CN1918773A - 单场转子电机 - Google Patents

Abstract

一种具有单场转子的电动机，其中在转子内的磁通由布置在电机壳体的端部区处的磁性装置产生，从而在电机转子内的磁通保持恒定极性。

Description

单场转子电机

技术领域

本发明涉及一种单场转子电机，其中在电机的总磁通回路中创建产生电机转矩的最小交变磁通场。结果是，在定子的主要部分和转子部件中产生不可反转磁通场，在整个电机操作中造成较小损失，并且产生较大效率。

背景技术

在典型的电动机构造和理论中，产生交变磁通场，并且利用各种系统使这些磁通场不平衡，从而出现电机转子的转动。反转磁通场产生在传统电动机装置中，并且因为需要克服无功磁通场，电机的效率受到不利影响。在过去几年，在电动机技术方面已经产生了各种结构和理论体系以克服这样的传统低效率，但至今，电动机效率还不高，特别是在分马力电机中，通常最好没有达到好于50％，并且已知电动机在把电能转换成机械能方面效率较低。

发明内容

已知如果其中在电机定子中使用交变磁通的电动机内的区域保持较小，则能够增大效率，因为在交变磁通区域中包括较小金属质量，并且正在交变的磁通路径较短，并因此，比在其中总磁通转矩回路的较大区域被交变的电机中出现较小铁心损失。

为了实现这些目的，必要的是，使用与通常转矩构造以及在定子和转子部分中建立和操纵磁通的方式完全不同的电机构造，以便产生没有变化极性的旋转磁场。

这里描述的电机，称作单场电机转子，具有以上描述的构造。如下面叙述的那样，将认识到本发明的电机的独特构造、以及用来产生转子和定子饱和及产生初级转矩动力的非交变场的独特构造，并且实现实际上必须交变的这个总转矩路径中的最小区域和质量，以在电机的转子转矩区域中产生旋转这个非交变转矩场的诸场的独特相互作用。

本发明的单场转子电机的非交变磁通的构造与传统电动机相差很大。首先，用来在电机的转子转矩区域中产生初级转矩的磁通，不是由在转子转矩区域中的定子磁极之间的交叉-场布置，或由定向成其路径在定子铁心中径向延伸并且在这个同一转矩区域中通过各个极面表明其相反极性的场产生。而是，在本发明的电机中产生转矩的初级磁通从电机的端框或端部区轴向建立，该端框或端部区由实心铁磁性电机钢或等效磁通传导材料制成，并且是定子磁通路径的部分，并且该初级磁通穿过在各端框的内侧表面到层叠的凸极转子的两侧表面之间的小气隙，该转子更像用在可变磁阻电机中的那些转子。来自两个相对的内部端框表面的磁通关于电机的轴线具有相反极性，这意味着存在于每个端框的内部的和进入层叠转子的磁通或者都是N磁通或者都是S磁通，并因此沿轴线彼此异相180°。当来自端框的这种异相磁通在电机的转子转矩区域中(在层叠转子的铁心中)相会时，由磁通本身产生的自然效果是使这种磁通在与电机的轴线相垂直的平面中径向弥散(spray)。转子叠层的轴向间隔定位也促进同一效果，磁通由转子的每个叠层向外转到转子的径向边缘，其中凸极由叠层的外形形成。这使所有转子磁极，不管它们的数量如何，都具有相同的极化场，或者都为N或者都为S，在它们的径向表面处离开。这在每个转子磁极的径向表面上给出相同的磁通场极性，同时它与任意其它转子磁极相比还在每个转子磁极中产生非常平衡的磁通密度。这种构造由于在用于进入磁通的转子侧上的两个大表面也产生优良的磁通集中或会聚度，并且在本发明的原型中，这两个表面的面积与其中做功的转子极面的表面的总面积之比近似是3∶1。这允许优良的饱和特征，并且由于在电机正在运行时，转子绝不改变极性，所以这种饱和在转子和其磁极中一直都保持在峰值处。

