CN111509935A - 高转子磁极开关磁阻电机的镜像 - Google Patents

高转子磁极开关磁阻电机的镜像 Download PDF

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CN111509935A CN202010190231.9A CN202010190231A CN111509935A CN 111509935 A CN111509935 A CN 111509935A CN 202010190231 A CN202010190231 A CN 202010190231A CN 111509935 A CN111509935 A CN 111509935A
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T.克雷里
M.约翰斯顿
P.德赛
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Abstract

一种高转子磁极开关磁阻电机(HRSRM)采用轴向镜像和径向镜像构思且通过第一多转子磁极(MRP)公式和第二多定子磁极(MSP)公式表示。多转子HRSRM包括每一个具有多个转子磁极的至少两个转子和具有多个定子磁极的至少一个定子。至少两个转子和至少一个定子绕中心轴线定位，定子置于转子之间且在转子侧向附近。多定子HRSRM包括具有多个定子磁极的至少两个定子和具有多个转子磁极的至少一个转子。至少两个定子和至少一个转子绕中心轴线定位，转子置于定子之间且在定子侧向附近。

Description

高转子磁极开关磁阻电机的镜像
本申请是申请日为2016年2月4日、申请号为201680033695.0、标题为“高转子磁极开关磁阻电机的镜像”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明通常涉及高转子磁极开的磁阻电机(high rotor pole switchedreluctance machine)。更具体地，本发明涉及的高转子磁极开关磁阻电机(其使用多个转子和定子)的镜像(mirroring)。
背景技术
开关磁阻电机(SRM)为一类同步电机，其可被操作为电动机或发电机。虽然没有构造上的主要不同，SRM在用于将机械能转换为电能时操作为发电机或在用于将电能转换为机械能时操作为电动机。通常，SRM可以以循环方式在两种模式下操作。因此，在下文，使用术语“电机”来代替电动机和/或发电机，以包括这两种操作模式。
SRM通常包括具有多个凸极特性的定子磁极的定子和具有多个转子磁极的转子。在定子上存在相绕组，但是在转子上没有绕组或磁体。在大多数SRM中，每一对直径相反的定子磁极串序相连以形成多相开关磁阻电机的独立相。在一些情况下，定子具有串序相连的以90°间隔开的线圈绕组，以形成一个相。在SRM操作期间，每一个定子磁极被以预定顺序相继激励，这与转子的角位置同步，以产生定子磁极和相应的转子磁极之间的磁性吸引力，以使得转子旋转。
高转子磁极开关磁阻电机(HRSRM)是SRM，其中对于任何邻近的一组转子和定子来说，转子磁极的数量比定子磁极的数量大。替换地，其可限定为具有多个转子和定子的电机，其中来自所有各个转子的转子磁极的数量之和比来自所有各个定子的定子磁极的数量之和更大。HRSRM具有比常规SRM更高的静态扭矩容量和更低的扭矩波动。这两个电机的功率转换器的设计需求可以是不同的，因为与具有相同相数的构造相比，HRSRM具有更窄的电感曲线(inductance profile)和更大的数量的行程。
一个这种常规SRM是开关磁阻设备，其具有带多个磁极的内定子，径向设置在内定子以外且具有被用作磁极的多个段的转子，和径向设置在转子以外且具有多个磁极的外定子。相应绕组设置在任一定子的每对邻近磁极之间。设备通过多个可分别激励的相操作，其中通过对与给定相对应的绕组进行通电而激励所述给定相。给定相的激励使得穿过一区域的磁通量的感应基本上局限于与给定相对应的定子段和转子段的区域，且使得大量的通量进入转子段。然而，该设备未教导多个转子和定子的镜像。
