CN201156695Y - 单相、三相、以及大功率多相的盘式永磁电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及盘式永磁电机，为解决现有盘式电机功率无法做大、生产成本高等问题，本实用新型中提供一种单相盘式永磁电机，其中在两个盘式转子上分别装有多对N、S极相间的永磁体，在无铁芯盘式定子的虚槽中装有单相绕组，且所述转子的磁极数2P与所述定子的虚槽数Z相等，即Z＝2P。由三个所述单相盘式永磁电机依次装于同一根定子轴上，三者的定子在空间上错开120°电角度，可组成一个三相盘式永磁电机。由至少两个所述三相永磁电机模块沿同一根定子轴向串联，可组成大功率盘式永磁电机。此类盘式永磁电机中不仅绕组的数目趋于最少、绕组的利用率趋于最高，而且完全消除了齿槽定位力矩，电机的功率容量可达到数百千瓦甚至兆瓦量级。

Description

单相、三相、以及大功率多相的盘式永磁电机

技术领域

本发明涉及盘式永磁电机，更具体地说，涉及一种基于全磁通原理的单相盘式永磁电机、使用三个该种单相盘式永磁电机构成的三相盘式永磁电机，以及使用至少两个该种三相盘式永磁电机构成的大功率盘式永磁电机，该大功率盘式永磁电机可用于低速特大力矩直接驱动或大功率风力发电。

背景技术

传统无铁芯定子盘式无刷直流永磁电机的绕组设计中，通常沿用感应电机或盘式有铁芯永磁电机的设计方法。每极下布置三相绕组的3个边，这种绕组的端部很大，三相绕组的端部还产生重叠交叉，如图1所示。绕组的端部大，铜耗就大；绕组的端部重叠交叉又使得端部进一步变大和变厚，导致生产成本也会变高。由于电机气隙和绕组的总厚度不能大于8mm，否则气隙磁密太低，电机会因磁负荷太小而效率变低和体积变大，因此传统盘式永磁电机的功率容量均低于2Kw，不可能做得更大。

传统三相永磁盘式电机每极每相槽数Z/(2Pm)＞1/2，其中2P为极数，m为相数，Z为槽数。例如：8极24槽和8极36槽，等等。一般来讲，每极每相槽数越大的电机，绕组的端部就会越大，绕组的利用率越低，铜耗会越大，这类电机的制造成本就越高，而且其功率容量不可能超越几个千瓦。

在本实用新型专利申请人所申请的另一件申请号为200720172742.8的“盘式三相无刷永磁电机”实用新型专利中，公开了Z＝9N，2P＝8N或10N的盘式三相无刷永磁电机。这类电机的制造成本很低，绕组系数为0.946左右，绕组的端部很小，绕组利用率很高，铜耗也很小，但其功率容量也不可能超越几十千瓦。

另外，传统大功率三相盘式永磁电机通常都存在占额定转矩5％～0.5％大小的齿槽定位力矩，对于大功率和大力矩电机，齿槽定位力矩的绝对值非常大。而这个齿槽定位力矩又会对电机的运行和性能产生严重的不良影响。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明要解决现有盘式电机功率无法做大，结构和生产工艺复杂以及绕组利用率低、生产成本高等问题。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：构造一种单相盘式永磁电机，其中在两个盘式转子上分别装有多对N、S极相间的永磁体，且第一个盘式转子上的永磁体N极正对第二个盘式转子上的永磁体S极以产生轴向气隙磁场；在无铁芯盘式定子的虚槽中装有绕组；其特征在于，所述无铁芯盘式定子的虚槽中装的是单相绕组；所述转子的磁极数2P与所述定子的虚槽数Z相等，即Z＝2P；在所述定子的Z＝2P个虚槽中，所述单相绕组线圈的排列次序为A-/A-A-/A-A-/A-A-/A-A…，以“A-/A”为基础在圆周内循环Z＝2P次，且依次串联形成所述单相绕组。

在本发明的单相盘式永磁电机中，所述盘式转子上各个永磁体与定子之间的轴向物理气隙最好是0.5～2mm；所述定子的厚度最好是3～10mm。

在本发明的单相盘式永磁电机中，所述盘式转子上各个永磁体的形状可为圆形，所述各个永磁体沿盘式转子外侧均布，同一转子上的永磁体N、S极排列间隙为0～1mm工艺间隙；所述定子上各个虚槽的形状是与所述盘式转子上各个永磁体对应的圆形，并沿盘式定子外侧均布；所述单相绕组Z＝2P个线圈的圆心与所述盘式转子上各个永磁体的圆心处于相同的径向半径的圆上，每个线圈为简单的环型线圈并填充在所述虚槽中。

