CN1078970C - 带有永久磁铁的磁阻式转动机 - Google Patents

Abstract

一种磁阻式转动机，包括具有设置在其内周边上的衔铁绕组的定子、具有形成磁极的突出部分的转子、以及设置在突出部分的两个侧面上的多个永久磁铁。由于设置了永久磁铁，可以限制定子的衔铁绕组的磁通量泄漏至磁极之间的校间部分，机器的功率输出能够通过增大有效磁通量而得到改善。

Description

带有永久磁铁的磁阻式转动机

本发明涉及具有永久磁铁的磁阻式转动机-它是紧凑并能够以高速和高输出转动的。

近来，电推进系统-诸如混合汽车、电动车辆和电动轨道车-得到了迅速的发展。这些电推进系统要求大范围可变速度操作性能、高效率和高温下的可靠性。永久磁铁式转动机已经被用于电推进系统，因为它具有恒定力矩操作下的大范围可变速度操作性能和高输出性能和大速度范围的高效率。然而，永久磁铁式转动机的效率在低负载操作时发生恶化。考虑到这些情况，很多工程师正在注意磁阻式转动机。

如图1所示，一种磁阻式转动机包括具有衔铁绕组2的定子1和具有不均匀芯4的转子3，因为该转动机不需要线圈来形成绕着转子3的场系统。因此，磁阻式转动机的结构简单且价格低。

由于转子3的不均匀，磁阻式转动机在转子3的突出部分5具有小的磁阻且在凹进部分6具有大的磁阻。即，存储在突出部分5上的一个间隙周围的磁能与存储在凹进部分6上的另一个间隙周围的磁能之间有一个差。注意，该磁能可通过把电流送入衔铁绕组2而得到存储。由于磁能的这种差别，转动机可产生功率输出。

同时，虽然突出部分5和凹进部分6都是所示的转动机中的几何元件，转子3可被修正，从而具有不均匀磁性，例如，取决于转子中的位置的不同磁阻或不同磁通量密度。

作为另一种高性能转动机，有一种永久磁铁式转动机。虽然这种转动机包括与磁阻式转动机类似的衔铁，在芯子的整个周边上提供了一个带有永久磁铁的转子。

由于芯子上的不均匀性，磁阻式转动机具有取决于转子上的转动位置的不同磁阻。借助磁阻的改变，磁能也发生变化以产生输出功率。

然而，在传统的磁阻式转动机中，电流的增大造成了突出部分5处局部磁饱和的增大。因此，增大的磁饱和还造成了向磁极之间的凹进部分6的磁通量泄漏，从而在降低输出功率的同时减小了有效磁通量。

另一方面，作为另一种高功率转动机，有一种采用具有高磁能的“稀土金属”的永久磁铁式转动机。然而，由于永久磁铁需要被设置在转子芯的整个表面上，转动机不利地需要大量的永久磁铁。

另外，在该永久磁铁式转动机中，有一个问题，即至衔铁的联链磁通量增大而使低负载操作时的铁损增大。

因而，本发明的一个目的，是提供一种磁阻式转动机，它是紧凑的并能够通过设置永久磁铁而产生高功率输出。

本发明的另一个目的，是提供一种磁阻式转动机，它能够实现大范围可变速度特性和低负载操作范围内的高效率。

本发明的上述这些目的能够借助一种磁阻式转动机而实现，该磁阻式转动机包括：

一个定子，它具有设置在定子的一个内周边上的衔铁绕组；

沿着径向通过一个间隙设置在定子之内的转子，该转子包括带有磁极和磁极之间的极间部分的转子芯；以及

设置在转子中的多个永久磁铁，从而使永久磁铁的磁通量排斥向极间部分泄漏的衔铁绕组的磁通量。

在本发明中，最好是转子芯在间隙侧面上具有形成在其周边表面上的不规则，这种不规则由突出部分和凹槽部分构成，且各个永久磁铁都被设置在沿着转子的圆周方向的突出部分的各个侧面上。

由于在突出部分的侧面上的永久磁铁，可以限制定子的衔铁绕组的磁磁通量向转子的相对磁极与作为磁极的突出部分的侧面之间的凹进部分的泄漏。换句话说，通过限制磁通量可以增大有效磁通量，从而能够实现高功率输出。

在本发明中，更好地，突出部分在其相应的外周边上通过用磁材料制成的桥部件的中介而彼此相连。

由于永久磁铁被磁材料所围绕，可以用转子芯在机器的均匀高速转动期间，在难于借助粘合剂固定永久磁铁的情况下，牢固地固定永久磁铁。进一步地，由于永久磁铁由磁材料所围绕，可以防止永久磁铁被不可逆地消磁。另外，由于永久磁铁被磁材料所围绕，因为磁短路可以将联链磁通量减小至定子的衔铁，从而减小铁损，从而能够改善低负载或无负载情况下的效率。

上述的本发明的目的也能够借助一种磁阻式转动机来实现，这种磁阻式转动机包括：

一个定子，它具有设置在定子的一个内周边上的衔铁绕组；

沿着径向通过一个间隙设置在定子之内的转子，该转子包括带有磁极和磁极之间的极间部分的转子芯；以及

设置在转子中的多个永久磁铁，从而使永久磁铁的磁通量排斥向极间部分泄漏的衔铁绕组的磁通量；

其中转子芯在间隙的侧面上具有形成在其周边表面上的不规则，这种不规则由突出部分和凹进部分组成，且这些永久磁铁分别被容纳在形成在突出部分中的腔中，这些腔位于接近突出部分沿着转子的圆周方向的各个侧面的位置。

另外，在此情况下，由于突出部分的腔中的永久磁铁，可以限制定子的衔铁绕组的磁通量向转子的相对磁极与作为磁极的突出部分的侧面之间的凹进部分的泄漏。

在此情况下，更好地，这些突出部分，在其各个外周边上，通过用磁材料制成的桥部件的中介而彼此相连。

类似地，由于永久磁铁被嵌在转子芯所围绕的腔中，可以用转子芯在机器的均匀高速转动，高温或低温期间，在难于借助粘合剂固定永久磁铁的情况下，牢固地固定永久磁铁。

进一步地，由于永久磁铁由磁材料所围绕，可以防止永久磁铁被不可逆地消磁。另外，由于永久磁铁被磁材料所围绕，因为磁短路可以将联链磁通量减小至定子的衔铁，从而减小铁损，从而能够改善低负载或无负载情况下的效率。

上述的本发明的目的也能够借助一种磁阻式转动机来实现，这种磁阻式转动机包括：

一个定子，它具有设置在定子的一个内周边上的衔铁绕组；

沿着径向通过一个间隙设置在定子之内的转子，该转子包括带有磁极和磁极之间的极间部分的转子芯；以及

设置在转子中的多个永久磁铁，从而使永久磁铁的磁通量排斥向极间部分泄漏的衔铁绕组的磁通量；

其中转子芯包括沿着转子的一个外周边表面形成的多个腔，从而使各个磁极被限定在两个腔之间，且永久磁铁被分别容纳在与磁极相邻的腔中。

另外，在此情况下，由于突出部分的腔中的永久磁铁，可以限制定子的衔铁绕组的磁通量向转子的相对磁极与作为磁极的突出部分的侧面之间的凹进部分的泄漏。

在此情况下，更好地，这些腔包括多个形成在极间部分的各个中心处的多个大的腔和形成在磁极和一个大的腔之间的多个小的腔，以容纳各个永久磁铁于其中。

类似地，由于永久磁铁被容纳在转子芯所围绕的小腔中，可以用转子芯在机器的均匀高速转动，高温或低温期间，在难于借助粘合剂固定永久磁铁的情况下，牢固地固定永久磁铁。

进一步地，由于永久磁铁由磁材料所围绕，可以防止永久磁铁被不可逆地消磁。另外，由于永久磁铁被磁材料所围绕，因为磁短路可以将联链磁通量减小至定子的衔铁，从而减小铁损，从而能够改善低负载或无负载情况下的效率。

上述的本发明的目的也能够借助一种磁阻式转动机来实现，这种磁阻式转动机包括：

一个定子，它具有设置在定子的一个内周边上的衔铁绕组；

沿着径向通过一个间隙设置在定子之内的转子，该转子包括带有磁极和磁极之间的极间部分的转子芯；以及

设置在转子中的多个永久磁铁，从而使永久磁铁的磁通量排斥向极间部分泄漏的衔铁绕组的磁通量；

其中转子芯包括沿着限定转子的磁极的芯部分的侧面形成的腔，这些腔中的两个被适当地设置以在各个极间部分中形成一个V形，且永久磁铁分别被容纳在这些腔中。

另外在这种转动机中，可以增大有效磁通量，从而能够实现高功率输出。另外，由于永久磁铁以V形方式被嵌在腔中，可以用转子芯在机器的均匀高速转动，在高温或低温期间，在难于借助粘合剂固定永久磁铁的情况下，牢固地固定永久磁铁。

进一步地，由于永久磁铁由磁材料所围绕，可以防止永久磁铁被不可逆地消磁。另外，由于永久磁铁被磁材料所围绕，因为磁短路可以将联链磁通量减小至定子的衔铁，从而减小铁损，从而能够改善低负载或无负载情况下的效率。

在上述的本发明中，较好地，转子芯具有额外的腔-这些腔每一个都被形成在夹在V形永久磁铁之间的极间部分的中心处。

在此情况下，借助增大的磁阻，可以减小磁极之间的磁通量。

更好地，转子的转子芯具有形成在各个永久磁铁的两侧上的芯部分，用于使磁通量流过。

在此情况下，各个永久磁铁的磁通量流过各个短路中的磁铁的两侧上的转子芯的周边和中心部分，从而使各个磁铁的磁通量能够在转子芯中形成基本上闭合的磁路。由于形成了短路，可以减小永久磁铁方面的外磁阻并减小加在永久磁铁上的相对磁场，同时防止消磁。