已经开发了采用双转子和双定子的一些其他SRM。一些SRM包括双转子开关磁阻电动机，其包括外转子、中间定子和内转子，其中中间定子布置在内转子和外转子之间，且内转子和外转子机械地固定在一起且同步旋转，以便形成固定的机械输出轴。一些其他SRM包括具有第一定子、第二定子和布置在第一和第二定子之间的转子的电机。转子包括沿转子的周向方向的彼此磁绝缘的多个转子磁极。通过将转子布置在两个定子之间，转子不需要携带沿周向方向的磁通量，且因此可以使用更轻的转子构造。转子磁极配置为携带沿两个相反方向的磁通量，以便能利用磁阻原理为所有转子磁极赋予相同构造。然而，这种SRM未教导多个转子和定子的镜像。进一步地，上述SRM都不属于高转子极SRM的类别。
因此，需要采用镜像构思的高转子磁极开关磁阻电机(HRSRM)。所需的HRSRM被配置为将多个定子和转子进行镜像。进一步地，HRSRM能径向或轴向地应用镜像的构思。这种所需的HRSRM能增加功率密度和扭矩密度且降低机器的扭矩波动。最后，HRSRM通过磁极定义公式设计，其包括多个转子和多个定子。本文公开的实施例能实现所有这些目的。
发明内容
为了使得现有技术中的缺陷最小化，且使得阅读本说明书得知的其他缺陷最小化，本发明优选实施例提供使用镜像构思的高转子磁极开关磁阻电机(HRSRM)且公开两个具体公式，其被称为多转子磁极(MRP)公式和多定子磁极(MSP)公式。镜像构思可轴向或径向地应用。进一步地，HRSRM可具有两种拓扑结构的多个定子和多个转子。
多转子HRSRM包括绕中心轴线定位的至少两个转子，且每一个转子包括在侧向转子表面上的多个转子磁极。至少一个定子绕中心轴线定位且置于转子之间且在转子侧向附近。定子包括多个定子磁极，所述多个定子磁极从转子中的一个附近的第一侧向定子表面延伸到在转子另一个附近的第二侧向定子表面。多个转子磁极与多个定子磁极具有数字关系，所述数字关系通过MRP公式限定：
NR,tot＝R×NR＝(S+l)×(2Ns-2)
使得R≥2，其中NR,tot是转子磁极的总数量，R是各转子的数量，S是各定子的数量，NR是每个转子的转子磁极数量，且Ns是每个定子的定子磁极数量。
多个轴向定子HRSRM包括绕中心轴线定位的至少两个定子，其中每一个定子包括在侧向定子表面上的多个定子磁极。至少一个转子绕中心轴线定位且置于定子之间且在定子侧向附近。转子包括多个转子磁极，所述多个转子磁极从两个定子中的一个附近的第一侧向转子表面延伸到两个定子中的另一个附近的第二侧向转子表面。多个定子磁极与多个转子磁极具有数字关系，所述数字关系通过MSP公式限定：
NR,tot＝R×NR＝(S-l)×(2Ns-2)
使得S≥2其中NR,tot是转子磁极的总数量，R是各转子的数量，S是各定子的数量，NR是每个转子的转子磁极数量，且Ns是每个定子的定子磁极数量。
本发明的第一目的是提供采用镜像构思的HRSRM。
本发明的第二目的是提供HRSRM，其是模块化或可叠置的，其可包括对实现期望扭矩输出或任何其他设计考虑来说所必要的任何数量的定子和转子。
本发明的第三目的是提供HRSRM，其使用先进的磁极限定MSP和MRP公式以用于设计。
本发明的另一目的是提供HRSRM，其能径向或轴向地应用镜像构思。
本发明的另一目的是提供HRSRM，其采用多个转子或多个定子镜像构思。
具体描述本发明的这些，以便使得本发明对本领域技术人员来说是可理解的。
附图说明
附图中的元件不必按比例绘制，以便增强其清除成都，且使得本发明的这些各种元件和实施例易于理解。进而，本领域常规已知且易于理解的元件未示出，以便提供本发明的各种实施例的清楚视图。由此，为了清楚和简明概略地显示附图。
图1示出了根据本发明优选实施例的具有轴向构造的HRSRM的透视图，其具有三个转子和两个定子；
图2A示出了图1实施例的定子的透视图；
图2B示出了图1实施例的转子的透视图；
图3A是图2B实施例的转子的透视图，在一个转子中没有背铁；
图3B是图2B实施例的转子的多个磁极的透视图；
图4示出了根据本发明优选实施例的具有轴向构造的HRSRM的透视图，其具有三个定子和两个转子；
图5A示出了图4实施例的转子的透视图；
图5B示出了图5A实施例的转子的多个磁极的透视图；
图5C示出了图4实施例的定子的透视图；
图6A示出了根据一个本发明实施例的HRSRM的定子的透视图；
图6B示出了根据本发明另一实施例的HRSRM的定子的透视图；
图7示出了利用图6A和图6B的定子实施例的具有轴向构造的HRSRM的透视图；