在本发明的单相盘式永磁电机中，所述盘式转子上各个永磁体的形状可为扇形，所述各个永磁体沿盘式转子外侧均布，同一转子上的永磁体N、S极排列间隙为0.1～3mm工艺间隙；所述定子的各个虚槽的形状是与所述盘式转子上各个永磁体相同的扇形，并沿盘式定子外侧均布；所述单相绕组Z＝2P个线圈的几何中心与盘式转子上各个扇形永磁体的几何中心处于相同的径向半径的圆上，每个线圈为扇形并填充在所述虚槽中。

在本发明的单相盘式永磁电机中，每一个所述定子虚槽中的单相绕组采用双层线圈；第一个虚槽中，下层线圈由外圆向内圆绕N匝，然后从内圆绕向上层线圈的内圆，上层线圈再由内圆向外圆绕N匝，使得第一个虚槽虚槽中线圈的首端在下层外圆侧，而尾端在上层外圆侧；第一个虚槽中绕组的尾端绕向第二个虚槽，成为第二个虚槽线圈的首端并在该虚槽的上层外圆侧，上层线圈由外圆向内圆绕N匝，然后从内圆绕向下层线圈的内圆，下层线圈再由内圆向外圆绕N匝，使得第二个虚槽中线圈的首端在上层外圆侧，而尾端在下层外圆侧；其余各个虚槽中的绕组连接方式依此类推，直至绕完Z＝2P个虚槽中的全部线圈，最后一个虚槽中绕组的尾端在下层外圆侧，并与第一个虚槽下层外圆侧的绕组首端形成所述单相绕组。

在本发明的单相盘式永磁电机中，除上述绕制结构外，还可在每一个所述定子虚槽分别设一个独立绕制的线圈，各个虚槽的线圈依次串联，并以第一个虚槽中线圈的首端作为整个单相绕组的首端、最后一个虚槽中线圈的尾端作为整个单相绕组的尾端，从而得到一个完整的单相绕组。

在本发明的单相盘式永磁电机可为中空、垂直安装形式，或者为中空、卧式安装形式；所述定子中心的定子轴为中空结构或局部中空结构，所述单相绕组的引线自所述中空或局部中空的定子轴孔穿出。

本发明还提供一种三相盘式永磁电机，其中以前述单相盘式永磁电机为一个单相电机单元，共有A、B、C三个单相电机单元；所述三个单相电机单元依次装于同一根定子轴上，且三个单相电机单元的定子在空间上错开120°电角度；A、B、C三个单相电机单元形成该三相盘式永磁电机的A、B、C三相绕组，且三相绕组的三相反电势在时间上互差120°电角度；所述A、B、C三相绕组单独使用、或联接成Y型结构、或者联接成△型结构。

在本发明的三相盘式永磁电机中，可设置两个线性霍尔传感器，两者互相间隔90度电角度；或者设置三个开关霍尔传感器，三者互相间隔120度电角度；所述线性霍尔传感器通过PCB板固定在定子上；所述霍尔传感器的敏感方向朝向转子永磁体形成的气隙磁场，以传感气隙磁场的变化。

本发明还提供一种大功率盘式永磁电机，其中以前述三相盘式永磁电机为一个三相永磁电机模块，并由至少两个三相永磁电机模块沿所述同一根定子轴向串联，以构成与串联数成正比的大功率盘式多相永磁电机。

由上述技术方案可知，本发明提出了一种全磁通原理和解决方案，基于该全磁通原理可制成相盘式永磁电机，进而制成三相盘式永磁电机，再进一步制成大功率盘式永磁电机，此类盘式永磁电机中不仅绕组的数目趋于最少、绕组的端部趋于最小、绕组的利用率趋于最高，而且完全消除了齿槽定位力矩，从而使电机的铁耗和铜耗趋于极小，并且使其功率容量达到数百千瓦甚至兆瓦量级，同时使电机的生产成本趋于最低。