在这种修正中，永久磁铁可被设置成从转子的中心看的倒V形。

另外，在此情况下，由于形成了短路，可以减小在永久磁铁方面的外磁阻，并减小加在永久磁铁上的相对磁场，同时防止消磁。

与上述磁阻式转动机相同，最好是转子芯用层压的电磁钢板制成。

在此情况下，可以减小产生在转子芯中的涡流。

与上述磁阻式转动机相同，最好是转子芯具有容纳在其中未容纳永久磁铁的另一腔中的非磁材料。

在此情况下，可以借助所产生的牢固结构来增大转子的强度。

更好地，该非磁材料是导电的。

当转动机以异步速度瞬态运行时，涡流流过导电非磁材料，从而使转子能够在稳定状态下转动。进一步地，由于用于限制衔铁绕组中的谐波电流的电流流过导电非磁材料，可以减小由谐波电流造成的影响。

与上述磁阻式转动机相同，较好地是，各个转动机进一步包括多对单元-每一对都由衔铁绕组和与衔铁绕组相连的功率元件组成。

在此情况下，可以用大量小容量的一般功率元件代替大容量的功率元件。

上述的本发明的目的也能够借助一种磁阻式转动机来实现，这种磁阻式转动机包括：

一个定子，它具有设置在定子的一个内周边上的衔铁绕组；

沿着径向通过一个间隙设置在定子之内的转子，该转子包括带有磁极和磁极之间的极间部分的转子芯；以及

设置在转子中的多个永久磁铁，从而使永久磁铁的磁通量排斥向极间部分泄漏的衔铁绕组的磁通量；

其中转子芯包括沿着磁极的各个极轴形成的多个腔，这些腔每一个都是长方形的，且永久磁铁被分别设置在腔中，永久磁铁以这样的方式得到磁化-即从永久磁铁产生的磁通量在极间部分中彼此强化。

在上述的转动机中，由于沿着极轴的永久磁铁沿着与极轴垂直的方向得到了磁化，这些磁铁排斥从极间轴方向来的磁通量。进一步地，由于相对导磁率约为1，永久磁铁增强了沿着永久磁铁方向的磁阻。因此，衔铁电流引起的磁通量在磁极流过芯部分，而不流过极间芯部分，从而在间隙磁通量分布上产生不规则而借助磁能的改变产生出大的力矩。注意，当采用高磁能的稀土永久磁铁用于永久磁铁时，沿着极间轴的方向的间隙场可以沿着相反的方向对着衔铁电流引起的磁场，从而可以增大间隙磁通量密度相对于转子的转动位置的分布的改变。因此，借助间隙磁通量密度的分布的改变的增大，即磁能的改变的增大，机器的功率输出能够得到改善。另外，由于永久磁铁被容纳在沿着极轴的腔中，永久磁铁的表面积与具有连接在转子的外表面上的永久磁铁的传统永久磁铁式转动机的永久磁铁表面积相比得到了减小，且类似地，联链磁通量也得到了减小。永久磁铁被磁材料所围绕，联链磁通量由于磁短路而得到了减小，从而减小了铁损。通过把永久磁铁引起的联链磁通量与衔铁电流(磁阻马达的激励电流分量和力矩电流分量)引起的联链磁通量相结合，而减小了端电压。这意味着对激励电流分量的调节使得端电压能够得到大范围的调节。即，即使用恒定电压的电源，也可以在大范围内以可变的速度运行转动机。

上述的本发明的目的也能够借助一种磁阻式转动机来实现，这种磁阻式转动机包括：

一个定子，它具有设置在定子的一个内周边上的衔铁绕组；

沿着径向通过一个间隙设置在定子之内的转子，该转子包括带有磁极和磁极之间的极间部分的转子芯；以及

设置在转子中的多个永久磁铁，从而使永久磁铁的磁通量排斥向极间部分泄漏的衔铁绕组的磁通量；

其中转子芯包括沿着磁极的各个极轴形成的多个第一腔-这些第一腔每一个都是长方形的-和沿着径向形成在第一腔以内并设置在极间部分中的多个第二腔，且在第一腔中分别设置有永久磁铁，这些永久磁铁以这样的方式得到磁化-使得永久磁铁产生的磁通量在极间部分中彼此强化。

除了上述效果，沿着极间轴方向的磁阻由于第二腔而得到增大。因此，衔铁产生的磁通量流过磁极处的芯部，而不流过极间芯部分。因此，由于产生了间隙磁通量分布上的不规则，可以借助磁能的改变而产生出大的力矩。

在上述磁阻式转动机中，最好，第二腔是扇形腔，其每一个都从其基点向着转子芯的一个外周边逐渐地加宽，该基点接近转子芯的中心。

在此情况下，由于腔的形状，可以增大磁阻，从而增大机器的力矩。

或者，较好地是第二腔的形状为长方形。在此情况下，由于第一腔以多边形的方式被设置在多极转动机中，第二腔的长方形配置使得转子芯的径向厚度能够得到增大，从而可以有效地提高转子芯沿着径向方向的磁阻。

与上述两种磁阻式转动机相同，较好地是转子芯具有分别容纳在第二腔中的非磁材料。

在此情况下，还可以借助所产生的牢固结构而提高转子的强度。

更好地，非磁材料是导电的。

在此情况下，当转动机以异步速度瞬态运行时，涡流通过导电非磁材料，从而使转子能够在稳定的状态下转动。进一步地，由于用于限制衔铁绕组中的谐波电流的电流在导电非磁材料中流过，可以减小谐波电流的影响。

在本发明的上述转动机中，第二腔较好地是分别具有容纳在其中的附加永久磁铁。

在此情况下，第二腔中的永久磁铁排斥沿着极间轴进入的衔铁电流的磁通量，从而使间隙磁通量分布中的不规则进一步增大，以改善机器的功率输出。

更好地，在此设置中，第一腔中的永久磁铁具有高磁能，而第二腔中的永久磁铁具有低磁能。

应该注意的是，越是接近转子的外周边，由于衔铁感应的消磁场分布就越强。因此，通过在第一腔中沿着转子的周边设置具有高磁能的永久磁铁，可以增大间隙磁通量分布的不规则。

在本发明中，更好地是第二腔被形成在转子芯中，从而使转子芯的一部分处于第一腔中的各个永久磁铁与各个第二腔之间。

在此情况下，永久磁铁的部分磁通量经过转子芯的该部分而泄漏出来，从而使永久磁铁中的抗磁场得到减小。因此，可以提高永久磁铁的消磁曲线上的操作点并同时提高导磁系数，从而使防消磁对温度和衔铁感应的特性能够得到改善。

另外，较好地是第一腔中的永久磁铁被以这样的方式设置，即永久磁铁的各个外端处于转子芯的外周边之内，而使转子芯的一部分处于该间隙与永久磁铁的各个外端之间。

另外，在此情况下，可实现与上述的相同的操作和优点。进一步地，当转子芯是用层压的电磁钢板制成时，转子芯的电阻得到了增强，从而使得由于谐波磁通量造成的涡流能够得到有利的减小。

上述的本发明的目的也能够借助一种磁阻式转动机来实现，这种磁阻式转动机包括：

一个定子，它具有设置在定子的一个内周边上的衔铁绕组；

沿着径向通过一个间隙设置在定子之内的转子，该转子包括带有磁极和磁极之间的极间部分的转子芯；以及

设置在转子中的多个永久磁铁，从而使永久磁铁的磁通量排斥向极间部分泄漏的衔铁绕组的磁通量；

其中转子芯包括沿着磁极的各个极轴而形成的多个第一腔-每一个第一腔都是长方形的-以及沿着径向形成在第一腔内并设置在极间部分中的多个第二腔，且这些永久磁铁分别被设置在第二腔中。

由于在第一腔中没有磁铁，只有第一腔的高磁阻影响衔铁磁通量。因此，由于沿着极间轴方向的衔铁电流引起的磁通量增大，间隙磁通量密度的改变范围减小且机器的功率输出也减小。然而，随着安装在转动机中的永久磁铁的数目的减小，可以减小机器的制造成本。

另外，由于永久磁铁被隔离在转子芯中，泄漏到转子芯中的磁通量增大，从而使磁铁的抗磁场减小。考虑到消磁曲线的B-H特性，操作点由于磁通量的磁路平行增大而升高，从而使转子达到磁稳定从而增强了对消磁的抵抗。进一步地，越是接近转子的外周边，由于衔铁感应引起的消磁场分布越强。因此，永久磁铁的这种最内定位使得衔铁感应的影响能够适度。其结果，可以防止由于温度和衔铁感应引起的消磁，从而能够获得长期稳定的机器特性。

在上述转动机中，较好地是第二腔中的永久磁铁沿着转子芯的径向方向得到磁化。

在此情况下，由于各个永久磁铁沿着与沿着极间轴的衔铁磁通量相反的方向得到磁化，可以减小沿着极间轴方向的间隙磁通量。注意，当采用具有高磁能的稀土永久磁铁时，可以把沿着极间轴方向的间隙场变成与衔铁电流的磁场相反的方向，从而增大间隙磁通量密度分布中的改变即磁能的改变，从而改善功率输出。

与上述两种磁阻式转动机相同，各个磁极的宽度较好地是磁极的极间距的0.3至0.5倍。

借助这种设置，可以有效地增大间隙磁通量密度分布随着转子的转动位置的改变，从而能够实现具有高功率输出的转动机

与上述两种磁阻式转动机相同，转子芯较好地是被设置在磁极的各个中心，并有沿着转子芯的径向方向延伸的缝。

在此情况下，由于沿着磁极的交叉方向的磁阻由于这种缝而增大，衔铁电流引起的沿着极间轴方向的磁通量减小。进一步地，由于腔中的各个永久磁铁沿着极轴的磁通量被缝之一所阻断，永久磁铁的磁通量首先沿着磁极中的腔的方向流过，随后经过该间隙而通过定子芯，并最后返回到相同的磁铁。