图8A示出了图7实施例的定子的透视图；
图8B示出了图7实施例的转子的透视图；
图9示出了根据替换本发明实施例的具有径向10/6/10构造的多转子HRSRM的透视图，其包括一个定子和两个转子；
图10示出了具有替换的线圈位置的图1实施例的透视图；
图11示出了根据本发明另一实施例的具有径向构造的HRSRM的透视图，其包括两个定子和一个转子；
图12示出了根据本发明另一实施例的具有径向构造的HRSRM的透视图，其包括三个定子和两个转子；和
图13示出了根据本发明另一实施例的具有径向构造的HRSRM的透视图，其具有两个定子和三个转子。
具体实施方式
在给出本发明的多个实施例和应用的以下描述中，对附图进行参考，附图形成本文的一部分，且通过可以实施本发明的具体实施例进行了显示。应理解可以利用其他实施例且可以做出改变而不脱离本发明的范围。
本发明的各种特征在下文描述，且其每一个可独立于彼此或与其他特征组合使用。然而，任何单个发明特征可能不能解决如上所述的任何问题，或可以解决如上所述的一个或多个问题。进一步地，如上所述的一个或多个问题可能不能通过下文所述的任何特征完全解决。
本发明提供了使用镜像构思的一类高转子磁极开关磁阻电机(HRSRM)。HRSRM可被描述为任何SRM，其中转子磁极的数量比定子磁极的数量大。操作可将镜像构思应用于HRSRM的两种方式。构造可以是轴向的或径向的。同时，还可存在两种拓扑结构的多转子和多定子。本发明提供了用于HRSRM设计的两种先进形式的设计公式。本发明提供用于高转子开关磁阻电机(HRSRM)的新的数学公式，所述开关磁阻电机配置为对多个定子和转子进行镜像设置。本发明提供用于HRSRM的多定子和多转子构造的设计公式。
现在转到图1，示出了根据优选的本发明实施例的HRSRM 10的透视图，其具有三个转子16、18、20和两个定子12、14的轴向10/6/10/6/10构造。
在多转子构造中，高转子磁极开关磁阻电机10包括绕中心轴线(未示出)定位的至少两个转子16、20和绕中心轴线(未示出)定位且置于至少两个转子16、20之间且在它们侧向附近的至少一个定子12。至少两个转子16、20中的每一个包括定位在第一侧向转子表面30上的多个转子磁极34(见图2B)。至少一个定子12包括多个定子磁极26(见图2A)，其从至少两个转子中的一个16附近的第一侧向定子表面22延伸到至少两个转子中的另一20个附近的第二侧向定子表面24，以形成镜像构造。在至少两个转子16中之一上的多个转子磁极34与第一侧向定子表面22上的多个定子磁极26相对，且在至少两个转子20中的另一个上的多个转子磁极34定位为与第二侧向定子表面24上的多个定子磁极26相对。本发明的HRSRM10提供一种三相电机，其具有绕中心轴线轴向布置的至少两个转子16、20和至少一个定子12，以形成轴向镜像构造。
在本实施例的高转子磁极开关磁阻电机10中，至少一个定子12定位在至少两个转子16、20之间，以提供多转子镜像构造。镜像构造改变与至少一个定子12相关的凸极特性且改变电机10的磁性构造，这又增加了电机的功率密度和扭矩密度。
在多转子构造中，多个转子磁极34与多个定子磁极26存在数字关系，该数字关系通过多转子磁极(MRP)公式限定：
NR,tot＝R×NR＝(S+l)×(2Ns-2)
使得R≥2,其中NR,tot是转子磁极的总数量，R是各转子的数量，S是各定子的数量，NR是每个转子的转子磁极数量，且Ns是每个定子的定子磁极数量。
使用用于具有6个定子磁极的三相电机的MRP公式，则NR,tot等于20。这20个磁极均匀分布在两个转子之间，即每一个转子具有10个磁极(NR＝10)，实现10/6/10的构造。类似地，使用MRP公式，可得到以下构造：14/8/14，18/10/18，10/6/10/6/10，14/8/14/8/14，等。
在图1中，示出了根据优选本发明实施例的多转子HRSRM 10，其具有轴向10/6/10/6/10构造，其具有三个转子16、18、20和两个定子12、14。第一定子12定位在第一转子16和第二转子18之间，其第二定子14定位在第二转子18和第三转子20之间。定子12、14和转子16、18、20每一个绕中心轴线(未示出)旋转且通过轴向空气隙分开。
