CN102882332A - 一种横向开关磁阻电机 - Google Patents

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金昶成
崔昌焕
裴汉京
李根洪
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Abstract

公开了一种横向开关磁阻电机，该横向开关磁阻电机包括：转子，该转子包括多个转子盘，各转子盘具有固定地连接到所述转子盘内部的轴，各转子盘具有沿所述转子盘的外周面固定地连接到所述转子盘上的多个转子磁极，并且该多个转子盘沿轴的方向布置；和定子组件，该定子组件包括多个定子，各定子面向所述多个转子磁极，各定子具有围绕所述定子缠绕的绕组，并且所述多个定子沿所述多个转子盘的周向布置，以使所述多个转子盘可旋转地容纳于所述多个定子中，其中，磁通路径形成为通过所述多个定子和面向所述多个定子的所述多个转子磁极使磁通量沿所述轴的方向移动以在所述定子内循环。

Description

一种横向开关磁阻电机
相关申请交叉引用
本申请要求2011年7月14日提交的、题目为“Transverse Type SwitchedReluctance Motor(横向型开关磁阻电机)”的韩国专利申请No.10-2011-0070107的优先权，并通过引用将其全部结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及一种横向开关磁阻电机。
背景技术
近来，在各种行业例如车辆、航空、军事、医疗设备等对电机的需求急剧增长。特别是由于稀土材料价格的突然上涨导致使用永磁体的电机的成本增长，从而使得开关磁阻电机有机会成为一种新的替代。
开关磁阻电机的驱动原理是利用根据磁阻的改变而产生的磁阻转矩使转子转动。
通常，如图1所示，开关磁阻电机配置为包括定子10和转子20，该定子10包括多个固定凸极11，该转子20包括面向所述多个固定凸极11的多个旋转凸极22。
更具体地，定子10配置为包括多个固定凸极11和绕组12，该多个固定凸极11沿定子10的内周面的周向以预定间隔朝向转子20突出，该绕组12缠绕各固定凸极11。
转子20通过层叠铁芯21形成，面向各固定凸极11的所述多个旋转凸极22沿周向从所述铁芯21以预定间隔突出。
此外，将电机的驱动力传递到外部的轴30连接到转子20的中心，从而与转子20一起整体地旋转。
进一步地，集中型绕组12缠绕所述固定凸极11。另一方面，转子20仅仅由一个铁芯配置，而没有任何类型的励磁装置，例如一圈绕组或是永磁体。
因此，当电流从外部流到绕组12时，产生磁阻转矩，该磁阻转矩通过自绕组12产生的磁力使转子20向绕组12移动，以使转子20沿磁路的电阻最小的方向旋转。
另一方面，由于磁通路径穿过定子10和转子20，因此根据现有技术的开关磁阻电机会导致磁心损耗。
此外，由于产生磁心损耗，所以开关磁阻电机的驱动力会减弱。
发明内容
本发明致力于提供一种使磁通路径变短以减小磁心损耗的横向开关磁阻电机。
进一步地，本发明致力于提供一种横向开关磁阻电机，该横向开关磁阻电机通过包括可以层叠多个并且易于延伸的转子和定子而提高了驱动力。
根据本发明的第一优选实施方式，提供一种横向开关磁阻电机，该横向开关磁阻电机包括：转子，该转子包括多个转子盘，各转子盘具有固定地连接到所述转子盘内部的轴，各转子盘具有沿所述转子盘的外周面固定地连接到所述转子盘上的多个转子磁极，并且该多个转子盘沿轴的方向布置；和定子组件，该定子组件包括多个定子，各定子面向所述多个转子磁极，各定子具有围绕所述定子缠绕的绕组，并且所述多个定子沿所述多个转子盘的周向布置，以使所述多个转子盘可旋转地容纳于所述多个定子中，其中，磁通路径形成为通过所述多个定子和面向所述多个定子的所述多个转子磁极使磁通量沿所述轴的方向移动以在所述定子内循环(to circulate the stators)。
所述定子可以通过层叠多个定子铁芯形成，以在所述转子盘层叠的方向面向所述转子盘。
所述定子铁芯可以包括：定子铁芯主体，该定子铁芯主体布置在所述转子盘的外侧并且与所述转子磁极平行；第一定子凸极，该第一定子凸极弯曲并且从所述定子铁芯主体的一端突出以面向所述转子磁极的上表面；和第二定子凸极，该第二定子凸极弯曲并且从所述定子铁芯主体的另一端突出以面向所述转子磁极的下表面，所述定子铁芯在所述轴的方向上具有C形截面，所述转子盘围绕所述轴旋转。
在所述定子中，构成一个定子铁芯的第二定子凸极的一侧和构成另一个定子铁芯的第一定子凸极的一侧彼此连接，并且所述第二定子凸极的另一侧和构成再一个定子铁芯的第一定子凸极的一侧彼此连接，以使所述定子铁芯阶梯式层叠。
一个定子铁芯和另一个定子铁芯可以进一步包括连接在二者的外侧之间的加强元件。
