CN115528878A - 定子、转子和电机 - Google Patents

Abstract

提供一种用于电机(21)的定子(20)，所述定子(20)包括位于定子(20)的第一侧(23)处的至少三个第一板(22)，至少三个齿(26)，每个齿(26)机械连接到所述第一板(22)中的相应一个，和位于所述定子(20)的背离所述第一侧(23)的第二侧(24)处的至少一个第二板(25)，其中，所述定子(20)至少在一些位置，具有环的形状，所述环具有外侧(27)和内侧(28)，导电体(29)被分配给每个齿(26)，并且对于每个齿(26)，相应的导电体(29)至少设置在齿(26)的指向定子(20)的外侧(27)的一侧和齿(26)的指向定子(20)的内侧(28)的一侧。还提供一种用于电机(21)的转子(32)和一种电机(21)。

Description

定子、转子和电机

技术领域

提供一种用于电机的定子、用于电机的转子和电机。

背景技术

通常，电机包括定子和可相对其移动的转子。电机可用作发动机或发电机，将电能转换成动能，或将动能转换成电能。在运行中，转子的磁场与定子的磁场相互作用。定子通常具有定子绕组和铁芯。示例性地，定子绕组可以由分布的重叠绕组或齿集中绕组形成。

在常规电机或此类电机的定子中，绕组的端部通常伸出定子铁芯之外，使得它们位于定子的轴向长度外，无法产生扭矩。因此，在这样的电机中，只有定子铁芯的轴向长度有助于生成电磁扭矩。该长度因此通常称作电机的有效长度。

流经绕组的电流在端部区域生成不必要的欧姆损耗。而且，尤其是对于在轴向空间有限的应用，相对于绕组的总长度或电机的有效长度，绕组端部的长度可能变得相对较大。

一个需要解决的问题在于提供一种能够高效运行的用于电机的定子。另一要解决的问题在于提供一种能够高效运行的用于电机的转子。另一要解决的问题在于提供一种能够高效运行的电机。

发明内容

由独立权利要求的主题提供解决方案。在附属权利要求中说明有利的设计和进一步的发展。

根据用于电机的定子的至少一个实施例，该定子包括位于定子的第一侧处的至少三个第一板。第一板每个具有相同形状。至少在一些位置，第一板具有面板的形状。这意味着第一板至少在一些位置，具有相互平行延伸的顶面和底面。在垂直于顶面的主延伸平面延伸的方向中，所述第一板各自的延伸比顶面所在平面内的延伸更小。即在每种情况中，第一板的厚度都小于它们在其主延伸平面中的延伸。第一板各自可以包括钢或磁钢。此外，第一板各自可能包括软磁粉末复合材料。定子可包括至少四个第一板或至少六个第一板。

定子还包括至少三个齿，每个齿机械连接到第一板中的相应一个。这意味着每个齿附接到各自的第一板。每个第一板可机械连接到正好一个齿。每个齿可与第一板中的相应一个直接接触。第一板各自具有设置在定子的第一侧的侧部。所述齿各自设置在第一板的与定子的第一侧背离的那一侧。在穿过定子的横截面中，每个齿具有比第一板更小的面积。即在穿过定子的横截面中，每个齿具有比该齿连接到的第一板更小的面积。穿过定子的横截面位于平行于第一板的顶面延伸的平面中。在每种情况中，齿彼此间隔。齿沿着定子的圆周并排设置。此外，每个齿可能包括软磁性粉末复合材料。定子可具有至少四个齿或至少六个齿。

定子还包括位于定子的背离第一侧的第二侧处的至少一个第二板。定子的第二侧与定子的第一侧相对。第二板在至少一些位置具有面板的形状。即第二板在至少一些位置，具有相互平行地延伸的顶面和底面。在垂直于顶面的主延伸平面延伸的方向上，第二板的延伸比顶面所在平面的延伸更小。即在每种情况下，第二板的厚度小于其在其主延伸平面中的延伸。第二板的形状可以是环形段或圆弧。这意味着第二板可沿着定子的圆周的一部分延伸。第二板还可能具有环的形状。在该情况中，第二板沿着定子的整个圆周延伸。第二板可以是定子轭。第二板可包括钢或磁钢。此外，第二板可能包括软磁性粉末复合材料。第二板可具有不同于第一板的形状。然而，第二板也可能具有与第一板相同或相似的形状。

至少在一些位置，定子具有环的形状，该环具有外侧和内侧。这可意味着至少在一些位置，定子具有空心柱体的形状。在此，外侧是处于空心柱体外部的那一侧，而内侧是面对空心柱体内部的那一侧。同样，对于环的形状，外侧是环外侧的一侧，内侧是面向环内区域的一侧。环内的区域是由环包围的区域。定子在至少一些位置具有环的形状可意味着，定子在竖直方向的延伸小于环的半径。在该情况下，竖直方向垂直于环所围绕的圆所位于的平面。在竖直方向上，定子的延伸可以比环的半径小2倍。此外，定子在竖直方向上的延伸可能比环的半径小3倍。