图2A示出了图1的实施例的定子12、14的透视图。至少两个定子12、14具有盘状形状，具有第一侧向定子表面22和第二侧向定子表面24。第一侧向定子表面22和相反的第二侧向定子表面24大致平行于彼此且每一个包括绕定子12、14的周向均匀分布的多个定子磁极26。定子磁极26从第一定子表面22中相应的一个向外突出，且是大致垂直地突出，且延伸到第二定子表面24。在该实施例中，至少两个定子12、14每一个包括以三相成对(three-phase pairs)方式设置的六个定子磁极26。多个线圈28在多个定子磁极26中的任何两个之间围绕至少两个定子12、14的一部分缠绕。在该实施例中，多个线圈28可优选为环形线圈(toroidal coil)。这里，线圈的单个绕组用于为定子磁极26通电，其从第一定子表面22延伸到第二定子表面24。在操作中，在定子12、14的相反侧上的六个定子磁极26彼此同步地操作。
图2B示出了图1的实施例的转子16、18、20的透视图。转子16、18、20具有盘状形状，具有第一侧向转子表面30和第二侧向转子表面32。第一转子表面30和第二转子表面32定位在被称为背铁(backiron)的盘状形状的相反侧上且大致平行于彼此。转子16、18、20包括绕转子16、18、20的周向均匀分布的多个转子磁极34。在本实施例中，多个转子磁极34在第一转子16和第三转子20的情况下从第一转子表面30大致垂直突出且在第二转子18的情况下从第一转子表面30和第二转子表面32大致垂直突出。
图3A-3B显示了没有背铁的图2B的实施例的转子16、18、20的透视图。背铁从转子18移走(如图3A所示)，且从转子16移走(如图3B所示)。图3B示出了图2B实施例的转子16、18、20的多个转子磁极34的透视图。多个转子磁极34可提供用于让磁通量从定子12经过并达到定子14的直接路径。这意味着电机不再是6/10/10/6构造，而代替地是6/10/6的构造且仍然是镜像HRSRM。
图4示出了根据本发明优选实施例的具有轴向构造的多定子HRSRM 40的透视图，其具有三个定子42、44、46和两个转子48、50。在多定子构造中，HRSRM 40包括绕中心轴线(未示出)定位的至少两个定子42、44和绕中心轴线(未示出)定位且置于至少两个定子42、44之间且在其侧向附近的至少一个转子48。至少两个定子42、44每一个包括在第一侧向定子表面58上的多个定子磁极62(见图5C)。至少一个转子48包括多个转子磁极56(见图5A)，其从至少两个定子中的一个42附近的第一侧向转子表面52延伸到至少两个定子中的另一个44附近的第二侧向转子表面54。至少两个定子42、44上的多个定子磁极62定位为与从第一侧向转子表面52延伸到第二侧向转子表面54的多个转子磁极56相对。至少两个定子42、44和至少一个转子48绕中心轴线轴向定位，以形成轴向镜像构造。
在多定子构造中，多个定子磁极62与多个转子磁极56成数字关系，其中数字关系通过多定子磁极(MSP)公式限定：
NR,tot＝R×NR＝(S-l)×(2Ns-2)
使得S≥2,其中NR,tot是转子磁极的总数量，R是各转子的数量，S是各定子的数量，NR是每个转子的转子磁极数量，且Ns是每个定子的定子磁极数量。
使用用于具有6个定子磁极的三相电机的MSP公式，则NR,tot等于10。转子具有10个磁极(NR,tot＝NR＝10)。这实现6/10/6构造。类似地，使用MSP公式，可以实现以下构造：8/14/8，10/18/10，6/10/6/10/6，8/14/8/14/8，等。
在镜像构思应用于HRSRM时，在多定子构造情况下，与转子相关的凸极特性改变了电机的磁性构造，由此将6/10/10/6电机缩减为6/10/6电机。镜像构思改变了具有多定子构造和多转子构造的电机的磁性构造。
根据如图4所示的本发明一个实施例，具有轴向6/10/6/10/6构造的多定子HRSRM40包括三个定子42、44、46和两个转子48、50。第一转子48定位在第一定子42和第二定子44之间，且第二转子50定位在第二定子44和第三定子46之间。定子42、44、46和转子48、50每一个绕中心轴线旋转且通过轴向空气隙分开。