所述转子盘可以可旋转地容纳在由所述第一定子凸极和所述第二定子凸极形成的间隔中。
所述转子可以由所述多个转子盘构成，所述多个转子盘顺序地布置成沿所述轴的方向彼此分开预定间隔，以使构成所述定子铁芯的所述第一定子凸极或所述第二定子凸极容纳于该间隔中。
可以在所述转子盘上设置n个转子磁极，并且该n个转子磁极布置成与被包括在另一个转子盘上的n个转子磁极偏离预定偏移角，该另一个转子盘布置为与所述转子盘分开预定间隔。
根据形成在所述转子盘上的转子磁极的个数(n)，所述偏移角(θ)可以对应于120°/n。
根据本发明的第二优选实施方式，提供一种横向开关磁阻电机，该横向开关磁阻电机可以包括：转子，该转子包括多个转子盘，各转子盘具有固定地连接到所述转子盘内部的轴，所述多个转子盘顺序地布置成沿所述轴的方向彼此分开预定间隔，并且各转子盘具有平行于所述轴沿所述多个转子盘的外周面固定地连接到所述转子盘上的多个条形的转子磁极；和定子组件，该定子组件包括多个定子，各定子面向所述多个转子磁极，各定子具有围绕所述定子缠绕的绕组，并且所述多个定子沿所述多个转子盘的周向布置，以使所述多个转子盘可旋转地容纳于所述多个定子中，其中，磁通路径形成为通过所述多个定子和面向所述多个定子的所述多个转子磁极使磁通量沿所述轴的方向移动以在所述定子内循环。
所述定子可以包括：定子铁芯，该定子铁芯布置在所述转子盘的外侧并且与所述转子磁极平行；和多个定子凸极，该多个定子凸极从所述定子铁芯朝向所述转子磁极突出。
所述定子凸极的个数(m)可以根据所述转子盘的个数(m)来决定。
根据本发明的第三个优选实施方式，提供一种横向开关磁阻电机，该横向开关磁阻电机可以包括：转子，该转子包括多个转子盘，各转子盘具有固定地连接到所述转子盘内部的轴，所述多个转子盘顺序地布置成沿所述轴的方向彼此分开预定间隔，并且各转子盘具有沿所述多个转子盘的外周面固定地连接到所述转子盘上的多个转子磁极，以彼此交叉地将一个转子盘与另一个转子盘相连接；和定子组件，该定子组件包括多个定子，各定子面向所述多个转子磁极，各定子具有围绕所述定子缠绕的绕组，并且所述多个定子沿所述多个转子盘的周向布置，以使所述多个转子盘可旋转地容纳于所述多个定子中，其中，磁通路径形成为通过所述多个定子和面向所述多个定子的所述多个转子磁极使磁通量沿所述轴的方向移动以在所述定子内循环。
所述定子可以通过层叠多个定子铁芯形成，以在所述转子盘层叠的方向面向所述转子盘。
所述定子铁芯可以包括：定子铁芯主体，该定子铁芯主体布置在所述转子盘的外侧并且与所述转子磁极平行；第一定子凸极，该第一定子凸极弯曲并且从所述定子铁芯主体的一端突出以面向设置在所述转子盘上的所述转子磁极的上表面；和第二定子凸极，该第二定子凸极弯曲并且从所述定子铁芯主体的另一端突出以面向设置在所述转子盘上的所述转子磁极的下表面，所述定子铁芯在所述轴的方向上具有C形截面，所述转子盘围绕所述轴旋转。
在所述定子中，构成一个定子铁芯的第二定子凸极的一侧和构成另一个定子铁芯的第一定子凸极的一侧彼此连接，并且所述第二定子凸极的另一侧和构成再一个定子铁芯的第一定子凸极的一侧彼此连接，以使所述定子铁芯阶梯式层叠。
所述定子可以包括：定子铁芯主体，该定子铁芯主体布置在所述转子盘的外侧并且与所述转子磁极平行；和多个定子凸极，该多个定子凸极弯曲并且从所述定子铁芯朝向所述转子磁极突出。
所述定子凸极的个数(m)可以根据所述转子盘的个数(m)来决定。
附图说明
图1是根据现有技术的开关磁阻电机的截面图；
图2是根据本发明的优选实施方式的横向开关磁阻电机的立体图；
图3是图2所示的横向开关磁阻电机的示意性分解立体图；
图4是图2所示的定子的示意性组装立体图；
图5A到图5C是示意地表示驱动图2所示的横向开关磁阻电机的方法的平面图；
图6是示意地表示图2所示的横向开关磁阻电机的磁通量的流路的状态图；
图7是根据本发明的另一个优选实施方式的横向开关磁阻电机的示意性分解立体图；
图8是示意地表示图7所示的横向开关磁阻电机的磁通量的流路的状态图；
图9是根据本发明的另一个优选实施方式的横向开关磁阻电机的示意性分解立体图；
图10是示意地表示图9所示的横向开关磁阻电机的磁通量的流路的状态图；
图11是根据本发明的另一个优选实施方式的包括改变的定子的横向开关磁阻电机的示意性分解立体图；以及
图12是示意地表示图11所示的横向开关磁阻电机的磁通量的流路的状态图。
具体实施方式
将参考附图从实施方式的下述描述明确本发明的各种目的、优点和特征。在说明书部分，将附图中的部件添加附图标记，需要注意的是相同的附图标记指定相同的部件，即使部件显示在不同的附图中。进一步地，说明书中的术语“第一”，“第二”等用来描述不同的部件，而部件不受术语的限定。术语仅仅是用来区分一个部件与另一个部件。进一步地，当确定涉及本发明的现有技术的详细描述可能混淆本发明的主旨时，其详细描述可以被省略。
