CN1033120C - 具有多极永磁体的机电变换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可逆二相电磁变换器，它包括定子(2)和转子(38)，定子基本上延伸三级，转子包括位于第一和第二主定子部分(4、8)之间的多极永磁体(48)。第一定子部分确定了一定子腔及第一和第二主磁极(80、82)，这两个主磁极磁耦合至由位于定子腔边缘的凹口圆齿冠的齿台(70)形成的次磁极。第二主定子部分确定了至少一个第三主磁极(90)，此第二主定子部分借助各承载一激励线圈(28、29)的第一和第二磁力线导引臂(12、13)磁耦合至第一和第二主磁极的每一个。

Description

具有多极永磁体的机电变换器

本发明涉及一种具有多极永磁体的电磁变换器。更具体地说，本发明涉及一种具有多极永磁体的二相变换器，所述多极永磁体具有N对磁极，N是大于二的偶数，这种变换器适于用作可逆电磁变换器。

在许多应用中，本发明的电磁变换器能用作电机。例如，在信息或视听领域中用于驱动转盘(如唱片)，线圈和磁带。这种电磁变换器还可用于驱动模拟指示器，例如汽车的速度计或电子表的指针。

在电子表中，通常使用具有以步进方式运行的双极永磁体的电磁电机，转子在每一步中完成180°旋转。如果此表包括一个以1Hz的频率步进的秒针，则需要在电机转子和此指针之间有一个30倍的减速比，电机的每步180°的旋转和用于减速的齿轮传动系统的旋转主要由于摩擦而产生能量损耗，并产生较明显的噪音。

进一步，若希望带双极永磁体的秒针获得几乎连续的转动，就必须提高电机的工作频率/并相应地降低此电机的转子与此指针之间的减速比。这必然会导致附加的能量损耗和计时运动的改变，这主要是因为，上述能量损耗和计时运动的改变与驱动齿轮的尺寸有关。

另一方面，具有足够多的磁极对数的多极电机能降低能量损耗，实际是减少传动齿轮的数量，这使得联动机构有可能几乎连续地转动。因此，不再需要高于前面提及的在具有双极永磁体的电机的情况下必需的减速比。

还将观察到，具有多极永磁体的电极能减少驱动噪音。

欧洲专利EP0151158中详细地公开了一种具有轴向磁化的多极永磁体的二相电磁电机。此电机的定子基本上由四个主定子部分和两个磁力线导引臂构成，每个导引臂承载一线圈并与两个定子部分耦合。分别耦合到第一和第二线圈的两定子部分这样构形，即，它们能彼此装配在一起，并且当第一定子部分叠置于位于多极永磁体的两等分之一上的南极时，第二定子部分叠置于多极永磁体的相同半部的北极。

多极永磁体的磁化是轴向的，并固定有一个作为磁力线导引部件的软铁磁材料盘，在第一种变形中，所述盘固定于永磁体的与对准定子部分的表面对置的表面上。在第二种变形中，此盘这样安装，即，转子的永磁体位于它和总定子平面之间。

这种电机呈现出以下缺点：

一彼此装配于一起的两个相应的主定子部分需要精密的调整。另外，它们不适用于多磁极。再者，考虑到当相应的线圈被激励时这两部分间的磁势差，在处于公共平面中此两部分之间必须设有较大的间隙。

一在第一种变形中，固定到转子的永磁体的一面上的软铁磁材料盘会导致转子永磁体的磁极间的磁短路。另外，转子永磁体位于总定子平面之外的一平面中，它会受到定子本身的吸引。因此，为保持转子永磁体于其位，必须在其上施加一个力，这会引起摩擦而降低电机的效果。最终结果是，此盘增大了转子的惯性而未提高其有用功。

一在第二种变形中，转子永磁体的定位问题和惯性的增加问题得到部分解决，但却是以增加磁阻为代价的。实际上，在电机磁路之一中环行的磁力线会接着横穿四间隙定子-转子的永磁体。