当磁通离开转子磁极的径向表面时，它穿过在这些表面与层叠定子磁极的表面之间的小间隙。这些层叠定子磁极始终是转子磁极的数量的两倍，因为转子所有极面等于转子的总外径的约50％，且凸极之间的间隔相等，总共等于该同一外径的约50％。定子的这个层叠截面是在其配合到实心构造的铁磁性或等效壳体中的外圆周上，该壳体接合到铁磁性端框上，或者实际上形成端框本身，从而它们在电机的中心中相会并且接合，形成壳体和端框。

用于磁通的实际源是磁体，即环形磁体，该环形磁体穿过其厚度被磁化，并在中心具有用于穿过转子轴的孔，该磁体安装到端框的内部并且成为端框/定子的部分，并且磁体的内表面几乎等于转子侧面减去其凸极的面积。来自端框的转矩磁通然后实际上从与转子侧邻近的磁体面的表面穿过气隙进入转子的侧面中。用来产生磁通的其它选择是使每个端框具有在其内表面上形成的单磁极，该内表面等于转子侧之一的面积，该转子侧具有用于让转子轴穿过的环状中心孔并且具有缠绕在每个端框的磁极上的直流(DC)定子线圈，从而它们如以上描述的那样产生相同的磁通方位。

尽管最初显得额外气隙(在端框与转子侧之间)被添加到转矩磁通回路中，但情况不是这样。因为这种磁通方位不像传统电机那样，在磁通回路中包括两个定子磁极/转子磁极气隙，而是仅包括一个，在磁通回路中的气隙数量完全相同。对于这种构造有两个其它优点，因为它涉及这种气隙设计。首先实际上所描述的单场转子电机构造中的气隙之一(在端框与转子侧之间的气隙)具有比在转子和定子磁极的表面上适用表面多三倍的适用于让磁通穿过气隙的表面。该好处是，在这一个气隙中的增大表面意味着在磁通转矩回路中损失较少能量。第二个好处是事实上在端框与转子侧之间的气隙绝不如转子磁极和定子磁极之间的气隙那样地变化(绝不交变地增加和减小)。这意味着，在磁通转矩回路中的两个气隙之一始终为最小，因而造成较大的磁通回路效率。这也意味着，当相位线圈首先反转定子磁极的极性，并且转子磁极大都不与同相定子磁极对准时，在转矩回路中存在有近似在其中磁通回路被导向通过两个转子/定子气隙的设计中的一半气隙。这增加在转矩循环中这个临界点处的磁通回路的效率，这意味着有更多磁通因而更多转矩每瓦特作用在转子上。并且由于这种设计也允许在转子和定子中的所有磁极都有助于在每个半相的全体中的转矩，在实现这种好处时没有转矩表面的损失。事实上与大多数切换磁阻电机和其它凸极电机设计相比，有转矩表面的增大。

由附图的图1和2可进一步理解本发明的电机的磁通构造。图1表明在单场转子电机中由定子的磁体或DC线圈和铁心产生的初级转矩磁通的构造。图2是在图1中表明的磁通回路的端部和轴向视图，目的在于表明磁通回路的360°构造，尽管为了清楚起见具有仅每个90°显示磁通路径的箭头。

关于本发明概念的初步理解，用于初级转矩磁通的磁通构造表明在图1和2中。图1表示沿电机轴线的平面看到的磁通，并且图2是沿电机轴线的平面和向下看到的立体图，表明在所有时间存在的该通量分布图是360°环绕轴线平面(尽管为了清楚起见它仅表示成指示每个90°的通量分布图)。图3类似于图1，另外还表明如果使用磁体则是磁通路径的部分的电机部分，并且图4与图3相同，不同之处在于显示DC线圈来代替在定子上的磁体。

图1的区域101指示其中磁通由永磁体或DC线圈在系统中产生的区域。标记102的区域是电机的转子转矩区域，并且标记103的区域是定子的层叠磁极区域，并且是其中作用于磁通以产生电机动作的唯一区域。磁通回路104的所有其它区域是定子的实心电机钢部分，如壳体和端框。