以下，将要参考附图详细描述本发明的优选实施方式。
图2是根据本发明的优选实施方式的横向开关磁阻电机的立体图；图3是图2所示的横向开关磁阻电机的示意性分解立体图；图4是图2所示的定子的示意性组装立体图；图5A到图5C是示意地表示驱动图2所示的横向开关磁阻电机的方法的平面图；图6是示意地表示图2所示的横向开关磁阻电机的磁通量的流路的状态图。
如图所示，根据本发明的优选实施方式的横向开关磁阻电机包括定子组件和转子，该转子通过与定子组件的磁力产生的磁阻转矩而沿一个方向旋转。
更具体地，转子包括多个转子盘210、220和230，各转子盘210、220和230包括沿转子盘的外周面连接在转子盘上的多个转子磁极212。
此外，各转子盘210、220和230可以顺序地布置成彼此分开预定间隔。
进一步地，转子盘210、220和230具有形成在其中心的中空孔，轴20固定连接到该中空孔，并且轴20将电机的转动力传递到外部。
此外，转子磁极212通过沿轴20的方向层叠多片由金属材料制成的铁芯板而形成。根据本发明的优选实施方式，转子磁极212可以具有长方体形状。
因此，沿转子盘的外周面形成有多个转子磁极安装槽，该转子磁极安装槽包括固定地连接到其上的转子磁极121，其中所述转子磁极安装槽的数量对应于所述转子磁极212的数量。
如图所示，定子组件包括沿所述多个转子盘210、220和230的周向布置的多个定子100a、100b和100c，以使多个转子盘210、220和230可旋转地容纳在多个定子中。
更具体地，多个定子100a、100b和100c布置成沿转子的外径方向形成圆柱形，从而将转子可旋转地容纳于其中。
此外，由于本发明的优选实施方式实施为三相横向开关磁阻电机，为了形成单相，三个定子如图所示形成一个单对。
从而，为了形成根据本发明的优选实施方式的三相，如图2所示，总共沿转子的外径方向布置九个定子。
更具体地，总共九个定子构成定子组件，该九个定子包括形成A相的三个定子100a，形成B相的三个定子100b和形成C相的三个定子100c。
此外，根据本发明的优选实施方式，形成单相的三个定子100a、100a和100a之间可以基于轴20形成120°的角度。
进一步地，如图2和图3所示，定子100a通过沿轴20的方向(多个转子盘210、220和230也沿该方向层叠)层叠多个定子铁芯110a、120a和130a而形成，以面向设置在各转子盘210、220和230上的多个转子磁极212、222和232。
即，如图3和图4所示，定子铁芯110a包括定子铁芯主体111a、第一定子凸极112a和第二定子凸极113a。
更具体地，定子铁芯主体111a置于转子盘210的外侧，以与转子磁极212分开预定间隔并且与转子磁极212平行。
此外，第一定子凸极112a弯曲并且从定子铁芯主体111a的一端突出，以面向设置在转子盘210上的转子磁极212的上表面。
此外，第二定子凸极113a弯曲并且从定子铁芯主体111a的下端突出，以面向设置在转子盘210上的转子磁极212的下表面。
此外，转子磁极212的上表面与第一定子凸极112a彼此分开预定间隔，并且转子磁极212的下表面与第二定子凸极113a也彼此分开预定间隔，以在转子磁极212的上表面和下表面上形成两个气隙(AGs)。
从而，转子盘210可旋转地容纳在由第一定子凸极112a和第二定子凸极113a形成的间隔中。
此外，定子铁芯主体111a在第一定子凸极112a和第二定子凸极113a之间的区域包括围绕该区域缠绕多次的绕组10，其中绕组10具有从外部供应到其上的电力。
进一步地，如图2到图4所示，定子100a通过层叠多个定子铁芯110a、120a和130a而形成。
根据本发明的优选实施方式，定子100a通过层叠三个定子铁芯110a、120a和130a而形成。
更具体地，构成另一个定子铁芯120a的第一定子凸极122a连接到构成一个定子铁芯110a的第二定子凸极113a的外侧，以使定子铁芯阶梯式层叠。
从而，在转子围绕旋转的轴的方向的截面为E形。
此外，构成另一个定子铁芯130a的第一定子凸极132a连接到构成一个定子铁芯120a的第二定子凸极123a的外侧，以使定子铁芯阶梯式层叠。
进一步地，如图4所示，根据本发明的优选实施方式，定子100a包括阶梯式层叠的多个定子铁芯110a、120a和130a。这里，在一个定子铁芯110a的外侧和另一个定子铁芯120a的外侧之间连接有加强元件11，以增强定子铁芯110a、120a、和130a之间的结合。
此外，根据本发明的优选实施方式，构成定子的层叠的定子铁芯的数量由层叠的转子盘的数量决定。