瑞士专利CH656990还公开了另一种具有多极永磁体的二相电磁电机。

此电极的定子主要由一个定子部分构成，此定子部分确定了一个定子腔和四个定子磁极。两相邻定子极通过装有激励线圈的支臂相互耦合。同样，其余两极通过承载第二激励线圈的第二支臂相互耦合。转子永磁体的磁极对的磁化是轴向的。

转子的永磁体位于一个与定子平面相邻但不同的平面中。为使定子极和永磁体之间磁耦合，设有由多个齿形成的次定子极，这些齿排列于定子周边的大约四分之一区域上并指向其中心。

属于一个公共主磁极的各次极从此主极角向隔开，这种隔开对于此主极的其它次级来说是由偶数转子极实现的，而对于同一线圈激励的第二主极的次级而言是由奇数转子极实现的，同时，对于磁耦合到另一线圈的其它两个主极的次极而言，角向隔开是由一个整数加上转子极的一半来实现的。

就具有30对轴向排列的磁极的永磁体而言，通过交替激励两线圈，次极的这种特殊构形使得能以每圈60步的方式工作。此外，这种电机可工作在两种可能的转子旋转方向中。

然而，这种电机至少有两个主要缺点。首先，为容许磁力线返回，对着永磁体的与定子对置的面，设有一低磁阻盘。与前述电机的第一种变形的情况相同，此盘会导致磁短路，并因此增大转子永磁体的漏磁场。另外，此盘增加了转子的惯性。再者，转子永磁体也被置于定子中的非平衡位置，也就是说，所处位置不对应于定子-转子系统的最低能量。因此，转子磁体会被位于邻近永磁体的平面中的定子部分吸引。为保持磁体于其位，必须施加一个机械维持力，此力会引起摩擦力，降低此电机效率。

其次，考虑到在相配套的线圈激励时两极间的磁势差，与同一线圈相配合的两极必须由一个较大的间隙磁绝缘。这会减少转子永磁体的磁化强度的充分利用。

本发明的目的是要克服上述缺点，提供一种二相多极电磁变换器，其中，转子永磁体的位置基本对应于最低能量位置，这是永磁体在定子中的一个平衡位置，这种电机进一步呈现出紧凑的构形，非常好的效率和较低的制造成本。

本发明的一种电磁变换器包括：

—一个定子，它包括两个磁力线导引臂和第一主定子部分，此主定子部分确定了一个具有中央区和环绕所述中央区的周边区的第一定子腔，所述第一定子腔的轮廓在所述周边区确定了第一凹口圆齿冠，此齿冠位于第一定子平面中并由被槽隔开的齿台构成；和

—一个转子，它具有基本垂直于所述第一定子平面的旋转轴，并穿过所述第一定子孔的所述中央区，此转子包括大于二的偶数个双极永磁体，每个双极永磁体确定了一对磁极，此对磁极排列于基本垂直于所述旋转轴的总转子平面的两侧，这样，每对磁极确定的磁场轴线具有基本平行于所述旋转轴的取向，并且与由相邻磁极对确定的磁场轴线的取向相反，所述磁极对至少部分地被安排面对所述齿台的至少一个叠置部分；

—第一和第二线圈，它们分别安装在所述第一和第二磁力线导引臂上；此电磁变换器的特征在于，所述定子包括一个第二主定子部分，该第二主定子部分具有面对所述磁极对排列的一个叠置部分，并确定了一个基本平行于所述第一定子平面的第二定子平面，所述齿台的和所述第二主定子部分的所述叠置部分分别位于所述总定子平面的第一侧和第二侧，所述第一主定子部分确定了第一和第二主磁极，所述第二主定子部分确定了至少一个第三主磁极，所述第一和第二磁力线导引臂分别使所述第一和第二主磁极与所述第二主定子部分磁耦合。