利用上述磁通构造产生转矩的方法借助于在层叠定子磁极上的相位线圈。如以前指示的那样，定子磁极始终是转子磁极数量的两倍。并且，当从磁体的表面、或DC线圈磁极表面跳出的来自磁体或DC线圈的所有磁通跨过轴向气隙进入转子侧中，并且使用转子磁极通过跳过径向气隙回到定子并穿过定子的层叠磁极和然后穿过实心定子壳体和端框以完成磁回路时，有可能通过交替地使一组每隔一个定子磁极与转矩磁通同相、并且使另一组每隔一个定子磁极与转矩磁通异相而引起转子的转动。这使磁通恒定地寻找同相磁极以保持其非交变磁通回路完整，并因而产生在转子上的恒定转矩，而同时，转子磁极排斥异相组的定子磁极，因为它们具有不变的极性。

本发明的电机的另一种独特特征是，层叠、凸极转子被极化为类似径向磁体，使其外圆周上具有相同极性的磁场。这意味着，当在定子的层叠部分上的相位线圈相对于转子磁化的极性从同相反转到异相时，它实际上在转子磁极上产生排斥力。这意味着，在正和负电相位中在定子上的所有磁极和在转子上的所有磁极都有助于转子的转矩。这与主要通过磁吸引力产生转矩的其它层叠、凸极转子电机相差很大。并且对于使用这类层叠、凸极转子的大多数电机，转子仅仅起到类似在定子磁极的磁性同相表面之间的旋转分路的作用，因为转子没有其自己的极性组。

显然，也明显的是，在单场转子电机中的转子的极化绝不改变，因而，保持由磁体或DC线圈施加到它的场。这与使用层叠、凸极转子的其它电机不同，因为当这些电机的转子作为在同相定子磁极表面之间的一种旋转分路起作用时，转子磁极和转子质量需要被磁性地恒定重新取向。

按照本发明建造的电机中的效率高达90％，并且容易经济地实现小到1/4HP电机尺寸和以下。高于90％的效率将在大于1/4HP样式中实现，所有都作为单相电机。

用于单场电机转子的定子相位线圈构造的一般描述

单场转子电机的相位线圈部分可缠绕三种不同方式。所有方法都简单，并且给出大都相同的性能特性，但每种更适于不同的生产需要和回路要求。更传统的方法是把线圈缠绕在每个层叠定子磁极上，从而每个线圈相对于在它任一侧上的任何相位线圈沿定子的内圆周反向缠绕。这是一种简单交替顺时针、逆时针缠绕图案(pattern)。通常，线圈电气串联连接，从而它们可都由控制回路一起激励，如图13和14中所示。这意味着，每隔一个磁极将在其表面上具有N磁性极性，并且居间磁极将每个在其表面上具有S磁性极性。借助于供给正半相和负半相的单相控制回路，按希望的那样交替两组磁极的极性。

效果是，每隔一个定子磁极与由定子磁体或DC线圈产生的初级转矩磁通同相或者异相。这引起转子磁极，该转子磁极是定子磁极的数量的一半并且隔开，从而它们在任何位置处只能与每隔一个定子磁极对准，该任何位置允许定子和转子磁极的对准位置被一组定子磁极排斥，因为它们与来自定子磁体或DC线圈的初级转矩磁通的回路路径异相；并且被另一组定子磁极吸引，因为它们与来自同一源的初级转矩磁通同相。通过利用主要控制这种交变计时的回路简单地在正与负之间交变相位线圈，创建在定子磁极的内部表面上的旋转同相区域，该旋转同相区域始终为可用定子极面表面的50％，这与每隔一个定子极面相对应。这导致转子恒定地“追逐”这些连续转动的同相区域并且恒定地排斥转动的异相区域，该异相区域也是可用定子磁极表面的50％，并且与另一组每隔一个定子极面相对应。

缠绕相位线圈的可选择方式之一是使用可以叫做“Z”线圈绕组的的绕组方式。“Z”线圈绕组对于偶数个磁极使用，并且简单地使缠绕导线以之字方式穿过定子的凹槽，绕定子环绕，直到在每个凹槽中得到希望的匝数。这当然意味着，实际上只有一个在凹槽之间来回编织的线圈，因为它绕定子的内部的圆周放置。因为这个线圈相对于定子的每隔一个凹槽反转其方向，所以它在定子极面上产生相同的交变通量分布图。因为“Z”线圈绕组仅环绕每个磁极的一侧，所以它有效地缩短总串联相位绕组的整个长度并因而减小整个电阻。这种绕组对于这种电机的某些类型的生产应用也非常简单，因为要求匝数的单线圈以允许它以“Z”方式滑入定子凹槽中的直径进行缠绕。

