CN107925325A - 具有奇数极‑相指数的开关磁阻电机 - Google Patents

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Abstract

本文描述了用于开关磁阻电机配置的各种实施方式。在至少一个实施方式中，根据本文的教导配置的开关磁阻电机包括定子，其包括预定数量的凸起的定子极(Ns)，相对于定子可转动地安装的转子，转子包括多个凸起的转子极，以及围绕预定数量的定子极设置以形成开关磁阻电机的至少一个相的多个线圈，其中转子极和定子极对称布置，并且转子极的数量与Ns和相的数量有关，根据：i)对于奇数数量的相，以及ii)对于偶数数量的相，其中m是相的数量，以及k是基于Ns和m的配置指数。

Description

具有奇数极-相指数的开关磁阻电机
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年5月15日提交的第62/161,907号美国临时专利申请的优先权，该美国申请的内容以引用方式并入本文中。
技术领域
所描述的实施方式一般涉及开关磁阻电机，并且特别涉及开关磁阻电机以及制造具有奇数个定子极每相的开关磁阻电机的方法。
技术背景
电机已经在范围广泛的工业被应用为电动机和发电机达一个多世纪。磁阻电机是这样的电机，其中，转矩由机器的可移动部件移动到励磁的绕组的电感最大化位置的趋势产生。开关磁阻电机是一种磁阻电机，在该磁阻电机中根据机器的可移动部件的位置给绕组通电。
常规的开关磁阻电机通常具有围绕每个定子极的集中绕组以产生电磁场。通常，在开关磁阻电机中，取决于在每相中的极的数量，围绕定子极的绕组串联和/或并联连接以产生相绕组。当相通电时，由线圈绕组产生的通量闭合其通过转子的路径，以及最近的转子极转动以与定子极对准。由于双重凸起，即围绕定子和转子两者的凸极，当转子极向定子极移动时，气隙长度，以及，因此，存储的能量改变。
然而，常规的开关磁阻电机常常遭受高转矩波动、低扭矩密度、振动和声学噪声。
发明内容
一方面，本文所描述的至少一个实施方式提供了开关磁阻电机包括，包括预定数量的定子极的定子，其中每个定子极是凸极；相对于定子旋转地安装的转子，转子包括多个转子极，其中该多个转子极是凸极；以及围绕着预定数量的定子极设置以形成开关磁阻电机的至少一个相的多个线圈，该多个线圈适于承载电流以在预定数量的定子极中产生磁通量，其中该多个转子极和预定数量的定子极对称地布置，并且其中转子极的数量与定子极的预定数量以及相的数量相关，根据：
如果相的数量是奇数，和
如果相的数量是偶数，
其中Ns是定子极的预定数量，m是相的数量，以及k是基于定子极的预定数量和相的数量的配置指数。
另一方面，在本文所描述的至少一个实施方式中，提供了具有凸起的转子极和凸起的定子极的开关磁阻电机，凸起的转子极和凸起的定子极具有在以下公式限定的数值关系：
对于奇数数量的相，和
对于偶数数量的相，
其中Ns是凸起的定子极的预定数量，Nr是凸起的转子极的数量，m是相的数量，以及k是基于定子极的预定数量和相的数量的配置指数，以及其中凸起的定子极和凸起的转子极对称地布置。
另一方面，在本文所描述的至少一个实施方式中，提供了用于制造具有一定数量的转子极和一定数量的定子极的开关磁阻电机的方法，该方法包括：确定转子极的数量和定子极的数量中的一个；确定相的数量；根据下式确定转子极的数量和定子极的数量中的另一个，
如果相的数量是奇数，和
如果相的数量是偶数，
其中Ns是凸起的定子极的预定数量，m是相的数量，以及k是基于定子极的预定数量和相的数量的配置指数；设置具有数量的定子极的定子，其中每个定子极是凸极并且定子极对称布置；相对于定子可转动地安装转子，转子具有数量的转子极，其中转子极是凸极并且转子极对称布置；以及围绕数量的定子极缠绕多个线圈以形成开关磁阻电机的数量的相，多个线圈适于承载电流以在数量的定子极中产生磁通量。
在开关磁阻电机和/或制造开关磁阻电机的方法的各种实施方式中，极-相指数是奇数，其中极-相指数是定子极的预定数量与相的数量的比。
在开关磁阻电机和/或制造开关磁阻电机的方法的各种实施方式中，如果相的数量为偶数则定子极的预定数量是偶数，以及如果相的数量是奇数则定子极的预定数量是奇数。
在开关磁阻电机和/或制造开关磁阻电机的方法的各种实施方式中，根据下式确定配置指数：
如果相的数量是偶数，和
如果相的数量是奇数。
在开关磁阻电机和/或制造开关磁阻电机的方法的各种实施方式中，多个线圈围绕着预定数量的定子极在相互耦合的配置中设置。
在开关磁阻电机和/或制造开关磁阻电机的方法的各种实施方式中，预定数量的定子极和多个转子极布置成选自下组的配置中：内部转子配置、外部转子配置、轴向通量配置、线性配置、多转子配置和多定子配置。
在开关磁阻电机和/或制造开关磁阻电机的方法的各种实施方式中，预定数量的定子极彼此等距以提供对称的布置。
在开关磁阻电机和/或制造开关磁阻电机的方法的各种实施方式中，多个转子极彼此等距以提供对称的布置。
在开关磁阻电机和/或制造开关磁阻电机的方法的各种实施方式中，使用软磁材料制造预定数量的定子极和多个转子极。
在开关磁阻电机和/或制造开关磁阻电机的方法的各种实施方式中，预定数量的定子极中的每个定子极具有根据下式确定的电位置：
Ns_elect＝mod((Ns_mech-Nr_mech)Nr+180°，360)
其中Ns_elect是定子极的电位置，Ns_mech是定子极的机械位置，以及Nr_mech是转子极的机械位置，
其中每个定子极的机械位置根据θs[p]＝Tps(p-1)确定，其中以及p＝1，2，...，Ns，其中θs[p]是每个定子极的机械位置，以及
其中每个转子极的机械位置根据θr[t]＝Tpr(t-1)确定，其中以及t＝1，2，...，Nr，其中θr[t]是每个转子极的机械位置。
从以下结合附图的详细描述中，本申请的其它特征和优点将变得显而易见。然而，应当理解，详细描述和具体实施方式，尽管指示本申请的优选实施方式，仅以说明的方式给出，因为从该详细描述中，在本申请的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
为了更好地理解本文描述的各种实施方式，并且为了更清楚地展示这些各种实施方式可以被如何的实施，将通过示例的方式参考附图，附图示出至少一个示例性实施方式并且现将简要描述。
图1A示出了根据示例性实施方式的常规的18/12开关磁阻电极。
图1B示出了根据示例性实施方式的常规的8/10开关磁阻电机。
图2示出了根据示例性实施方式的三相12/8开关磁阻电机。
图3示出了根据示例性实施方式的三相6/10开关磁阻电机。
图4示出了根据示例性实施方式的四相24/18开关磁阻电机。
图5示出了根据示例性实施方式的三相9/12开关磁阻电机。
图6示出了根据另一示例性实施方式的三相9/12开关磁阻电机。
图7示出了根据另一示例性实施方式的三相9/12开关磁阻电机。
图8示出了根据又一示例性实施方式的三相9/12开关磁阻电机。
图9示出了根据另一示例性实施方式的三相9/12开关磁阻电机。