与上述两种磁阻式转动机相同，转子芯较好地是由层压的电磁钢板制成。

在上述转动机中，较好地是把非磁材料容纳在第一腔中。

在此情况下，可以借助所产生的牢固结构而增大转子的强度。

更好地，在此情况下，非磁材料是导电的。

在此情况下，在材料中产生的涡流使得转动机能够自激活。进一步地，可以减小谐波磁场的影响。

上述的本发明的目的也能够借助一种磁阻式转动机来实现，这种磁阻式转动机包括：

一个定子，它具有设置在定子的一个内周边上的衔铁绕组；

沿着径向通过一个间隙设置在定子之内的转子，该转子包括带有磁极和磁极之间的极间部分的转子芯；以及

设置在转子中的多个永久磁铁，从而使永久磁铁的磁通量排斥向极间部分泄漏的衔铁绕组的磁通量；

其中转子芯具有沿着磁极的各个极轴形成的多个第一腔和沿着极间部分的外周边形成的多个第二腔，该第一和第二腔是长方形的，且永久磁铁被设置在第一和第二腔中并以这样的方式得到磁化-即永久磁铁所产生的相应的磁通量在极间部分中彼此强化。

根据上述的本发明，由于第一腔中的永久磁铁沿着基本垂直极轴的方向得到磁化，它们排斥通过转子芯的极间部分而进入的磁通量。因此，由于永久磁铁的相对导磁率约为1，通过永久磁铁的磁路中的磁阻有增大的倾向。因此，衔铁绕组的磁通量不流过基本的极间部分而是流过磁极中的芯部。其结果，由于在间隙磁通量分布上形成了不规则性，可以借助磁能的增大的改变而为转动机产生大的磁阻力矩。

另外，由于第二腔中的永久磁铁的磁通量与衔铁绕组互连，还产生了一个额外的力矩，以相应地为机器提供大的力矩。

同时，由于第一腔中的磁铁沿着极轴的磁通量主要分布在转子芯中，与衔铁绕组互连的磁通量几乎占据了由于第二腔中的永久磁铁引起的磁通量。即，由于本发明的永久磁铁磁阻式转动机包括设置在转子芯的周边(极间部分)上的永久磁铁，永久磁铁的表面积与永久磁铁设置在转子的外表面上的传统永久磁铁式转动机相比得到了减小，且类似地联链磁通量也得到了减小。永久磁铁被磁材料所围绕，联链磁通量也由于磁短路而得到减小，从而使铁损能够得到减小。端电压是通过把永久磁铁的联链磁通量与衔铁电流(磁阻马达的激励电流分量和力矩电流分量)的联链磁通量相结合而感应出来的。这意味着对激励电流分量的调节使得能够在大范围内对端电压进行调节。即，可以在电源电压恒定的情况下使转动机在大范围的可变速度下运行。

在上述转动机中，较好地是各个极间部分都带有多个第二腔。

借助极间部分的上述结构，可以在第二腔中采用永久磁铁，这些永久磁铁的尺寸与第一腔中的永久磁铁类似。因此，在机器的制造中，部件的种类能够得到减少，从而改善生产率。还可以通过修正第二腔中的磁铁设置来控制泄漏到极间部分的外周边的磁通量。

在本发明中，较好地是转子芯进一步包括分别处于极间部分中的多个第三腔-它们是长方形的并沿着径向处于第一腔之内，从而在各个极间部分中限定由第一、第二和第三腔所围绕的大体矩形的区域。

或者，较好地是转子芯进一步包括分别处于极间部分中的圆形的第三腔-它们沿着径向处于第一腔之内，从而在各个极间部分中限定由第一、第二和第三腔所围绕的大体三角形的区域。

与上述较好的构成相同，由于第一腔中的永久磁铁沿着与极轴大体垂直的方向得到了磁化，它们排斥通过转子芯的极间部分进入的磁通量。因此，由于永久磁铁的相对导磁率约为1，有增大通过永久磁铁的磁路的磁阻的倾向。进一步地，由于提供了第三腔，沿着极间轴的磁路的磁阻被进一步增大了。因此，衔铁绕组的磁通量不通过主要的极间部分而是通过磁极中的芯部。其结果，由子在间隙磁通量分布上形成了不规则性，可以借助磁能的加大的改变而为转动机产生大的磁阻力矩。另外，由于第二腔中的永久磁铁的磁通量与衔铁绕组互连，产生了额外的力矩。因此，借助这些力矩的和，本发明的转动机能够产生大的力矩。

与上述较好的构成相同，各个转动机较好地进一步包括额外的永久磁铁，这些磁铁分别被容纳在第三腔中并以这样的方式得到磁化-即第一、第二和第三腔中的永久磁铁的磁通量在各个极间芯部分中彼此强化。

在此情况下，由于第三腔用永久磁铁填充，永久磁铁产生的磁通量能够得到进一步的增强，从而使与衔铁绕组互连的磁通量能够得到增大。因此，可以按照弗来明左手定则来增大机器的力矩。

与上述较好的形式相同，较好地是各个转动机进一步包括分别容纳在第三腔中的非磁材料。

在此情况下，可以在不影响机器的磁特性的情况下增大转子的强度。

更好地，该非磁材料是导电的。

在此情况下，材料中产生的涡流使得转动机能够自激活。进一步地，可以减小谐波磁场的影响。

在上述把永久磁铁容纳在第三腔中的情况下，较好地是第一和第三腔中的永久磁铁是铁氧磁铁，而第二腔中的永久磁铁是稀土磁铁。

另外，由于铁氧磁铁有效地排斥流过极间部分的衔铁磁通量且同时稀土磁铁通过与衔铁绕组互连而产生力矩，机器能够有效地产生大力矩。

在把永久磁铁容纳在第三腔中的上述情况下，较好地是第一和第三腔中的永久磁铁是用磁粉末和树脂制成的粘合磁铁，而第二腔中的永久磁铁是稀土磁铁。

在此情况下，借助如上所述的操作，机器能够有效地产生大力矩。另外，由于粘合磁铁是通过用树脂固化磁粉末而制成的，该磁铁在结构上具有大的自由度。进一步地，当粘合磁铁是借助注入模等而与转子芯整体地形成时，转子的制造能够得到便利。

上述的本发明的目的也能够借助一种磁阻式转动机来实现，这种磁阻式转动机包括：

一个定子，它具有设置在定子的一个内周边上的衔铁绕组；

沿着径向通过一个间隙设置在定子之内的转子，该转子包括带有磁极和磁极之间的极间部分的转子芯；以及

设置在转子中的多个永久磁铁，从而使永久磁铁的磁通量排斥向极间部分泄漏的衔铁绕组的磁通量；

其中转子芯具有沿着磁极的各个极轴形成的多个第一腔和沿着极间部分的外周边形成的多个第二腔，这些第一和第二腔是长方形的，且永久磁铁只被设置在第二腔中。

在上述转动机中，由于在第一腔中没有磁铁，失去了永久磁铁的排斥作用，因而通过极间芯部分的衔铁绕组的磁通量只受到第二腔的高磁阻的减小。虽然机器的力矩减小了，转子结构得到了简化，因而机器的制造得到了便利。

在上述转动机中，较好地，转子芯进一步包括多个第三腔，这些第三腔分别是长方形的并处于极间部分中并沿着径向处于第一腔的内侧，从而在各个极间部分中限定了由第一、第二和第三腔所围绕的大体矩形的区域。

由于设置了第三腔，沿着极间轴的磁路的磁阻得到了进一步的增大。因此，衔铁绕组的磁通量不通过极间部分而是通过磁极中的芯部。其结果，由于在间隙磁通量分布中形成了不规则性，可以借助磁能的增大的改变而为转动机产生大的磁阻力矩。另外，由于第二腔中的永久磁铁的磁通量与衔铁绕组互连，也产生了额外的力矩。因此，借助这些力矩之和，本发明的转动机能够产生大的力矩。

在上述的转动机中，更好地是它进一步包括分别容纳在第一和第三腔中的非磁材料。

如上所述，可以借助所产生的牢固的结构，在不影响机器的磁性质的情况下，增强转子的强度。

在此情况下，更好地是非磁材料是导电的。

在此情况下，在导电材料中产生的涡流使得转动机可以自启动并使谐波磁场的影响能够受到限制。

上述的本发明的目的也能够借助一种磁阻式转动机来实现，这种磁阻式转动机包括：

一个定子，它具有设置在定子的一个内周边上的衔铁绕组；

沿着径向通过一个间隙设置在定子之内的转子，该转子包括带有磁极和磁极之间的极间部分的转子芯；以及

设置在转子中的多个永久磁铁，从而使永久磁铁的磁通量排斥向极间部分泄漏的衔铁绕组的磁通量；

其中转子芯具有沿着磁极的各个极轴形成的多个第一腔和沿着极间部分的外周边形成的多个第二腔，首先和第二腔是长方形的，且这些永久磁铁只被设置在第一腔中并以这样的方式得到磁化-即永久磁铁所产生的相应磁通量在极间部分中彼此强化。

根据该实施例，由于在第二腔中没有磁铁，所由永久磁铁的磁通量与衔铁绕组的互连所产生的力矩几乎失去，因而磁阻力矩将是主要的力矩。虽然机器的力矩相应地减小了，转子结构由于消除了周边上的磁铁而简化了，因而机器的制造得到了便利。

在此情况下，较好地是转子芯进一步包括极间部分中的多个第三腔，这些第三腔分别是长方形的并沿着径向位于第一腔的内侧，从而在各个极间部分中限定出由第一、第二和第三腔围绕的大体矩形的区域。

由于设置了第三腔，可以借助增大的磁能改变为转动机产生大的磁阻力矩。

在上述转动机中，更好地是它进一步包括分别容纳在第二和第三腔中的非磁材料。

如上所述，可以借助所产生的牢固结构来增强转子的强度，而不影响机器的磁特性。

在此情况下，更好地是非磁材料是导电的。

在此情况下，在导电材料中产生的涡流使得转动机可以自启动并使谐波磁场的影响能够受到限制。

上述的本发明的目的也能够借助一种磁阻式转动机来实现，这种磁阻式转动机包括：

一个定子，它具有设置在定子的一个内周边上的衔铁绕组；

沿着径向通过一个间隙设置在定子之内的转子，该转子包括带有磁极和磁极之间的极间部分的转子芯；以及

设置在转子中的多个永久磁铁，从而使永久磁铁的磁通量排斥向极间部分泄漏的衔铁绕组的磁通量；以及

分别设置在转子芯的两个轴向端上的磁端环。

注意，在上述的本发明中，在转子芯的各个轴向端部与各个磁端环之间可以限定一个间隙。

借助上述设置，当沿着与转子芯中的永久磁铁的磁化相反的方向的衔铁感应场被加到转子上时，永久磁铁的磁通量的一部分形成了闭合的磁通路-这些磁路每一条都通过了沿着转子从磁铁至端环的转轴的一条通路、在端环中的一条通路和从端环至磁铁的一条通路。即，由于设置了端环，能够有效地产生磁通量，从而使与衔铁绕组互连的转子磁通量得到调节。以此方式，端电压可通过控制衔铁电流而得到方便的调节。

