CN216794819U - 开关磁阻电机结构、轮毂电机及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，提供一种开关磁阻电机结构、轮毂电机及车辆，该开关磁阻电机结构包括第一定子结构、第一外转子以及内转子。第一外转子和内转子同轴设置，第一定子结构包括周向形成环形结构的多个第一绕组单元，第一外转子具有N个第一凸齿，内转子具有M个第二凸齿；其中，当第一绕组部通电时，第一绕组部与相对应的两个第一凸齿形成第一磁回路；当第二绕组部通电时，第二绕组部与相对应的两个第二凸齿形成第二磁回路。本申请在独立的且通电的第一绕组单元上可形成对第一外转子绕轴转动的磁力矩和对内转子绕轴转动的磁力矩，本申请的开关磁阻电机结构在单向电源输入的情况下能够实现双倍输出，其输出效率更高。

Description

开关磁阻电机结构、轮毂电机及车辆

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其提供一种开关磁阻电机结构、具有该开关磁阻电机结构的轮毂电机以及具有该轮毂电机的车辆。

背景技术

传统的开关磁阻电机，其电机结构的布局上，通常采用一套定子和一套转子的搭配方式。具体地，在定子至少具有三相定子绕组，各相定子绕组包括至少一个定子齿以及绕于定子齿上的线圈，以及，在转子上设置转子齿。各相定子绕组按顺序沿周向方向交替设置。当对各相定子绕组的线圈依次进行通电时，同相的两个定子绕组的定子齿和对应的转子齿之间形成磁回路，使得转子齿受磁拉力而绕轴转动。

然而，同相的定子齿之间存在异相定子齿，这样，导致磁回路的长度较长，易出现漏磁以及磁阻高的情况，即，该种开关磁阻电机的布局导致电机输出效率低的问题。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种开关磁阻电机结构，旨在解决现有的开关磁阻电机输出效率低的问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：

第一方面，本申请实施例提供一种开关磁阻电机结构，包括呈环形结构的第一定子结构、套设于所述第一定子结构的外周侧的第一外转子以及置于所述第一定子结构的内周侧的内转子，所述第一外转子和所述内转子同轴设置，所述第一定子结构包括沿着一周依次排布形成的环形结构的多个第一绕组单元，所述第一外转子的内周侧形成N个第一凸齿，所述内转子的外周侧形成M个第二凸齿，所述第一绕组单元具有朝向各所述第一凸齿设置且呈U型的第一绕组部以及朝向各所述第二凸齿设置且呈U型的第二绕组部，所述第一绕组部和所述第二绕组部的自由端相背对设置；

其中，当第一绕组部通电时，所述第一绕组部与相对应的两个所述第一凸齿形成第一磁回路；当第二绕组部通电时，所述第二绕组部与相对应的两个所述第二凸齿形成第二磁回路。

本申请实施例的有益效果：本申请提供的开关磁阻电机结构，在呈环形结构的第一定子结构的外周侧和内周侧上分别设置一个第一外转子和一个内转子，并且，第一外转子和内转子同轴设置，满足同轴转动的需要，并且，通过第一外转子和内转子实现双输出端，进而提升电机结构的输出效率，同时，内置内转子来对电机结构的内部空间进行利用，也提升该开关磁阻电机结构的空间利用率；以及，减小了中空支撑结构对内转子和第一外转子的支撑作用，整体重量更轻；并且，在采用上述排布方式，在转子数量相同的情况下，该开关磁阻电机结构在厚度上尺寸更小。具体地，其工作过程如下：对第一绕组单元的第一绕组部进行通电，第一绕组部与相对应的两个第一凸齿形成第一磁回路，此时，第一外转子进行绕轴转动。对第一绕组单元的第二绕组部进行通电，第二绕组部与相对应的两个第二凸齿形成第二磁回路，此时，内转子进行绕轴转动。对第一绕组单元的第一绕组部和第二绕组部均进行通电，此时，第一外转子和内转子同时进行绕轴转动。以及，在独立的且通电的第一绕组单元上即可形成对第一外转子绕轴转动的磁力矩和对内转子绕轴转动的磁力矩。综上，本申请的开关磁阻电机结构在单向电源输入的情况下能够实现双倍输出，因而，其输出效率更高，同时可根据实际工作中的需要，来选择对第一绕组部或第二绕组部单独的独立通电，或者是同时通电，适用范围更广，应用场景更多。