更具体地，根据如图2到图5C所示的本发明的优选实施方式，三个转子盘210、220和230层叠以形成转子。
从而，一个定子100a通过层叠三个定子铁芯110a、120a和130a而形成。
即，如上所述，构成定子铁芯110a的第二定子凸极113a的一侧与构成另一个定子铁芯120a的第一定子凸极122a的一侧彼此连接。
此外，构成另一个定子铁芯130a的第一定子凸极132a的一侧与构成另一个定子铁芯120a的第二定子凸极123a的另一侧彼此连接。
从而，总共三个定子铁芯110a、120a和130a以阶梯式层叠的方式彼此连接。
即，根据本发明的优选实施方式，面向通过层叠三个转子盘210a、220a和230a而形成的转子的一个定子包括总共四个定子凸极。
此外，因为层叠的转子盘的个数和层叠的定子铁芯的个数可以发生多种改变，因此根据本发明的优选实施方式的横向开关磁阻电机具有易于扩展性。
进一步地，如图2所示，设置在一个转子盘210上的多个转子磁极212和设置在另一个转子盘220上的多个转子磁极222以彼此偏离预定偏移角(θ)的状态沿着各转子盘210和220的外周面布置。
更具体地，根据本发明的优选实施方式，一个转子盘210包括布置在其上的六个转子磁极212。
此外，另一个转子盘220也包括布置在其上的六个转子磁极222，其中该转子磁极222和之前布置的转子盘210上的转子磁极212之间具有20°的偏移角。
即，与上述转子盘和定子铁芯的扩展性相似地，布置在转子盘210、220和230上的多个转子磁极212、222和232也具有多种扩展性。
更具体地，根据形成在转子盘上的转子磁极的个数(n)，布置在一个转子盘210上的转子磁极121与布置在另一个转子盘220上的转子磁极222之间的偏移角(θ)对应于120°/n。
即，当偏移角为30°时，布置在单个转子盘上的转子磁极的个数为四个，当偏移角为20°时，布置在单个转子盘上的转子磁极的个数为六个，当偏移角为15°时，布置在单个转子盘上的转子磁极的个数为八个，以及当偏移角为12°时，布置在单个转子盘上的转子磁极的个数为十个，以此类推。因此，转子磁极可以进行多种扩展。
如图5A和图5C所示，当电力从外部供给到缠绕形成A相的各定子铁芯主体111a、121a和131a的绕组10时，根据磁阻的变化产生磁阻转矩。
然后，容纳在各第一定子凸极和第二定子凸极之间的多个转子盘在朝向最接近转子磁极的第一定子凸极和第二定子凸极的方向上旋转。
更具体地，描述如图5A所示的第一转子盘210，该第一转子盘210移动以使布置在第一转子盘210上的转子磁极212的上表面和下表面面向形成A相的第一定子铁芯110a的第一定子凸极112a和第二定子凸极113a的位置。
此外，描述如图5B所示的第二转子盘220，该第二转子盘220移动以使布置在第二转子盘220上的转子磁极222的上表面和下表面面向形成A相的第二定子铁芯120a的第一定子凸极122a和第二定子凸极123a的位置。
更具体地，第二转子盘220移动以使设置在第二转子盘220上的转子磁极222的上表面面向第二定子铁芯120a的第一定子凸极122a的位置，其中该第二定子铁芯120a连接到构成第一定子铁芯110a的第二定子凸极113a的一侧，并且使转子磁极222的下表面面向第二定子凸极123a的位置。
此外，描述如图5C所示的第三转子盘230，该第三转子盘230移动以使布置在第三转子盘230上的转子磁极232的上表面和下表面面向形成A相的第三定子铁芯130a的第一定子凸极132a和第二定子凸极133a的位置。
更具体地，第三转子盘230移动以使设置在第三转子盘230上的转子磁极232的上表面面向第三定子铁芯130a的第一定子凸极132a的位置，其中该第三定子铁芯130a连接到构成第二定子铁芯120a的第二定子凸极123a的另一侧，并且使转子磁极232的下表面面向第二定子凸极133a的位置。
这里，当电力同步地供应到缠绕所述多个定子铁芯主体111a、121a和131a的绕组10时，在多个定子铁芯110a、120a和130a和多个转子磁极212、222和232中流动的磁通量经过定子100a，如图6所示该定子100a在轴20的方向连续地具有C形。
更具体地，根据本发明的优选实施方式，提供如下基于第一转子盘210的描述，磁通量在第一定子铁芯110a和第二定子铁芯120a的一部分中流动。
更具体地，磁通量顺序地经过构成第一定子铁芯110a的定子铁芯主体111a、第一定子凸极112a、设置在第一转子盘210上的转子磁极212、构成第一定子铁芯110a的第二定子凸极113a、以及构成第二定子铁芯120a并连接到第二定子铁芯113a一侧的第一定子凸极122a。
然后，根据本发明的优选实施方式，由于定子110a阶梯式层叠，提供基于第二转子盘220的描述，磁通量在第一定子铁芯110a的一部分、第二定子铁芯120a、以及第三定子铁芯130a的一部分中流动。