从以下结合附图的描述，本发明的这些和其他的目的和特征将变得显而易见。

图1是传统的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着转子的径向方向取的；

图2是根据本发明的第一实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图3是第一实施例的磁阻式转动机的横截面图，显示了机器的磁通量的一部分流动。

图4是根据本发明的第二实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图5是根据本发明的第三实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图6是根据本发明的第四实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图7是根据本发明的第五实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图8是根据本发明的第六实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图9是根据本发明的第七实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图10是根据本发明的第八实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图11是根据本发明的第九实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图12是根据本发明的第十实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图13是根据本发明的第十四实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图14是根据本发明的第十五实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图15是根据本发明的第十六实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图16是根据本发明的第十七实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图17是根据本发明的第十七实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图18是根据本发明的第十七实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图19是根据本发明的第十八实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图20是根据本发明的第十八实施例的磁阻式转动机的转子的修正的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图21是根据本发明的第十九实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图22是根据本发明的第十九实施例的磁阻式转动机的转子的一种修正的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图23是根据本发明的第二十实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图24是根据本发明的第二十一实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图25是根据本发明的第二十二实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图26是根据本发明的第二十二实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，显示了衔铁绕组磁通量沿着极轴方向的流动；

图27是根据本发明的第二十二实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，显示了衔铁绕组磁通量沿着极间轴方向的流动；

图28是根据本发明的第二十三实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图29是根据本发明的第二十四实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图30是根据本发明的第二十四实施例的磁阻式转动机的转子的一种修正的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图31是根据本发明的第二十五实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图32是根据本发明的第二十六实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图33是根据本发明的第二十七实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图34是根据本发明的第二十八实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图35是根据本发明的第二十九实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图36是根据本发明的第三十实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的；

图37是根据本发明的第三十一实施例的磁阻式转动机的横截面图；

图38是根据本发明的第三十一实施例的磁阻式转动机的横截面图。

以下结合附图描述本发明的大量实施例。应该注意的是，在某些实施例组中相同的部件用相同的标号表示。

图2是根据本发明的第一实施例的磁阻式转动机的横截面图，该图是沿着机器的转子的径向方向取的。一个定子1包括衔铁绕组2。转子3由转子芯4构成。转子芯4在定子1与转子3之间的一个间隙侧上转子3周边表面上具有不平整性。转子3用磁材料-诸如S45C(用于机器的碳钢)、层压的硅钢片等制成。在构成转子3的磁极的相对突出部分5的相应侧面上，该实施例的转动机包括Nd-Fe-B永久磁铁7。图3显示了上述转动机的磁通量分布。在突出部分5的侧面上的各个永久磁铁7沿着转子3的圆周方向得到磁化，以形成磁路-其中永久磁铁7的磁通量(用实线表示)通过定子1和永久磁铁7附近的转子芯部分。因此，永久磁铁7的磁通量(实线)起着限制定子1的衔铁绕组的磁通量(虚线)泄漏到转子3的相对磁极与作为磁极的突出部分5的侧面之间的凹进部分6的作用。换言之，通过限制磁通量，可以增大有效磁通量，从而能够实现高功率输出。

图4是根据本发明的第二实施例的磁阻式转动机的横截面图，该图是沿着机器的转子的径向方向取的。与第一实施例类似地，定子1包括衔铁绕组2。转子3由转子芯4组成，而转子芯4在定子1与转子3之间的间隙侧面的转子3周边表面上具有不平整性。根据该实施例，转子芯4具有在突出部分5的相应侧上设置的矩形腔9-其中分别嵌有永久磁铁7。与图3的磁通量分布相似地，由于设置了永久磁铁7，可以防止定子1的磁通量泄漏到转子3的相对磁极与作为磁极的突出部分5的侧面之间的凹进部分6。其结果，可以增大有效磁通量，从而能够实现高功率输出。另外，由于永久磁铁7被嵌在腔9中，即使在难于用粘合剂固定永久磁铁7的机器高速转动以及高或低温期间也能够借助转子芯4牢固地固定永久磁铁7。

进一步地，由于永久磁铁7被磁材料所围绕，形成了磁短路，从而减小了抗磁场，因而可以防止永久磁铁7被不可逆地消磁。换言之，可以提高永久磁铁7的消磁曲线上的操作点(增大导磁系数)，从而能够改善防消磁对温度和衔铁感应的特性。凹进部分减小了从衔铁绕组2至永久磁铁7的磁通量，从而能够减小至永久磁铁7的消磁场。

另外，由于永久磁铁7被磁材料围绕且凹进部分6被形成在极间部分中，可以减小至定子1的衔铁绕组2的联链磁通量，因为磁短路减小了铁损，从而能够改善低负载或无负载操作范围的效率。进一步地，至电源的感应电压可以在负载操作时进行大范围的变化，从而能够获得大的马达可变速度范围。通过调节外芯部的径向厚度，可以控制泄漏至磁极之间的外周边部分的磁通量。

图5是根据本发明的第三实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。图6是根据本发明的第四实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。与第一实施例类似地，在各个实施例中，定子包括衔铁绕组。转子3由转子芯4构成，而转子3在间隙侧的周边表面是不平整的。上述实施例与这些实施例之间的不同，在于相对的突出部分5通过长桥10彼此相连。例如，转子3可以通过在层压的硅片上冲压出长圆孔而提供。在图6的第四实施例中，用于容纳永久磁铁7的矩形腔9是在冲压转子芯4中的长圆孔6的同时形成的。由于在突出部分5的侧面上设置了永久磁铁7，可以防止定子1的磁通量泄漏到转子3的相对磁极与作为磁极的突出部分5的侧面之间的凹进部分6。其结果，可以增大有效通量，从而能够实现高功率输出。另外，由于永久磁铁7被嵌在芯部所围绕的腔9中，即使在难于用粘合剂固定永久磁铁7的机器高速转动以及高或低温期间，也能够借助转子芯4牢固地固定永久磁铁7。

进一步地，由于永久磁铁7被磁材料所围绕，可以防止永久磁铁7进一步地，由于永久磁铁7被磁材料所围绕，形成了磁短路，从而减小了抗磁场，因而可以防止永久磁铁7被不可逆地消磁。换言之，可以提高永久磁铁7的消磁曲线上的操作点(增大导磁系数)，从而能够改善防消磁对温度和衔铁感应的特性。桥10(外磁环)起着旁路衔铁感应的磁通量的作用，从而减小至永久磁铁7的消磁场。不容纳永久磁铁7的腔9减小了从衔铁绕组2至永久磁铁7的磁通量，从而能够减小至永久磁铁7的消磁场。

另外，由于永久磁铁7被磁材料所围绕且腔9被形成在极间部分中，由于磁短路，可以减小至定子1的衔铁绕组2的联链磁通量，从而减小铁损，从而能够改善低负载或无负载操作下的效率。进一步地，在负载操作期间至电源的感应电压可以在大范围内改变，从而能够获得大的马达可变速度范围。

图7是根据本发明的第五实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。图8是根据本发明的第六实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。各个转动机的定子都包括衔铁绕组。转子3由柱形转子芯4构成。在转子芯4中，在位于间隙侧的转子3周边表面附近的邻接磁极(即突出部分5)之间设置有多个矩形腔9。永久磁铁7被设置在接近磁极的侧面的腔9中。在这些实施例中，转子芯4由层压的硅钢片构成。上述腔9可通过在层压的硅钢片上沿着圆周方向冲压出多个矩形孔，而集体提供。注意，没有永久磁铁7的其他腔9可以大于用于容纳磁铁7的腔9。

根据第五和第六实施例，可以借助永久磁铁7限制未显示的定子的磁通量泄漏到相对的磁极之间的芯部和泄漏到磁极的侧面，从而能够借助增大的有效磁通量来实现高功率的转动机。同时，由于永久磁铁7被嵌在由芯部所围绕的腔9中，即使在难于用粘合剂固定永久磁铁7的机器高速转动以及高或低温期间，也能够借助转子芯4牢固地固定永久磁铁7。另外，由于腔9不是由少数个大孔构成而是由多个小孔构成的，转子3的强度可得到改善。

进一步地，由于永久磁铁7被磁材料围绕，可以防止永久磁铁7被不可逆消磁。换言之，可以提高永久磁铁7的消磁曲线的操作点(增大导磁系数)，从而改善对温度和衔铁感应的防消磁特性。桥10(外磁环)起着旁路衔铁感应以减小永久磁铁7的消磁场的作用。腔9减小了从衔铁绕组2至永久磁铁7的磁通量，从而使至永久磁铁7的消磁场能够得到减小。

另外，由于永久磁铁7被磁材料所围绕且腔9被形成在极间部分中，由于磁短路减小了铁损，可以减小至定子1的衔铁绕组2的联链磁通量，从而低负载或无负载操作范围的效率能够得到改善。进一步地，至电源的感应电压能够在大的负载操作范围内变化，从而能够获得大的马达可变速度范围。

图9是根据本发明的第七实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。图10是根据本发明的第八实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。各个转动机的定子都包括衔铁绕组。转子3由柱形转子芯4构成。转子芯4通过层压硅钢片而制成。沿着转子芯4的径向方向，沿着构成相对磁极5a的芯部的两个侧面形成了长腔9，从而在相对的磁极5a、5a之间提供了V形腔。永久磁铁7被设置在腔9中。与上述实施例类似地，这些腔9是通过在层压的硅钢片上穿孔而集体制成的。