在一个实施例中，所述第一绕组单元包括沿所述环形结构的周向方向设置的定子轭、间隔地设于所述定子轭同一侧的两个第一定子齿、间隔地设于所述定子轭另一侧的两个第二定子齿、绕于所述第一定子齿上的第一绕线组以及绕于所述第二定子齿上的第二绕线组；

其中，所述定子轭、两个所述第一定子齿以及所述第一绕线组形成所述第一绕组部；所述定子轭、两个所述第二定子齿以及所述第二绕线组形成所述第二绕组部。

在一个实施例中，所述第一绕组单元包括沿所述环形结构的周向方向设置的定子轭、间隔地设于所述定子轭同一侧的两个第一定子齿、间隔地设于所述定子轭另一侧的两个第二定子齿以及绕于所述定子轭上的第一绕线组；

其中，所述定子轭、两个所述第一定子齿以及所述第一绕线组形成所述第一绕组部；所述定子轭、两个所述第二定子齿以及所述第一绕线组形成所述第二绕组部。

在一个实施例中，所述第一绕线组包括绕于所述定子轭上的第一线圈；或者，所述第一绕线组包括间隔地绕于所述定子轭上的多个第一线圈，并且，各所述第一线圈并联连接，并且，每个所述第一线圈在通电后产生的磁感线方向一致。

在一个实施例中，相邻两个所述第一绕组单元之间形成间隙。

在一个实施例中，所述第一定子结构的环形结构等分为X个分区，X为大于或等于3的正整数，所述第一定子结构的相数A为大于或等于3的正整数，每相中具有X个第一定子绕组，相邻的n个所述第一绕组单元组成所述第一定子绕组，n为正整数，并且，所述第一凸齿的数量等于所述第二凸齿的数量，所述第一凸齿的数量N＝A*2n*X+X。

在一个实施例中，所述开关磁阻电机结构还包括至少一个第二定子结构以及至少一个第二外转子；各所述第二外转子和各所述第二定子结构沿所述开关磁阻电机结构的径向方向依次交替套设；最内层的所述第二外转子或所述第二定子结构套设于所述第一外转子的外周侧；或者，最外层的所述第二外转子或所述第二定子结构置于所述内转子的内周侧，并且，所述第一外转子、各所述第二外转子、各所述第二定子结构、所述第一定子结构以及所述内转子均同轴设置。

在一个实施例中，所述第二外转子的内周侧形成O个第三凸齿，各所述第三凸齿朝向内层的所述第二定子结构；

和/或，所述第二外转子的外周侧形成P个第四凸齿，各所述第四凸齿朝向外层的所述第二定子结构。

第二方面，本申请实施例还提供一种轮毂电机，包括上述所述的开关磁阻电机结构。

本申请实施例的有益效果：本申请提供的轮毂电机，在具有上述开关磁阻电机结构的基础上，该轮毂电机的整体体积更小，输出效率更高。

第三方面，本申请实施例提供一种车辆，包括上述所述的轮毂电机。

本申请实施例的有益效果：本申请提供的车辆，在具有上述轮毂电机的基础上，该车辆具有良好的提速能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的开关磁阻电机结构的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本实用新型实施例一提供的开关磁阻电机结构的第一绕组单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的开关磁阻电机结构的第一绕组单元的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二提供的开关磁阻电机结构的第一绕组单元的另一结构示意图；