本发明的第一个特定实施例中，双极永磁体有N个，并形成具有N个相同环形分段的多极永磁体，每个分段呈现一相同的中心角α，每个分段中设置一个双极永磁体。

在本文中，环形分段是由两个源于一公共点的半径和同中心于此点的两段圆弧所界定的表面，两圆弧的各个端点，每一个位于两半径的一个上。

本发明的这个第一特定实施例中，第一凹口圆齿冠是由第一和第二凹口齿冠依次构成的，此第一和第二有序凹口齿台分别确定了第一和第二次磁极。第一和第二有序凹口齿冠的齿台以及一公用有序凹口齿冠的齿台之间的槽各确定一环形分段，此分段的中心角α与转子的多极永磁体的所述环形分段的中心角相同。

第一和第二有序凹口齿冠分别通过两个中间槽而彼此隔开，中间槽所确定的中心角等于所述中心角的整数倍加上或减去α/2。因此，当第一有序凹口齿冠将其每一齿台正好叠置于转子的多极永磁体的一对磁极上时，第二有序凹口齿冠的每一齿台同样叠置于此多极永磁体的两对相邻磁极上，第一和第二有序凹口齿冠通过位于各中间槽区域的一个峡口或间隙彼此磁绝缘。

在此第一实施例中，第二定子部分由一个环形部分和一颈部连至包括两个磁接触片的基体的基体构成。在邻近环形部分的外缘的区域中，设有第二凹口齿冠，其齿台和槽以与第一主定子部分的第一凹口齿冠相同的方式排列，后者的齿台基本上叠置于第二凹口圆齿冠的齿台上。第一定子部分是平面的，且正对着第一定子平面，第二主定子部分也是平面的，且正对着第二定子平面。

在本发明的另一特定实施例中，第二主定子部分的第二凹口圆齿冠叠置于第一主定子部分的第一凹口圆齿冠，前者位于环形部分的内缘，在这种情况下，此第二凹口圆齿冠的齿台具有的厚度大于环的厚度，以便使由线圈产生的磁力线穿过转子的多极永磁体后自身闭合。

在前述的本发明的两个特定实施例中，第二主定子部分的第二凹口圆齿冠的齿台形成与第三主磁极耦合的第三次磁极。不过，在本发明的另一实施例中，第二主定子部分并不包括确定第三次磁极的凹口圆齿冠，只设置了一个磁力线收集环或盘。

最后，在本发明的另一个实施例中，第二主定子部分确定了两个主磁极，这两个主磁极的每一个对应于第一主定子部分的一个主磁极，此电磁变换器的两个最终的磁路是完全非磁耦合的。

从这些特征得到一种电磁变换器，该变换器的转子多极永磁体基本上位于相对于定子而言的最低磁能位置，也就是说，处于平衡位置。因此，此变换器的效率得以提高，既然此变换器的磁路仅以轴向方式切割多极永磁体一次，那么可限制此电磁变换器的各磁路中的间隙，从而保证转子永磁体的磁化强度的最佳利用。

在第二主定子部分包括叠置到第一主定子部分的第一凹口圆齿冠的实施例的情况下，由于转子多极永磁体的漏磁场非常小，因此根据本发明的电磁变换器的效率可进一步提高。

通过阅读结合附图进行的下面的详细描述，可以更清楚地了解本发明的其它特征，附图仅以实例方式给出。

图1是根据本发明的电磁变换器的第一实施例的平面图；

图2显示出图1的转子的多极永磁体；

图3和4分别示出图1的电磁变换器的第一和第二主定子部分；

图5是图1的沿V-V线的剖面图；

图6和7分别示出根据本发明的电磁变换器的第二和第三实施例；

图9示出根据本发明的电磁变换器的第4实施例；

图8和10分别为根据图7和9的VIII-VIII的X-X剖面线得到的剖面图。

下面参照图1至5描述根据本发明的电磁变换器的第一实施例。

此电磁变换器包括一个定子2，该定子2包括第一平面主定子部分4和第二平面主定子部分8，第一平面主定子部分4正对第一定子平面6设置，第二平面主定子部分8正对平行于第一平面6的第二定子平面10设置。第一和第二主定子部分通过第一和第二磁力线导引臂12和13相互磁耦合，各导引臂包括一芯体16，芯体16的第一和第二端18和22分别由相应的第一和第二磁接触片20和24所端接。