由于磁极5a、5a之间的永久磁铁7沿着转子3的大体圆周方向得到磁化，可以限制磁通量向相对的磁极5a、5a之间的芯部的泄漏和向磁极5a、5a的侧面的泄漏，从而能够利用有效磁通量的增大而实现高功率转动机。同时，由于永久磁铁7被嵌在围绕有芯部的腔9中，可以在难于用粘合剂固定永久磁铁7的机器高速转动以及高或低温期间，借助转子芯4牢固地固定永久磁铁7。

进一步地，由于永久磁铁7用磁材料围绕，可以防止永久磁铁7被不可逆消磁。换言之，可以提高永久磁铁7的消磁曲线的操作点(增大导磁系数)，从而改善防消磁特性的温度和衔铁感应特性。

另外，由于永久磁铁7被磁材料所围绕，由于磁短路，可以减小至定子1的衔铁绕组2的联链磁通量，从而减小铁损，从而能够改善低负载或无负载操作范围中的效率。进一步地，至电源的感应电压能够在大的负载操作范围内变化，从而能够获得大的马达可变速度范围。

进一步地，根据图10的第八实施例，由于在位于磁极5a、5a之间的芯部的各个中介部分还形成了两个扇形腔9a，磁阻得到了增强，从而在整个上减小了磁极之间的磁通量。腔9a减小了从衔铁绕组2至永久磁铁7的磁通量，从而使至永久磁铁7的消磁场能够得到减小。

图11是根据本发明的第九实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。在此实施例中，定子(未显示)包括衔铁绕组，而转子3由柱形转子芯4和设置成V形的永久磁铁7组成。根据本实施例，各个永久磁铁7比转子3的半径短，从而使芯部被形成在永久磁铁7的两侧上。因此，各个永久磁铁7的磁通量流过相应的短路中的永久磁铁7的两侧上的芯4的周边和中心部分，从而使各个磁铁的磁通量在转子芯4中形成了基本闭合的磁路。由于形成了这种短路，可以减小永久磁铁7方面的外磁阻，并减小加到永久磁铁7上的相反的磁场并同时防止消磁。

图12是根据本发明的第十实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。本实施例的磁阻式转动机具有与第七和八实施例的机器类似的结构和效果。然而，在此实施例中，由于转子芯4中的永久磁铁7以倒V形方式设置，来自永久磁铁7的磁通量能够在转子芯4中形成关闭的回路。即，可以减小永久磁铁7方面的外磁阻并减小加到永久磁铁7上的相反磁场并同时防止消磁。

现在在不结合附图的情况下描述本发明的第十一实施例。本实施例的磁阻式转动机与上述实施例的机器在结构和效果上是类似的。然而，在此实施例中，由于转子芯用层压的电磁钢片构成，可以减小在转子芯中产生的涡流。

在本发明的第十二实施例中的磁阻式转动机与上述实施例的磁阻式转动机在结构和效果上是类似的。然而，在此实施例中，由于腔中包含了用非磁不锈钢(例如SUS304)制成的部件且没有永久磁铁，可以增强转子本身的强度。

在本发明的第十三实施例中的磁阻式转动机与上述实施例的磁阻式转动机在结构和效果上是类似的。然而，在此实施例中，腔中包含了用作为导电非磁材料的铜(Cu)或铝(Al·)制成的部件且没有永久磁铁。因此，如果转动机以异步速度瞬态运行，一个涡流流过上述导电部件，从而使转子能够在稳定的状态下转动。进一步地，由于电流在导电部件中流过从而使衔铁绕组中的高频电流得到限制，可以减小高频的影响。

图13是根据本发明的第十四实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的。该实施例的磁阻式转动机的结构和效果与上述实施例的类似。然而，在此实施例中，由于转动机包括多对单元11-其每一个都由彼此相连的衔铁绕组和功率元件(例如作为电功率半导体器件的可控硅、功率晶体管等等)组成，可以用大量的小容量的普通功率元件来代替大容量的功率元件。

图14是根据本发明的第十五实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的径向方向取的。该实施例的转动机包括一个具有四极式衔铁绕组22的定子21和一个由柱形转子芯24构成的转子23。

转子芯24由用软碳钢S45C制成的柱形部件之一和层压的圆形硅钢片组成。沿着转子芯24的各个极轴，设置有一对长方形腔25-它们彼此分开一个极的宽度。由于本实施例的四极式衔铁绕组22具有设置成十字形的四个磁极，这些腔25把各个夹在它们之间。

Nd-Fe-B合金族的永久磁铁26被插入腔25并借助粘合剂而被固定在其中。各个永久磁铁26都沿着与极轴垂直的方向得到磁化。至于磁化方向，沿着磁极的永久磁铁26以这样的方式得到磁化-即来自磁铁26的各个磁通量在磁极之间的相应芯部即相应极间部分彼此强化。

换言之，首先，在各个磁极两侧的永久磁铁26沿着相同的方向得到磁化且沿着与这些磁铁26之间的磁极相垂直的方向得到磁化。其次，对于在不同磁极上的相邻磁铁26，在一个极间部分的两侧上的两个永久磁铁26沿着相反的方向得到磁化并以这样的方式得到磁化-即在该极间部分中，来自相邻磁铁26的相应磁通量沿着径向方向彼此强化。

进一步地，形成了四个扇形腔27，以沿着磁极设置的腔25和转子芯24的中心部分。

图15是根据本发明的第十六实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。与第十五实施例不同，该实施例的转动机带有腔25，且腔25每一个都具有位于转子芯24的外周边之内的径向外端且每一个腔25中都容纳有永久磁铁6。因此，由于这种构造，在各个磁铁26的外端与转子23的外周边之间有一部分转子芯24。在此实施例中还应该注意的是，转子23带有四个扇形腔27。

图16是根据本发明的第十七实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。虽然该实施例的转动机的腔25和永久磁铁26都与第十六实施例中的类似，但四个扇形腔27是以这样的方式形成的-即在各个腔25的内端与腔27的径向外端之间限定了一部分转子芯24。

现在我们结合图17和18描述根据第15至17实施例的转动机的操作。

(产生大力矩的原理)

图17显示了衔铁电流所产生的沿着极轴方向的磁通量B1。由于磁通量B1具有在磁极处的转子芯24的磁路，沿着此方向的磁阻要小得多，从而提供了便于磁通量通过的磁结构。

图18显示了衔铁电流产生的沿着未显示的通过各个磁极之间的芯部的直径方向的极间轴的磁通量B2。虽然磁极之间的磁通量B2形成了通过相对的永久磁铁26和腔27的磁路，由于永久磁铁26的相对导磁率大约为1，衔铁电流产生的磁通量可由于永久磁铁26与腔27的高磁阻的作用而被减小。

进一步地，由于腔25中的永久磁铁26沿着大体与极轴垂直的方向得到了磁化，磁铁26的磁通量B3通过了转子23的磁极，从位于磁极之间的芯部通过间隙而至定子21，并通过位于磁极之间的另一芯部而返回到磁铁26。永久磁铁26的磁通量B3的方向与衔铁电流产生的磁通量B2的方向相反，并排斥侵入磁极之间的衔铁磁通量。或者，在位于磁极之间的间隙部分，衔铁电流产生的磁通量，与在磁极上的间隙部分的磁通量相比，被永久磁铁26的磁通量B3减小。换言之，在间隙部分处的磁通量随着转子23的转动位置而有大的改变，因而磁能的改变增大。因此，可以认为，由于提供了永久磁铁，发生了等价的磁通量改变以为机器提供高功率输出。其结果，由于间隙中的磁通量分布呈现出不规则性，可以借助磁能的改变而产生大的功率输出。

上述作用，可通过由于采用低磁能的铁氧磁铁作为永久磁铁而产生的间隙磁通量分布与由于采用由高磁能的Nd-Fe-B磁铁产生的另一种间隙磁通量分布之间的不同，而得到具体的认识。

现在描述基于实验数据的事实。

在采用铁氧磁铁和Nd-Fe-B磁铁的情况下，沿着磁轴方向的磁通量B1的间隙磁通量密度都是0.7-0.8T。另一方面，磁极之间沿着轴的方向的磁通量B2的间隙磁通量密度在铁氧磁铁的情况下为0.1T且在Nd-Fe-B磁铁(负极)的情况下为0.3T。因此，可以理解Nd-Fe-B磁铁形成了与衔铁电流的磁场相反的磁场，从而显著地增大了间隙周围相对于转子的转动位置的磁通量分布的改变。

(端电压的调节范围，使机器能够以大范围的可调节速度进行运行)

在上述图14-16的实施例中，由于永久磁铁磁阻式转动机包括只容纳在腔25中的沿着极轴的永久磁铁26，永久磁铁的表面积与具有连接在转子的外表面上的永久磁铁的传统永久磁铁式转动机相比得到了减小，且类似地，联链磁通量也得到了减小。在图15和16中，永久磁铁26被磁材料所围绕，联链磁通量的量由于磁短路而减小，从而能够减小铁损。端电压，通过结合永久磁铁26引起的联链磁通量和衔铁电流(磁阻马达的激励电流分量和力矩电流分量)引起的联链磁通量，而得到减小。这意味着对激励电流分量的调节使得能够在大范围中调节端电压。即，可以在恒定电压电源的情况下，在大范围的可变速度下运行转动机。

在图15的第十六实施例中，由于永久磁铁26被嵌在转子芯24中，转子的机械强度与图14的实施例相比得到了增强。

在图16的第十七实施例中，由于转子芯24的相应部分被限定在永久磁铁26之外和之内，永久磁铁26的一部分磁通量B3通过部分转子芯24而泄漏出来，从而减小了永久磁铁26中的消磁场。换言之，可以提高永久磁铁26的消磁曲线的操作点(增大导磁系数)，从而改善防消磁特性的温度和衔铁感应特性。

图19是根据本发明的第十实施例实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。与上述第15-17实施例不同，磁极之间的内腔27是长方形的。

应该注意的是，在多极机器中，由于沿着极轴的腔25在转子芯24中通常是以多边形方式设置的，转子23的其余空间可以得到有效利用。由此，长方形腔27使得转子23的径向厚度能够得到增大，从而可以有效增强具有有限横截面积的转子芯24沿着径向方向的磁阻。