图6为本实用新型实施例一提供的开关磁阻电机结构的第一定子结构中w相处于通电状态下的主视图；

图7为本实用新型实施例一提供的开关磁阻电机结构的第一定子结构中v相处于通电状态下的主视图：

图8为本实用新型实施例一提供的开关磁阻电机结构的第一定子结构中u相处于通电状态下的主视图；

图9为本实用新型一实施例提供的开关磁阻电机结构的局部示意图

图10为本实用新型另一实施例提供的开关磁阻电机结构的局部示意图

图11为本实用新型又一实施例提供的开关磁阻电机结构的局部示意图。

其中，图中各附图标记：

100、开关磁阻电机结构；10、第一定子结构；20、第一外转子；30、内转子；11、第一定子绕组；111、第一绕组单元；21、第一凸齿；31、第二凸齿；11a、第一绕组部；11b、第二绕组部；1111、定子轭；1112、第一定子齿；1113、第二定子齿；1114、第一绕线组；1115、第二绕线组；111a第一线圈；111b、第二线圈；40、第二定子结构；41、第二绕组单元；50、第二外转子；51、第三凸齿；52、第四凸齿。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1和图2，本申请实施例的开关磁阻电机结构100包括第一定子结构10、第一外转子20和内转子30。

具体地，第一定子结构10呈的环形结构。第一外转子20套设于第一定子结构10的外周侧，内转子30则是置于第一定子结构10的内周侧，这样，第一外转子20和内转子30均绕于第一定子结构10的中轴线同轴转动。在转子数量相同的情况下，相较于传统开关磁阻电机结构100在采用两个转子结构时，将两个转子沿定子的轴向方向并排布设，本申请的开关磁阻电机结构100的厚度更小(这里，厚度是指电机结构在轴向方向的尺寸)，即整体体积更小，进一步提高空间利用率。同时，第一外转子20和内转子30无需额外的支撑结构，减小了非电磁结构的重量，因而，该开关磁阻电机结构100的重量更轻。

第一定子结构10包括沿着一周依次排布形成环形结构的多个第一绕组单元111。各第一绕组单元111具有第一绕组部11a和第二绕组部11b。第一绕组部11a呈U型，以及，第二绕组部11b也呈U型，在排布结构上，第一绕组部11a的开口端和第二绕组部11b的开口端是相背对的。

第一外转子20朝向第一定子结构10的外周侧形成N个第一凸齿21，内转子30朝向各第一绕组单元111的内周侧形成M个第二凸齿31，即，第一凸齿21与第一绕组部11a相对应，第二凸齿31与第二绕组部11b相对应，其中，N和M为正整数。当第一外转子20、内转子30相对第一定子结构10转动时，第一凸齿21和第二凸齿31会间断性地分别与第一绕组单元111的第一绕组部11a和第二绕组部11b正对。第一凸齿21的数量和第二凸齿31的数量可相同，也可不同。在二者数量相同的情况下，第一外转子20和内转子30能够获得相同或相近似的磁力矩，而在二者数量差异较大的情况下，第一外转子20和内转子30则能够获得差异化较大的磁力矩。

示例地，当第一绕组部11a与第一外转子20上的相邻的两个第一凸齿21相对应时，所围合形成第一磁回路的路径最短，大幅减小漏磁现象的出现；同理地，当第二绕组部11b与内转子30上的相邻的两个第二凸齿31相对应时，所围合形成第二磁回路的路径最短，大幅减小漏磁现象的出现。当然，根据实际的使用需要，可适应性地增大第一磁回路的路径，即，调整第一绕组部11a的对应间距，使得所对应的两个第一凸齿21之间的间距拉长，换言之，该两个第一凸齿21之间至少有一个第一绕组部11a。同理地，在适应性增大第二磁回路的路径时，同样地，调整第二绕组部11b的对应间距，使得所对应的两个第二凸齿31之间的间距拉长，即，该两个第二凸齿31之间至少有一个第二绕组部11b。这样，可从电机结构上控制输出峰值。

在对开关磁阻电机结构100进行启动时，根据第一定子结构10的相数数量，对各第一绕组单元111进行通电；即，根据通电顺序，可对相邻的若干个第一绕组单元111进行通电。

