元件具有大致的环形形状，以致于所述间隔形成为固定元件中沿转子径向的槽，第一极在圆周上被设置且两两之间具有所述槽，可运动元件是转子，其被设计为关于其轴向在圆周方向上相对于固定元件的一个圆周表面是可旋转的，以致于转子的每一第二极面对固定元件第一极通过，每一槽径向地形成在固定元件中，进一步包括：

用于基于每一绕组两端的电压和提供到每一绕组的双向电流检测转子旋转位置和转子旋转速度中至少一个的装置。

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