图20显示了本发明的第十实施例的磁阻式转动机的一种修正。这种磁阻式转动机具有位于极间部分中的较大的腔29a。这些腔29a起着极间部分中对沿着磁极设置的永久磁铁26的磁阻的作用。因此，从永久磁铁26通过腔29a至衔铁绕组22的磁通量被显著地减小了。来自永久磁铁26的大量的磁通量通过了围绕永久磁铁26的转子芯24，即通过了永久磁铁26与转子芯24的外表面之间的部分和来自永久磁铁26沿着径向向内的部分。来自永久磁铁26的磁通量几乎都被约束在转子芯24中。因此，可以显著地减小永久磁铁26的感应电压。因此，永久磁铁26的电压与电源电压的比值减小，从而增大了可变电压范围。即，增大了可变速度范围。另外，由于永久磁铁26的少量磁通量，在低负载或无负载操作的情况下能够有效地减小铁损。

图21是根据本发明的第十九实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。第十八实施例与第十九实施例的不同，在于在此实施例中永久磁铁28被容纳在上述长方形腔27中。沿着转子23的径向方向，各个永久磁铁28都以这样的方式得到磁化-即与衔铁电流产生的沿着各个极间轴的磁场分量相反。

根据本实施例，由于腔27中的永久磁铁28的上述磁化，可以减小沿着极间轴方向的间隙磁通量(在间隙处的磁通量)。进一步地，当永久磁铁28采用具有高磁能的稀土永久磁铁时，沿着极间轴方向的间隙场可以对着与衔铁电流产生的磁场相反的方向，从而可以增大间隙磁通量密度相对于转子23的转动位置的分布的改变。因此，通过间隙磁通量密度的分布改变的增大，即磁能的改变的增大，机器的功率输出能够得到改善。或者，可以认为由于永久磁铁28排斥衔铁电流产生的从极间轴进入的磁场，间隙磁通量密度分布的不规则性增大，从而增大了机器的功率输出。

注意，在这种修正中，永久磁铁28可以被设置在图14至16的实施例中的扇形腔27中，以实现上述效果。

进一步地，具有高磁能的稀土永久磁铁，诸如Nd-Fe-B磁铁，可被用作腔25中沿着转子芯24的各个磁极的永久磁铁26，同时用低磁能的永久磁铁(诸如铁氧磁铁)作为磁极之间的腔26中的永久磁铁28。在此情况下，越接近转子23的外周边，衔铁感应引起的消磁场就越强。因此，由于接近转子23的外周边地设置在腔25中的高磁能稀土永久磁铁26，转动机对消磁的抵抗增强，从而保持了长期稳定的特性。

图22显示了本发明的第十九实施例的磁阻式转动机的一种修正。这种磁阻式转动机具有在极间部分中的较大的腔29a。这些腔29a起着极间部分中对沿着磁极设置的永久磁铁26的磁阻的作用。因此，从永久磁铁26通过腔29a至衔铁绕组22的磁通量被显著地减小了。来自永久磁铁26的大量的磁通量通过了围绕永久磁铁26的转子芯24，即通过了永久磁铁26与转子芯24的外表面之间的部分和从永久磁铁26沿着径向向内的部分。来自永久磁铁26的几乎所有磁通量都被约束在转子芯24中。因此，可以显著地减小永久磁铁26的感应电压。因此，永久磁铁26的电压与电源电压的比值减小了，从而增大了可变电压范围。即增大了可变速度范围。另外，由于永久磁铁26的少量磁通量，可以在低负载或无负载操作下减小铁损。

图23是根据本发明的第二十实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。与第十九实施例不同的是，在此实施例中永久磁铁28都被容纳在磁极之间的腔27中，而没有磁铁被容纳在沿着极轴的腔25中。

由于本实施例的转动机带有没有永久磁铁的腔25，由于图18的磁通量B3产生的磁场消失了，因而腔25的高磁阻所产生的唯一的作用是影响衔铁磁通量。因此，当衔铁电流产生的沿着极间轴的磁通量B2增大时，间隙磁通量密度的变化范围减小，因而机器的功率输出被降低。然而，随着安装在转动机活页的永久磁铁的数目的减小(例如，比通常的数目约少一半)，可以实现机器的生产成本的降低。

另外，由于本实施例的永久磁铁28被隔离在转子芯24中，泄漏到转子芯24中的磁通量增大且同时磁铁28的消磁场减小。考虑到消磁曲线的B-H特性，操作点由于磁通量的磁路的平行增大而得到提高，从而使转子实现磁稳定，从而对消磁的抵抗更强。进一步地，由于衔铁感应引起的消磁场的分布在接近转子23的外周边时增强，上述永久磁铁28的最内定位使得衔铁感应的影响变得适度。其结果，可以防止由于温度和衔铁感应而引起的永久磁铁的消磁，从而能够获得长期稳定的机器特性。

注意，虽然在此实施例中永久磁铁28被容纳在长方形腔27中，它们可以在修正中被设置在图14至17所示的扇形腔27中。

图24是根据本发明的第二十一实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。根据该实施例，转子芯24与图16的转子芯24类似，并进一步包括四个长的(缝形)腔29，这些腔29在磁极的各个中心沿着转子23的径向方向延伸。

由于沿着与磁极交叉的方向的磁阻因为缝形腔29而增大了，由于衔铁电流产生的沿着极间轴方向的磁通量分量减小了。进一步地，由于沿着极轴的腔25中永久磁铁26的磁通量被缝状腔29所阻断，永久磁铁26的磁通量B4在磁极中首先沿着腔29的方向。随后，磁通量B4经过间隙而通过定子芯，并最后返回到磁铁26。

上述缝状腔29可以被设置在永久磁铁和图14和15的磁阻式转动机中。类似地，腔29可被形成在图19和21的转动机中。

注意，与上述图14至16和图19至24的转动机相似地，如果各个极的宽度(即各个磁极的两侧上的两个相对腔25所夹的转子芯部分的宽度)与极间距(即从一个极的外中心至相邻的极的外中心的圆周距离)的比值在0.3至0.5的范围中，则可以有效地增大间隙磁通量密度的分布的改变，从而实现高功率输出的转动机。

进一步地，当转子芯24由诸如硅钢片的层压的电磁钢板构成时，可以通过对这些片进行穿孔而提供腔25、27(以及腔29)，这是生产所希望的。另外，由于沿着层压方向的电阻增大，可以减小谐波磁场在芯表面上产生的涡流，并减小由于谐波磁通量而在各个永久磁铁上散布的涡流。

在上述第15至21实施例中，如果腔25、27(以及腔29)中没有磁铁的腔被非磁材料部件所占据，由于所产生的牢固结构，转子的强度可得到改善。或者，当导电非磁材料被嵌在上述没有磁铁的腔中时，在导电材料中所产生的涡流使得转动机能够自启动并限制谐波磁场的影响。

图25是根据本发明的第二十二实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。该实施例的转动机包括具有四极衔铁绕组32的定子31和由柱形转子芯34构成的转子33。转子芯34由用软碳钢S45C制成的柱形部件或层压的圆形硅钢片构成。沿着转子芯34的各个极轴设置的是一对长方形腔35-它们彼此分开极的宽度。由于本实施例的四极式衔铁绕组32具有设置成十字方式的四个磁极，设置了两个腔35，以把各个磁极夹在它们之间。另外，沿着处于相应的极之间的转子芯(部分)34的外周边形成了另一种长方形腔37。Nd-Fe-B合金族的永久磁铁36、38被插入腔35、37并借助粘合剂被固定在其中。

沿着极轴的各个永久磁铁36都沿着与极轴垂直的方向得到磁化，而在周边上的磁铁38沿着转子33的径向方向得到磁化。至于磁化方向，永久磁铁36、38以这样的方式得到磁化-即使得来自磁铁36的磁通量和来自磁铁38的磁通量在磁极之间的相应芯部中彼此强化。

如此构成的转动机的运行方式如下。

(大力矩的产生原理)

图26显示了衔铁绕组沿着极轴方向产生的磁通量。由于这些磁通量用位于磁极的转子芯(部分)34作为磁路，沿着这些方向的磁阻很小，从而提供了磁通量容易通过的磁结构。

图27显示了衔铁绕组沿着极间轴方向产生的其他磁通量。如上所述，由于永久磁铁36沿着基本上垂直于极轴的方向得到磁化，它们排斥通过转子芯34的极间部分侵入的磁通量。进一步地，由于沿着各个磁极的相对永久磁铁36在转子芯34的内侧芯部被连接在一个短回路中，排斥衔铁磁通量的作用是很大的。另外，由于永久磁铁36的相对导磁率大约为1，通过永久磁铁36的磁路的磁阻有增大的倾向。因此，衔铁绕组32的磁通量不通过主要的极间部分，而是通过磁极中的芯部。注意，在转子33的周边上的永久磁铁38具有类似的排斥衔铁磁通量的作用并提高了磁阻。

其结果，由于间隙通量分布中的不规则性的形成，可以通过增大磁能的改变而为转动机产生大的磁阻力矩。另外，由于永久磁铁38的磁通量与衔铁绕组32互连，还产生了额外的力矩，从而提供了具有大力矩的机器。

(端电压的调节范围，使得机器能够以大的可调节速度范围运行)

由于沿着极轴的磁铁36的磁通量主要分布在转子芯34中，与衔铁绕组32互连的磁通量几乎都由在转子芯34的周边上的永久磁铁38产生的磁通量构成。即，由于本实施例的永久磁铁磁阻式转动机包括设置在转子芯(极间部分)34的周边上的永久磁铁38，永久磁铁的表面积，与永久磁铁连接在转子的外表面上的传统永久磁铁转动机相比，得到了减小，且联链磁通量也类似地得到减小。在图25、26和27中，永久磁铁36、38、38a、38b被磁材料围绕，联链磁通量的量由于磁短路而减小，从而能够减小铁损。端电压通过结合由于永久磁铁38产生的联链磁通量和由于衔铁电流(磁阻马达的激励电流分量和力矩电流分量)而产生的联链磁通量而产生。这意味着对激励电流分量的调节使得能够对端电压进行大范围调节。即，可以在恒定电压的电源的情况下使转动机以大的可变速度范围进行运行。