图10示出了根据示例性实施方式的三相15/20开关磁阻电机。
图11示出了根据示例性实施方式的四相20/15开关磁阻电机。
提供附图的目的是为了说明本文所描述的示例性实施方式的各个方面和特征。为了说明的简要和清楚，图中所述的元件并未必要地按比例绘制。此外，在认为适当的位置，参考数字可以在图中重复以表示相应的或类似的元件。
详细说明
下面将要描述各种装置或过程以提供所要求保护的主题的至少一个实施方式的示例。下面描述的实施方式没有限制任何所要求保护的主题，并且任何所要求保护的主题可以涵盖与下面描述的这些不同的过程、装置、设备或系统。所要求保护的主题不限于，具有以下描述的任何一个装置、设备、系统或过程的所有特征的装置、设备、系统或过程，或者下面所描述的多个或所有装置、设备、系统或处理所共有的特征。下面描述的装置、设备、系统或过程可能不是任何所要求保护的主题的实施方式。在本文件中未要求保护的下文描述的装置、设备、系统或过程中公开的任何主题可以是另一种保护工具的主题，例如继续专利申请，并且申请人、发明人或所有人并不意欲通过在本文件中的公开而放弃、弃权或向公众捐献任何此类主题。
此外，应当理解，为了说明的简化和清楚，在认为适当的情况下，在附图中可以重复参考数字以指示对应或类似的元件。此外，阐述了许多具体的细节以便提供对本文描述的示例性实施方式的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文所描述的示例性实施方式。在其他情况下，没有详细的描述公知的方法、程序和组件，以免使本文描述的示例性实施方式不清楚。而且，该描述不应被认为是限制本文描述的示例性实施方式的范围。
还应当注意，根据使用该术语的上下文，本文所用的术语“耦合的”或“耦合”可以具有若干不同的含义。例如，术语耦合可以具有机械、电或磁的含义。例如，如本文所使用的，术语“耦合的”或“耦合”可以指示两个元件或设备可以彼此直接连接，或通过一个或多个中间元件或设备经由电气元件、电信号、机械元件或磁通量(诸如但不限于，电线、电缆或磁场)彼此连接，例如，取决于具体的上下文。
应当理解，如本文所使用的程度术语如“基本上”、“约”和“近似”，意味着其修饰的术语的合理偏差量使得最终结果不会显著改变。这些程度术语应被解释为包括其修饰的术语的偏差，如果该偏差不会否定其所修饰的词语的含义。
此外，本文对通过端点的任何数值范围的记载包括在该范围内的所有正整数和小数(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.90、4和5)。还应当理解，所有数字及其小数因此都被推定为由术语“约”修饰，其意味着达到所参考的数字的一定量的变化，如果最终结果没有显著改变。
首先参考图1A、1B、2、3和4，其示出了常规的开关磁阻电极(“SRM”)的剖视图。图1A示出了根据示例性实施方式的常规18/12SRM100的剖视图。18/12SRM100具有定子105和位于定子105内部的转子110。定子105包括十八个定子极，并且转子110包括十二个转子极。如图所示，常规的18/12SRM100包括第一定子极105a、第二定子极105b、第三定子极105c、第四定子极105d、第五定子极105e、第六定子极105f、第七定子极105g、第八定子极105h、第九定子极105i、第十定子极105j、第十一定子极105k、第十二定子极105l、第十三定子极105m、第十四定子极105n、第十五定子极105o、第十六定子极105p、第十七定子极105q和第十八定子极105r。常规的18/12SRM100还包括第一转子极110a、第二转子极110b、第三转子极110c、第四转子极110d、第五转子极110e、第六转子极110f、第七转子极110g、第八转子极110h、第九转子极110i、第十转子极110j、第十一转子极110k和第十二转子极110l。
接下来参考图1B，其示出了根据示例性实施方式的常规的8/10SRM150的剖视图。8/10SRM150具有转子110和位于转子110内部的定子105。定子105包括八个定子极，并且转子110包括十个转子极。如图所示，8/10SRM150包括第一定子极105a、第二定子极105b、第三定子极105c、第四定子极105d、第五定子极105e、第六定子极105f、第七定子极105g和第八定子极105h。常规8/10SRM150还包括第一转子极110a、第二转子极110b、第三转子极110c、第四转子极110d、第五转子极110e、第六转子极110f、第七转子极110g、第八转子极110h、第九转子极110i和第十转子极110j。
接下来参考图2，其示出了根据示例性实施方式的常规三相12/8SRM200的剖视图。SRM200具有定子205和位于定子205内部的转子210。定子205包括十二个定子极，并且转子210包括八个转子极。如图所示，12/8SRM200包括第一定子极205a、第二定子极205b、第三定子极205c、第四定子极205d、第五定子极205e、第六定子极205f、第七定子极205g、第八定子极205h、第九定子极205i、第十定子极205j、第十一定子极205k和第十二定子极205l。12/8SRM200还包括第一转子极210a、第二转子极210b、第三转子极210c、第四转子极210d、第五转子极210e、第六转子极210f、第七转子极210g和第八转子杆210h。
接下来，参考图3，其示出了根据示例性实施方式的三相6/10SRM300的剖视图。SRM300具有定子305和位于定子305内部的转子310。定子305包括六个定子极，并且转子310包括十个转子极。如图所示，6/10SRM300包括第一定子极305a、第二定子极305b、第三定子极305c、第四定子极305d、第五定子极305e和第六定子极305f。6/10SRM300还包括第一转子极310a、第二转子极310b、第三转子极310c、第四转子极310d、第五转子极310e、第六转子极310f、第七转子极310g、第八转子极310h、第九转子极310i和第十转子极310j。
图4示出了根据示例性实施方式的四相24/18SRM400的剖视图。SRM400具有定子405和位于定子405内部的转子410。定子405包括二十四个定子极，并且转子410包括十八个转子极。如图所示，24/18SRM400包括第一定子极405a、第二定子极405b、第三定子极405c、第四定子极405d、第五定子极405e、第六定子极405f、第七定子极405g、第八定子极405h、第九定子极405i、第十定子极405j、第十一定子极405k、第十二定子极4051、第十三定子极405m、第十四定子极405n、第十五定子极405o、第十六定子极405p、第十七定子极405q、第十八定子极405r、第十九定子极405s、第二十定子极405t、第二十一定子极405u、第二十二定子极405v、第二十三定子极405w和第二十四定子极405x。