缠绕相位线圈的第二可选择方法是使用两个缠绕在相同凹槽中但彼此180°相对的“Z”线圈，从而一个“Z”线圈的侧环路环绕每隔一个定子磁极的一侧(它环绕的侧与每个磁极交替)，同时第二“Z”线圈环绕每隔一个磁极的与第一“Z”线圈相对的侧缠绕。它们然后可对于一个电压，即115伏特，并联地连接，并且对于第二电压，即230伏特，串联地连接。而且，借助于这种缠绕相位线圈的双“Z”线圈方法，容易使用双线型电机回路，其中两个分离线圈组作为DC回路被供给动力，使相对于彼此一个为正并且另一个为负。这允许本发明的单场转子电机使用与H-桥型控制回路相比便宜的非常经济的电机控制回路，而同时提供在电机的最慢与最快旋转之间连续可变的各种简单速度控制方法。

缠绕相位线圈的单“Z”线圈方法表示在附图的图9中，而缠绕的双“Z”线圈方法表示在附图10中。

在定子上缠绕相位线圈的所有三种方法给出大体上相同的性能，并且可根据生产或回路需要而使用。

附图说明

本发明的上述目的和操作将从如下描述和附图理解，在附图中：

图1表明按照本发明的一种单场转子电机的典型磁通构造，

图2是沿图1的磁通构造的旋转轴线的平面的透视图，

图3类似于图1，并且表明如果使用磁体则是磁通路径的部分的电机部分，

图4类似于图3，不同之处在于显示直流(D.C.)线圈代替在定子上的磁体，

图5表明使用永磁体的本发明的单场电机转子的实施例，

图6是图5中所示的相同电机，不同之处在于永磁体已经由线圈铁心代替，

图7是利用本发明的概念的典型单场转子电机的端视图，

图8A-8D表明在本发明的单场电机转子中的转矩应用的方法，

图9表明在定子的层叠部分的凹槽中的相位线圈的可选择缠绕，

图10类似于图9，其中发生有在相反方向上的第二缠绕，

图11是在图6中表明的电机的分解视图，

图12是在图5中表明的永磁体电机的分解视图，

图13表明与本发明的磁体样式一起使用的回路，

图14公开与图13类似的回路，该回路可以与本发明的DC线圈样式一起使用，及

图15A-15B表示可以与双线型驱动的本发明的单场转子电机一起使用的回路。

具体实施方式

图1示意性地表明在按照本发明的单场转子电机中的初级转矩磁通的构造和路径，而不管磁通由定子的永磁体还是DC线圈和铁心产生。由虚线101表明和包围的区域是其中磁通起始于磁体或DC线圈铁心中的区域。在虚线框102中的区域是其中转子转动的电机转子转矩区域，并且表明从相对侧进入转子转矩区域的磁通的相反极性如何使它与电机轴线相垂直地弥散。转子的叠层也与轴线相垂直地取向，这进一步促进这种效果，并且转子的叠层成为用于使磁通行进到形成有转子磁极的转子圆周的铁氧体路径。区域103代表定子的区域，该定子层叠有磁极和缠绕有相位线圈，并且表明磁通如何使用定子的这个部分通入定子的实心即非层叠部分，其中箭头104表明磁通借助于定子的非层叠部分返回到它最初存在的磁体或DC线圈铁心的相对侧，因而完成磁通回路。轴105表示在图1中，以便给观察者透视关系。

图2是在图1中表明的磁通回路的兼顾端部和轴向视图，并且表明磁通回路的360°构造，尽管有为了清楚起见仅具有表示每个90°的磁通路径的箭头。磁通104和轴105被指示，以便给出相对于图1的透视关系。