附图说明

图1是传统无铁芯定子盘式无刷直流永磁电机的绕组结构示意图；

图2是本发明一个实施例中的三相盘式永磁电机的结构示意图；

图3是本发明一个实施例中的定子单相绕组结构示意图；

图4是与图3配合的盘式转子结构示意图；

图5是本发明一个实施例中单相绕组的双层线圈结构示意图；

图6是本发明一个实施例中的中空、垂直式三相永磁电机模块示意图；

图7是由中空、垂直式三相永磁电机模块构成大功率盘式永磁电机的示意图；

图8是本发明一个实施例中的中空、卧式三相永磁电机模块示意图；

图9是由中空、卧式三相永磁电机模块构成大功率盘式永磁电机的示意图；

图10是本发明一个实施例中Z＝2P＝50、300KW大功率盘式永磁电机的外型示意图；

图11是图10所示大功率盘式永磁电机的理想反电势波形；

图12是图10所示大功率盘式永磁电机中考虑绕组元件宽度后的实际反电势波形；

图13是二个三相永磁电机模块构成更大功率电机的内部结构示意图。

在图2中，1是三相永磁电机模块，2是定子轴，3是轴承，4是机座，5是A相电机单元，6是B相电机单元，7是C相电机单元，8是A相定子，9是B相定子，10是C相定子，11是A相电机单元的两个盘式转子，12是B相电机单元的两个盘式转子，13是C相电机单元的两个盘式转子。

在图6中和图7中，15是三相永磁电机模块，16是机座，17是上端。

在图8中和图9中，18是三相永磁电机模块，19是第一端，20是第二端。

具体实施方式

本发明的电机是一种全磁通电机，它可通过电机磁场储能对转子位移的偏导数求得电机转矩，其表示式为：

$T=-p\frac{{\∂W}_m}{\∂\mathrm{\θ}}---\left(F1\right)$

式中：p为电机极对数、W_m为电机的磁场储能、θ为电机的转子的位移角。

从上式出发可以推导出双边励磁(包括永磁体电机)的转矩公式：

式中：i₁₀为定子电流、L₁₁为定子绕组自感、Φ₁₂为永磁体在定子绕组中产生的磁链、W_m2为永磁体产生的电机内磁场能量。F2公式中的三个项分别表示：

第一项：定子电流产生的磁阻转矩，对表面永磁电机，转子转动时L₁₁不变，磁阻转矩为零；

第二项：定子电流与永磁体产生磁链相互作用，产生电机的主转矩；

第三项：永磁体产生的磁阻转矩，转子转动时，齿槽对W_m2变化将会产生脉动转矩；

对于无铁芯定子盘式三相无刷永磁直流电机只有第二项，它是完全依靠载流的集中绕组中磁通的变化来产生力矩的一类新型电机。

其中N₁是每极匝数，i是相电流，e是相电势，P每相功率，T每相力矩。

理论分析和实施例证明，本发明圆形磁钢盘式旋转全磁通电机的理想(单匝)反电势波形是圆顶方波，如图11所示。若考虑绕组元件的宽度，其实际反电势波形是具有3次谐波和6次谐波的正弦波，如图12所示。因此，全磁通电机是正弦波电机，性能十分理想。

与传统电机相比较，当磁极面积相同时，圆形的周长是矩形周长的0.886；圆形的周长是扇形周长的0.877～0.75。因此圆形磁钢和圆形绕组电机的绕组总长度最短。此外与传统电机相比较，全磁通电机的绕组端部也可以理解为零，又由于绕组的数目趋于最少，绕组的端部趋于最小，绕组的利用率趋于最高，从而使电机的铁耗和铜耗趋于最小，电机的生产成本趋于最低。

由于N、S圆形磁钢相间排列，交接面是一个点，如图4所示，此时交轴电枢反应不会对主磁场产生影响，因此本发明电机特别适合在大功率、大电流场合使用，对于大直径中空结构的发电机和电动机，更有强大优势。

本发明电机的槽数等于极数，Z＝2P，其电机绕组的利用率非常高。其中：

槽距电角度：

分布系数：K_d1＝1                             (F6)

短距系数： $K_{P1}=\sin y\frac{\mathrm{\π}}{2}=\sin 0.85\×\frac{\mathrm{\π}}{2}=0.972---\left(F7\right)$