示例地，当第一绕组部11a通电时，第一绕组部11a的周围形成磁场，与相对应的两个第一凸齿21形成闭合的第一磁回路。此时，第一外转子20相对定子结构进行绕轴转动。

示例地，当第二绕组部11b通电时，第二绕组部11b的周围形成磁场，与相对应的两个第二凸齿31形成闭合第一磁回路，此时，内转子30相对定子结构进行绕轴转动。

示例地，当第一绕组部11a和第二绕组部11b均通电时，第一绕组部11a与相对应的两个第一凸齿21形成闭合的磁回路，以及，第二绕组部11b与相对的两个第二凸齿31形成闭合的磁回路，此时，第一外转子20和内转子30均相对定子结构进行绕轴转动。

需要说明地是，第一绕组部11a和第二绕组部11b是通过共同的外设电源进行供电，即，在该种情况下，开关磁阻电机结构100由一个外设电源进行驱动供电。

综上，使用上述短磁路设计，能够减小漏磁，以及，在单向电源输入的情况下能够实现双倍输出，从而提高电机整体的输出效率和性能，同时可根据实际工作中的需要，来选择对第一绕组部或第二绕组部单独的独立通电，或者是同时通电，适用范围更广，应用场景更多。

第一外转子20和内转子30同轴转动的原理如下：参考图2和图3，磁通在通电的当前第一绕组单元111的第一绕组部11a与对应的两个第一凸齿21形成闭合磁路径，即第一磁回路，以及，磁通在通电的当前第一绕组单元111的第二绕组部11b与对应两个第二凸齿31形成闭合磁路径，即第二磁回路，随着磁场扭曲对第一凸齿21和第二凸齿31产生切向拉力。具体地，呈U形的第一绕组部11a具有两个第一子部，每个第一子部分别与对应的第一凸齿21相对应，即，两个第一子部分别对应两个第一凸齿21，也就是说，在第一绕组部11a一次通电的情况下能够对两个第一凸齿21产生切向拉力，同时，每个第一子部具有各自的中间线L1。那么，当通电的第一绕组部11a的其中一个第一子部的中间线L1和对应的第一凸齿21的中间线L3相错开时，产生的磁场则迫使第一凸齿21的中间线L3与当前的第一绕组部11a的第一子部的中间线L1相重合，在重合过程中，对第一外转子20产生切向拉力；同理地，呈U形的第二绕组部11b具有两个第二子部，每个第二子部分别与对应的第二凸齿31相对应，即，两个第二子部分别对应两个第二凸齿31，也就是说，在第二绕组部11b一次通电的情况下能够对两个第二凸齿31产生切向拉力，同时，每个第二子部具有各自的中间线L2。那么，当通电的第二绕组部11b的其中一个第二子部的中间线L2和对应的第二凸齿31的中间线L4相错开时，产生的磁场则迫使第二凸齿31的中间线L4与当前的第二绕组部11b的第二子部的中间线L2相重合，在重合过程中，对内转子30产生切向拉力，而当第一绕线组11a的两个第一子部的中间线L1与对应的第一凸齿21的中间线L3相对齐，处于重合状态时，以及，当第二绕线组11b的两个第二子部的中间线L2与对应的第二凸齿31的中间线L4相对齐，处于重合状态时，第一凸齿21和第二凸齿31处于完全吸合状态，此时，获得的切向拉力最小。