更具体地，磁通量顺序地经过构成第二定子铁芯120a的定子铁芯主体121a、构成第一定子铁芯110a的第二定子凸极113a和构成第二定子铁芯120a的第一定子凸极122a、设置在第二转子盘220上的转子磁极222、以及构成第二定子铁芯120a的第二定子凸极123a和构成第三定子铁芯130a的第一定子凸极132a。
进一步地，描述第三转子盘230，磁通量在第二定子铁芯120a的一部分和第三定子铁芯130a中流动。
更具体地，磁通量顺序地经过构成第三定子铁芯130a的定子铁芯主体131a、构成第二定子铁芯120a的第二定子凸极123a和构成第三定子铁芯130a的第一定子凸极132a、设置在第三转子盘230上的转子磁极232、以及构成第三定子铁芯130a的第二定子凸极133a。
从而，如图5A到图5C所示，当电力同步地供应到缠绕形成A相的各定子铁芯主体111a、121a和131a的绕组10时，三个转子盘210、220和230同步地朝向面向所述多个转子磁极212、222和232的各第一凸极和第二凸极移动。
从而，可以允许磁通量沿轴的方向即横向移动，以使磁通路径相比根据现有技术的开关磁阻电机变短。
因此，磁通路径通过横截面沿轴的方向连续地具有C形的定子100a和面向定子100a的多个转子磁极212、222和232而缩短，从而相比根据现有技术的开关磁阻电机能够减小磁心损耗。
此外，可以将包括多个转子盘的转子和包括多个定子的定子组件配置成单个的横向开关磁阻电机的一组模块(a set module)。
从而，可以沿轴20的方向层叠具有相同配置的另一横向开关磁阻电机的一组模块。
因此，可以扩展横向开关磁阻电机，以适于其中安装有横向开关磁阻电机的组件对转矩大小的需求。
图7是根据本发明的另一个优选实施方式的横向开关磁阻电机的示意性分解立体图；以及图8是示意地表示图7所示的横向开关磁阻电机的磁通量的流路的状态图。在描述本实施方式时，与前述优选实施方式相同的或相应的组件标注相同的附图标记，因此重复的部分的描述将会被省略。如下，将参考图7和图8描述根据本实施方式的横向开关磁阻电机。
如图所示，根据本发明另一个优选实施方式的横向开关磁阻电机包括定子组件和通过与定子组件的磁力产生的磁阻转矩而沿一个方向旋转的转子。
转子包括多个转子盘410、420、430和440以及多个转子磁极40，各转子盘410、420、430和440布置成彼此分开预定间隔，所述多个转子磁极40分别沿多个转子盘410、420、430和440的外周面布置。
更具体地，根据本发明的另一个优选实施方式，分别形成在多个转子盘410、420、430和440的外周面上的多个转子磁极安装槽411、421、431和441的位置从第一到第四转子盘410、420、430和440全部相同。
此外，转子磁极的长度由根据本发明的另一个优选实施方式的层叠的转子盘的个数决定为与从转子一端到其另一端的长度相同。进一步地，如图所示，多个转子磁极40可以具有与轴20平行的条状。
如图所示，根据本发明的另一个优选实施方式，转子通过层叠四个转子盘410、420、430和440而形成，形成在第一到第四转子盘410、420、430和440中每一个上的相同位置的转子磁极安装槽411、421、431和441包括固定地连接到所述安装槽上的转子磁极40。
此外，构成定子组件的所有定子具有相同的形状。
进一步地，定子组件包括多个沿多个转子盘410、420、430和440的周向布置的定子，以使多个转子盘410、420、430和440可旋转地容纳其中。在图7中仅仅显示出单个定子300a以简化定子组件。
此外，单个定子300a包括定子铁芯310a和多个定子凸极311a、312a、313a和314a。
更具体地，定子铁芯310a布置在转子的外侧，以与转子磁极40平行并且与转子磁极40分开预定间隔。
此外，多个定子凸极311a、312a、313a和314a从定子铁芯310a向转子磁极40突出。
此外，定子铁芯在一个定子凸极311a和另一个定子凸极312a之间的区域包括围绕该区域缠绕多次的绕组，其中绕组10具有从外部供给到其上的电力。
进一步地，如图8所示，多个定子凸极311a、312a、313a和314a和面向所述多个定子凸极311a、312a、313a和314a的转子磁极40彼此分开预定间隔，以在其间形成气隙(AG)。
此外，根据本发明的另一个优选实施方式，定子凸极的个数根据层叠的转子盘的个数(m)决定。
即，如图7所示，由于转子通过层叠四个转子盘410、420、430和440形成，定子300a包括面向各转子盘410、420、430和440外侧的四个定子凸极311a、312a、313a和314a。