给每个齿分配导电体。这意味着定子包括每个齿的导电体。每个导电体包括导电材料，例如铜或铝。导电体各自可以是线或线圈。在每种情况下，线圈可以具有任何数量的匝数。

对于每个齿，相应的导电体至少设置在齿指向定子外侧的一侧，和齿指向定子内侧的一侧。至少在一些位置，齿在其指向定子内侧的一侧，和其指向定子外侧的一侧，分别不连接到第一板或第二板。对于每个齿，指向定子外侧的相应齿一侧是面向定子外侧的那一侧。类似地，对于每个齿，指向定子内侧的相应齿一侧是面向定子内侧的那一侧。由此，对于每个齿，相应的导电体设置在齿的至少两个不同的侧。整体上，对于每个齿，相应的导电体可以缠绕在齿上。这可意味着对于每个齿，相应的导电体在平面中从所有侧围绕该齿。该平面平行于环形定子所围绕的圆所在的平面延伸。如果导电体各自代表线圈，线圈的匝可绕在相应的齿上。由此，导电体各自在一些位置沿着环形定子的圆周的一部分延伸，并在一些位置相对于环形定子围绕的圆沿径向延伸。

导电体相对于第一板和齿电绝缘。为了该目的，每个导电体都可以被电绝缘材料完全包围。此外，导电体相对于第二板电绝缘。

在本文中所述的定子基于这样的想法：它可具有特别紧凑的设计，尤其是在竖直方向上具有小的延伸。形成定子绕组的导电体布置成完全处于定子中。这意味着没有超出定子底座的头部。相反地，导电体完全设置在第一板与定子的第二板所处于的第二侧之间。导电体在竖直方向上不超过第一板和第二板的延伸。这通过将导电体设置在上述齿的侧面来实现。

第一板和第二板彼此间隔，以使得在每种情况下，在定子的外侧和定子的内侧，形成朝向导电体的开口。这些开口可用于生成扭矩。由此，可在定子的外侧或定子的内侧或在这两侧设置径向磁通转子。由此，其中安装有该定子的电机也在竖直方向上的总延伸也更小。

所述定子的设计具有可将定子在竖直方向上的整个长度用于生成扭矩的优点。在该设计中，避免超出有效长度的绕组头。这也避免了绕组头伸出有效长度以外时可能发生的损耗。这意味着电机整体上可以使用定子更高效地运行。

在此所述定子的另一优点在于，它总共有三个区域可用于产生扭矩。由此，定子在其内侧和其外侧两者都具有开口。如果转子设置在这些开口处，可在每种情况下，生成扭矩。此外，第一板可布置成彼此间隔。这意味着朝向导电体的开口也设置在定子的第一侧。由此，用于生成扭矩的转子也可设置在定子的第一侧。由此，电机在整体上可具有紧凑和扁平的设计，定子用于更有效地产生扭矩。因此，包括定子的电机可以有利地用于只有有限空间可用的应用中。例如，定子或电机作为一个整体的紧凑设计在机器人领域是有利的。此外，紧凑的设计可以降低成本。总的来说，在包括本文所述定子的电机中有效地利用了可用空间。

使用软磁性复合材料或磁钢具有这样的优点：这些材料总体上价格低廉，允许简单制造定子，并且即使在三维中仍展示出有利的各向同性铁磁性。

根据所述定子的至少一个实施例，齿和第一板各自沿着定子的圆周的一部分延伸。即齿和第一板各自具有环形段或圆弧的形状。在穿过定子的横截面中，齿和第一板各自具有环形段或圆弧的形状。定子的横截面处于与竖直方向垂直地延伸的平面中。由此，齿和第一板每个具有弯曲形状。第一板可沿着定子的圆周并排设置。齿可沿着定子的圆周并排设置。每个齿沿定子圆周的延伸长度可能小于其连接到的第一板。沿着定子的圆周，每个第一板可以在其所连接的齿之外的两侧凸出。第一板和齿由此适于定子的环形形状。由此，在整体上，定子可具有紧凑设计。

对于每个第一板沿着定子的圆周延伸的角度α，适用以下：

在此，α定义在定子围绕的圆中，并且q是定子的第一板的数量。

根据定子的至少一个实施例，第一板各自在一些位置沿着定子的外侧延伸。为了该目的，第一板各自具有从定子第一侧开始的设置在定子的外侧的凸部。凸部可沿着定子的圆周的一部分延伸，并从定子的第一侧向定子的第二侧延伸。由此，凸部也可具有环形段或圆弧的形状。

根据定子的至少一个实施例，第一板各自在一些位置沿着定子的内侧延伸。为了该目的，第一板各自具有从定子的第一侧开始的设置在定子的内侧的凸部。凸部可以沿着定子圆周的一部分延伸，并从定子的第一侧向定子的第二侧延伸。由此，凸部也可具有环形段或圆弧的形状。

根据定子的至少一个实施例，第二板在一些位置沿着定子的外侧延伸。为了该目的，第二板具有从定子的第二侧开始的设置在定子的外侧的凸部。凸部可以沿着定子圆周的一部分延伸，并从定子的第二侧向定子的第一侧延伸。由此，凸部也可具有环形段或圆弧的形状。

根据定子的至少一个实施例，第二板在一些位置沿着定子的内侧延伸。为了该目的，第二板具有从定子的第二侧开始的设置在定子的内侧的凸部。凸部可以沿着定子圆周的一部分延伸，并从定子的第二侧向定子的第一侧延伸。由此，凸部也可具有环形段或圆弧的形状。