其中y是考虑虚槽中每一匝线圈具有不同的直径，设虚槽中线圈的平均直径是电机极距π的0.85。

绕组系数：K_w1＝K_d1K_p1＝0.972                 (F8)

可见，本发明中电机的绕组系数为0.972左右，取决于虚槽中线圈的平均直径与极距之比。由于短距系数为0.972左右，使得本发明电机绕组的线反电势波形是相当理想的正弦波。

本发明的一个优选实施例如图2所示，其中由三个单相电机单元5、6、7组合构成的一个三相盘式永磁电机1。每一个单相电机单元就是一个单相盘式永磁电机，在单相盘式永磁电机中，两个盘式转子上分别装有多对N、S极相间的永磁体，且第一个盘式转子上的永磁体N极正对第二个盘式转子上的永磁体S极以产生盘式轴向气隙磁场；转子转动时，相当于无铁芯盘式定子在轴向磁场中转动，无铁芯盘式定子的虚槽中装有单相绕组。

本实施例中，转子的磁极数2P与定子的虚槽数Z相等，即Z＝2P。这一设计使得电机的绕组的数目趋于最少、绕组的端部趋于最小、绕组的利用率趋于最高，从而使电机的铁耗和铜耗趋于最小。更重要的是单相电机单元的轴向尺寸也趋于最小，且电负荷和磁负荷均处于相当高的水平，从而使得电机的体积大幅减小，功率密度大幅提高。

本实施例中，三相盘式永磁电机共有A、B、C三个单相电机单元，并且三个单相电机单元的定子在空间错开120°电角度。三个单相电机单元形成A、B、C三相绕组，这三相绕组的三相反电势在时间上互差120°电角度，也即构成了一个三相盘式永磁电机。以一个三相盘式永磁电机作为三相永磁电机模块，并由至少两个三相永磁电机模块沿轴向串联，便可以构成与串联数成正比的大功率盘式多相永磁电机，电机的容量可达到十兆瓦。

在A相绕组中，定子的Z＝2P个虚槽中的单相绕组线圈的排列次序分别为A-/A-A-/A-A-/A-A-/A-A…，并以“A-/A”为基础在圆周内循环Z＝2P次，且线圈依次串联形成A相绕组；B相绕组和C相绕组中，绕组线圈的排列次序也按同样方式排列。其中，所述A、B、C三相绕组单独使用，例如构成三相独立H桥驱动的电动机，或独立的三个单相电源发电机；当然也可以联接成传统的Y型结构、或者联接成△型结构。

如图2所示，在同一个单相盘式永磁电机中，盘式转子上各个永磁体与定子之间的轴向物理气隙是0.5～2mm，定子的厚度是3～10mm；在定子中心装有定子轴2，该定子轴是中空或局部中空结构，定子轴的两边装有用于支撑盘式转子回转的轴承。由三个单相电机单元组成的三相盘式永磁电机，其三相绕组的引线自中空或局部中空的定子轴孔穿出。

如图4所示，本发明的一个优选实施例中，Z＝2P＝20，盘式转子上各个永磁体的形状为圆形，各个永磁体沿盘式转子外侧均布，同一转子上的永磁体N、S极排列间隙为0～1mm工艺间隙。如图3所示，定子的各个虚槽的形状是与盘式转子上各个永磁体对应的圆形，并沿盘式定子外侧均布；单相绕组Z＝2P个线圈的圆心与所述盘式转子上各个永磁体的圆心处于相同的径向半径的圆上，每个线圈为简单的环型线圈并填充在所述虚槽中。圆形永磁体和绕组元件，使制造成本趋于最低，部件的质量大幅提高。在盘式永磁电机中采用图4所示的圆形永磁体和图3所示的圆形线圈，构成一种新型的全磁通电机。它是完全依靠载流的集中绕组中磁通的变化来产生力矩的一类新型电机。

具体实施时，盘式转子上各个永磁体的形状还可为扇形，各个永磁体沿盘式转子外侧均布，同一转子上的永磁体N、S极排列间隙为0.1～3mm工艺间隙，以便抑制交轴电枢反应；定子的各个虚槽的形状是与盘式转子上各个永磁体相同的扇形，并沿盘式定子外侧均布；单相绕组Z＝2P个线圈的几何中心与盘式转子上各个扇形永磁体的几何中心处于相同的径向半径的圆上，每个线圈为扇形并填充在虚槽中。扇形永磁体主要在小直径电机中才会被采用，其性能和成本稍差。