即，第一转子盘410面向第一定子凸极311a，以及第二转子盘420面向第二定子凸极312a。
此外，根据本发明的另一个优选实施方式，如图8所示，在定子300a和转子磁极40中流动的磁通量经过包括缠绕其上的绕组的定子铁芯310、多个定子凸极311a、312a、313a和314a、以及具有条形形状的转子磁极40。
即，如图所示，当电力同步地供应到围绕形成单相的定子铁芯310a缠绕的绕组时，三个转子盘同步地朝向面向转子磁极40的多个定子凸极311a、312a、313a和314a移动。
图9是根据本发明的另一个优选实施方式的横向开关磁阻电机的示意性分解立体图；以及图10是示意地表示图9所示的横向开关磁阻电机的磁通量的流路的状态图。在描述本实施方式时，与前述优选实施方式相同的或相应的组件标注相同的附图标记，因此重复的部分的描述将会被省略。如下，将参考图9和图10描述根据本实施方式的横向开关磁阻电机。
如图所示，根据本发明另一个优选实施方式的横向开关磁阻电机包括定子组件和通过与定子组件的磁力产生的磁阻转矩而沿一个方向旋转的转子。
转子包括多个转子盘610、620、630和640以及多个转子磁极60，各转子盘610、620、630和640布置成彼此分开预定间隔，所述多个转子磁极60分别沿多个转子盘610、620、630和640的外周面布置。
即，根据本发明的另一个优选实施方式，各转子盘610、620、630和640包括形成在其外周面上的多个转子磁极安装槽611、621、622、631、632和641。
更具体地，如图所示，单个转子磁极60连接到两个转子盘。
即，提供基于第一转子盘610和第二转子盘620的描述，形成在第一转子盘610上的转子磁极安装槽611和形成在第二转子盘620上的转子磁极安装槽622布置成彼此偏离预定偏移角，与本发明的优选实施方式相似。
此外，第二转子盘620包括形成在其外周面上的转子安装槽621，该转子安装槽621位于面向形成在第一转子盘610上的转子磁极安装槽611的位置。
更具体地，除了第一转子盘610和最后转子盘640，其余的布置在中间层的转子盘620和630包括形成在其中的转子磁极安装槽，以与前面的转子盘的转子磁极安装槽偏离预定偏移角。
此外，布置在中间层的转子盘还包括形成在与前一个转子盘的转子磁极安装槽相面对的位置的转子磁极安装槽。
即，形成于布置在中间层的转子盘上的转子磁极安装槽的个数相比形成在第一转子盘和最后转子盘上的转子磁极安装槽的个数(n)为双倍(2n)。
从而，使第一转子盘610和第二转子盘620彼此连接的转子磁极60与使第二转子盘620和第三转子盘630彼此连接的转子磁极60布置成彼此偏离预定偏移角。
此外，构成定子组件的所有定子具有相同的形状。
进一步地，定子组件包括沿所述多个转子盘610、620、630和640的周向布置的多个定子，以使多个转子盘610、620、630和640可旋转地容纳其中。为了简化定子组件，在图9只显示通过层叠多个定子铁芯110a、120a和130a而形成的单个定子100a。
更具体地，定子铁芯110a与根据本发明的优选实施方式的定子铁芯相似，包括定子铁芯主体111a、第一定子凸极112a和第二定子凸极113a。
从而，如图9所示，第一定子铁芯110a面向使第一转子盘610和第二转子盘620彼此连接的转子磁极60。
更具体地，第一定子凸极112a面向布置在第一转子盘610上的转子磁极60的一侧，并且第二定子凸极113a面向布置在第二转子盘620上的转子磁极60的一侧。
此外，第二定子铁芯120a面向使第二转子盘620和第三转子盘630彼此连接的转子磁极60。
更具体地，连接到第一定子铁芯110a的第二定子凸极113a的一侧的第二定子铁芯120a的第一定子凸极122a面向布置在第二转子盘620上的转子磁极60的一侧，并且第二定子铁芯120a的第二定子凸极123a面向布置在第三转子盘630上的转子磁极60的一侧。
此外，第三定子铁芯130a面向使第三转子盘630和第四转子盘640彼此连接的转子磁极40。
更具体地，连接到第二定子铁芯120a的第二定子凸极123a的另一侧的第三定子铁芯130a的第一定子凸极132a面向布置在第三转子盘630上的转子磁极60的一侧，并且第三定子铁芯130a的第二定子凸极133a面向布置在第四转子盘640上的转子磁极60的一侧。
此外，根据本发明的另一个优选实施方式，如图10所示，定子110a和转子磁极60的磁通量经过多个定子铁芯110a、120a和130a和转子磁极60，该转子磁极60面向多个定子铁芯110a、120a和130a，并使各转子盘610、620、630和640彼此连接，并且具有条形形状。