24/18SRM400还包括第一转子极410a、第二转子极410b、第三转子极410c、第四转子极410d、第五转子极410e、第六转子极410f、第七转子极410g、第八转子极410h、第九转子极410i、第十转子极410j、第十一转子极410k、第十二转子极410l、第十三转子极410m、第十四转子极410n、第十五转子极410o、第十六转子极410p，第十七转子极410q和第十八转子极410r。
常规的SRM，诸如图1A、1B、2、3和4所示的那些，常常遭受各种缺点，包括高扭矩波动、低扭矩密度、振动和声学噪声等。此外，通过重新配置SRM(诸如通过增加定子极和转子极数量，增加相的数量等等)来克服这些缺点的尝试常常需要不断的重复和实验以确定SRM的可行配置。
本文公开的各种实施方式涉及具有奇数极-相指数的SRM族，或者换句话说，具有奇数个定子极每相的开关磁阻电机。此外，本文公开的各种实施方式涉及包括相互耦合的线圈配置以保持均衡的通量图的SRM族。在本文公开的各种实施方式中，对于给定数量的相、极-相指数和配置指数，与常规拓扑结构相比，SRM被配置为具有定子极数和转子极数的不同组合。
在本文所示的各种实施方式中，使用软磁材料制造SRM的转子和定子，软磁材料的示例可包括层压电工钢、软磁复合材料等。本文所示的各种实施方式的教导可应用于任何类型的SRM配置。例如，本文所示的各种实施方式可以应用于这样的SRM，其具有其中转子布置在定子内部的内部转子结构，或其中定子被布置在转子内部的外部转子结构。
本文所示的各种实施方式也可以应用于具有轴向通量配置的SRM。轴向通量SRM通常利用沿着转子轴间隔开的一个或多个转子盘，其中每个转子盘具有沿着转子盘的周边间隔开的多个转子极。在轴向通量SRM中，定子元件围绕转子盘周向地分布并形成成对的径向延伸的定子极，用于轴向地横跨转子盘。
本文所示的各种实施方式也可以应用于具有线性配置的SRM。线性SRM通常是旋转SRM的线性版本，并且包括展开到平面中的定子和转子。类似地，本文所示的各种实施方式也可以应用于具有多转子配置(其中定子和多个转子同心地布置)或多定子配置(其中转子和多个定子同心地布置)的SRM。本文所示的各种实施方式也可以应用于其他类型的SRM配置。
在本文所示的各种实施方式中，SRM的定子具有围绕每个定子极缠绕的线圈。在一些这样的实施方式中，转子不具有任何种类的励磁源，诸如线圈、永磁体等。在一些其它这样的实施方式中，例如，转子还包括某种励磁源，诸如，永磁体。
根据诸如SRM的配置和性能要求的标准，线圈可以以串联、并联或串联/并联电路的组合的方式连接到定子以产生电相。当电流被施加到相时，磁通量磁化转子极并将其吸引到定子极，从而减小转子和定子极之间的气隙。这减小了磁路中的磁阻并在气隙中产生电磁转矩。
本文公开的各种SRM具有针对三个或更高的电相数的对称配置。换句话说，本文公开的SRM提供了对称且均匀分布的定子和转子极结构。
在一些实施方式中，本文公开的SRM在定子上仅具有一种类型的凸极。在一些另外的实施方式中，本文公开的SRM在转子上仅具有一种类型的凸极。在各种实施方式中，本文公开的SRM具有单齿每极类型的结构。在各种实施方式中，本文公开的SRM具有围绕每个定子极缠绕的集中绕组。
本文公开的SRM的各种实施方式可以提供与常规SRM相比的多种优点。这样的优点可以包括低制造成本、低扭矩波动、高扭矩密度、低实施成本等。例如，对于相同数量的相，与常规的SRM配置相比，本文公开的具有奇数极-相指数的SRM配置可以在一个循环中提供不同数量的冲程。通过增加转子极数，可以增加每循环的冲程数，其可以导致较低的转矩波动。这可以进一步提供平稳运转、更高的扭矩密度和更低的扭矩波动的优点。本文公开的SRM的各种实施方式可以具有不同的模态阶数，这可以改善声学噪声和振动。
在本文所示的各种SRM实施方式中，每个定子极(诸如图2的每个定子极205a-205l)和每个转子极(诸如图2的每个转子极210a-210h)的轴的中心位于一定的机械角度。考虑到定子和转子极的对称和均匀分布，该机械角度，本文称为“极距”，被定义为下面的等式(1)和(2)。
其中Tpr和Tps是极距，Nr和Ns是转子和定子的极的数量，以及θr[t]和θs[p]分别是每个转子和定子极的机械角度。
如图2所示，定子极205a的机械角度为0°，定子极205b的机械角度为30°，定子极205c的机械角度为60°，定子极205d的机械角度为90°，定子极205e的机械角度为120°，定子极205f的机械角度为150°，定子极205g的机械角度为180°，定子极205h的机械角度为210°，定子极205i的机械角度为240°，定子极205j的机械角度为270°，定子极205k的机械角度为300°，定子极205l的机械角度为330°。
类似地，转子极210a的机械角度为0°，转子极210b的机械角度为45°，转子极210c的机械角度为90°，转子极210d的机械角度为135°，转子极210e的机械角度为180°，转子极210f的机械角度为225°，转子极210g的机械角度为270°，转子极210h的机械角度为315°。
类似地，在图3的实施方式中，定子极305a的机械角度为0°，定子极305b的机械角度为60°，定子极305c的机械角度为120°，定子极305d的机械角度为180°，定子极305e的机械角度为240°，定子极305f的机械角度为300°。类似地，转子极310a的机械角度为0°，转子极310b的机械角度为36°，转子极310c的机械角度为72°，转子极310d的机械角度为108°，转子极310e的机械角度为144°，转子极310f的机械角度为180°，转子极310g的机械角度为216°，转子极310h的机械角度为252°，转子极310i的机械角度为288°，转子极310j的机械角度324°。
下面参考图4示出机械位置。如图4所示，定子极405a的机械角度为0°，定子极405b的机械角度为15°，定子极405c的机械角度为30°，定子极405d的机械角度为45°，定子极405e的机械角度为60°，定子极405f的机械角度为75°，定子极405g的机械角度为90°，定子极405h的机械角度为105°，定子极405i的机械角度为120°，定子极405j的机械角度为135°，定子极405k的机械角度为150°，定子极4051的机械角度为165°，定子极405m的机械角度为180°，定子极405n的机械角度为195°，定子极405o的机械角度为210°，定子极405p的机械角度为225°，定子极405q的机械角度为240°，定子极405r的机械角度为255°，定子极405s的机械角度为270°，定子极405t的机械角度为285°，定子极405u的机械角度为300°，定子极405v的机械角度为315°，定子极405w的机械角度为330°，定子极405x的机械角度为345°。