第一板的和第二板的凸部可在定子的外侧等长地延伸。第一板的和第二板的凸部可在定子的内侧等长地延伸。替代地，第一板的凸部在定子的外侧的延伸可不同于第二板的凸部在定子的外侧的延伸。此外，第一板的凸部在定子的内侧的延伸可不同于第二板的凸部在定子的内侧的延伸。

在定子的外侧和定子的内侧，第一板与第二板间隔开。由此，在第一板的和第二板的凸部之间，分别在定子的外侧和定子的内侧，存在开口。在开口中每个的下方存在导电体。这意味着在每个开口中都可以看到导电体。换句话说，每个开口可能与导电体中的一个相邻。由此，开口可以类似于槽开口。在定子的外侧和定子的内侧设置凸部由此允许在定子的这些侧形成开口，当转子布置成与开口相邻时，可以通过开口产生扭矩。

根据定子的至少一个实施例，定子在第二侧具有至少两个另外的第二板，并且每个齿机械连接到另外的第二板中的一个或第二板。另外的第二板每个具有与第二板相同的设计。在该情况下，第二板和另外的第二板各自可以具有环形段或圆弧的形状。即第二板和另外的第二板沿着定子的圆周的一部分延伸。在整体上，每个第一板由此通过齿机械连接到第二板或另外的第二板。第二板和另外的第二板可以彼此间隔开。由此，也在第二侧形成开口，在其下方设置导电体。在该情况下，定子的各个部件由壳体固定在一起。对于每个第一板，它可具有与第一板连接到的第二板或另外的第二板相同的形状。这意味着第一板、第二板和另外的第二板可各自沿着定子的圆周延伸相同距离。然而，第二板和另外的第二板也可能沿着定子的圆周，比它们连接到的第一板延伸得更远。通过使用第二板和至少两个另外的第二板，而不是环形第二板，减小了通过第二板的泄露通量。由此，可有效地操作包括所述定子的电机。

根据定子的至少一个实施例，第二板沿着定子的圆周，比每个第一板延伸得更远。在该方面，第二板可具有环的形状，并且第一板各自具有环形段或圆弧的形状。第一板沿着定子的圆周彼此间隔开。由此，有利地在定子的第一侧的第一板之间形成开口，当轴向磁通转子布置在定子第一侧时，开口能够产生扭矩。

根据定子的至少一个实施例，导电体各自形成线圈。即，导电体每个形成线圈。每个线圈可具有任何数量的匝。每个线圈具有至少一个匝。线圈形成定子绕组，使得定子可在电机中使用。

根据定子的至少一个实施例，第一板布置成在定子的外侧和内侧与第二板间隔开。由此，分别在外侧和内侧形成至少一个开口。导电体设置在开口下方。这可意味着导电体布置成与每个开口相邻。由此，开口类似于槽开口。这些开口使得定子和转子布置在开口附近，用于产生扭矩。可由此将转子设置在定子的内侧和/或定子的外侧。由此，电机在竖直方向上的延伸没有因为附接一个或更多个转子而增大，但使得整体紧凑设计是可行的。

根据定子的至少一个实施例，第一板沿着定子的圆周彼此间隔开。这意味着在定子的第一侧，在每两个第一板之间设置开口。导电体设置在这些开口下方。这可意味着导电体布置成与每个开口相邻。由此，开口可类似于槽开口。这些开口允许用于生成扭矩的定子和转子布置成与开口相邻。这意味着可在定子的第一侧设置转子。由此，定子的体积可有效地用于生成扭矩。

根据定子的至少一个实施例，第一板和第二板各自在定子的外侧和内侧具有至少两个凹部。外侧的凹部向内侧延伸。内侧的凹部向外侧延伸。凹部没有完全穿过定子在内侧与外侧之间的部分。在竖直方向上，凹部可各自完全延伸穿过第一板和第二板。由此，定子可在步进电机中使用。这可以实现小旋转的高精度。

还提供一种用于电机的转子。转子可优选地在电机中与在本文中所述的定子一起使用。

根据用于电机的转子的至少一个实施例，转子包括从转子的第一侧延伸到转子的与第一侧背离的第二侧的环形转子轭。转子的第二侧位于转子的第一侧的相对侧。转子轭具有环的形状可意味着转子轭具有空心柱体的形状，至少在一些位置。转子轭是环形的，还可意味着转子轭在竖直方向上的延伸小于转子轭的半径。在该方面，竖直方向垂直于转子轭所围绕的圆所在的平面延伸。转子轭在竖直方向上的延伸是转子轭的半径的二分之一。转子轭在竖直方向上的延伸还可能是转子轭的半径的三分之一。转子轭可包括铁。

环形转子轭具有外侧和内侧。在此，外侧是位于空心柱体的外侧的一侧，内侧是朝向空心柱体的内部的一侧。类似的，对于环的形状，外侧是环外侧的一侧，内侧是面对环内区域的一侧。环内区域是被环围绕的区域。

转子还包括至少两个第一转子齿，它们布置在转子的第二侧，机械连接到转子轭，并且每个第一转子齿沿着转子的圆周的一部分延伸。第一转子齿可以与转子轭一体地形成。第一转子齿可包括与转子轭相同的材料。即第一转子齿可包括铁。第一转子齿可各自具有环形段或圆弧的形状。在第二侧，第一转子齿可与转子轭平齐。即在第二侧，第一转子齿在竖直方向上与转子轭延伸得同样远。转子还可能包括至少四个第一转子齿。