参照图3，图3表明按照本发明的典型单场转子电机，并且在操作方面与图1的描述类似，及指示电机的各种部分，永磁体109取向成，在向着转子107的两个内表面上有N场，该转子107层叠成，磁通向其中形成有转子磁极的其圆周行进。来自磁体109的磁通穿过在它们的内表面与安装在轴105上的转子107的侧面之间的不变最小气隙，并且进入转子叠层，然后转向成与电机的轴线相垂直，及沿转子叠层行进到转子圆周的所有360°。它然后集中在转子磁极中，因为它们延伸到在定子叠层108的定子极面的几千分之一英寸内。磁通然后穿过在转子的外圆周上的转子极面与定子的层叠部分的磁极内表面之间的气隙，该层叠部分由部分108指示，该部分108具有它所有的凹槽中缠绕有相位线圈110在。磁通穿过108的叠层到其外圆周。108的外圆周压配合到定子壳体106的内圆周中，该定子壳体106是定子和端框的实心和非层叠铁磁性或等效部分。磁通使用实心定子壳体106返回到磁体109的S表面，完成磁通回路。

图4表明利用图3的回路的电机，其中标记参考编号指示以前描述的部分。定子的磁体被DC线圈111和这些线圈的铁心代替，该铁心形成实心定子壳体106的部分。

图5表明利用永磁体的本发明的单场电机转子的实施例。实心定子壳体106和相关联的端框114具有结合到它们的内表面上的磁体109，从而适当地以最小气隙把磁体的内表面定位成与转子107的侧面邻近。左实心定子壳体/端框114具有定子叠层108，使相位线圈110压配合在叠层中以便绕转子适当地定位定子极面，从而转子磁极可从定子磁极的内表面转动几千分之一英寸，并且交替地与每隔一个定子磁极对准。转子107安装在轴105上，并且由配合到106和114的实心定子壳体/端框的轴承壳体中的轴承112固定到位。

图6是图5中所示的相同电机，不同之处在于永磁体109已经由诸如从在121上指示的113处的实心定子壳体/端框120和121延伸的线圈铁心代替。DC线圈111然后缠绕在这些铁心上，以代替图5的实施例的永磁体109产生用于电机的初级转矩磁通。

图7是按照本发明的单场转子电机的剖视端视图，表明来自除以前描述的之外的不同截面的电机部分。转子203表明具有凸极204，该凸极204数量为八，并且定尺寸和定位成可与层叠定子201的定子磁极202的每隔一个极面对准。定子磁极202数量为十六，并且绕定子201的内圆周成相等比例和等距隔开，在这些磁极之间有十六个凹槽。定子叠层201表示为压到实心定子/端框205中。定子极面等于定子圆周的总内表面仅减去凹槽开口。转子极面等于定子的任何一个磁极的表面，并且间隔成，它们同时与每隔一个定子磁极对准。

图8A-8D表明在按照本发明的单场电机转子中的转矩方法。在图8A中，转子磁极显示为与定子的奇数磁极对准。在奇数定子磁极上的箭头表示，相位线圈(未表示)已经激励成，定子的奇数磁极与在转子磁极中的转矩磁通磁性异相，该转矩磁通在由箭头所指示的所有转子磁极的表面上都是N，并且这来自定子的磁体或DC线圈，而定子的偶数磁极被激励成，它们与转子磁极中的磁通磁性同相。这将使转子磁极在磁性上被定子的奇数磁极排斥并且被吸引向定子的偶数磁极。这将导致，转子磁极与偶数磁极对准和在磁性上与其同相，如在图8B中表明的那样。然后，如在图8C中表明的那样，通过在定子磁极上的箭头的方位的变化，相位线圈都反转它们的极性，使定子的偶数定子磁极与在转子磁极中的转矩磁通磁性异相，该转矩磁通来自磁体或DC线圈，而定子的奇数磁极被激励成与在转子磁极中的磁通磁性同相。这将使转子磁极在磁性上被排斥离开定子的偶数定子磁极和被吸引向定子的奇数磁极。这将导致转子磁极与奇数磁极对准和磁性同相，如在图8D中表明的那样。这通过控制回路一再重复，因而引起在转子上的连续转矩。