相应的第一和第二磁接触片20和24借助固定螺钉26和其它可预见的固定装置磁耦合到相应的第一和第二主定子部分4和8上。在两上芯体16上分别安装有第一和第二线圈28和29，这两个线圈耦合到包括合适的电机控制系统的一个电激励源(末示出)上。

第一主定子部分4确定了一个第一定子腔31。第一定子腔31包括圆形的中央区34和环形的周边区35。一个转子38如此安装于罩壳40中，即，转子38的旋转轴42垂直于第一和第二定子平面6和10，并穿过第一定子腔31的圆形中央区的中心。

转子38包括一个圆盘44，该圆盘44包括一个圆形的非磁性中央区46和一个环形的周边区47，周边区47由一多极永磁体48组成，永磁体48包括十个双极永磁体50，它们确定了十对磁极。应指出的是，非磁性中央区46并非绝对必要的，磁体可以延伸至此圆盘的中心。这些磁极对是轴向取向物，也就是说沿平行于转子38的旋转轴42的方向。对于根据本发明的电磁变换器的这个实施例而言，所选择的磁极对的数目仅通过举例方式给出。实际上，根据本发明的电磁变换器包括N个双极永磁体，这里N是大于2的偶数。

双极永磁体50以规则的方式在圆盘44的环形周边区47中排列，这样，每一个双极永磁体确定一个环形分段52，对于每个环形分段52而言，其中心角α有相同的值。

在本文中，环形分段将由通过源于一点的两半径和同中心于该点的两圆弧所界定的表面来表现，两圆弧的端点各位于两半径的一个上。在这里描述的例子中，中心角α为36°。

转子38的圆盘44垂直于此转子的旋转轴线42，并位于第一和第二定子平面6和10之间的总转子平面56中。

在第一主定子部分4中起作用的第一定子腔31的轮廓线确定了第一凹口圆齿冠60，此齿冠位于此第一定子腔31的周边区35中。此第一凹口圆齿冠由第一和第二有序凹口齿冠62和64形成，齿冠62和64通过第一和第二中间槽66和68相互隔开。第一和第二有序凹口圆齿冠62和64各通过齿台70和72及槽74和76的交替排列形成，槽74和76位于一个公用有序凹口齿冠的两相邻齿台之间。

定子2的第一主定子部分4确定了第一和第二主磁极80和82，主磁极80和82通过第一和第二磁绝缘峡口84和85相互磁绝缘。第一峡口84和第二峡口85分别位于邻近第一定子腔31的周边区35的第一和第二中间腔66和68的区域。

第一和第二磁力线导臂12和13的第一磁接触片20分别磁耦合至第一和第二主磁体80和82。

第二主定子部分8包括一个属于第三主磁极90的环形部分88。此第二主定子部分8还包括通过颈部91连接到环形部分88上的基体92，此基体92由两个磁接触片93和94端接。从环形部分88的外缘伸出的齿台96形成第二凹口圆齿冠98，齿冠98基本上叠置到第一主定子部分4的第一凹口圆齿冠60上。

第二凹口圆齿冠98的各齿台96确定了一个环形分段，各分段的中心角α与第一凹口圆齿冠60的齿台70和72的中心角相同。第二凹口圆齿冠98包含的齿台96的数量与第一凹口圆齿冠60的齿台70和72的数量相同，第二凹口圆齿冠98的各齿台的取向与第一豁口圆齿冠60的齿台70和72的取向相同。转子38的圆盘44的周边环形部分47基本上叠置到第一定子腔31的周边区35上，第一凹口圆齿冠60位于定子腔31中。

为促进由两线圈28和29中的一个产生的磁力线穿过转子38的磁极对50，第一和第二主定子部分4和8的叠置区域基本上由相应的第一和第二凹口圆齿冠60和98的齿台70、72和96来确定。