也如图4所示，转子极410a的机械角度为0°，转子极410b的机械角度为20°，转子极410c的机械角度为40°，转子极410d的机械角度为60°，转子极410e的机械角度为80°，转子极410f的机械角度为100°，转子极410g的机械角度为120°，转子极410h的机械角度为140°，转子极410i的机械角度为160°，转子极410j的机械角度为180°，转子极410k的机械角度为200°，转子极410l的机械角度为220°，转子极410m的机械角度为240°，转子极410n的机械角度为260°，转子极410o的机械角度为280°，转子极410p的机械角度为300°，转子极410q的机械角度为320°，转子极410r的机械角度为340°。
在本文所示的SRM的各种实施方式中，SRM的扭矩分布取决于定子极和转子极之间的相对位置。根据转子和定子极的数量，每个定子极具有一定的电位置。如图3所示，考虑到逆时针旋转，定子极305a的电位置为180°，定子极305b的电位置为300°，定子极305c的电位置为60°，定子极305d的电位置为180°，定子极305e具有电位置300°，定子极305f的电位置为60°。
如前所述，在本文所示的各种实施方式中，线圈围绕定子极缠绕。如果用相同的电流励磁具有相同电位置的线圈，极产生相同的转矩以及，与那些电位置相关联的定子极组成相。在图3的图示实施方式中，定子极对305a和305d、定子极对305b和305e以及定子极对305c和305f共享相同的电位置，并且因此分别构成相。
在本文所示的各种实施方式中，当转子从一位置(其中某个定子极在两个相邻转子极的中间)移动到下一相似位置时限定电周期。在图3的图示的实施方式中，电周期被限定为其中转子310从一位置(其中某个定子极(诸如，例如，第二定子极305b)位于两个连续的转子极(诸如第二转子极301b和第三个转子极310c)的中间)移动到下一相似位置。
根据转子和定子极的数量，每个定子极在给定的转子位置具有一定电位置。这可以是其对应于180°电的对准位置、其对应于0°电的非对准位置、其对应于<180°电的对准之前的某处、或其对应于>180°电的对准之后的某处。
如图3所示，转子极对于给定的机械位置处于一定电角度。例如，第一转子极310a与第一定子极305a对准，其对应于180°电。类似地，第六转子极310f与第四定子极305d对准，其对应于180°电。这些定子极305a、305d和转子极310a、310f之间分别的机械角度之差为零。
在一次机械循环中，某转子极与某定子极之间的相对机械位置仅重复自身一次。然而，考虑到其他转子极，对于某个定子极，相同的相对位置重复自身与转子极的数量一样地频繁。换句话说，在一次机械循环中，电角度变化与转子极的数量(而不是机械角度)一样快。在图3的图示的实施方式中，对于第一定子极305a，当转子310在逆时针方向旋转过转子极距(即36°)时，第十转子极310j将与第一定子极305a对准，对于第一定子极305a其仍然是180°电。使用公式(3)计算第一定子极305a的电角度。
Ns#1elect＝(Ns#1mech-Nr#1mech)Nr+180° (3)
其中Ns#1elect是第一定子极305a的电角度，Ns#1elect和Nr#1mech分别是第一定子极305a和第一转子极310a的机械角度。加上180°因为在初始位置第一转子极310a与第一定子极305a对准。
类似于机械位置，电角度也有360°周期。在本文所示的实施方式中，其中SRM配置是对称的，并且每个转子极之间的极距是常数，使用等式(4)来计算定子极的电角度。对于给定的定子极，等式(4)将导致在给定位置处的所有转子极具有相同的值。
Ns_elect＝mod((Ns_mech-Nr_mech)Nr+180°，360) (4)
Ns_slect是定子极的电位置，Ns_mech是定子极的机械位置，以及Nr_mech是转子极的机械位置。
在图3的图示的实施方式中，如果第三定子极305c和第六定子极305f同时通电，则转子310开始逆时针旋转。当第四转子极310d和第九转子极310i与第三定子极305c和第六定子极305f对准时，转子旋转12°机械角度。然后，相对于第二定子极305b和第五定子极305e，第二转子极310b和第七转子极310g分别为60°电角度。通过在第四转子极310d和第九转子极310i与第三定子极305c和第六定子极305f对准之前分别励磁第二定子极305b和第五定子极305e，在逆时针方向保持连续转矩产生。
如图所示，定子极对(在180°电的第一定子极305a和第四定子极305d、在300°电的第二定子极305b和第五定子极305e、在60°电的第三定子极305c和第六定子极305f)总是具有彼此相同但不同于其他定子极对的电位置。当在同一时刻施加相同的电流时，这些极在SRM的中心孔的相对拐角上产生相同的扭矩。这是通过将这些定子极对的线圈连接在相同的电路(其产生相)中实现的。如图所示，SRM300是三相电机。
接下来参照图2和图4说明电角度。在图2的实施方式中，每个定子极205a-205l具有相应的电位置。定子极205a的电位置为180°，定子极205b的电位置为300°，定子极205c的电位置为60°，定子极205d的电位置为180°，定子极205e的电位置为300°，定子极205f的电位置为60°，定子极205g的电位置为180°，定子极205h的电位置为300°，定子极205i的电位置为60°，定子极205j的电位置为180°，定子极205k的电位置为300°，定子极2051的电位置为60°。在本实施方式中，定子极205a、205d、205g和205j形成SRM的第一相，定子极205b、205e、205h和205k形成SRM的第二相，并且定子极205c、205f、205i和205l形成SRM的第三相。
类似地，在图4的所示实施方式中，定子极405a-405x具有相应的电位置，其中定子极405a电位置为180°，定子极405b的电位置为270°，定子极405c的电位置0°，定子极405d的电位置为90°，定子极405e的电位为180°，定子极405f的电位置为270°，定子极405g的电位置为0°，定子极405h的电位置为90°，定子极405i的电位置为180°，定子极405j的电位置为270°，定子极405k的电位置为0°，定子极4051的电位为90°，定子极405m的电位置为180°，定子极405n的电位置为270°，定子极405o的电位置为0°，定子极405p的电位置为90°，定子极405q的电位置为180°，定子极405r的电位置为270°，定子极405s的电位置为0°，定子极405t的电位置为90°，定子极405u的电位置为180°，定子极405v的电位置为270°，定子极405w的电位置为0°，定子极405x的电位置为90°。在本实施方式中，定子极405a、405e、405i、405m、405q和405u形成SRM的第一相，定子极405b、405f、405j、405n、405r和405v形成SRM的第二相，定子极405c、405g、405k、405o、405s和405w形成SRM的第三相，并且定子极405d、405h、405l、405p、405t和405x形成SRM的第四相。