转子还包括至少两个第二转子齿。第二转子齿布置在转子的第一侧。第二转子齿可机械连接到转子轭。在转子的第一侧，第二转子齿可与转子轭平齐。即在转子的第一侧，第二转子齿在竖直方向上与转子轭延伸得同样远。转子还可能包括至少四个第二转子齿。

第二转子齿各自沿着转子的圆周的一部分延伸。这意味着第二转子齿可各自具有环形段或圆弧的形状。

转子的第一转子齿可分配到每个第二转子齿。在每种情况中，第二转子齿可沿着转子轭的圆周，与其相关联的第一转子齿延伸得同样远。沿着转子轭的圆周，每个第二转子齿可与其相应的相关联的第一转子齿平齐。这意味着每个第二转子齿沿着转子轭的圆周，与其相关联的第一转子齿平行地延伸。在该方面，第一转子齿也可能沿着转子轭的圆周，比分配给它的第二转子齿延伸得更远，或第二转子齿沿着转子轭的圆周，比分配给它的第一转子齿延伸得更远。

第二转子齿每个具有永磁体或第二转子齿每个具有与第一转子齿相同的材料。每个第二转子齿可由永磁体形成。如果第二转子齿具有与第一转子齿相同的材料，第二转子齿可每个具有与第一转子齿相同的设计。而且，第二转子齿还可与转子轭一体地形成。

有利地，转子可在具有本文所述的定子的电机中使用。在该情况中，磁通量可沿着不同路径，穿过定子和转子。因此，在电机运行期间，在径向和轴向以及径向和轴向以及沿定子圆周感应磁通量。由于磁通量的路径不同，电机可以高效运行。

根据转子的至少一个实施例，第一转子齿和第二转子齿设置在环形转子轭的内侧。在该情况中，转子可用作为电机中带定子的外部转子。这意味着转子围绕定子设置。该设计允许电机具有紧凑和扁平的形状。同时，电机能够高效运行。

根据转子的至少一个实施例，第一转子齿和第二转子齿设置在环形转子轭的外侧。在该情况中，转子可用作电机中带定子的内部转子。这意味着转子设置在定子内。该设计允许电机具有紧凑且扁平的形状。同时，电机能够高效运行。

根据转子的至少一个实施例，永磁体中至少一个的磁化方向朝向环形转子轭的中心延伸，并且至少一个其它永磁体的磁化方向远离环形转子轭的中心延伸。对于每个永磁体，磁轴平行于该永磁体的磁化方向。这意味着磁轴连接每个永磁体的两个极。环形转子轭的中心对应于转子轭围绕的圆的中心。通过永磁体的这些磁化方向，电机能够高效运行。

根据转子的至少一个实施例，第一转子齿各自包括永磁体。示例性地，第一转子齿各自由永磁体形成。在该情况中，每个第一转子齿的永磁体的磁化方向指向与第二转子齿的分别平行设置的永磁体的磁化方向相反的方向。由此，在使用转子的电机中，增大磁通量，由此可生成更大的扭矩。

还公开一种电机。根据该电机的至少一个实施例，电机包括在本文中所述的定子。由此，所述定子的所有特征也被公开用于电机，反之亦然。电机还包括设置在定子的外侧或内侧的转子。转子可由此是内部转子或外部转子。如果转子是内部转子，转子的外侧朝向定子。如果转子是外部转子，转子的内侧朝向定子。转子可设置在电机的轴上。在定子与转子之间设置有气隙。转子可具有永磁体。电机可以是同步磁阻机、开关磁阻电机、异步电机、直线电机、步进电机或其它电机。

根据所述电机的至少一个实施例，电机包括在本文中所述的定子和两个转子。转子中的一个设置在定子的外侧，另一个转子设置在定子的内侧。两个转子是径向磁通转子。

根据所述电机的至少一个实施例，电机包括在本文中所述的定子和三个转子。转子中的一个设置在定子的外侧，转子中的一个设置在定子的内侧，和转子中的一个设置在定子的第一侧。设置在定子的外侧的转子和设置在定子的内侧的转子是径向磁通转子。设置在定子的第一侧的转子是轴向磁通转子。

如上所述，可有效地操作具有在本文中所述的定子的电机。定子共有三个侧面，在这三个侧面可以布置转子以产生扭矩。因此，电机可能有一个、两个或三个转子。

根据所述电机的至少一个实施例，转子是在本文中所述的转子。由此，在本文中所述的转子的所有特征也被公开用于电机，反之亦然。当使用在本文中所述的转子时，可进一步增大可生成的扭矩。转子的形状与定子的形状相适应。例如，第一转子齿和第二转子齿的永磁体的平行设置允许磁通量沿径向和轴向流过定子和转子。此外，转子的沿着转子轭的圆周延伸的永磁体允许轴向和径向，以及沿着定子的圆周的磁通量。这意味着在电机中总共有两条磁通量路径。因此，定子和转子的体积可有效用于产生扭矩，电机可高效运行。