本申请提供的开关磁阻电机结构100，在呈环形结构的第一定子结构10的外周侧和内周侧上分别设置一个第一外转子20和一个内转子30，并且，第一外转子20和内转子30同轴设置，满足同轴转动的需要，并且，通过第一外转子20和内转子30实现双输出端，进而提升电机结构的输出效率，同时，内置内转子30来对电机结构的内部空间进行利用，也提升该开关磁阻电机结构100的空间利用率；以及，减小了中空支撑结构对内转子30和第一外转子20的支撑作用，整体重量更轻；并且，在采用上述排布方式，在转子数量相同的情况下，该开关磁阻电机结构100在厚度上尺寸更小。具体地，其工作过程如下：对第一绕组单元111的第一绕组部11a进行通电，第一绕组部11a与相对应的两个第一凸齿21形成第一磁回路，此时，第一外转子20进行绕轴转动。对第一绕组单元111的第二绕组部11b进行通电，第二绕组部11b与相对应的两个第二凸齿31形成第二磁回路，此时，内转子30进行绕轴转动。对第一绕组单元111的第一绕组部11a和第二绕组部11b均进行通电，此时，第一外转子20和内转子30同时进行绕轴转动。以及，在独立的且通电的第一绕组单元111上即可形成对第一外转子20绕轴转动的磁力矩和对内转子30绕轴转动的磁力矩。综上，本申请的开关磁阻电机结构100在单向电源输入的情况下能够实现双倍输出，因而，其输出效率更高，同时可根据实际工作中的需要，来选择对第一绕组部或第二绕组部单独的独立通电，或者是同时通电，适用范围更广，应用场景更多。

请参考图2至图3，在一个实施例中，第一绕组单元111包括定子轭1111、两个第一定子齿1112、两个第二定子齿1113、第一绕线组1114和第二绕线组1115。

示例地，定子轭1111的数量可根据实际使用进行调整，即，定子轭1111可为多个，并且，当定子轭1111的数量为多个时，各定子轭1111间隔地设置在两个第一定子齿1112和/或两个第二定子齿1113之间。其中，靠近第一绕线组1114的定子轭1111和靠近第二绕线组1115的定子轭1111分别供对应的磁通量流通，而其余的定子轭1111则起到提高第一绕组单元111结构稳定性的作用，同时，还能起到隔磁的效果。

具体地，当定子轭1111的数量为一个时，该第一绕组单元111呈H型结构。定子轭1111沿环形结构的周向方向设置的；在定子轭1111的同一侧间隔地设有两个第一定子齿1112，即，在定子轭1111朝向第一凸齿21的一侧；在定子轭1111的另一侧间隔地设有两个第二定子齿1113，即，在定子轭1111朝向第二凸齿31的一侧，在两个第一定子齿1112上分别缠绕第一绕线组1114，在两个第二定子齿1113分别缠绕第二绕线组1115。

示例地，如图3所示，第一定子齿1112和第二定子齿1113可同轴设置，即，第一定子齿1112的中轴线与第二定子齿1113的中轴线相重合。这里，也可第一定子齿1112的设置方位和第二定子齿1113的设置方位来描述，即，第一定子齿1112的中轴线与第二定子齿1113的中轴线相重合，并且，均与第一定子结构10的径向方向保持一致。

或者，示例地，第一定子齿1112和第二定子齿1113也可非同轴设置，即，第一定子齿1112的中轴线与第二定子齿1113的中轴线相错开一定的角度。这样，用于适应其他的使用场景。例如，当第一外转子20的第一凸齿21的数量和内转子30的第二凸齿31的数量不相等的情况下，则，两个第一定子齿1112之间的间距和两个第二定子齿1113之间的间距需进行适应地调整。

其中，定子轭1111、两个第一定子齿1112以及第一绕线组1114形成第一绕组部11a；定子轭1111、两个第二定子齿1113以及第二绕线组1115形成第二绕组部11b。可以理解地，在本实施例中，第一绕组部11a和第二绕组部11b是共用定子轭1111的，因此，第一绕组部11a和第二绕组部11b同时处于通电状态下时，定子轭1111上的磁通方向应该保持方向一致，这样，避免两个绕组部形成磁场相互干扰。那么，请参考图2，第一磁回路的路径为：第一定子齿A1-第一凸齿B1-第一凸齿B2-第一定子齿A2-定子轭，第一磁回路以最短的路径形成闭环，可以理解，上述的A1、A2、B1、B2、仅用于示意名称相同但位置不同的两个部件。同理地，第二磁回路的路径为：第二定子齿D1-第二凸齿E1-第一凸齿E2-第一定子齿D2-定子轭，第二磁回路以最短的路径形成闭环，可以理解，上述的D1、D2、E1、E2、仅用于示意名称相同但位置不同的两个部件。这样，磁回路越短，能够避免漏磁问题，输出效率也更高，输出转矩也更大。