即，如图所示，当电力同步地供给到缠绕形成单相的定子铁芯110a的绕组时，四个转子盘610、620、630和640朝向从面向转子磁极60的定子铁芯110a、120a和130a突出的各第一定子凸极112a、122a和132a和第二定子凸极113a、123a和133a同步地移动。
从而，缠绕定子铁芯主体的绕组中产生的磁力相比根据现有技术的开关磁阻电机的绕组中产生的磁力分布更加均匀，从而可以防止磁阻转矩突然地出现和消失。
即，可以防止由于磁阻转矩的突然改变而产生的转矩波动，以使转子的振动减小，从而使得电机产生的振动噪音减小。
此外，转子不产生振动，从而能够预先防止电机故障。
图11是根据本发明的另一个优选实施方式的包括改变的定子的横向开关磁阻电机的示意性分解立体图；以及图12是示意地表示图11所示的横向开关磁阻电机的磁通量的流路的状态图。在描述本实施方式时，与前述优选实施方式相同的或相应的组件标注相同的附图标记，因此重复的部分的描述将会被省略。如下，将参考图11和图12描述根据本实施方式的横向开关磁阻电机。
根据本发明的另一个优选实施方式的定子组件与根据参考图7和图8的本发明的优选实施方式的定子组件相同。
即，构成定子组件的所有定子具有相同的形状。
进一步地，定子组件包括沿所述多个转子盘610、620、630和640的周向布置的多个定子，以使多个转子盘610、620、630和640可旋转地容纳其中。为了简化定子组件，图11中只示出了单个定子300a。
此外，单个定子300a包括定子铁芯310a和多个定子凸极311a、312a、313a和314a。
更具体地，定子铁芯310a布置在转子的外侧，以平行于转子磁极60，并且与转子磁极60分开预定间隔。
此外，多个定子凸极311a、312a、313a和314a从定子铁芯310a朝向转子磁极60突出。
从而，在根据本发明的另一个优选实施方式的定子300a和使两个转子盘彼此连接的转子磁极60中流动的磁通量的流路如图12所示描述如下。
当电力供应到在第一定子凸极311a和第二定子凸极312a之间缠绕的第一绕组时，实线表示的磁通量f1从定子铁芯的缠绕着绕组的区域流向第一凸极311a。
然后，磁通量流向使第一转子盘610和第二转子盘620彼此连接的转子磁极60。
接下来，经过使第一转子盘610和第二转子盘620彼此连接的转子磁极60的磁通量在第二定子凸极312a中流动。
此外，当供给到第一绕组的电力停止并且电力供给到在第二凸极312a和第三凸极313a之间缠绕的第二绕组时，与上述方法相似地，如图所示，虚线表示的磁通量f2流过第二定子凸极312a、使第二转子盘620和第三转子盘630彼此连接的转子磁极60、以及第三凸极313a。
接下来，当供给到第二绕组的电力停止并且电力供给到在第三凸极313a和第四凸极314a之间缠绕的第三绕组时，与上述方法相似地，虚线表示的磁通量f3如图所示流动。
从而，根据本发明的另一个优选实施方式，包括定子300a的横向开关磁阻电机采用将电力只供给到单独的绕组，而不是将电力同步地供给到缠绕定子300a的各个绕组的方案。
如上所述，根据本发明的优选实施方式，与轴平行地移动的横向磁通量加入到磁通路径，以使磁通路径变短，从而能够减少磁心损耗。
此外，提供了可以层叠多个并且能够方便地扩展的转子和定子，从而能够提高横向开关磁阻电机的驱动力。
进一步地，横向开关磁阻电机被设置为模块化，从而能够扩展横向开关磁阻电机，以适应其中安装有横向开关磁阻电机的组件对于转矩大小的需求。
尽管出于说明的目的公开了本发明的优选实施方式，但其是用来具体解释本发明，因此根据本发明的横向开关磁阻电机并不限于此，本领域技术人员可以在不脱离如附权利要求书公开的本发明的范围和主旨的前提下做各种改变、添加以及替换。
因此，这种改变、添加以及替换应当被理解为仍然落在本发明的范围之内。

Claims (18)

1.一种横向开关磁阻电机，该横向开关磁阻电机包括：
转子，该转子包括多个转子盘，各转子盘具有固定地连接到所述转子盘内部的轴，各转子盘具有沿所述转子盘的外周面固定地连接到所述转子盘上的多个转子磁极，并且该多个转子盘沿轴的方向布置；和
定子组件，该定子组件包括多个定子，各定子面向所述多个转子磁极，各定子具有围绕所述定子缠绕的绕组，并且所述多个定子沿所述多个转子盘的周向布置，以使所述多个转子盘可旋转地容纳于所述多个定子中，
其中，磁通路径形成为通过所述多个定子和面向所述多个定子的所述多个转子磁极使磁通量沿所述轴的方向移动以在所述定子内循环。
2.根据权利要求1所述的横向开关磁阻电机，其中，所述定子通过层叠多个定子铁芯形成，以在所述转子盘层叠的方向面向所述转子盘。
3.根据权利要求2所述的横向开关磁阻电机，其中，所述定子铁芯包括：
定子铁芯主体，该定子铁芯主体布置在所述转子盘的外侧并且与所述转子磁极平行；
第一定子凸极，该第一定子凸极弯曲并且从所述定子铁芯主体的一端突出以面向所述转子磁极的上表面；和