图5A示出了图4实施例的转子48、50的透视图。转子48、50具有盘状形状，其具有与第二侧向转子表面54相反的第一侧向转子表面52，所述转子表面大致平行于彼此且每一个包括绕转子48、50的周向均匀分布的多个转子磁极56。多个转子磁极56从第一侧向转子表面52大致垂直地突出到第二侧向转子表面54。通过从第一侧向转子表面52延伸到相反的第二侧向转子表面54的多个转子磁极56，磁通量从第一定子42流动到第二定子44。图5B示出了图5A实施例的转子48、50的多个转子磁极56的透视图。在该构造中，且为了易于理解，背铁被移走，以清楚地显示转子48、50的多个磁极56。
图5C示出了图4实施例的定子42、44、46的透视图。定子42、44、46具有盘状形状，具有大致平行于彼此的第一侧向定子表面58和相反的第二侧向定子表面60。在该实施例中，定子42、44、46和多个定子磁极62绕定子42、44、46的周向均匀分布，且在第一定子42和第三定子46的情况下从第一侧向定子表面58大致垂直突出，且在第二定子44的情况下从第一定子表面58延伸到第二定子表面60。在该实施例中，定子表面58、60包括以三相成对(three-phase pairs)方式设置的六个定子磁极122。多个线圈124围绕定子42、44、46的一部分缠绕且靠近相应定子磁极62中的一个。
图6A示出了定子12的一个实施例的透视图，具有用于多个线圈28的环形绕组构造。多个线圈28每一个围绕定子的一部分且在多个定子磁极26的每一个附近作为环形线圈缠绕。
图6B示出了定子70的一个实施例的透视图，具有用于多个线圈74的集中绕组(concentrated winding)构造。多个线圈74每一个作为围绕多个定子磁极72每一个的集中绕组来缠绕。
图7示出了多定子HRSRM 80的透视图，其具有三个定子82、84、86和两个转子88、90，具有利用了图6A和图6B的定子实施例的轴向构造。在该实施例中，第一定子82和第三定子86包括具有集中绕组构造的多个线圈92，和具有环形绕组构造的多个线圈94。多个线圈92、94每一个用磁性线制造，优选是铜。
图8A示出了图7实施例的定子82、84、86的透视图。第一定子82和第三定子86包括具有集中绕组构造的多个线圈92，且第二定子84包括具有环形绕组构造的多个线圈94。图8B示出了具有多个转子磁极96的图7实施例的转子88、90的透视图。
使用以上两个公式，可实现以下的HRSRM构造中的一些：6/10/6，10/6/10，8/14/8，14/8/14，10/36/10，36/10/36，等。下述表格显示了可用于径向HRSRM构思的大致构造趋势。表格1示出了通过多转子磁极(MRP)公式可实现的构造，且表格2示出了通过多定子磁极(MSP)公式可实现的一些构造。
S R N<sub>S</sub> N<sub>S，tot</sub> N<sub>R</sub> N<sub>R，tot</sub> 构造
1 2 6 6 10 20 10/6/10
1 2 8 8 14 28 14/8/14
1 2 10 10 18 36 18/10/18
2 3 6 12 10 30 10/6/10/6/10
2 3 8 16 14 42 14/8/14/8/14
2 3 10 20 18 54 18/10/18/10/18
表格1
S R N<sub>S</sub> N<sub>S，tot</sub> N<sub>R</sub> N<sub>R，tot</sub> 构造
2 1 6 12 10 10 6/10/6
2 1 8 16 14 14 8/14/8
2 1 10 20 18 18 10/18/10
3 2 6 18 10 20 6/10/6/10/6
3 2 8 24 14 28 8/14/8/14/8
3 2 10 30 18 36 10/18/10/18/10
表格2
图9示出了了根据本发明替换实施例的多转子HRSRM 100的透视图，其具有径向10/6/10构造，具有一个定子102和两个转子104、106。定子102定位在第一转子104和第二转子106之间，二者绕中心轴线彼此同中心旋转且通过径向空气隙分开。定子102具有圆柱形形状，带有第一内定子表面108和第二外定子表面110。第一内定子表面108和第二外定子表面110每一个包括绕定子102周向均匀分布的多个定子磁极112。定子磁极112从第一定子表面108内向且从第二定子表面110向外垂直突出。在该实施例中，定子表面102包括以三相成对(three-phase pairs)方式设置的六定子磁极112。多个线圈114绕定子102的一部分且在定子磁极112中的一个附近缠绕。这里，线圈的单个缠绕用于对一对定子磁极112通电。