图9表明在定子的层叠部分的凹槽中缠绕相位线圈的可选择方式。磁性缠绕导线端210交替地通过定子磁极凹槽穿线，从而它仅环绕每个定子磁极的一侧，以便环绕每隔一个定子磁极的相对侧。在凹槽中的匝数由缠绕导线形成通过所有凹槽的完整行程的次数确定。当实现希望匝数时，缠绕导线用端部211结束。通过把单相电流施加到这类绕组上，所有定子磁极212将在正半相位中在它们的表面上具有交替的N和S磁极，并且在负半相位中反转它们的图案。

通过以相同方式仅在相反方向上缠绕第二绕组，从而该第二绕组环绕与第一绕组的定子磁极的相对侧，如在图10中表明的那样，形成可由主要是两个交替供电的DC电路的简单得多的电路供电和控制的双线相位线圈构造，或者如果线圈与较传统的H-桥型回路并联或串联地使用，则产生多电压部分。

图11是在图6中最初表明的电机的扩展视图。120和121是实心定子/端框，该实心定子/端框具有在它们的内表面上形成的线圈铁心，如在113处指示的那样。DC线圈111分别缠绕在这些铁心上，以在电机中产生初级转矩磁通。转子107是由软电机钢层叠的转子，具有隔开和均衡的凸极，这样凸极在电机转动时可与层叠定子108的每隔一个磁极对准。定子108的层叠部分表明为具有缠绕在其磁极上的相位线圈110，该相位线圈110可以是具有绕每个磁极的单线圈的传统型绕组或具有在图9和10中表明的“Z”型绕组。

图12是图5的扩展视图，该图是与图6和11相同的电机，不同之处在于，磁体109用来产生在电机中的初级转矩磁通，而不是DC线圈。因而，实心定子壳体/端框106和114被构造为没有其他样式显示具有的DC线圈铁心，改为具有代替铁心和DC线圈结合到实心定子/端框的内表面上的磁体109。

在图13中，表明标准H-桥回路，该标准H-桥回路与本发明的电机一起使用，该电机具有电路的选择控制，或者来自闭环转子反馈电路或者来自借助于变频振荡器的开环控制。闭环控制的效率稍高，但在多种用途中，开环控制给出希望的控制特性，具有仅低几个百分点的效率。闭环控制也借助于选择速率控制电路供给速度控制。在图13中的这种电路与单场转子电机的上述磁体样式一起使用。

在图14中，表明与图13中表示的相同的回路，除了该回路还添加有与用来驱动在单场转子电机样式的定子端框上的两个DC线圈的相位线圈相串联的桥路，该样式利用如上所述的形成电机端框的铁心上缠绕的DC线圈代替定子磁体。

图15A和15B表示可以用来驱动单场转子电机的第三和第四种电路。这些电路是双线电路。因而，两根相同导线同时缠绕在相位线圈上。两组生成绕组(resulting winding)连接到DC控制器上，该DC控制器具有可由闭环或开环控制交替的两个分离DC电路。两个分离绕组彼此180°电气相反连接，并且交替地使用来产生相反半相位之一。因而，当第一电路由控制器供电时，绕层叠定子磁极的内表面产生以前描述的N-S图案。当第二电路被供电时，每个磁极被反转并且产生交替图案。这些由控制器交替，以使电机以常规方式运行。这种双线电路对于其中应用需要便宜电路的用途是有用的。这些电路也可提供非常便宜的速度控制。

在图15A与图15B之间的差别在于，图15A用于本发明的单场转子电机的磁体样式，并且图15B与在定子端框上使用DC线圈而不是磁体的DC线圈样式一起使用。如将认识到的那样，图15B包括在图15A中未表明的桥路和两个DC线圈。

由以上说明和描述，将认识到，产生独特磁通图案和定子力以产生一种转动、电动机。要理解，本发明的发明性概念由如下权利要求书的范围限定，并且对于本领域的技术人员显然的修改和改进认为落在如下权利要求书的范围和权利要求语言的范围内。

Claims (11)