在一个实施例中，当第一绕组单元111的第一绕线组1114和第二绕线组1115分别绕于第一定子齿1112上和第二定子齿1113上，第一定子结构10的各第一绕组单元111由同一个外设电源进行供电时，每个第一绕组单元111的第一绕组部11a和第二绕组部11b能够同时获得电能，那么，第一外转子20和内转子30同时受到切向拉力而同向转动。

或者，在另一个实施例中，当第一绕组单元111的第一绕线组1114和第二绕线组1115分别绕于第一定子齿1112上和第二定子齿1113上，第一定子结构的各第一绕组单元111的第一绕组部11a由一个外设电源供电，以及，各第一绕组单元111的第一绕组部11a由另一个外设电源通电时，那么，第一外转子20和内转子30则可相对独立转动。例如，在各第一绕组单元111的第一绕组部11a顺序通电的情况下，第一外转子绕轴转动；而，在各第一绕组单元111的第二绕组部11b顺序通电的情况下，内转子绕轴转动；在各第一绕组单元111的第一绕组部11a顺序通电和第二绕组部11b顺序通电的情况下，第一外转子20和内转子30同轴转动。

请参考图4和图5，在另一实施例中，第一绕组单元111包括定子轭1111、两个第一定子齿1112、两个第二定子齿1113以及第一绕线组1114。与上述实施例不同之处在于，只有一个绕线组，并且，该绕线组绕于定子轭1111上。

同理地，定子轭1111的数量可根据实际使用进行调整，即，定子轭1111可为多个，并且，当定子轭1111的数量为多个时，各定子轭1111间隔地设置在两个第一定子齿1112和/或两个第二定子齿1113之间。其中，第一绕线组1114可绕于其中一个定子轭1111上，也可绕着相间隔的若干个定子轭1111上，而未被绕线的定子轭1111起到提高第一绕组单元111结构稳定性的作用，同时，还能起到隔磁的效果。

具体地，当定子轭1111的数量为一个时，该第一绕组单元111呈H型结构。定子轭1111沿环形结构的周向方向设置；在定子轭1111的同一侧间隔地设有两个第一定子齿1112，即，在定子轭1111朝向第一凸齿21的一侧；在定子轭1111的另一侧间隔地设有两个第二定子齿1113，即，在定子轭1111朝向第二凸齿31的一侧。最后，第一绕线组1114绕于定子轭1111上。

如图4和图5所示，定子轭1111、两个第一定子齿1112以及第一绕线组1114形成第一绕组部11a；定子轭1111、两个第二定子齿1113以及第一绕线组1114形成第二绕组部11b。可以理解地，在本实施例中，第一绕组部11a和第二绕组部11b是共用定子轭1111和第一绕线组1114，因此，第一绕组部11a和第二绕组部11b处于通电状态下时，定子轭1111上的磁通方向同样能够保持方向一致，这样，避免两个绕组部形成磁场相互干扰。那么，第一磁回路的路径为：第一定子齿A1-第一凸齿B1-第一凸齿B2-第一定子齿A2-定子轭，第一磁回路以最短的路径形成闭环，可以理解，上述的A1、A2、B1、B2、仅用于示意名称相同但位置不同的两个部件。同理地，第二磁回路的路径为：第二定子齿D1-第二凸齿E1-第一凸齿E2-第一定子齿D2-定子轭，第二磁回路以最短的路径形成闭环，可以理解，上述的D1、D2、E1、E2、仅用于示意名称相同但位置不同的两个部件。这样，磁回路越短，能够避免漏磁问题，输出效率也更高，输出转矩也更大。

在一个实施例中，当第一绕组单元111的第一绕线组1114绕于第一定子齿1112上，第一定子结构10的各第一绕组单元111由同一个外设电源进行供电时，每个第一绕组单元111的第一绕组部11a和第二绕组部11b能够同时获得电能，那么，第一外转子20和内转子30同时受到切向拉力而同向转动。具体地，请参考图4，在一个实施例中，第一绕线组1114包括绕于定子轭1111上的一个第一线圈111a。