在该实施例中，转子104、106为圆柱形形状。第一转子104定位在定子102径向外部且第二转子106定位在定子102的径向内部。第一转子104和第二转子106具有外转子表面118和内转子表面116。多个转子磁极120绕转子104、16的周向均匀分布且从第一转子104的内转子表面116大致垂直向内突出和从第二转子106的外转子表面118大致垂直向外突出。在该实施例中，磁通量从第一转子104上的多个转子磁极120流动到第二外定子表面110上的多个定子磁极112、流动到第一内定子表面108、且随后流动到第二转子106上的多个转子磁极120。
图10示出了具有替换的线圈位置的图1实施例的透视图。多个定子磁极112布置在第一内定子表面108和第二外定子表面110上(见图9)。在该实施例中，多个线圈122共同围绕第一内定子表面108和第二外定子表面110上的多个定子磁极112每一个缠绕。每一个线圈122用围绕第一内定子表面108(见图9)上的相应定子磁极112达到第二外定子表面110(见图9)的磁性线(优选铜)制造。在该构造中，第一内定子表面108和第二外定子表面110上的多个线圈122以任何角位置串序连接以形成单个线圈。
图11示出了根据本发明另一实施例的具有径向6/10/6构造的多定子HRSRM 130的透视图，其具有两个定子132、134和一个转子136。转子136定位在第一定子132和第二定子134之间，二者绕中心轴线彼此同中心且通过径向空气隙分开。第一定子132和第二定子134具有内定子表面138和外定子表面140。多个定子磁极142沿每一个定子132、134的周向均匀分布，且在第二转子134的情况下从内定子表面138大致垂直突出，且在第一转子132的情况下从外定子表面140大致垂直突出。
在该实施例中，每一个定子132、134包括以三相成对(threephase pairs)方式设置的六个定子磁极142。每一个定子磁极142具有绕其缠绕的线圈，共同标记为144。每一个线圈144用围绕相应定子磁极142的磁性线(优选是铜)制造。在该实施例中，转子136是圆柱形形状，具有内转子表面146和外转子表面148。多个转子磁极60从内转子表面146延伸到外转子表面148且围绕转子136的周向均匀分布。多个转子磁极150从内转子表面146垂直突出到外转子表面148。
可以根据多转子磁极(MRP)公式和多定子磁极(MSP)公式(如表格1和表格2所示)设计其他尺寸且具有并非三相或六个定子磁极的HRSRM，且从其中的模式可容易地进行推断。
例如，图12示出了具有径向6/10/6/10/6构造的多定子HRSRM 160，具有三个定子162、164、166和两个转子168、170。HRSRM 160具有总共18个定子磁极和20个转子磁极。
图13示出了具有径向10/6/10/6/10构造的多转子HRSRM 180的透视图，具有两个定子182、184和三个转子186、188、190。HRSRM 180具有30个转子磁极和12个定子磁极。
目前公开的HRSRM设计是有利的，因为其被模块化或是可叠置的，其可包括对实现期望扭矩输出或任何其他设计考虑来说所必要的任何数量的定子和转子。
处于显示和描述的目的已经给出了本发明优选实施例的前述描述。目的不是要穷尽本发明或将限制本发明为所公开的确切形式。有鉴于上述教导可做出许多修改和改变。目的是使得本发明的范围不被该详细描述所限制，而是通过权利要求和与权利要求等同的形式限制。
相关申请
本申请要求2015年6月10日提交的序列号为62/173,395的美国临时申请优先权。临时申请的内容全部合并于本文。

Claims (30)

1.一种高转子磁极开关磁阻电机，包括：
至少两个转子，绕中心轴线定位，该至少两个转子每一个包括第一和第二径向转子表面和多个转子磁极，转子磁极位于所述径向转子表面中的至少一个上；和
至少两个定子，绕中心轴线定位，至少两个定子中的至少一个置于所述至少两个转子之间，所述至少两个定子每一个包括第一和第二径向定子表面和多个定子磁极，定子磁极位于所述径向定子表面中的至少一个上；