为实现这种排列，将环形部分88连接到基体92的第二定子部分8的颈部91是位于此第二主定子部分8的齿台96之外的唯一部分，此第二主定子部分8部分地叠置于第一主定子部分4上。第二主定子部分8的颈部31与第一主定子部分4的叠置区域由于如下事实而减至最小，颈91在第二磁绝缘峡口85区域叠置至第一主定子部分4上，磁绝缘峡口85位于窄带106的中心区。因此，能直接从主定子部分4到达第三主定子部分8而不横穿转子38的多极永磁体的磁通量是很小的。

为消除在第一和第二主定子部分之间除第一主定子部分4的齿台70和72以外的任何叠置区域，在第二磁绝缘峡口85和窄带106的位置形成一间隙是可能的，正如结合图6描述的本发明的第二实施例中的情况。还应指出，第一磁绝缘峡口84在本实施例的另一变形结构中可由一间隙替代。

前面描述的电磁变换器具有两个主磁路。第一和第二主磁路分别由第一和第二磁力线导31臂，第一和第二主磁极80和82，第一和第二有序凹口齿冠62和64，以及转子38的多极永磁体48的一半，第二凹口圆齿冠98的一半和第三主磁极的一半构成。因此，第一和第二有序凹口齿冠62和64的齿台70和72分别形成第一和第二次磁极110和112。同样地，第二主定子部分8的第二凹口圆齿冠98的齿台96形成第三次磁极114。

应当指出，在前面描述的电磁变换器中，相应的第一和第二顺序凹口齿冠62和64的两齿台70和72间的角距是角α的两倍，而第一有序凹口齿冠62的一齿台70和第二有序凹口齿冠64的一个齿台72间的角距是角α的整数倍再加α/2。因此，当第一有序凹口齿冠62的齿台70叠置于面对它的北极时，该第一有序凹口齿冠的所有其它齿台也叠置至面对它们的多极永磁体48的北极，而第二有序凹口齿冠64的各齿台同样地叠置于面对它的多极永磁体48的-北极和-南极。

上述的电磁变换器的一种可能的工作过程如下所述：第一线圈28与第二线圈29交替激励。当线圈28、29被激励时，转子38的多极永磁体48将使磁极对50与主磁路的齿台对准，此线圈属于该磁路。因此，在此电磁变换器的一种步进工作方式中，转子每一步完成α/2角的旋转。在多极磁体具有十个磁极对50的情况下，转子38每20步完成一圈旋转。

在以上描述的本发明的实施例中，安装转子38的罩壳40仅以实例方式给出。转子38的罩壳40包括由圆形的底部122形成的第一部分120和侧壁124，此罩壳40还包括第二部分126，该部分126包括一个空心肓柱128和一个端缘132，在肓柱128的侧表面上有一开口130。开口130用于容许一齿轮与机械力传动齿轮136啮合。

转子的罩壳40的第一部分120包括在其自由端侧表面上的一凹口齿冠140，该齿冠140的齿台142和凹口圆齿冠60的槽74、76相对应，并还与中间槽66和68相对应。为了第二主定子部分8的颈91，在与中间槽68相对应的齿台中设有一槽，该槽比罩壳40的此第一部分120的凹口齿冠的其它槽深，其深度相当于第一主定子4的厚度加上端缘132的厚度。转子罩壳的第二部分126的端缘132本身由凹口齿冠146端接，此齿冠146与此转子罩壳的第一部分120的凹口齿冠140是互补的，端缘132的凹口齿冠146的齿台148与此转子罩壳的第一部分120的豁口齿冠140的槽如此对应，即，齿台142和148可以相互装配在一起，应进一步指出的是，在转子罩壳的第一部分的底部120的底部122上设有一凹槽150，此凹槽与第二主定子部分的轮廓相对应，第二主定子部分叠置于此转子罩壳的此第一部分120的底部122。