注意，当采用具有低磁能的铁氧磁铁作为永久磁铁36以排斥流过极轴的磁通量并同时采用具有高磁能的稀土永久磁铁-诸如Nd-Fe-B磁铁-作为永久磁铁38时，可以实现具有大力矩的转动机。进一步地，如果铁氧磁铁被用作永久磁铁36，由于沿着极轴的各个永久磁铁36提供了具有芯部之内的磁路的磁短路，即使铁氧磁铁的磁能小，也能够形成大的磁场，从而能够获得足够的磁阻力矩。

同样，用于永久磁铁36的铁氧磁铁可被粘合磁铁所取代。虽然粘合磁铁的磁能低，它能够充分地排斥极轴之间流过的衔铁磁通量，从而能够获得与铁氧磁铁情况下类似的效果。一般地，由于粘合磁铁是通过用树脂固化磁粉末而制成的，该磁铁的构造具有很大的自由度。进一步地，当借助注入模制等而与转子芯34整体地形成粘合磁铁时，转子的制造将得到便利。

图28是根据本发明的第二十三实施例的磁阻式转动机的横截面图，它是沿着机器的转子的径向方向取的。在该实施例的转动机中，上述的各个腔37(图25)由小的腔部分7a、7b-其中分别插入并用粘合剂固定有永久磁铁38a、38b-构成。磁铁38a、38b每一个都具有与永久磁铁36相同的尺寸。

根据该实施例，借助具有上述结构的腔37，可以采用小磁铁作为永久磁铁38a、38b。进一步地，通过采用与沿着极轴的永久磁铁36相同的磁铁，可以减小部件的种类，从而改善生产率。永久磁铁38a、38b之间的芯部和转子芯34的外周边的厚度可以通过改变磁铁38a与磁铁38b之间的角度而得到调节。因此，通过调节外芯部的径向厚度，可以控制泄漏到磁极之间的外周边芯部的磁通量。

图29是根据本发明的第二十四实施例的磁阻式转动机的横截面图。

该实施例的转子33与图25的第二十二实施例的类似。它们之间的不同在于本实施例的转子33在相应的极间芯部分上带有长方形的内腔39-其每一个都在各个极间芯部分中与其他的腔35、37一起形成了一个梯形区域。

与第22实施例类似地，Nd-Fe-B合金族的永久磁铁36、38被插入腔35、37并借助粘合剂被固定在其中，而没有磁铁被插入腔39。沿着极轴的各个永久磁铁36沿着与极轴垂直的方向得到磁化，而在周边上的各个磁铁38沿着转子33的径向方向得到磁化。至于磁化方向，永久磁铁36、38以这样的方式得到磁化-即使得来自磁铁36的磁通量与来自磁铁38的磁通量在磁极之间的相应芯部中彼此强化。

因此，转动机的操作也与第22实施例的机器的类似。注意，根据该实施例，磁阻由于设置了第三腔39而在各个极间芯部分的中心部分增大。因此，衔铁绕组32的磁通量不流过主要的极间部分，而是通过磁极的芯部。注意，在转子33的周边上的永久磁铁38类似地也具有排斥衔铁磁通量的功能并提高了磁阻。

其结果，由于在间隙通量分布中产生了不规则性，可以借助磁能的增大的改变而为转动机产生大的磁阻力矩。另外，由于永久磁铁38的磁通量与衔铁绕组32互连，还产生了额外的力矩，从而为机器提供了大的力矩。

在本实施例的修正中，如图30所示，可以形成圆形的腔40来代替上述腔39。腔40的这种构造在转子的直径小或磁极的数目大且直径小的情况下在提高强度方面是有效的。转子33的磁性质与图29显示的转子的类似。

图31是根据本发明的第二十五实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图。

本实施例的转子33与图29的实施例的类似。它们之间的不同在于永久磁铁41被容纳在腔39中。

腔35、37、39的所有永久磁铁36、38、41都是Nd-Fe-B合金族的磁铁。沿着极轴的各个永久磁铁36都沿着与极轴垂直的方向得到磁化，而各个磁铁38和各个磁铁41沿着转子33的径向方向一起得到磁化。至于磁化方向，永久磁铁36、38、41以这样的方式得到磁化-即来自磁铁36、38、41的磁通量彼此强化。

根据本实施例，由于腔39填充了永久磁铁41，永久磁铁产生的磁通量可随着永久磁铁41的磁通量的加入而增大。换言之，通过增大与衔铁绕组互连的磁通量，可以增大按照弗来明左手定则的力矩。

注意，在图28至31的实施例中，可以采用稀土磁铁与铁氧磁铁的组合或稀土磁铁与粘合磁铁的组合，以有效地实现大的力矩。

图32是根据本发明的第二十六实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图。

在腔的设置方面，该实施例的转子33与图29的实施例的类似。然而，永久磁铁38只被插入到腔37中。

根据本实施例，由于在沿着极轴的腔35中没有磁铁，永久磁铁的排斥作用失去了，因而衔铁绕组32通过极间芯部分的磁通量只由于腔35的高磁阻而减小。因此，虽然机器的力矩减小了，转子结构由于消除了沿着极轴的磁铁36(图31)而得到了简化，因而机器的制造得到了便利。

注意，在本实施例的修正中，上述永久磁铁38设置可被应用于图25和30的转子33。

进一步地，当其中没有容纳磁铁的腔35、39(或40)填充有非磁材料时，转子的强度由于所产生的牢固结构而得到了加强。或者，当导电非磁材料被嵌入上述腔35、39(或40)时，在导电材料中产生的涡流使得转动机自启动并使谐波磁场的影响得到了限制。

图33是根据本发明的第二十七实施例的磁阻式转动机的转子的横截面图。

在腔35、37、39的设置方面，本实施例的转子33与图29的实施例的类似。然而，在此实施例中，永久磁铁36只被插入沿着极轴的腔35。

根据本实施例，由于永久磁铁的磁通量与衔铁绕组32互连而产生的力矩几乎失去了，磁阻力矩是主要的力矩。因此，虽然机器的力矩类似地减小了，转子结构通过消除了周边上的磁铁38(图29)而得到了简化，从而使机器的制造能够得到便利。

注意，在本实施例的修正中，上述永久磁铁36设置可被应用于图25、30的转子33。

进一步地，当其中没有容纳磁铁的腔35、39(或40)填充有非磁材料时，转子的强度由于所产生的牢固结构而得到了加强。或者，当导电非磁材料被嵌入上述腔35、39(或40)时，在导电材料中产生的涡流使得转动机自启动并使谐波磁场的影响得到了限制。

以下参见图34来描述根据本发明的第二十八实施例的磁阻式转动机。本实施例的特征在于图25的转子30的转子芯34是由层压的硅钢片形成的。在制造中，在层压之前，各个片被预先穿孔以形成转子33的腔35、37。由于这种层压结构，且由于沿着层压方向的电阻增大，可以减小谐波磁场在芯表面上产生的涡流。

注意，上述层压结构当然可被应用于上述图28至33的实施例中的转子芯34。

现在参见图35描述本发明的第二十九实施例。本实施例的永久磁铁和磁阻式转动机的特征在于一对磁端环50-它们被设置在上述图14的转动机的转子芯24的两个轴向端部上。

本实施例的转动机的运行如下。

如图35所示，当沿着与转子芯24中的各个永久磁铁26(图14)、28(图20和21)的磁化方向的相反方向的衔铁感应场由衔铁绕组22的电流产生时，来自永久磁铁26、28的一部分磁通量形成了闭合的磁路51-其每一个都由沿着转子的转轴的通路(部分)、通过端环50的随后的通路(部分)和返回到芯24的随后的通路(部分)组成。即，根据本实施例，能够有效地产生磁通量。因此，可以调节衔铁绕组32与永久磁铁26、28之间的联链磁通量，从而能够借助衔铁电流来方便地调节端电压。

注意，虽然我们通过与第十五实施例(图14)的转动机相结合的磁端环50而描述了第二十二实施例，磁端环50当然也可被应用于上述实施例中的任何一个(例如图25-34)。

以下，参见图36来描述本发明的第三十实施例。本实施例的永久磁铁和磁阻式转动机的特征在于一种结构-其中上述磁端环50分别通过间隙52而被设置在转子芯24的两个轴向端部上。

与第22实施例类似地，当沿着与转子芯24中的各个永久磁铁26、28(图14、20-23)的磁化方向相反的方向的衔铁感应场是由衔铁绕组32的电流产生时，来自永久磁铁26、28的磁通量的一部分形成了闭合的磁路51，以有效地产生磁通量。因此，可以调节衔铁绕组32与永久磁铁26、28之间的联链磁通量，从而可借助衔铁电流来方便地调节端电压。另外，根据本实施例，可以通过调节转子芯24与各个磁端环50之间的间隙52的长度，来控制磁通量与有效磁通量的比值。

图37显示了作为本发明的第三十一实施例的八极式磁阻式转动机。本实施例与图11即第九实施例对应。在本实施例中，各个极宽度与极间距(即从一个极的外中心至相邻的极的外中心的圆周距离)的比值为0.3至0.35。

图38显示了作为本发明的第三十三实施例的八极磁阻式转动机。本实施例对应于图22即第十九实施例的一种修正。在本实施例中，各个极宽度与极间距(即从一个极的外中心至相邻的极的外中心的圆周距离)的比值为0.3至0.35。

当然，显示的结构可应用于上述实施例中的任何一个。

在这些实施例中，通过调节外芯部的径向厚度，可以控制泄漏到磁极之间的外周边部分的磁通量。

在它们实施例中，对于所有磁阻式马达，不论极的数目如何，各个极宽度与极间距(即从一个极的外中心至相邻的极的外中心的圆周距离)的比值都为0.3至0.35。且不论极的数目如何，所有磁阻式马达的各个极的宽度与极间距的比值更好地是0.3至0.35。

最后，本领域的技术人员应该理解的是，前述的描述是转动机的一个最佳实施例，且在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以进行各种改变和修正。

Claims (56)