转子还可在竖直方向上具有与定子相同的延伸。由此，定子和转子两者允许电机具有紧凑和扁平的设计。有利地，电机因此可用于电机空间有限或需要电机特别扁平形状的应用中。

根据所述电机的至少一个实施例，电机包括设置在定子的外侧或内侧的另外的转子。这意味着电机总共有两个转子。该另外的转子是本文所述的转子。即，该另外的转子包括从另外的转子的第一侧延伸到另外的转子的与第一侧背离的第二侧的环形转子轭。布置在另外的转子的第二侧处的至少两个第一转子齿机械连接到转子轭，并且每个第一转子齿沿着另外的转子的圆周的一部分延伸，和至少两个第二转子齿，第二转子齿设置在另外的转子的第一侧，第二转子齿各自沿着另外的转子的圆周的一部分延伸，并且每个第二转子齿包括永磁体或每个第二转子齿包括与第一转子齿相同的材料。

转子和另外的转子都可以是径向磁通转子。在该情况中，要么转子设置在定子的外侧并且另外的转子设置在定子的内侧，要么转子设置在定子的内侧并且另外的转子设置在定子的外侧。由此，电机在竖直方向上的延伸没有因为附接转子而增大。这意味着，一般性地，电机的紧凑和扁平设计是可能的。在每种情况下，两个转子都可以实现两条磁通量路径。随着磁通量路径的增多，可以增加产生的转矩。因此，电机可以高效运行。

根据所述电机的至少一个实施例，电机包括设置在定子的第一侧的轴向磁通转子。轴向磁通转子的直径可能等于定子的直径。此外，在轴向磁通转子的内侧的直径可以等于定子的内侧的直径。如上所述，定子的第一侧的轴向磁通转子可进一步增大可生成的扭矩。在该情况下，轴向磁通转子面对定子的第一侧处的第一板之间的开口。因此，电机可以高效运行。电机还可能包括转子，另外的转子和轴向磁通转子。在此，三个转子可具有相同数量的磁极，也可能具有不同数量的磁极。此外，三个转子可安装在同一轴上，或两个或三个不同的轴上。

附图说明

在下文中，结合示例性实施例和相关附图，更详细地解释定子、转子和电机。

图1A、1B和1C示出定子的一个示例性实施例。

图2A、2B、2C和2D示出定子的该示例性实施例的截面。

图3A和3B示出具有两个转子的定子的一个示例性实施例的截面。

图4A、4B、4C和4D示出转子的一个示例性实施例。

图5A、5B、5C和5D示出转子的另一示例性实施例。

图6A和6B示出电机的一个示例性实施例。

图7A和7B示出定子的另一示例性实施例。

图8A、8B和8C示出转子的另一示例性实施例。

图9A、9B、9C和9D示出电机的另一示例性实施例。

图10A、10B、11A、11B、12A和12B示出电机的另一示例性实施例。

图13、14A、14B和14C示出电机的另一示例性实施例。

具体实施方式

图1A、1B和1C示出用于电机21的定子20的一个示例性实施例。在此，图1A示出定子20的示例性实施例。定子20包括位于定子20的第一侧23处的六个第一板22。定子20整体地具有环的形状。第一板22布置成沿着环的圆周并排分布。第一板22各自布置成沿着定子20的圆周彼此间隔开。即第一板22中的每个沿着定子20的圆周的一部分延伸。由此，每个第一板22具有环形段或圆弧的形状。在定子20的第一侧23处，第一板22各自具有主延伸平面。在定子20的第一侧23处，第一板22沿着竖直方向z延伸相同的距离。竖直方向z垂直于位于定子20的第一侧23处的第一板22的主延伸平面。第一板22全都具有相同的形状，并且彼此间隔布置。由此，在第一板22中每对之间留有开口30。

定子20还包括六个齿26，每个齿26机械连接到第一板22中的相应一个。在图1A中，齿26被第一板22遮盖，不可见。

定子20还包括位于定子20的背离第一侧23的第二侧24处的第二板25。第二板25具有环的形状。由此，第二板25沿着定子20的圆周，比第一板22中每个延伸得更远。在定子20的第二侧24处，第二板25具有主延伸平面。

定子20具有外侧27和内侧28。在此，外侧27是环形定子20的外侧，内侧28是朝向被环形定子20围绕的圆环的中心的那一侧。

定子20还具有六个导电体29，导电体29中每个被分配到每个齿26。在这种连接中，对于每齿26，相应的导电体29至少设置在齿26的指向定子20的外侧27的一侧和齿26的指向定子20的内侧28的一侧。在图1A中，导电体29也被第一板22遮盖，不可见。

第一板22各自具有从定子20的第一侧23开始的位于定子20的外侧27的凸部31和位于定子20的内侧28的凸部31。类似地，从定子20的第二侧24开始，第二板25具有位于定子20的外侧27的凸部31和位于定子20的内侧28的凸部31。凸部31各自沿着定子20的圆周的一部分延伸。这意味着凸部31各自具有环形段或圆弧的形状。在外侧27和内侧28，凸部31彼此间隔一定距离布置。这意味着位于定子20的外侧27和内侧28的第一板22布置成与第二板25间隔。由此，分别在外侧27和内侧28，第一板22的凸部31与第二板25的凸部31之间留有开口30。导电体29分别与外侧27、内侧28和第一侧23的开口30相邻。