接下来参考图5-11，其示出了根据本文教导的SRM的示例性实施方式。在本文公开的SRM族中，每相的极-相指数或定子极的数量是奇数。另外，在本文公开的SRM族中，SRM的转子极的数量被确定为使得由极-相指数限定的定子极的数量共享相同的电角度，并因此组成相。
对于给定的相数量、极-相指数和配置指数，下面的等式，等式(5)，被用来导出转子极的数量，并因此导出SRM的配置。等式(5)也可以用在制造SRM的过程中。
其中是极-相指数并被表示为定子极的数量与相的数量之比，m为相的数量，k为配置指数。
如前所述，在本文公开的SRM族中，极-相指数是奇数正整数的元素。在本文所示的各种实施方式中，相的数量m可以是偶数或奇数。并且，在本文所示的各种实施方式中，k是配置指数，并且其对于在SRM中给定数量的定子极和相限定转子极的数量。
在本文所示的各种实施方式中，对于不同数量的相，配置指数具有不同的范围，导致了SRM的不同配置。配置指数k可以在给定范围内具有任何值。根据各种实施方式，对于奇数相的初始值和对于偶数相的初始值限定可用于给定的极-相指数的最小的转子极数量。
在等式(5)中，“ceil”函数充当选择性部分，对于在本文公开的SRM族中将不起作用的配置，其强制结果为零。对于给定的配置指数和极-相指数，如果计算出的转子极的数量不产生对称性，则“ceil”函数将生成零以表示所选配置不提供对称设计。
这通过以下示例来说明。对于在三相SRM中的极-相指数3，配置指数4和5提供对称的电机，而配置指数6则不提供。因此，
k＝4＝>mod(k,m)＝mod(4,3)＝1
k＝5＝>mod(k,m)＝mod(5,3)＝2
k＝6＝>mod(k,m)＝mod(6,3)＝0
在等式(5)中，当mod(k，m)除以m以及然后由“ceil”函数四舍五入时，如果mod(k，m)不为零则输出将为1，并且这表示，针对给定的极-相指数和配置指数计算出的转子极的数量是本文公开的SRM族的一部分。如果m被m/2代替，则相同的方法适用于偶数数量的相。
表I示出了当相的数量m＝3时，针对极-相指数、配置指数和定子极数量的不同组合的SRM配置和转子极数量的示例。
表I–针对m＝3的转子极计数和SRM配置
表II示出了当相数的数量为m＝4时，针对极-相指数、配置指数和定子极数量的不同组合的SRM配置和转子极数量的示例。
表II–针对m＝4的转子极计数和SRM配置
表III示出了当相数m＝5时，针对极-相指数、配置指数和定子极数量的不同组合的SRM配置和转子极数量的示例。
表III–针对m＝5的转子极计数和SRM配置
表IV示出了当相数为m＝6时，针对极相指数、配置指数和定子极数量的不同组合的SRM配置和转子极数量的示例。
表IV–针对m＝6的转子极计数和SRM配置
表V示出当相的数量为m＝7时，针对极-相指数、配置指数和定子极数量的不同组合的SRM结构和转子极数量的示例。
表V–针对m＝7的转子极计数和SRM配置
表VI说明当相的数量为m＝8时，针对极-相指数、配置指数和定子极数量的不同组合的SRM结构和转子极数量的示例。
表VI–针对m＝8的转子极计数和SRM配置
接下来参考图5，其示出了根据示例性实施方式的三相9/12SRM500的剖视图。使用公式(5)，可以验证具有三相和九个定子极的SRM500的转子极的数量和配置。
在本实施方式中，SRM500的极-相指数为3，其∈等式(5)提供了包括2、4、5、7、8等的配置指数k的可能值。假设配置指数值为4，并且用3代入则等式(5)生成Nr＝12。
如图所示，SRM500具有定子505和位于定子505内部的转子510。定子505包括九个定子极，以及转子510包括十二个转子极。因此，9/12SRM 00包括第一定子极505a、第二定子极505b、第三定子极505c、第四定子极505d、第五定子极505e、第六定子极505f、第七定子极505g、第八定子极505h和第九定子极505i。9/12SRM500还包括第一转子极510a、第二转子极510b、第三转子极510c、第四转子极510d、第五转子极510e、第六转子极510f、第七转子极510g、第八转子极510h、第九转子极510i、第十转子极510j、第十一转子极510k和第十二转子极5101。
在所示实施方式中，定子极505a的机械角度为0°，定子极505b的机械角度为40°，定子极505c的机械角度为80°，定子极505d的机械角度为120°，定子极505e的机械角度为160°，定子极505f的机械角度为200°，定子极505g的机械角度为240°，定子极505h的机械角度为280°，定子极505i的机械角度为320°。
类似地，如图所示，转子极510a的机械角度为0°，转子极510b的机械角度为30°，转子极510c的机械角度为60°，转子极510d的机械角度为90°，转子极510e的机械角度为120°，转子极510f的机械角度为150°，转子极510g的机械角度为180°，转子极510h的机械角度为210°，转子极510i的机械角度为240°，转子极510j的机械角度为270°，转子极510k的机械角度为300°，转子极5101的机械角度为330°。
在所示实施方式中，定子极505a-505i具有相应的电位置。定子极505a的电位置为180°，定子极505b的电位置为60°，定子极505c的电位置为300°，定子极505d的电位置为180°，定子极505e的电位置为60°，定子极505f的电位置为300°，定子极505g的电位置为180°，定子极505h的电位置为60°，定子极505i的电位置为300°。
在该实施方式中，定子极505a、505d和505g形成SRM500的第一相，定子极505b、505e和505h形成SRM500的第二相，并且定子极505c、505f和505i形成SRM500的第三相。如图所示，在9/12SRM500中共享相同电角度的定子极的数量等于极-相指数。这维持SRM500的对称配置。
再次简要地参考图2以示出具有的极-相指数为4(即四个定子极每相)的常规三相12/8SRM中的磁通量分布。在本实施方式中，当相中的一个导通时，诸如，例如，与电角度为180°的定子极205a、205d、205g和205j相对应的相，通量路径215a、215b、215c和215d覆盖整个本底材料。如图所示，通量路径215a、215b、215c和215d形成均衡的通量图，并且通量路径的数量等于SRM的极-相指数。
类似地，如图3所示，当三相6/10SRM的相中的一个导通时，磁通量路径315a和315b产生。在本实施方式中，通量路径的数量(即，2)等于SRM的极-相指数(也是2)。同样，如图4所示，通量路径415a、415b、415c、415d、415e和415f具有均衡的分布，并且通量路径的数量(即，6)等于图4的三相24/18SR的极-相指数(也是6)。在图2、3和4所示的实施方式中，线圈以非耦合配置缠绕在定子极上。在这种配置中，通量图形成在属于相同相的定子极间，并且连接到其它相的通量图是可以忽略的。