下面参照图6描述根据本发明的电磁变换器的第二实施例。

此电磁变换器的定子162包括第一和第二主定子部分164和166，第一主定子部分164主要区别于图1至5中描述的第一实施例，这首先是由于下列事实：第一实施例的窄带106和磁绝缘峡口85由一间隙168取代，此间隙足够宽，以使第二主定子部分166的颈170不与第一主定子部分相叠置。其次是由于第一主定子部分162有下述特征：它的两个磁接触片172和173位于邻近于第二主定子部分168的主体176所在的区域并与此区域相对的区域，第二主定子部分168与转子的多极永磁体180相对应(为描绘清楚起见，在图6中只示出了转子的多极永磁体)。

两个主定子部分164和166借助圆弧形的臂178和179相耦合。定子162的这种特殊构形给予此电磁变换器一种带有较长线圈181和182的紧凑形状。此外，定子162的这种构形特别适于包括较大的多极永磁体180的转子，正如这里描述的情况。在此第二实施例中，多极永磁体180包括30对轴向取向的磁极186，每个磁极对186确定一个相同的环形分段。

第一定子部分164确定了第一和第二主磁极188和190，主磁极188和190分别与第一和第二次磁极192和194磁耦合，次磁极192和194分别由第一和第二有序凹口齿冠196和198的齿台确定，第一和第二有序凹口齿冠通过第一和第二中间槽197和199相隔开。正如在第一种变形中，这两个有序凹口齿冠的各齿台确定了一环形分段，各分段的中心角等于多数永磁体180的磁极对186所处的环形分段确定的中心角。将这两个有序凹口齿冠196和198的每一个的齿台隔开的槽也确定了多个环形分段，它们的中心角等于第一和第二有序凹口齿冠196和198的齿台所确定的中心角。

第二主定子部分166由一基体176和一环200构成，基体176和环200由颈170连接在一起，形成第三主磁极202。环200的外径基本上等于多极永磁体180的直径，此环200的内部开口至少用于穿过此电磁变换器的转子轴。

正如在本发明的第一实施例中，相应的第一和第二主定子部分164和166以及转子的多极永磁体具有平面结构，多极永磁体180的平面位于两个其它平面之间。

下面参照图7和8描述根据本发明的电磁变换器的第三实施例。

此电磁变换器包括一个定子210，该定子210包括一个确定第一定子腔214和第一及第二主磁极215和216的第一定子部分212，两主磁极的每一个具有由磁接触片218端接的蝶翼形状。完全象在前面所述的本发明的两实施例中，第一定子腔214包括中央区220，在周边区222中，此第一定子槽214的轮廓确定了第一凹口圆齿冠224。此第一凹口圆齿冠224又由第一和第二有序凹口齿冠226和228构成，这两个有序凹口齿冠通过第一和第二中间槽230和232相隔开。

第一和第二峡口234和236用于使第一和第二主磁体磁绝缘，它们分别设在邻近第一和第二中间槽230和232的区域。应指出的是，第一定子部分212的结构在邻近第一中间槽230的区域中和在邻近第二中间槽232的区域中基本相同。

假定多极永磁体238包括20对轴向取向的磁极240，那么第一和第二有序凹口齿冠226和228的各齿台确定18°的中心角。为最好地利用多极永磁体238的有效强度，确定第二中间槽232的齿台242和244以下述方式减小尺寸：第二中间槽232与第二峡口236一起足以将第一和第二永磁极215和216绝缘。因此，两齿台242和244确定的中心角小于其它齿台确定的中心角。在图7给出的实例中，这两个齿台242和244确定了一个约14°的中心角。第一凹口圆齿冠224的这种特殊结构使得具有最大数量地确定次磁极的齿台，多极永磁体238和线圈246、247的互耦磁通穿过所述次磁极。因此这种结构能实现多极永磁体和线圈之间的最强磁耦合。