在图1B中，从不同方向，即从第二侧24，示出图1A所示的定子20的示例性实施例。环形第二板25设置在第二侧24。

在图1C中，示出来自图1A所示的定子20的示例性实施例的六个导电体29。还示出第二板25的段部和第一板22。导电体29各自是闭合的导电体段。例如，导电体29各自形成线圈。在此没有示出各个线圈的匝数。第二板25的段部和第一板22示例性地示出对于导电体29，它如何被第一板22和第二板25覆盖的。整体而言，导电体29沿着定子20的圆周并排设置。导电体29布置成彼此间隔，并相对于第一板22、齿26，和第二板25电绝缘。

图2A、2B、2C和2D示出图1A的定子20的示例性实施例的截面。在图2A中，示出第二板25的段部和第一板22之间的齿26。齿26沿着定子20的圆周的一部分，在第一板22下方延伸。第一板22和第二板25沿着定子20的圆周，比齿26延伸得更远。定子20的剩余齿26具有与图2A所示相同的设计。

在图2B中，单独示出分配给图2A的齿26的导电体29。在此，导电体29具有图1C所示的设计。

在图2C中，与导电体29一起示出图2A所示的设计。在此，导电体29围绕齿26缠绕。导电体29在外侧27、内侧28和第一侧23的开口30中可见。

在图2D中，将图2C所示的设计分解成单独的部件。在最左边，示出与齿26一起的第二板25的段部。在中间示出导电体29，在右边示出第一板22。

图3A至3B示出具有两个转子32的定子20的一个示例性实施例。在图3A中，示出定子20的第一侧23的视图和穿过定子20和两个转子32的剖面。转子32中的一个设置在定子20内，转子32中的另一个围绕定子20设置。即，转子32中的一个布置在定子20的内侧28，另一个转子32布置在定子20的外侧27。图3A示出在其中可使用定子20和两个转子32的电机21运行时的磁通量。在剖面中，用较宽的虚线示出磁通量的第一路径。在此，在每种情况下，磁通量沿径向和轴向穿过转子32中的一个和定子20。径向指被定子20围绕的圆。轴向与竖直方向z平行。以细的虚线示出对于定子20和位于内侧的转子32的磁通量的第二路径。第二路径从转子32，经由定子20的内侧28，沿着定子20的圆周延伸，并经由定子20的内侧28，回到转子32中。

在图3B中，从定子20的第二侧24示出图3A所示的截面。示出磁通量的第二路径。该第二路径沿着定子20的圆周轴向和径向延伸。

图4A、4B、4C和4D示出用于电机21的转子32的一个示例性实施例。图4A所示的转子32包括从转子32的第一侧23向转子32的背离第一侧23的第二侧24延伸的环形转子轭33。转子32还包括布置在转子32的第二侧24的四个第一转子齿34，它们机械连接到转子轭33，并且每个第一转子齿沿着转子32的圆周的一部分延伸。四个第一转子齿34布置在转子轭33的外侧27。四个第一转子齿34每个具有相同形状，沿着转子轭33的圆周并排分布，并且彼此间隔布置。转子32还包括四个第二转子齿40。第二转子齿40设置在转子32的第一侧23，并且每个第二转子齿沿着转子32的圆周的一部分延伸。转子32由此具有环的整体形状。第二转子齿40各自具有与齿34相同的形状。在每种情况下，第二转子齿40沿着转子32的圆周，与第一转子齿34平行地延伸。第二转子齿40也布置成彼此间隔。第二转子齿40附接到转子轭33。第二转子齿40中每个包括永磁体35。在图4A中，第二转子齿40每个由永磁体35构成。

在图4B中，图4A所示的转子32在第二侧24没有永磁体35。

在图4C中，图4B中所示的转子32从第一侧23开始显示。

在图4D中，仅示出图4A的转子32的永磁体35。此外，用箭头示出永磁体35的磁化方向。永磁体35中的两个的磁化方向朝向转子轭33的中心。这两个永磁体35布置成彼此相对。其它两个永磁体35的磁化方向背离转子轭33的中心。这两个永磁体35也布置成彼此相对。

参照图5A、5B、5C和5D，示出转子32的另一示例性实施例。如图5A所示，该转子32与图4A所示的转子32的不同之处在于，第一转子齿34和第二转子齿40的永磁体35不设置在转子轭33的外侧27，而是设置在其内侧28。

在图5B中，图5A所示的转子32在第二侧24没有第二个转子齿40。

在图5C中，图5B中所示的转子32从第一侧23开始显示。

在图5D中，仅示出图5A的转子32的永磁体35。此外，用箭头示出永磁体35的磁化方向。磁化方向如图4D所示地延伸。

在图6A和6B中，示出电机21的一个示例性实施例。电机21包括图1A所示的定子20。在定子20的外侧27设置有图5A所示的转子32。在定子20的内侧28设置有图4A所示的转子32。电机21是从第二侧24示出的。定子20和两个转子32具有相同的沿着竖直方向z的延伸。

在图6B中，从第一侧23示出图6A的电机21的示例性实施例。

图7A示出定子20的另一示例性实施例。在此，从第一侧23示出定子20。定子20在定子20的第二侧24具有五个另外的第二板36。另外的第二板36具有与第二板25相同的设计。第二板25和另外的第二板36沿着定子20的圆周的一部分延伸。第二板25和每个另外的第二板36具有与第一板22相同的设计。由此，每个齿26机械连接到另外的第二板36中的一个或第二板25。定子20的各个部件通过未示出的壳体维持在一起。