这里的教导的SRM具有奇数-相指数，但是需要类似的均衡通量图。在示出三相9/12SRM500的图5的实施方式中，需要三个均衡的通量图。图6示出了在三相9/12SRM中所需的通量图615a、615b和615c。
参考图6，其示出了根据示例性实施方式的三相9/12SRM600。如图所示，SRM 600类似于SRM500，并且包括定子605和位于定子605内部的转子610。SRM 600包括第一定子极605a、第二定子极605b、第三定子极605c、第四定子第五定子极605e、第六定子极605f、第七定子极605g、第八定子极605h和第九定子极605i。9/12SRM600还包括第一转子极610a、第二转子极610b、第三转子极610c、第四转子极610d、第五转子极610e、第六转子极610f、第七转子极610g、第八转子极610h、第九转子极610i、第十转子极610j、第十一转子极610k和第十二转子极610l。
如图6所示，需要的通量图的总数为3，示为第一通量图615a、第二通量图615b和第三通量图615c。然而，在定子线圈的非耦合配置中，当与电角度为180°的定子极605a、605d和605g相对应的相导通时，不能生成通量图615b。这是因为，如区域620所示，仅当围绕定子极605d的线圈中的电流的方向反向时才能生成通量图615b。由于围绕定子极605d的线圈具有一定的方向，因而不能同时生成具有相反方向的两个通量图615a和615b。具有非耦合线圈配置的图6的SRM实施方式的实际的通量图参照图7说明。
图7示出了根据示例性实施方式的三相9/12SRM700。如图所示，SRM700分别类似于图5和图6的SRM500和600，并包括定子705和位于定子705内部的转子710。SRM700包括第一定子极705a、第二定子极705b、第三定子极705c、第四定子极705d、第五定子705e、第六定子极705f、第七定子极705g、第八定子极705h和第九定子极705i。9/12SRM700还包括第一转子极710a、第二转子极710b、第三转子极710c、第四转子极710d、第五转子极710e、第六转子极710f、第七转子极710g、第八转子极710h、第九转子极710i、第十转子极710j、第十一转子极710k和第十二转子极710l。
如图7所示，当对应于具有相同电位置的定子极的相通电时，通量图715a和715b自SRM700的非耦合线圈配置产生。然而，通量图的总数不等于极-相指数，其中前数为2，后数为3。虽然类似于SRM700的SRM可以在该条件(即，具有不均衡通量图715a和715b)下运转，但这可能具有围绕SRM的气隙的不均衡转矩脉动的缺点。因此，该实施方式可能是不期望的。
接下来参考图8，其示出了根据另一示例性实施方式的9/12SRM800。SRM800分别类似于图5、6和7的SRM500、600和700，并包括定子805和位于定子805内部的转子810。SRM800包括第一定子极805a、第二定子极805b、第三定子极805c、第四定子极805d、第五定子极805e、第六定子极805f、第七定子极805g、第八定子极805h和第九定子极805i。9/12SRM800还包括第一转子极810a、第二转子极810b、第三转子极810c、第四转子极810d、第五转子极810e、第六转子极810f、第七转子极810g、第八转子极810h、第九转子极810i、第十转子极810j、第十一转子极810k和第十二转子极8101。
在图8的实施方式中，在保持非耦合线圈配置的同时，围绕着定子极805g缠绕的线圈的线圈方向825相对于图7的类似定子极705g的线圈方向725被修改。如图所示，同样地在图8的实施方式中，当对应于电角度为180°的定子极805a、805d和805g的相通电时，仅产生两个通量图815a和815b。然而，类似于图7中的实施方式。通量图的总数(即，2)不等于SRM800的极-相指数(即，3)。因此，SRM 800也可能遭受围绕SRM 800的气隙的不均衡转矩脉动的缺点。
接下来参考图9，其示出了根据示例性实施方式的三相9/12SRM900。SRM900分别类似于图5、6、7和8的SRM500、600、700和800，并包括定子905和位于定子905内部的转子910。SRM900包括第一定子极905a、第二定子极905b、第三定子极905c、第四定子极905d、第五定子极905e、第六定子极905f、第七定子极905g、第八定子极905h和第九定子极905i。9/12SRM900还包括第一转子极910a、第二转子极910b、第三转子极910c、第四转子极910d、第五转子极910e、第六转子极910f、第七转子极910g、第八转子极910h、第九转子极910i、第十转子极910j、第十一转子极910k和第十二转子极910l。
在图9的实施方式中，SRM900包括相互耦合的线圈配置。在这种配置中，围绕着属于相同的相或具有相同的电位置的定子极缠绕的线圈都处于相反的方向。如图所示，属于相同相的定子极905a、905d和905g分别包括线圈925a、925b和925c，其中线圈925a、925b和925c被配置在相反的方向。利用这种配置，通过对SRM的相通电而生成的通量图的数量等于SRM的极-相指数。
如图所示，当对应于定子极905a、905d和905g的相通电时，通量图915a、915b和915c被生成，并且分布在定子905的本底材料周围。产生自SRM的一个相的通电的每个通量图915a、915b和915c，包括链接或连接到SRM的其它相的通量图915a’、915a”、915b’、915b”、915c’和915c”。
在根据本文的教导所公开的各种实施方式中，定子极周围的线圈被配置为相互耦合的配置，其中通过对一个相通电而生成的通量创建链接到SRM的其它相的通量。在这些实施方式中，通量图的数量等于极-相指数，其导致在定子本底材料周围通量图的均衡分布。在本文所示的各种实施方式中，当设计和分析具有奇数极-相指数和相互耦合线圈配置的SRM时，可能需要计算或确定所有相的磁链。
接下来参考图10，其示出了根据示例性实施方式的三相15/20SRM1000的剖视图。在本实施方式中，极-相指数为5，以及配置指数为4。本文所示的SRM1000具有定子1005和位于定子1005内部的转子1010。定子1005包括十五个定子极，并且转子1010包括二十个转子极。因此，15/20SRM1000包括第一定子极1005a、第二定子极1005b、第三定子极1005c、第四定子极1005d、第五定子极1005e、第六定子极1005f、第七定子极1005g、第八定子极1005h、第九定子极1005i、第十定子极1005j、第十一定子极1005k、第十二定子极1005l、第十三定子极1005m、第十四定子极1005n和第十五定子极1005o。
15/20SRM1000还包括第一转子极1010a、第二转子极1010b、第三转子极1010c、第四转子极1010d、第五转子极1010e、第六转子极1010f、第七转子极1010g、第八转子极1010h、第九转子极1010i、第十转子极1010j、第十一转子极1010k、第十二转子极1010l、第十三转子极1010m、第十四转子极1010n、第十五转子极1010o和第十六转子极1010p，第十七转子极1010q、第十八转子极1010r、第十九转子极1010s和第二十转子极1010t。