或者，请参考图5，在另一实施例中，由于定子的磁通量与线圈匝数和电流呈正相关的，而电机的供电方式则是采用额定电压供电，通过线圈增加匝数会导致电阻变大，电流变小，因此，定子的磁通量的增加会受到限制，达到一定程度后不会再增加，为了解决上述问题，第一绕线组1114包括间隔地绕于定子轭1111上的多个第一线圈111a，并且，各第一线圈111a并联连接，并且，每个第一线圈111a在通电后产生的磁感线方向一致。即该第一线圈111a的数量为多个，例如，第一线圈111a的数量至少两个以及两个以上，以定子轭1111能够承载为主。将各第一线圈111a进行并联设置接电后，每个第一线圈111a的电压均为电机接入的额定电压，避免了线圈串联电阻变大而导致电流变小的问题，相邻的第一线圈111a也不会被干扰，这样，第一绕组单元111的磁通量能够大幅增加。

在一个实施例中，第一定子结构10的第一绕组单元111的数量、第一外转子20的第一凸齿21的数量以及内转子30的第二凸齿31的数量通过如下方式计算。

首先，确定第一定子结构10的环形结构的分区，该环形结构被等分为X个分区，X为大于或等于3的正整数，确定完分区后，再确定第一定子结构10的相数，第一定子结构10的相数A为大于或等于3的正整数，例如，该开关磁阻电机结构100为三相、四相或五相电机。每相中具有X个第一定子绕组11，相邻的n个第一绕组单元111组成第一定子绕组11，n为正整数，例如，每个第一定子绕组11中的第一绕组单元111可为两个、三个、四个、五个、六个等。

示例地，如图6所示，X＝3、A＝3、n＝4，即三个分区，每个分区包含u、w、v三组第一定子绕组11，整个第一定子结构10包括u、w、v三相绕组，每个第一定子绕组11含有4个第一绕组单元111。

或者，第一定子结构10的分区、相数以及第一绕组单元111的数量还可为其他值，例如，X＝5、A＝4、n＝5，即，第一定子结构10等分为五个分区，每个分区包含四组第一定子绕组11，以及，整个第一定子结构10包括四相绕组，每个第一定子绕组11含有五个第一绕组单元111。综上，以此类推。

第一凸齿21的数量等于第二凸齿31的数量，N＝A*2n*X+X。

示例地，如图6所示，该开关磁阻电机结构100为三相电机，那么，第一定子结构10的相数为三，并且，第一定位结构的环形圆周被等分为三个分区，每个分区中具有三个第一定子绕组11，每个第一定子绕组11具有四个第一绕组单元111。那么，第一凸齿21的数量和第二凸齿31的数量N＝3*2*4*3+3，为75个。

可以理解地，根据上述公式，第一凸齿21的数量和第二凸齿31的数量多于第一绕组单元111的数量，例如，当第一定子结构10的环形圆周被等分为三个分区，每一分区有三个第一定子绕组11，每个第一定子绕组11由四个第一绕组单元111组成，第一绕组单元111的数量为36个，然而，第一绕组单元111具有两个第一定子齿1112和两个第二定子齿1113，那么，第一定子齿1112的数量和第二定子齿1113的数量为72个，第一凸齿21的数量和第二凸齿31的数量为75个，这样，各第一凸齿21与第一定子齿1112之间能够形成更多错位，以及，各第二凸齿31与第二定子齿1113之间也能够形成更多错位，这样，在第一绕组单元111处于通电状态时，则有更多的第一凸齿21的中间线与对应的第一定子齿1112的中间线，以及，第二凸齿31的中间线与对应的第二定子齿1113的中间线存在错位，从而在电机启动的瞬间或换相的瞬间对第一外转子20和内转子30提供切向拉力，以使第一外转子20和内转子30相对第一定子结构10的中轴线进行绕轴转动。