其中所述至少两个定子对准，使得所有所述定子磁极呈径向对称，且其中所述至少两个转子对准，使得所有所述转子磁极呈径向对称；和
其中多个转子磁极与多个定子磁极具有数字关系，该数字关系通过多个转子磁极(MRP)公式限定：
NR,tot＝R×NR＝S×(2NS-2)
其中，N R,tot是转子磁极的总数量，R是各转子的数量，S是各定子的数量，NR是每个转子的转子磁极数量，且NS是每个定子的定子磁极数量。
2.如权利要求1所述的高转子磁极开关磁阻电机，所述至少两个转子中之一上的多个转子磁极与所述至少两个定子中之一的第一径向定子表面上的多个定子磁极相对地突出。
3.如权利要求1所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个转子中之一的第一径向转子表面上的多个转子磁极与所述至少两个定子中之一的第二径向定子表面上的多个定子磁极相对地突出。
4.如权利要求1所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个转子的第二径向转子表面上的多个转子磁极与所述至少两个定子的第一径向定子表面上的多个定子磁极相对地突出。
5.如权利要求1所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个定子的第一径向定子表面上的多个定子磁极与所述至少两个转子的第二径向表面上的多个转子磁极相对地突出。
6.如权利要求1所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个定子中之一的第二径向定子表面上的多个定子磁极与所述至少两个转子中之一的第一径向转子表面上的多个转子磁极相对地突出。
7.如权利要求1所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中电机是三相类型的。
8.如权利要求1所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中S＝2,R＝2。
9.如权利要求8所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个转子中之一上的多个转子磁极在所述至少两个定子中之一的第一径向定子表面上与多个定子磁极相对地突出。
10.如权利要求8所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个转子中之一的第一径向转子表面上的多个转子磁极与所述至少两个定子中之一的第二径向定子表面上的多个定子磁极相对地突出。
11.如权利要求8所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个转子的第二径向转子表面上的多个转子磁极与所述至少两个定子的第一径向定子表面上的多个定子磁极相对地突出。
12.如权利要求8所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个定子的第一径向定子表面上的多个定子磁极与所述至少两个转子的第二径向表面上的多个转子磁极相对地突出。
13.如权利要求8所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个定子中之一的第二径向定子表面上的多个定子磁极与所述至少两个转子中之一的第一径向转子表面上的多个转子磁极相对地突出。
14.如权利要求8所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中电机是三相类型的。
15.一种开关磁阻电机，包括：
至少两个转子，绕中心轴线定位，该至少两个转子每一个包括第一和第二径向转子表面和多个转子磁极，转子磁极位于所述径向转子表面中的至少一个上；和
至少两个定子，绕中心轴线定位，至少两个定子中的至少一个置于所述至少两个转子之间，所述至少两个定子每一个包括第一和第二径向定子表面和多个定子磁极，定子磁极位于所述径向定子表面中的至少一个上；
其中至少两个定子的背铁是共享的，其中所述至少两个转子的背铁是共享的，且其中所述至少两个定子对准，使得第一定子上的所述定子磁极的数量与第二定子上的定子磁极的数量不相等，且其中所述至少两个转子对准，使得第一转子上的所述转子磁极的数量与第二转子上的定子磁极的数量不相等。