在所示实施方式中，定子极1005a的机械角度为0°，定子极1005b的机械角度为24°，定子极1005c的机械角度为48°，定子极1005d的机械角度为72°，定子极1005e的机械角度为96°，定子极1005f的机械角度为120°，定子极1005g的机械角度为144°，定子极1005h的机械角度为168°，定子极1005i的机械角度为192°，定子极1005j的机械角度为216°，定子极1005k的机械角度为240°，定子极1005l的机械角度为264°，定子极1005m的机械角度为288°，定子极1005n的机械角度为312°，定子极1005o机械角度为336°。
类似地，转子极1010a的机械角度为0°，转子极1010b的机械角度为18°，转子极1010c的机械角度为36°，转子极1010d的机械角度为54°，转子极1010e的机械角度为72°，转子极1010f的机械角度为90°，转子极1010g的机械角度为108°，转子极1010h的机械角度为126°，转子极1010i的机械角度为144°，转子极1010j的机械角度为162°，转子极1010k的机械角度为180°，转子极10101的机械角度为198°，转子极1010m的机械角度为216°，转子极1010n的机械角度为234°，转子极1010o的机械角度为252°，转子极1010p的机械角度为270°，转子极1010q的机械角度为288°，转子极1010r的机械角度为306°，转子极1010s的机械角度为324°，转子极1010t的机械角度为342°。
在所示实施方式中，定子极1005a-1005o具有相应的电位置。定子极1005a的电位置为180°，定子极1005b的电位置为60°，定子极1005c的电位置为300°，定子极1005d的电位置为180°，定子极1005e的电位置为60°，定子极1005f的电位置为300°，定子极1005g的电位置为180°，定子极1005h的电位置为60°，定子极1005i的电位置为300°，定子极1005j的电位置为180°，定子极1005k的电位置为60°，定子极1005l的电位置为300°，定子极1005m的电位置为180°，定子极1005n的电位置为60°，定子极10050的电位置为300°。在本实施方式中，定子极组1005a、1005d、1005g、1005j和1005m，定子极组1005b、1005e、1005h、1005k和1005n以及定子极组1005c、1005f、1005i、1005l和10050形成三相SRM1000。
SRM1000还包括以相互耦合的配置围绕定子极缠绕的线圈。如图所示，对于对应于定子极1005a、1005d、1005g、1005j和1005m的相，线圈1025a、1025b、1025c、1025d和1025e分别以相反的方向围绕定子极缠绕。在所示实施方式中，当对应于定子极1005a、1005d、1005g、1005j和1005m的相通电时，生成通量图1015a、1015b、1015c、1015d和1015e。
如图所示，通量图1015a、1015b、1015c、1015d和1015e包括，当对应于定子极1005a、1005d、1005g、1005j和1005m的相通电时生成在SRM的其它相中的磁链1015a’、1015a”、1015b’、1015b”、1015c’、1015c”、1015d’、1015d”、1015e’和1015e”。在所示实施方式中，通量图的数量(即，5)等于SRM 1000的极-相指数(即，5)，其导致通量图的均衡分布。这可以最小化或消除由不均衡转矩脉动引起的任何缺点，不均衡转矩脉动产生自与SRM的极-相指数相比不相等数量的通量图。
接下来参考图11，其示出了根据示例性实施方式的四相20/15SRM1100的剖视图。在本实施方式中，极-相指数为5，配置指数为3。本文所示的SRM1100具有定子1105和位于定子1105内部的转子1110。定子1105包括二十个定子极，以及转子1010包括十五个转子极。因此，20/15SRM1100包括第一定子极1105a、第二定子极1105b、第三定子极1105c、第四定子极1105d、第五定子极1105e、第六定子极1105f、第七定子极1105g、第八定子极1105h、第九定子极1105i、第十定子极1105j、第十一定子极1105k、第十二定子极1105l、第十三定子极1105m、第十四定子极1105n、第十五定子极1105o、第十六定子极1105p、第十七定子极1105q、第十八定子极1105r、第十九定子极1105s和第二十定子极1105t。
20/15SRM1100还包括第一转子极1110a、第二转子极1110b、第三转子极1110c、第四转子极1110d、第五转子极1110e、第六转子极1110f、第七转子极1110g、第八转子极1110h、第九转子极1110i、第十转子极1110j、第十一转子极1110k、第十二转子极1110l、第十三转子极1110m、第十四转子极1110n和第十五转子极1110o。
在图示的实施方式中，定子极1105a的机械角度为0°，定子极1105b的机械角度为18°，定子极1105c的机械角度为36°，定子极1105d的机械角度为54°，定子极1105e的机械角度为72°，定子极1105f的机械角度为90°，定子极1105g的机械角度为108°，定子极1105h的机械角度为126°，定子极1105i的机械角度为144°，定子极1105j的机械角度为162°，定子极1105k的机械角度为180°，定子极1105l的机械角度为198°，定子极1105m的机械角度为216°，定子极1105n的机械角度为234°，定子极1105o具有机械角度252°，定子极1105p的机械角度为270°，定子极1105q的机械角度为288°，定子极1105r的机械角度为306°，定子极1105s的机械角度为324°，定子极为1105t机械角度为342°。
类似地，转子极1110a的机械角度为0°，转子极1110b的机械角度为24°，转子极1110c的机械角度为48°，转子极1110d的机械角度为72°，转子极1110e的机械角度为96°，转子极1110f的机械角度为120°，转子极1110g的机械角度为144°，转子极1110h的机械角度为168°，转子极1110i的机械角度为192°，转子极1110j的机械角度为216°，转子极1110k的机械角度为240°，转子极1110l的机械角度为264°，转子极1110m的机械角度为288°，转子极1110n的机械角度为312°，转子极1110o的机械角度为336°。