具体实施时，三相盘式永磁电机中可设置两个线性霍尔传感器，两者互相间隔90度电角度，并通过PCB板固定在定子上；所述霍尔传感器的敏感方向朝向转子永磁体形成的气隙磁场，以传感气隙磁场的变化。还可设置三个开关霍尔传感器，三者互相间隔120度电角度，并通过PCB板固定在定子上。

本发明中，为了在单相单元电机的轴向气隙中布置最多绕组，在定子虚槽中安装的单相环型绕组采用双层线圈，如图5所示，针对每极6匝的情况，下层环型线圈由外圆向内圆绕3匝，然后从内圆绕向上层线圈的内圆，环型线圈再由内圆向外圆绕3匝，因此这个虚槽中线圈的首端在虚槽下层外圆侧，而尾端在虚槽上层外圆侧。

图5中，①②③④⑤⑥表示每个虚槽中的6匝线圈，图中示出的是沿虚槽中心被切开后的截面图，它表示了虚槽中的6匝线圈的绕制结构，同时表示了N个虚槽中全部线圈的绕制结构，并形成单相绕组，该图表明本发明的绕组结构避免了产生任何绕组的交叉和重叠。图中箭头表示单相绕组中每一匝线圈中的电流方向。

以第1个虚槽为例，其中下层线圈的首端被标记为″①″，在下层由外圆向内圆绕3匝，即″①→①→②→②→③→③″；然后绕向上层，即″③→④″；然后在上层由内圆向外圆绕3匝，即″④→④→⑤→⑤→⑥→⑥″。

按这种方式，绕组的尾端可以绕向下一个虚槽而不会产生任何绕组的交叉和重叠，第1个虚槽的尾端成为第2个虚槽线圈的首端并在该虚槽的上层外圆侧，然后由外圆向内圆绕3匝，再从内圆绕向下层环型线圈的内圆，然后再由内圆向外圆绕3匝。在第2个虚槽中，上层环型线圈的首端在虚槽上层外圆侧，而尾端在虚槽下层外圆侧，该尾端可以绕向第3个虚槽，而不产生任何绕组的交叉和重叠。

按此规律就可绕完Z＝2P＝50的虚槽中的全部线圈，且不产生任何绕组的交叉和重叠。最后一个绕组尾端在最后一个虚槽下层外圆侧，并与第一个虚槽下层外圆侧的绕组的首端形成了单相绕组。

除了上述绕制方法之外，还可针对每一个虚槽，分别绕好一个线圈，然后将各个虚槽的线圈依次串联，并以第一个虚槽中线圈的首端和最后一个虚槽中线圈的尾端作为整个单相绕组的首端和尾端，从而得到一个完整的单相绕组。这种方法的好处是不用做绕线的工装设备，每一个虚槽中的线圈可以用螺钉固定到支架上。

如图6所示，本发明的一个优选实施例中，三相盘式永磁电机被设计成中空、垂直安装形式。A、B、C三个单相电机单元沿水平中空定子轴装配，并形成三相永磁电机模块15。三相独立绕组可以被独立使用，也可以将A、B、C三相绕组联接成Y型或△型使用。该三相盘式永磁电机的底座16上设有安装孔，上端17设有用于与输入或输出机械接口的安装法兰盘和安装孔。该中空、垂直安装形式的三相盘式永磁电机的具有强大的垂直支撑轴系，因此具有良好的垂直承载能力。

如图7所示，本发明的另一个优选实施例中，三个中空、垂直安装形式的三相永磁电机模块15沿中空定子轴方向叠加，使功率扩大三倍。其每一个三相永磁电机模块的三相独立绕组可以被独立使用，也可以按各种串并联方式被使用。

如图8所示，本发明的另一个优选实施例中，将盘式永磁电机设计成中空、卧式安装形式，或称水平安装形式。A、B、C三个单相电机单元沿水平中空定子轴装配，并形成三相永磁电机模块18。三相永磁电机模块的三相独立绕组可以被独立使用，也可以按各种串并联方式被使用。该三相盘式永磁电机的第一端19设有安装孔，第二端20设有用于与输入或输出机械接口的安装法兰盘和安装孔。