1.一种单场转子电机，组合地包括：定子壳体，其具有轴向间隔开的端部区；轴，其可转动地延伸过所述端部区；铁磁性层叠转子，其安装在在所述端部区之间延伸的所述轴上，具有与所述端部区邻近布置的径向侧，及具有在所述转子的周缘上限定的间隔开凸极，所述转子磁极具有周缘宽度；磁性装置，其在轴向极性的所述定子壳体端部区处产生磁场，通过轴向跨过不变空气气隙把磁通感应到转子的侧面中在所有周缘转子磁极上产生单极性的场，该不变气隙在所述定子壳体中的所述磁性装置与所述转子侧面之间恒定地最小；定子，包围所述转子，具有内圆周；多个定子磁极，限定在所述定子内圆周上，所述定子内圆周具有具备圆周宽度的表面，定子磁极的数量是转子磁极的两倍，所述定子磁极的圆周宽度大体等于所述转子磁极的圆周宽度，并且在所述转子和定子磁极之间存在小径向气隙，所述定子磁极的每一个具有用来在所述定子线圈内产生磁极力的线圈；及电路装置，用来交替地改变所述定子线圈，以交替地改变给定定子磁极的极性，而交替地吸引和排斥所述转子磁极，以产生所述转子的转动。

2.在根据权利要求1所述的单场转子电机中，其中，在相邻转子磁极之间的周缘间隔是相等的。

3.在根据权利要求1所述的单场转子电机中，其中，在相邻定子磁极之间的内圆周间隔是相等的。

4.在根据权利要求1所述的单场转子电机中，其中，在相邻转子磁极之间的周缘间隔是相等的，并且在相邻定子磁极之间的内圆周间隔是相等的。

5.在根据权利要求1所述的单场转子电机中，在所述壳体端部区处产生磁场的所述磁性装置包括永磁体。

6.在根据权利要求1所述的单场转子电机中，在所述壳体端部区处产生磁场的所述磁性装置包括电气线圈，该电气线绕铁氧体铁心缠绕，并且由直流激励，使生成磁通轴向跨过不变气隙被感应到转子的侧面中，该不变气隙在定子壳体端部区域中的磁性装置与转子侧面之间恒定地最小。

7.在根据权利要求1所述的单场转子电机中，所述磁性装置跨过在定子壳体端部区与转子的侧面之间的气隙在所述壳体端部区处产生磁场，所述气隙始终最小并且不扩展，并且也在气隙的任一侧提供与转子和定子的磁极表面相比增大的相对铁氧体表面，以便完成在电机定子壳体和转子中的磁通回路。

8.在根据权利要求1所述的单场转子电机中，所述磁性装置在所述壳体端部区处产生磁场，并且跨过在所述壳体端部区与转子侧面之间的恒定最小气隙传递磁通，从而产生磁性极化的转子，该转子没有转动或接触转子的磁通产生部件。

9.在根据权利要求1所述的单场转子电机中，所述磁性装置在所述壳体端部区处产生磁场，从而在所述定子壳体和转子中建立磁通回路，该磁通回路起始于定子壳体端部区，并且通过轴向跨过在定子端部区与转子侧面之间的气隙把场感应到转子中，但场然后在转子叠层中径向取向，并且在转子的磁极与定子的磁极之间径向施加转矩，该磁通回路使用定子壳体和定子壳体端部区轴向地完成。

10.一种在电动机内产生转动产生力的方法，该电动机具有：转动轴线；磁通传导转子，其安装在所述轴线上，具有多个圆周间隔开的磁极，该磁极具有外表面，所述转子安装在磁通传导定子壳体内，该定子壳体具有与所述轴线邻近布置的径向端部区、和内部周缘，所述转子布置在相邻所述端部区之间；定子，安装在所述壳体内周缘上，具有间隔开的缠绕磁极的内部线圈，每个磁极具有内表面，所述转子磁极和所述定子磁极表面是径向可对准的；电路装置，控制所述定子磁极的所述线圈的激励；及磁性装置，邻近包括所述磁性装置的所述定子壳体端部布置，所述磁性装置在所述转子内产生单极性径向磁通，借此通过所述电路的所述定子磁极线圈的激励在所述转子和所述定子磁极之间产生磁性力，以转动所述转子。

11.在根据权利要求10所述的在电动机内产生转动产生力的方法中，其中，所述磁性单极化转子没有转动或接触转子的磁通产生部件。

Images