16.如权利要求15所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个转子中之一上的多个转子磁极在所述至少两个定子中之一的第一径向定子表面上与多个定子磁极相对地突出。
17.如权利要求15所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个转子中之一的第一径向转子表面上的多个转子磁极与所述至少两个定子中之一的第二径向定子表面上的多个定子磁极相对地突出。
18.如权利要求15所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个转子的第二径向转子表面上的多个转子磁极与所述至少两个定子的第一径向定子表面上的多个定子磁极相对地突出。
19.如权利要求15所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个定子的第一径向定子表面上的多个定子磁极与所述至少两个转子的第二径向表面上的多个转子磁极相对地突出。
20.如权利要求15所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个定子中之一的第二径向定子表面上的多个定子磁极与所述至少两个转子中之一的第一径向转子表面上的多个转子磁极相对地突出。
21.如权利要求15所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中电机是三相类型的。
22.如权利要求15所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中定子数量为两个且转子数量为两个。
23.如权利要求22所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个转子中之一上的多个转子磁极在所述至少两个定子中之一的第一径向定子表面上与多个定子磁极相对地突出。
24.如权利要求22所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个转子中之一的第一径向转子表面上的多个转子磁极与所述至少两个定子中之一的第二径向定子表面上的多个定子磁极相对地突出。
25.如权利要求22所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个转子的第二径向转子表面上的多个转子磁极与所述至少两个定子的第一径向定子表面上的多个定子磁极相对地突出。
26.如权利要求22所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个定子的第一径向定子表面上的多个定子磁极与所述至少两个转子的第二径向表面上的多个转子磁极相对地突出。
27.如权利要求22所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中所述至少两个定子中之一的第二径向定子表面上的多个定子磁极与所述至少两个转子中之一的第一径向转子表面上的多个转子磁极相对地突出。
28.如权利要求22所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中电机是三相类型的。
29.一种三相类型的开关磁阻电机，包括：
转子，绕中心轴线定位，该转子包括在转子第一表面上且通过有效地将高转子磁极开关磁阻电机的至少两个转子连结而形成的多个转子磁极；和
定子，绕中心轴线定位且与转子同中心地定位，该定子包括在定子第一表面上且与多个转子磁极相对定位的多个定子磁极，该多个定子磁极通过有效地将高转子磁极开关磁阻电机的至少两个定子连结而形成；和
其中定子第一表面上的所述定子磁极的数量与定子第二表面上的定子磁极的数量不相等，且其中转子第一表面上的所述转子磁极的数量与转子第二表面上的转子磁极的数量不相等。
30.如权利要求29所述的高转子磁极开关磁阻电机，其中转子和定子绕中心轴线同中心地布置。
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