此电磁变换器还包括第二主定子部分248，此部分248包括中央基体250，基体250的一端由磁接触片252端接，另一端由确定第二定子腔255的磁力线收集环254端接。此环254确定了第三主磁极256。在邻近磁力线收集环254的内缘260的环形区域中设有第二凹口圆齿冠25 8。此第二凹口圆齿冠258的齿台确定了第三次磁极。在第二主定子部分的总平面264上，第二凹口圆齿冠258的伸出量与第一凹口圆齿冠224在第一主定子部分的第一定子平面265上的伸出量相同。然而，若第一和第二主定子部分212和248具有一较大的叠置表面，而不是第一和第二凹口圆齿冠224和258的齿台的表面，第二凹口圆齿冠258的齿台262的较大部分的厚度大于磁力线收集环254的厚度。齿台262的较大部分在此电磁变换器的多极永磁体238所处的平行于总平面265的总转子平面266的方向上伸出总平面264，第二主定子部分248基本上包含在此总平面264中，此齿台262的端部确定了一个平行于多数永磁体238的平面266的第二定子平面268。

应当指出的是，为清楚起见，在图7和8上仅示出了多极永磁体238和转子269的轴线。

还应指出的是，可得到与前面描述的本发明的第二实施例的结构相似的紧凑结构，而不需对根据本发明的电磁变换器的此第三实施例更多地改变。另外，在本发明的另一实施例中，磁力线收集环不包括凹口圆齿冠，此环与多极永磁体238部分地叠置。

下面参照图9和10描述根据本发明的电磁变换器的第四实施例。

此电磁变换器包括一定子272，此定子272包括第一和第二主定子部分274和276。在本实施例中，此电磁变换器包括四个主磁极。实际上，第一和第二主定子部分274和276分别确定第一和第二及第三和第四主磁极278、279及280、281。

此电磁变换器的定子272基本上位于两个平行的总平面306和308中转子的多极永磁体284位于这两个总定子平面间的总转子平面310中。为清楚起见，在图9和10中也只示出了多极永磁体284和转子的轴线。在此描述的第四实施例的变形中，第一主定子部分274与第二主定子部分276完全相同。这些主定子部分274和276的每一个确定了一个在其周边部分包括凹口圆齿冠288的定子腔286。此凹口圆齿冠288是由两个有序凹口齿冠290和292构成的，它们的齿台分别确定了第一和第二及第三和第四次磁极。有序凹口齿冠290和292借助峡口294和296彼此磁绝缘，峡口294和296位于将两有序凹口齿冠290和292隔开的中间槽298和300的区域中。

相应的第一和第四及第二和第三主磁极借助于相应的第一和第二磁力线导引臂312和314磁耦合，导引臂312和314分别承载一线圈316和318。

在此描述的变形中，多极永磁体包括30对轴向取向的磁极。为防止在第一和第二主定子部分274和276之间产生漏磁场，凹口圆齿冠288的齿台302的较大部分在多极永磁体284所处的中间平面310的方向上，伸出相应的主定子部分274和276的相应总平面306和308，此齿台302的端头确定了平行于总转子平面310的第一和第二定子平面312和314。

Claims (17)

1.一种电磁变换器包括：

一个定子，此定子包括两个磁力线导引臂和第一主定子部分，此第一主定子部分确定了一个具有中央区和围绕所述中央区的周边区的第一定子腔，所述第一定子腔的轮廓在所述周边区中确定了第一凹口圆齿冠，此第一豁口圆齿冠位于第一定子平面中并由被槽隔开的齿台构成；和

一个转子，它具有基本上垂直于所述第一定子平面的旋转轴，并穿过所述第一定子腔的所述中央区，此转子包括大于2的偶数个双极永磁体，每个双极永磁体确定了一对磁极，此对磁极排列于基本垂直于所述旋转轴的总转子平面的两侧，由每对磁极确定的磁场轴线具有基本上平行于所述旋转轴的取向，并且与由相邻磁极对确定的磁场轴线的取向相反，所述磁极对至少部分地面对所述齿台的至少一个叠置部分排列；