在所示实施方式中，定子极1105a-1105t具有相应的电位置。定子极1105a的电位置为180°，定子极1105b的电位置为270°，定子极1105c的电位置为0°，定子极1105d的电位置为90°，定子极1105e的电位置为180°，定子极1105f的电位置为270°，定子极1105g的电位置为0°，定子极1105h的电位置为90°，定子极1105i的电位置为180°，定子极1105j的电位置为270°，定子极1105k的电位置为0°，定子极1105l的电位置为90°，定子极1105m的电位置为180°，定子极1105n的电位置为270°，定子极1105o的电位置为0°，定子极1105p的电角度为90°，定子极1105q的电角度为180°，定子极1105r的电角度为270°，定子极1105s的电角度为0°，并且定子极1105t的电角度为90°。
在本实施方式中，定子极组1105a、1105e、1105i、1105m和1105q，定子极组1105b、1105f、1105j、1105n和1105r，定子极组1105c、1105g、1105k、1105o和1105s，以及定子极组1105d、1105h、1105l、1105p和1105t，形成SRM1100的四个相。
SRM1100还包括以相互耦合的配置围绕定子极缠绕的线圈。如图所示，对于与定子极1105a、1105e、105i、1105m和1105q相对应的相，线圈1125a、1125b、1125c、1125d和1125e分别以相反的方向围绕定子极缠绕。在图示的实施方式中，当对应于定子极1105a、1105e、1105i、1105m和1105q的相通电时，生成通量图1115a、1115b、1115c、1115d和1115e。此外，当对应于定子极1105a、1105e、1105i、1105m和1105q的相通电时，在SRM的其它相中生成磁链。在所示实施方式中，通量图的数量(即，5)等于SRM1000的极-相指数(即，5)，其导致定子1105的本底材料周围的通量图的均衡分布。
本文公开的各种实施方式和教导可以为SRM制造商，用户，设计者等提供额外的自由度，以实现更好的效率、降低的噪声和扭矩波动、令人满意的扭矩-速度曲线、更高的功率密度和优异的扭矩特性。在本文公开的SRM配置中，能够基于对SRM的性能要求，针对给定的极-相指数和转子极的计算数量来调整转子和定子尺寸、线圈参数和其他因素。
本发明的上述实施方式和应用仅仅是示例。在不脱离所要求保护的发明的范围的情况下，本领域的普通技术人员可以根据该教导而对特定实施方式进行改变，修改和变化。

Claims (19)

1.开关磁阻电机，包括：
定子，其包括预定数量的定子极，其中每个定子极是凸极；
转子，其相对于所述定子可转动地安装，所述转子包括多个转子极，其中所述多个转子极是凸极；以及
多个线圈，其围绕所述预定数量的定子极设置以形成所述开关磁阻电机的至少一个相，所述多个线圈适于承载电流以在所述预定数量的定子极中产生磁通量，
其中所述多个转子极和所述预定数量的定子极对称地布置，以及
其中转子极的数量与所述定子极的预定数量和相的数量相关，根据：
如果相的数量是奇数，和
如果相的数量是偶数，
其中Ns是所述定子极的预定数量，m是所述相的数量，以及k是基于所述定子极的预定数量和所述相的数量的配置指数。
2.如权利要求1所述的开关磁阻电机，其中极-相指数是奇数，所述极-相指数是所述定子极的预定数量与所述相的数量的比。
3.如权利要求1和2中任一项所述的开关磁阻电机，其中如果所述相的数量为偶数则所述定子极的预定数量为偶数，以及其中如果所述相的数量为奇数则所述定子极的预定数量为奇数。
4.如权利要求1至3中任一项所述的开关磁阻电机，其中所述配置指数根据下式确定：
如果所述相的数量是偶数，和
如果所述相的数量是奇数。
5.如权利要求1至4中任一项所述的开关磁阻电机，其中所述多个线圈围绕所述预定数量的定子极在相互耦合的配置中设置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的开关磁阻电机，其中所述预定数量的定子极和所述多个转子极布置在选自下组的配置中：内部转子配置、外部转子配置、轴向通量配置、线性配置、多转子配置和多定子配置。
7.如权利要求1至6中任一项所述的开关磁阻电机，其中所述预定数量的定子极彼此等距以提供对称的布置。
8.如权利要求1至7中任一项所述的开关磁阻电动机系统，其中所述多个转子极彼此等距以提供对称的布置。
9.如权利要求1至8中任一项所述的开关磁阻电机，其中使用软磁材料制造所述预定数量的定子极和所述多个转子极。
10.开关磁阻电机，具有凸起的转子极和凸起的定子极，凸起的转子极和凸起的定子极具有由下列公式限定的数值关系：
对于奇数数量的相，和
对于偶数数量的相，
其中Ns是凸起的定子极的数量，Nr是凸起的转子极的数量，m是相的数量，以及k是基于所述凸起的转子极的数量和所述相的数量的配置指数，并且其中所述凸起的定子极和所述凸起的转子极对称布置。
11.如权利要求10所述的开关磁阻电机，其中极-相指数为奇数，所述极-相指数是所述定子极的数量与所述相的数量的比。
12.如权利要求10和11中任一项所述的开关磁阻电机，其中如果所述相的数量为偶数则所述凸起的定子极的数量为偶数，以及如果所述凸起的定子极的数量为奇数则所述相的数量是奇数。
13.如权利要求10至12中任一项所述的开关磁阻电机，其中所述配置指数根据下式确定：
对于偶数数量的相，和
对于奇数数量的相。
14.如权利要求10至13中任一项所述的开关磁阻电机，包括围绕所述凸起的定子极设置的多个线圈，以形成所述开关磁阻电机的至少一个相，其中所述多个线圈围绕所述凸起的定子极在相互耦合的配置中设置。
15.如权利要求10至14中任一项所述的开关磁阻电机，其中所述凸起的定子极和所述凸起的转子极以选自下组的配置来设置：内转子配置、外转子配置、轴向通量配置、线性配置、多转子配置和多定子配置。
16.如权利要求10至15中任一项所述的开关磁阻电机，其中所述凸起的定子极彼此等距以提供对称布置。
17.如权利要求10至16中任一项所述的开关磁阻电机，其中所述凸起的转子极彼此等距以提供对称布置。
18.如权利要求10至17中任一项所述的开关磁阻电机，其中使用软磁材料制造所述凸起的定子极和所述凸起的转子极。
19.用于制造具有一定数量的转子极和一定数量的定子极的开关磁阻电机的方法，包括：
确定所述转子极的数量和所述定子极的数量中的一个；
确定相的数量；
根据下式确定所述转子极的数量和所述定子极的数量中的另一个，
如果相的数量是奇数，和
如果相的数量是偶数，
其中Ns是定子极的预定数量，m是相的数量，以及k是基于所述定子极的预定数量和所述相的数量的配置指数；
设置具有所述数量的定子极的定子，其中每个定子极是凸极并且所述定子极对称布置；
相对于所述定子可转动地安装转子，所述转子具有所述数量的转子极，其中所述转子极是凸极并且所述转子极对称布置；以及
围绕所述数量的定子极缠绕多个线圈以形成所述开关磁阻电机的所述数量的相，所述多个线圈适于承载电流以在所述数量的定子极中产生磁通量。
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