第二定子凸极，该第二定子凸极弯曲并且从所述定子铁芯主体的另一端突出以面向所述转子磁极的下表面，
所述定子铁芯在所述轴的方向上具有C形截面，所述转子盘围绕所述轴旋转。
4.根据权利要求3所述的横向开关磁阻电机，其中，在所述定子中，构成一个定子铁芯的第二定子凸极的一侧和构成另一个定子铁芯的第一定子凸极的一侧彼此连接，并且所述第二定子凸极的另一侧和构成再一个定子铁芯的第一定子凸极的一侧彼此连接，以使所述定子铁芯阶梯式层叠。
5.根据权利要求4所述的横向开关磁阻电机，其中，一个定子铁芯和另一个定子铁芯还包括连接在二者的外侧之间的加强元件。
6.根据权利要求3所述的横向开关磁阻电机，其中，所述转子盘可旋转地容纳在由所述第一定子凸极和所述第二定子凸极形成的间隔中。
7.根据权利要求3所述的横向开关磁阻电机，其中，所述转子由所述多个转子盘构成，所述多个转子盘顺序地布置成沿所述轴的方向彼此分开预定间隔，以使构成所述定子铁芯的所述第一定子凸极或所述第二定子凸极容纳于该间隔中。
8.根据权利要求1所述的横向开关磁阻电机，其中，在所述转子盘上设置有n个转子磁极，并且该n个转子磁极布置成与被包括在另一个转子盘上的n个转子磁极偏离预定偏移角，该另一个转子盘布置为与所述转子盘分开预定间隔。
9.根据权利要求8所述的横向开关磁阻电机，其中，根据形成在所述转子盘上的转子磁极的个数(n)，所述偏移角(θ)对应于120°/n。
10.一种横向开关磁阻电机，该横向开关磁阻电机包括：
转子，该转子包括多个转子盘，各转子盘具有固定地连接到所述转子盘内部的轴，所述多个转子盘顺序地布置成沿所述轴的方向彼此分开预定间隔，并且各转子盘具有平行于所述轴沿所述多个转子盘的外周面固定地连接到所述转子盘上的多个条形的转子磁极；和
定子组件，该定子组件包括多个定子，各定子面向所述多个转子磁极，各定子具有围绕所述定子缠绕的绕组，并且所述多个定子沿所述多个转子盘的周向布置，以使所述多个转子盘可旋转地容纳于所述多个定子中，
其中，磁通路径形成为通过所述多个定子和面向所述多个定子的所述多个转子磁极使磁通量沿所述轴的方向移动以在所述定子内循环。
11.根据权利要求10所述的横向开关磁阻电机，其中，所述定子包括：
定子铁芯，该定子铁芯布置在所述转子盘的外侧并且与所述转子磁极平行；和
多个定子凸极，该多个定子凸极从所述定子铁芯朝向所述转子磁极突出。
12.根据权利要求11所述的横向开关磁阻电机，其中，所述定子凸极的个数(m)根据所述转子盘的个数(m)来决定。
13.一种横向开关磁阻电机，该横向开关磁阻电机包括：
转子，该转子包括多个转子盘，各转子盘具有固定地连接到所述转子盘内部的轴，所述多个转子盘顺序地布置成沿所述轴的方向彼此分开预定间隔，并且各转子盘具有沿所述多个转子盘的外周面固定地连接到所述转子盘上的多个转子磁极，以彼此交叉地将一个转子盘与另一个转子盘相连接；和
定子组件，该定子组件包括多个定子，各定子面向所述多个转子磁极，各定子具有围绕所述定子缠绕的绕组，并且所述多个定子沿所述多个转子盘的周向布置，以使所述多个转子盘可旋转地容纳于所述多个定子中，
其中，磁通路径形成为通过所述多个定子和面向所述多个定子的所述多个转子磁极使磁通量沿所述轴的方向移动以在所述定子内循环。
14.根据权利要求13所述的横向开关磁阻电机，其中，所述定子通过层叠多个定子铁芯形成，以在所述转子盘层叠的方向面向所述转子盘。
15.根据权利要求14所述的横向开关磁阻电机，其中，所述定子铁芯包括：
定子铁芯主体，该定子铁芯主体布置在所述转子盘的外侧并且与所述转子磁极平行；
第一定子凸极，该第一定子凸极弯曲并且从所述定子铁芯主体的一端突出以面向设置在所述转子盘上的所述转子磁极的上表面；和
第二定子凸极，该第二定子凸极弯曲并且从所述定子铁芯主体的另一端突出以面向设置在所述转子盘上的所述转子磁极的下表面，
所述定子铁芯在所述轴的方向上具有C形截面，所述转子盘围绕所述轴旋转。
16.根据权利要求15所述的横向开关磁阻电机，其中，在所述定子中，构成一个定子铁芯的第二定子凸极的一侧和构成另一个定子铁芯的第一定子凸极的一侧彼此连接，并且所述第二定子凸极的另一侧和构成再一个定子铁芯的第一定子凸极的一侧彼此连接，以使所述定子铁芯阶梯式层叠。
17.根据权利要求13所述的横向开关磁阻电机，其中，所述定子包括：
定子铁芯主体，该定子铁芯主体布置在所述转子盘的外侧并且与所述转子磁极平行；和
多个定子凸极，该多个定子凸极弯曲并且从所述定子铁芯朝向所述转子磁极突出。
18.根据权利要求17所述的横向开关磁阻电机，其中，所述定子凸极的个数(m)根据所述转子盘的个数(m)来决定。
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