如图9所示，本发明的另一个优选实施例中，三个中空、卧式结构的三相永磁电机模块15沿中空定子轴方向叠加，使功率扩大三倍。

如图13所示，本发明的另一个优选实施例中，盘式永磁电机的多个三相永磁电机模块，在沿轴机械串联叠加时，两个电机模块相接面的机械结构和磁路结构可以合拼以便降低生产成本。

由上述实施例可以看出，本发明盘式永磁电机中，在满足Z＝2P的前提下，其磁极数和虚槽数不受任何约束，该盘式永磁电机可以用于不同功率和容量的低速特大力矩直接驱动，也可用于大功率风力发电。

本发明的一个优选实施例中，提供一种由单相电机组合构成的三相盘式永磁电机，它的功率容量为300KW，既可应用于低速特大力矩直接驱动，也可应用于大功率风力发电，其外型尺寸如图10所示。其中，单相电机的两个盘式转子上分别装有25对N、S极相间的永磁体。

其中，转子的磁极数2P＝50，与定子的虚槽数Z相等，即Z＝2P＝50。这一设计使得电机绕组的数目趋于最少、绕组的端部趋于最小、绕组的利用率趋于最高，从而使电机的铁耗和铜耗趋于最小。更重要的是单相电机单元的轴向尺寸也趋于最小，本实施例为轴向尺寸200mm的1/3，且电负荷为240A/cm，磁负荷为5000GS，均处于相当高的水平，从而使得电机的体积大幅减小，功率密度大幅提高。

在A相绕组中，定子的Z＝2P＝50个虚槽中的单相绕组线圈的排列次序分别为A-/A-A-/A-A-/A-A-/A-A…，并以“A-/A”为基础在圆周内循环Z＝2P＝50次，且线圈依次串联形成A相绕组；B相绕组和C相绕组中按同样方式排列。A、B、C三相绕组联接成Y型。

本实施例中，盘式永磁电机的盘式转子上各个永磁体的形状为圆形，各个永磁体沿盘式转子外侧均布，永磁体N、S极排列间隙为0.1mm工艺间隙。定子上各个虚槽的形状是与盘式转子上各个永磁体对应的圆形，并沿盘式定子外侧均布；单相绕组中Z＝2P＝50个线圈的圆心与盘式转子上各个永磁体的圆心处于相同的径向半径的圆上，每个线圈为简单的环型线圈并填充在虚槽中。其中N1＝6即，每极6匝，相电流468A，电机力矩达24000Nm。反电势波形是正弦波，性能十分理想。圆形永磁体和绕组元件，使制造成本下降到扇形永磁体和绕组元件的2/3，更重要的是圆形永磁体的一致性和平均剩磁磁密均提高了10％左右，部件的品质大幅提高。

本实施例电机的虚槽中线圈的平均直径是电机极距π的0.85，故绕组系数：K_w1＝K_d1K_p1＝0.972。

本实施例电机的盘式转子上各个永磁体与定子之间的轴向物理气隙是2mm，定子的厚度是6mm。

图11是图10所示大功率盘式永磁电机的理想反电势波形(单匝整距绕组)，可以看出它是圆顶的方波，具有相对更大的基波分量。图12是考虑绕组元件宽度后的实际反电势波形；图12中，分别为基波(振幅最高那条线)、三次谐波(振幅最低那条线)、基波+三次谐波原始信号波形(虚线)，可见原始信号中的主要构成成分为基波和三次谐波，这种波形对于电动机和发电机均相当理想。

Claims (11)

1、一种单相盘式永磁电机，其中在两个盘式转子上分别装有多对N、S极相间的永磁体，且第一个盘式转子上的永磁体N极正对第二个盘式转子上的永磁体S极以产生轴向气隙磁场；在无铁芯盘式定子的虚槽中装有绕组；其特征在于，

所述无铁芯盘式定子的虚槽中装的是单相绕组；

所述转子的磁极数2P与所述定子的虚槽数Z相等，即Z＝2P；

在所述定子的Z＝2P个虚槽中，所述单相绕组线圈的排列次序为A-/A-A-/A-A-/A-A-/A-A…，以“A-/A”为基础在圆周内循环Z＝2P次，且依次串联形成所述单相绕组。