对于每个第一板22、第二板25和每个另外的第二板36沿着定子20的圆周延伸的角度α，适用以下：

在此，α在定子20围绕的圆中定义，q是定子20的第一板22的数量。也就是说，定子20总共有四个侧面，在这些侧面上布置有开口30，因此可以在其中布置转子32以产生扭矩。

图7B示出图7A所示的定子20的示例性实施例的截面。在此，示出第一板22、第二板25、齿26和导电体29。齿26和导电体29布置在第一板22与第二板25之间。导电体29布置成与第一板22和第二板25间隔开。

图8A、8B和8C示出转子32的另一示例性实施例。这里，在图8A中，转子32的一部分与定子20的一部分一起显示。转子32设置在定子20的内侧28。定子20具有图7A所示的设计。与图4A所示的的转子32相反，转子32的第一转子齿34各自具有永磁体35。即第一转子齿34每个由永磁体35形成。由此，转子32总共有八个永磁体35。在每种情况下，两个永磁体35彼此平行地延伸。在每种情况下，转子32的永磁体35每个沿着竖直方向z延伸至其中一个凸部31。由此，在每种情况下，第一板22与第二板25之间的开口30接合永磁体35之间的开口30。

图8B示出图8A所示的整个转子32。

在图8C中，仅示出图8B所示的转子32的永磁体35。在转子32的第一侧23，永磁体35的磁化方向如图5D所示地延伸。在转子32的第二侧24，永磁体35的磁化方向在每种情况下向相反方向延伸。这意味着在任何情况下，两个相互平行延伸的永磁体35的磁化方向指向相反的方向。

通过图9A、9B、9C和9D，示出电机21的另一示例性实施例。在此，在图9A中示出整个电机21。在定子20的外侧27和内侧28两者设置有转子32。电机21是开关磁阻机。

在图9B中，示出图9A的电机21的定子20。定子20具有图7A所示的设计。

图9C示出设置在图9A的电机21中，在定子20的外侧27的转子32。转子32没有永磁体。转子32具有环形转子轭33，共有16个转子齿34、40附接到其上。八个第一转子齿34沿着转子轭33的圆周分布。八个第二转子齿40也沿着转子轭33的圆周分布，并且每个第二转子齿布置成与第一转子齿34中的一个平行。在每种情况下，第一转子齿34和与之平行延伸的第二转子齿40彼此相距布置。即，在每种情况下，第一转子齿34和第二转子齿40之间留有间隙。此外，沿着转子轭33的圆周，第一转子齿34和第二转子齿40彼此相距布置。第一转子齿34设置在转子32的第一侧23，第二转子齿40设置在转子32的背离第一侧23的第二侧24。第一转子齿34和第二转子齿40具有相同的材料，并可具有与转子轭33相同的材料。第一转子齿34和第二转子齿40布置在转子轭33的内侧28。

图9D示出设置在图9A的电机21中，在定子20的内侧28的转子32。与图9C所示的转子32的唯一不同之处在于，第一转子齿34和第二转子齿40设置在转子轭33的外侧27。

参照图10A、10B、11A、11B、12A和12B，示出电机21的另一示例性实施例。该电机21是步进电机。

在图10A中，示出电机21的定子20的一部分。定子20具有图7A所示的设计，除了第一板22和第二板25分别在定子20的外侧27和内侧28，具有五个凹部37。由此在凹部37之间形成另外的齿39。

在图10B中，示出电机21的转子32的一部分。转子32具有图9D所示的设计，但不同的是：第一转子齿34和第二转子齿40每个在背离转子轭33的那一侧具有七个凹部37。由此在凹部37之间形成额外的齿39。

在图11A中，示出整个电机21。它具有如图10A所示的定子20、如图10B所示的转子32和另外的转子32。转子32设置在定子20的内侧28，而另外的转子32设置在定子20的外侧27。电机21是步进电机。另外的转子32具有图9C所示的设计，不同之处在于第一转子齿34和第二转子齿40每个在背离转子轭33的那一侧具有七个凹部37。对于所有部件，不同数量的凹部37也是可行的。

在图11B中，图11A的转子32与图11A的定子20的一部分一起显示。对于定子20，示出第一板22和第二板25。

在图12A中，示出与图11B中相同的视图，并还示出定子20的所有导电体29。

图12B示出图11A的另外的转子32，以及图11A的定子20的一部分。在此，示出定子20的第一板22、第二板25和导电体29。

参照图13、14A、14B和14C，示出电机21的另一示例性实施例。在图13中，定子20示出为具有一共三个转子32、38。在此，一个转子32设置在定子20的内侧28，并且一个转子32设置在定子20的外侧27。电机21还包括设置在定子20的第一侧23的轴向磁通转子38。图13分别示出了轴向磁通转子38与其它部件。轴向磁通转子38具有转子轭33，四个永磁体35附接到其上。永磁体35布置成沿着转子轭33的圆周彼此间隔。永磁体35设置在轴向磁通转子38的第二侧24处，并且转子轭33设置在轴向磁通转子38的背离第二侧24的第一侧23处。轴向磁通转子38的第二侧24朝向定子20的第一侧23。定子20具有图1A所示的设计，或图7A所示的设计。设置在定子20的内侧28的转子32具有图4A的设计，而设置在定子20的外侧27的转子32具有图5A的设计。