1.一种磁阻式转动机，包括：

一个定子，它具有设置在所述定子的一个内周边上的衔铁绕组；

其特征在于还包括：

一个转子，它沿着径向通过一个间隙而设置在所述定子内侧，所述转子包括带有磁极和在所述磁极之间的极间部分的转子芯；以及

多个永久磁铁，这些永久磁铁被设置在所述转子上从而使所述永久磁铁的磁通量排斥所述衔铁绕组向所述极间部分泄漏的磁通量。

2.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯在所述间隙侧面上具有形成在其周边表面上的不规则，所述不规则由突出部分和凹进部分组成，且各个所述永久磁铁都被设置在所述突出部分沿着所述转子的圆周方向的各个侧面上。

3.根据权利要求2的磁阻式转动机，其特征在于所述突出部分在其相应外周边上通过由磁材料制成的桥的中介而彼此相连。

4.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯在所述间隙侧面上具有形成在其在周边表面上的不规则，所述不规则由突出部分和凹进部分组成，且所述永久磁铁分别被容纳在形成在所述突出部分中的腔中，所述腔位于接近所述突出部分沿着所述转子的圆周方向的相应侧面的位置。

5.根据权利要求4的磁阻式转动机，其特征在于所述突出部分在其相应外周边上通过由磁材料制成的桥的中介而彼此相连。

6.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯包括沿着所述转子的外周边表面形成的多个腔，从而使各个所述磁极被限定在两个所述腔之间，且所述永久磁铁分别被容纳在与所述磁极相邻的所述腔中。

7.根据权利要求6的磁阻式转动机，其特征在于所述腔包括形成在所述极间部分的各个中心处的多个大腔和分别形成在所述磁极与一个所述大腔之间的多个小腔，以将各个所述永久磁铁容纳在其中。

8.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯包括沿着芯部侧面形成的腔限定所述转子的所述磁极，在各个所述极间部分中两个所述腔被设置成V形，且所述永久磁铁分别被容纳在所述腔中。

9.根据权利要求8的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯具有额外的腔，其每一个都被形成在夹在处于V形构造中的所述永久磁铁之间的极间部分的中心。

10.根据权利要求8或9的磁阻式转动机，其特征在于所述转子的所述转子芯具有形成在各个所述永久磁铁的两侧上的用于使磁通量通过的芯部。

11.根据权利要求10的磁阻式转动机，其特征在于所述永久磁铁从所述转子的中心看被设置成倒V形。

12.根据权利要求2、4、6和8中的任何一项的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯包括层压的电磁钢板。

13.根据权利要求5、6、7和9中的任何一项的磁阻式转动机，其特征在于进一步包括容纳在其中没有容纳永久磁铁的腔中的非磁材料。

14.根据权利要求12的磁阻式转动机，其特征在于所述非磁材料是导电的。

15.根据权利要求2、4、6和8中的任何一项的磁阻式转动机，其特征在于进一步包括多对单元，其每一个由所述衔铁绕组和与所述衔铁绕组相连的功率元件组成。

16.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯包括沿着所述磁极的相应极轴形成的多个腔，所述腔每一个都是长方形的，且所述永久磁铁分别被设置在所述腔中，所述永久磁铁以这样的方式得到磁化-即所述永久磁铁产生的磁通量在所述极间部分中彼此强化。

17.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯包括沿着所述磁极的相应极轴形成的多个第一腔，所述第一腔每一个都是长方形的；和沿着径向形成在所述第一腔内侧并设置在所述极间部分中的多个第二腔，且所述永久磁铁分别被设置所述第一腔中，所述永久磁铁以这样的方式得到磁化，即使得所述永久磁铁产生的磁通量在所述极间部分中彼此强化。

18.根据权利要求17的磁阻式转动机，其特征在于所述第二腔是扇形腔，其每一个都从其基点向着所述转子芯的外周边逐渐加宽，所述基点接近所述转子芯的中心。

19.根据权利要求17的磁阻式转动机，其特征在于所述第二腔是长方形的。

20.根据权利要求17至19中的任何一项的磁阻式转动机，其特征在于进一步包括分别容纳在所述第二腔中的非磁材料。

21.根据权利要求20的磁阻式转动机，其特征在于所述非磁材料是导电的。

22.根据权利要求17至19中的任何一项的磁阻式转动机，其特征在于进一步包括附加的永久磁铁，它们分别被容纳在所述第二腔中。

23.根据权利要求22的磁阻式转动机，其特征在于所述第一腔中的所述永久磁铁具有高磁能，而在所述第二腔中的所述永久磁铁具有低磁能。

24.根据权利要求23的磁阻式转动机，其特征在于所述第二腔被形成在转子芯中，从而使所述转子芯的一部分位于各个所述第一腔中的所述永久磁铁与各个所述第二腔之间。

25.根据权利要求24的磁阻式转动机，其特征在于所述第一腔中的所述永久磁铁以这样的方式设置，使得所述永久磁铁的相应外端处于所述转子芯的一个外周边之内，从而使所述转子芯的一部分处于所述间隙与各个所述永久磁铁的所述外端之间。

26.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯包括沿着所述磁极的各个极轴形成的多个长方形的第一腔以及沿着径向形成在所述第一腔内侧并设置在所述极间部分中的多个第二腔，且所述永久磁铁被分别设置在所述第二腔中。

27.根据权利要求26的磁阻式转动机，其特征在于所述第二腔中的所述永久磁铁沿着所述转子芯的径向方向得到磁化。

28.根据权利要求17或26的磁阻式转动机，其特征在于各个所述磁极的宽度是所述磁极的极间距的0.3至0.5倍。

29.根据权利要求17或26的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯在所述磁极的相应中心处设置有沿着所述转子芯的径向方向延伸的缝。

30.根据权利要求17或26的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯由层压的电磁钢板构成。

31.根据权利要求27的磁阻式转动机，其特征在于进一步包括分别容纳在所述第一腔中的非磁材料。

32.根据权利要求31的磁阻式转动机，其特征在于所述非磁材料是导电的。

33.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯具有沿着所述磁极的各个极轴形成的多个第一腔和沿着所述极间部分的外周边形成的多个第二腔，所述第一和第二腔是长方形的，且所述永久磁铁被设置在所述第一和第二腔中并以这样的方式得到磁化，即使得所述永久磁铁产生的相应磁通量在所述极间部分中彼此强化。

34.根据权利要求33的磁阻式转动机，其特征在于各个所述极间部分设置有多个所述第二腔。

35.根据权利要求34的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯进一步包括多个长方形的第三腔，它们分别在所述极间部分中并沿着径向位于所述第一腔的内侧从而在各个所述极间部分中限定了由所述第一、第二和第三腔围绕的大体矩形的区域。

36.根据权利要求35的磁阻式转动机，其特征在于进一步包括分别容纳在所述第三腔中的附加永久磁铁，这些永久磁铁以这样的方式得到磁化，使得在所述第一、第二和第三腔中的所述永久磁铁的磁通量在各个极间芯部分中彼此强化。

37.根据权利要求34的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯进一步包括多个第三腔，它们分别在所述极间部分中并且是圆形的且它们沿着径向位于所述第一腔的内侧，从而在各个所述极间部分中限定了由所述第一、第二和第三腔围绕的大体三角形的区域。

38.根据权利要求35或37的磁阻式转动机，其特征在于进一步包括分别容纳在所述第三腔中的非磁材料。

39.根据权利要求38的磁阻式转动机，其特征在于所述非磁材料是导电的。

40.根据权利要求37的磁阻式转动机，其特征在于进一步包括分别容纳在所述第三腔中的附加永久磁铁，它们以这样的方式得到磁化，即所述第一、第二和第三腔中的所述永久磁铁的磁通量在各个极间芯部分中彼此强化。

41.根据权利要求40的磁阻式转动机，其特征在于所述第一和第三腔中的所述永久磁铁是铁氧磁铁，而在所述第二腔中的所述永久磁铁是稀土磁铁。

42.根据权利要求35或37的磁阻式转动机，其特征在于所述第一和第三腔中的所述永久磁铁是用磁粉末和树脂制成的粘合磁铁，而所述第二腔中的所述永久磁铁是稀土磁铁。

43.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯具有沿着所述磁极的各个极轴形成的多个第一腔和沿着所述极间部分的外周边形成的多个第二腔，所述第一和第二腔是长方形的，且所述永久磁铁只被设置在所述第二腔中。

44.根据权利要求43的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯进一步包括分别位于所述极间部分中的长方形的多个第三腔，它们沿着径向处于所述第一腔的内侧，从而在各个所述极间部分中限定了由所述第一、第二和第三腔所围绕的大体矩形的区域。

45.根据权利要求44的磁阻式转动机，其特征在于进一步包括分别容纳在第一和第三腔中的非磁材料。

46.根据权利要求45的磁阻式转动机，其特征在于所述非磁材料是导电的。

47.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯具有沿着所述磁极的各个极轴形成的多个第一腔和沿着所述极间部分的外周边形成的多个第二腔，所述第一和第二腔是长方形的，且所述永久磁铁只被设置在所述第一腔中并以这样的方式得到磁化，即使得所述永久磁铁产生的相应磁通量在所述极间部分中彼此强化。

48.根据权利要求47的磁阻式转动机，其特征在于所述转子芯进一步包括分别在所述极间部分中的长方形的第三腔，它们沿着径向位于所述第一腔的内侧，从而在各个所述极间部分中限定了由所述第一、第二和第三腔围绕的大体矩形的区域。

49.根据权利要求48的磁阻式转动机，其特征在于进一步包括分别容纳在所述第二和第三腔中的非磁材料。

50.根据权利要求49的磁阻式转动机，其特征在于所述非磁材料是导电的。

51.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于进一步包括分别设置在所述转子芯的两个轴向端部的磁端环。

52.根据权利要求51的磁阻式转动机，其特征在于在所述转子芯的各个轴向端部与各个所述磁端环之间限定了一个间隙。

53.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于所述永久磁铁是沿着圆周得到磁化的。

54.根据权利要求53的磁阻式转动机，其特征在于各个所述永久磁铁被设置在所述转子的所述磁极沿着圆周方向的各个侧面上，且所述的两侧上的所述永久磁铁沿着相同的方向得到磁化。

55.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于各个所述磁极的宽度为所述磁极的极间距的0.3至0.5倍。

56.根据权利要求1的磁阻式转动机，其特征在于各个所述磁极的所述宽度是所述磁极的极间距的0.3至0.35倍。

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