2、根据权利要求1所述的单相盘式永磁电机，其特征在于，所述盘式转子上各个永磁体与定子之间的轴向物理气隙是0.5～2mm；所述定子的厚度是3～10mm。

3、根据权利要求2所述的单相盘式永磁电机，其特征在于，

所述盘式转子上各个永磁体的形状为圆形，所述各个永磁体沿盘式转子外侧均布，同一转子上的永磁体N、S极排列间隙为0～1mm工艺间隙；

所述定子上各个虚槽的形状是与所述盘式转子上各个永磁体对应的圆形，并沿盘式定子外侧均布；所述单相绕组Z＝2P个线圈的圆心与所述盘式转子上各个永磁体的圆心处于相同的径向半径的圆上，每个线圈为简单的环型线圈并填充在所述虚槽中。

4、根据权利要求2所述的单相盘式永磁电机，其特征在于，

所述盘式转子上各个永磁体的形状为扇形，所述各个永磁体沿盘式转子外侧均布，同一转子上的永磁体N、S极排列间隙为0.1～3mm工艺间隙；

所述定子的各个虚槽的形状是与所述盘式转子上各个永磁体相同的扇形，并沿盘式定子外侧均布；所述单相绕组Z＝2P个线圈的几何中心与盘式转子上各个扇形永磁体的几何中心处于相同的径向半径的圆上，每个线圈为扇形并填充在所述虚槽中。

5、根据权利要求1所述的单相盘式永磁电机，其特征在于，每一个所述定子虚槽中的单相绕组采用双层线圈；

第一个虚槽中，下层线圈由外圆向内圆绕N匝，然后从内圆绕向上层线圈的内圆，上层线圈再由内圆向外圆绕N匝，使得第一个虚槽中线圈的首端在下层外圆侧，而尾端在上层外圆侧；

第一个虚槽中绕组的尾端绕向第二个虚槽，成为第二个虚槽线圈的首端并在该虚槽的上层外圆侧，上层线圈由外圆向内圆绕N匝，然后从内圆绕向下层线圈的内圆，下层线圈再由内圆向外圆绕N匝，使得第二个虚槽中线圈的首端在上层外圆侧，而尾端在下层外圆侧；

其余各个虚槽中的绕组连接方式依此类推，直至绕完Z＝2P个虚槽中的全部线圈，最后一个虚槽中绕组的尾端在下层外圆侧，并与第一个虚槽下层外圆侧的绕组首端形成所述单相绕组。

6、根据权利要求1所述的单相盘式永磁电机，其特征在于，在每一个所述定子虚槽分别设有一个独立绕制的线圈，各个虚槽的线圈依次串联，并以第一个虚槽中线圈的首端作为整个单相绕组的首端、最后一个虚槽中线圈的尾端作为整个单相绕组的尾端，从而得到一个完整的单相绕组。

7、根据权利要求1所述的单相盘式永磁电机，其特征在于，该单相盘式永磁电机为中空、垂直安装形式，或者为中空、卧式安装形式；所述定子中心的定子轴为中空结构或局部中空结构，所述单相绕组的引线自所述中空或局部中空的定子轴孔穿出。

8、一种三相盘式永磁电机，其特征在于，其中以权利要求1-6中任一项所述的单相盘式永磁电机为一个单相电机单元，共有A、B、C三个单相电机单元；所述三个单相电机单元依次装于同一根定子轴上，且三个单相电机单元的定子在空间上错开120°电角度；A、B、C三个单相电机单元形成该三相盘式永磁电机的A、B、C三相绕组，且三相绕组的三相反电势在时间上互差120°电角度；所述A、B、C三相绕组单独使用、或联接成Y型结构、或者联接成△型结构。

9、根据权利要求8所述的三相盘式永磁电机，其特征在于，其中设有两个线性霍尔传感器，两者互相间隔90度电角度；或者设有三个开关霍尔传感器，三者互相间隔120度电角度；所述线性霍尔传感器通过PCB板固定在定子上；所述霍尔传感器的敏感方向朝向转子永磁体形成的气隙磁场，以传感气隙磁场的变化。

10、一种大功率盘式永磁电机，其特征在于，其中以权利要求7所述的单相盘式永磁电机为一个三相永磁电机模块，并由至少两个三相永磁电机模块沿所述同一根定子轴向串联，以构成与串联数成正比的大功率盘式多相永磁电机。

11、根据权利要求10所述的三相盘式永磁电机，其特征在于，相邻两个三相永磁电机模块共用机械结构和磁路结构。

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