图14A示出处于组装状态的图13的电机21。即轴向磁通转子38设置在定子20的第一侧23处。

在图14B中，示出图14A的电机21的一部分。在此，在沿着电机21的圆周的两个位置处，示出穿过电机21的横截面。

在图14C中，图13所示的电机21的设计从定子20的第二侧24显示。

本专利申请要求德国专利申请10 2021 116 518.0的优先权，其公开内容在此通过引用并入本文。

附图标记列表

20：定子

21：电机

22：第一板

23：第一侧

24：第二侧

25：第二板

26：定子的齿

27：外侧

28：内侧

29：导电体

30：开口

31：凸部

32：转子

33：转子轭

34：第一转子齿

35：永磁体

36：另外的第二板

37：凹部

38：轴向磁通转子

39：另外的齿

40：第二转子齿

z：竖直方向

Claims (16)

1.一种用于电机(21)的定子(20)，所述定子(20)包括：

-位于所述定子(20)的第一侧(23)处的至少三个第一板(22)，

-至少三个齿(26)，每个齿(26)机械连接到所述第一板(22)中的相应一个，和

-位于所述定子(20)的背离所述第一侧(23)的第二侧(24)处的至少一个第二板(25)，其中

-所述定子(20)至少在一些位置，具有环的形状，所述环具有外侧(27)和内侧(28)，

-导电体(29)被分配给每个齿(26)，并且

-对于每个齿(26)，相应的导电体(29)至少设置在所述齿(26)的指向所述定子(20)的外侧(27)的一侧和所述齿(26)的指向所述定子(20)的内侧(28)的一侧。

2.根据权利要求1所述的定子(20)，其中，所述第一板(22)各自具有从所述定子(20)的第一侧(23)开始的设置在所述定子(20)的外侧(27)的凸部(31)，或，所述第一板(22)各自具有从所述定子(20)的第一侧(23)开始的设置在所述定子(20)的内侧(28)的凸部(31)。

3.根据权利要求1所述的定子(20)，其中，所述齿(26)和所述第一板(22)各自沿着所述定子(20)的圆周的一部分延伸。

4.根据权利要求1所述的定子(20)，其中，所述定子(20)包括位于所述第二侧(24)处的至少两个另外的第二板(36)，并且每个齿(26)机械连接到所述第二板(25)或所述另外的第二板(36)中的一个。

5.根据权利要求1所述的定子(20)，其中，所述第二板(25)沿着所述定子(20)的圆周，比所述第一板(22)中的每个延伸得更远。

6.根据权利要求1所述的定子(20)，其中，所述导电体(29)各自形成线圈。

7.根据权利要求1所述的定子(20)，其中，所述第一板(22)布置成在所述定子(20)的外侧(27)和内侧(28)与所述第二板(25)间隔开。

8.根据权利要求1所述的定子(20)，其中，所述第一板(22)各自布置成沿着所述定子(20)的圆周彼此间隔开。

9.根据权利要求1所述的定子(20)，其中，所述第一板(22)和所述第二板(25)各自包括位于所述定子(20)的外侧(27)和内侧(28)的至少两个凹部(37)。

10.一种用于电机(21)的转子(32)，所述转子(32)包括：

-环形转子轭(33)，所述环形转子轭从所述转子(32)的第一侧(23)延伸到所述转子(32)的背离所述第一侧(23)的第二侧(24)，

-至少两个第一转子齿(34)，所述至少两个第一转子齿设置在所述转子(32)的第二侧(23)，并且机械连接到所述转子轭(33)，并且每个第一转子齿沿着所述转子(32)的圆周的一部分延伸，和

-至少两个第二转子齿(40)，其中

-所述第二转子齿(40)设置在所述转子(32)的第一侧(24)，

-所述第二转子齿(40)各自沿着所述转子(32)的圆周的一部分延伸，并且

-所述第二转子齿(40)各自包括永磁体(35)，或所述第二转子齿(40)各自包括与所述第一转子齿(34)相同的材料。

11.根据权利要求10所述的转子(32)，其中，所述第一转子齿(34)和所述第二转子齿(40)设置在所述环形转子轭(33)的内侧(28)。

12.根据权利要求10所述的转子(32)，其中，所述永磁体(35)中至少一个的磁化方向朝向所述环形转子轭(33)的中心延伸，并且至少一个另外的永磁体(35)的磁化方向背离所述环形转子轭(33)的中心延伸。

13.一种电机(21)，其具有根据权利要求1所述的定子(20)和转子，其中，所述转子设置在所述定子(20)的外侧(27)或内侧(28)。

14.根据权利要求13所述的电机(21)，其中，所述转子是根据权利要求10所述的转子(32)。

15.根据权利要求13所述的电机(21)，其中，所述电机(21)包括另外的根据权利要求10所述的转子(32)，该另外的转子设置在所述定子(20)的外侧(27)或内侧(28)。

16.根据权利要求13所述的电机(21)，其中，所述电机(21)包括设置在所述定子(20)的第一侧(23)的轴向磁通转子(38)。

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