第一和第二线圈，它们分别安装在所述第一和第二磁力线导引臂上；所述电磁变换器其特征在于，所述定子进一步包括第二主定子部分，该部分具有面对所述磁极对排列的一个叠置部分，并确定了一个基本平行于所述第一定子平面的第二定子平面，所述齿台的和所述第二主定子部分的所述叠置部分分别位于所述总定子平面的第一侧和第二侧，所述第一主定子部分确定了第一和第二主磁极，所述第二主定子部分确定了至少一个第三主磁极，所述第一和第二磁力线导引臂分别使所述第一和第二主磁极与所述第二主定子部分磁耦合。

2.如权利要求1所述的电磁变换器，其特征在于，所述第一凹口圆齿冠的至少一部分面对所述第二主定子排列。

3.如权利要求2所述的电磁变换器，其特征在于，所述双极永磁体基本上环形排列，并在所述总转子平面中形成平面结构的多极永磁体，所述第一定子腔的所述中心区和周边区别是圆形和环形的。

4.如权利要求1所述的电磁变换器，其特征在于，所述双极永磁体的每一个确定了一个环形分段，各分段的中心角(α)实质上等于其它分段的中心角。

5.如权利要求1所述的电磁变换器，其特征在于，所述第一凹口圆齿冠基本上由通过第一和第二中间槽彼此隔开的第一和第二有序凹口齿冠构成，所述第一和第二有序凹口齿冠的齿台相应地确定了分别磁耦合至所述第一和第二主磁极的第一和第二次磁极。

6.如权利要求5所述的电磁变换器，其特征在于，所述第一和第二有序凹口齿冠的两个邻齿台以两倍于所述中心角(α)的值彼此角向隔开，所述第一有序凹口齿冠的一齿台相对于所述第二有序凹口齿冠的一齿台以下述角度彼此角向隔开，即，此角度等于所述中心角α的正整数倍再加上所述中心角的一半。

7.如权利要求1所述的电磁变换器，其特征在于，所述第二定子部分包括一个通过两磁接触片延伸的基体。

8.如权利要求7所述的电磁变换器，其特征在于，所述基体通过一颈部磁耦合至一个磁力线收集环，此环包括所述第二主定子部分的所述叠置部分。

9.如权利要求7所述的电磁变换器，其特征在于，所述基体通过一颈部磁耦合至一环形部分，在所述环形部分的外缘上形成有第二凹口圆齿冠，此第二凹口圆齿冠和所述颈的一部分组成第二主定子部分的所述叠置部分，所述第二凹口圆齿冠的齿台的角分布与所述第一凹口圆齿冠的所述齿台的角分布实质上是相同的。

10.如权利要求5所述的电磁变换器，其特征在于，在第一中间槽的区域和第二中间槽的区域分别设有所述的第一和第二主磁极的一峡口和一磁绝缘隙，第二主定子部分的颈部与第一主定子部分无叠置部分。

11.如权利要求3所述的电磁变换器，其特征在于，所述第一和第二主定子部分是完全平面的，并分别对准所述第一和第二定子平面设置。

12.如权利要求1所述的电磁变换器，其特征在于，所述第二主定子部分包括一个磁力线收集部分，此磁力线收集部分确定了第二定子腔并组成所述第二主定子部分的所述叠置区域。

13.如权利要求12所述的电磁变换器，其特征在于，所述第二定子腔的轮廓确定了第二凹口圆齿冠，此第二凹口圆齿冠的齿台基本上叠置于所述第一凹口圆齿冠的所述齿台，并呈现出与后者相同的角分布。

14.如权利要求13所述的电磁变换器，其特征在于，所述第二主定子部分基本上位于一个总平面中，所述第二凹口圆齿冠的所述齿台在所述总转子平面的方向上伸出此总平面。

15.如权利要求12所述的电磁变换器，其特征在于，所述第二主定子部分确定了第四主磁极，所述第三和第四主磁极磁耦合至所述第一和第二磁力线导引臂。

16.如权利要求14所述的电磁变换器，其特征在于，所述第一和第二主定子部分是相同的。

17.如权利要求1所述的电磁变换器，其特征在于，所述转子的所述双极主磁体的数量为30。

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