请参考图6至图8，第一定子结构10的环形圆周被划分为三个分区，每一分区处设置有三个第一定子绕组11，每个第一定子绕组11由四个第一绕组单元111组成。为了方便说明，每个分区包括w相第一定子绕组11、v相第一定子绕组11以及u相第一定子绕组11。当通电顺序是w-v-u，且，每个第一定子绕组11中绕组单元111均通电时，第一外转子20和内转子30逆时针同轴转动。具体地，当w相第一定子绕组11通电时，在该第一定子绕组11中，相邻的两个第一凸齿21、与该两个第一凸齿21对应的两个第二凸齿31以及两个第一绕组单元111形成最短磁回路，使得当前的两个第一凸齿21和两个第二凸齿31受到切向拉力逆时针转动一定角度，直至两个第一凸齿21和两个第二凸齿31与对应的两个第一绕组单元111处于吸合状态，同理地，当v相第一定子绕组11通电时，重复上述动作，第一外转子20和内转子30再逆时针转动一定角度，依次类推，当u相第一定子绕组11通电时，第一外转子20和内转子30再逆时针转动一定角度，这样，按照上述通电顺序，第一外转子20和内转子30实现同轴逆时针转动。而当通电顺序是u-v-w，且，每个第一定子绕组11中第一绕组单元111均通电时，第一外转子20和内转子30顺时针同轴转动。

具体地，当u相第一定子绕组11通电时，在该第一定子绕组11中，相邻的两个第一凸齿21、与该两个第一凸齿21对应的两个第二凸齿31以及两个第一绕组单元111形成最短磁回路，使得当前的两个第一凸齿21和两个第二凸齿31切向拉力而顺时针转动一定角度，同理地，当v相第一定子绕组11通电时，重复上述动作，第一外转子20和内转子30再次顺时针转动一定角度，依次类推，当w相第一定子绕组11通电时，第一外转子20和内转子30再次顺时针转动一定角度，这样，按照上述通电顺序，第一外转子20和内转子303逐渐顺时针转动起来。

在一个实施例中，第一外转子20上的各第一凸齿21呈均匀分布，即每个第一凸齿21之间的间距是相同的。

在另一个实施例中，第一外转子20上的各第一凸齿21呈均匀分布，并且，内转子30上的各第二凸齿31呈均匀分布。

当第一凸齿21的数量和第二凸齿31的数量相同时，以第一定子结构10的中轴线为中心点，内转子30的各第二凸齿31则与第一外转子20的各第一凸齿21呈辐射状对应。这样，能够始终保证每两个第一凸齿21与第一绕组单元111的两个第一绕组部11a形成最短磁回路，以及，两个第二凸齿31与该第一绕组单元111的两个第二绕组部11b形成最短磁回路。

在一个实施例中，相邻两个第一绕组单元111之间形成间隙。可以理解地，在围合形成环形结构时，各第一绕组单元111之间形成间隙，这样，避免相邻两个的第一绕组单元111在通电后其形成磁场相互影响。

当然，可以理解地，相邻两个第一定子绕组11之间也形成间隙，即，相邻两个第一定子绕组11的最外侧的第一绕组单元111之间形成间隙。这样，也能够避免相邻两个第一定子绕组11在通电后其形成磁场相互影响。

具体地，可在开关磁阻电机结构100的壳体上开设若干个安装槽，并且，将各第一绕组单元111设于对应的安装槽内，从而形成环形结构。

或者，在开关磁阻电机结构100的壳体内设置若干个支架，即，通过支架将第一绕组单元111进行固定，并且围合形成环形结构。

请参考图9至图11，在一个实施例中，开关磁阻电机结构100还包括至少一个第二定子结构40以及至少一个第二外转子50。

各第二外转子50和各第二定子结构40外转子沿开关磁阻电机结构100的径向方向依次交替套设。可以理解地，各第二定子结构40和第二外庄子在套设位置上可进行选择。

示例地，如图9所示，各第二外转子50和各第二定子结构40沿开关磁阻电机结构100的径向方向向外依次交替套设，例如，首个套设的第二定子结构40或第二外转子50套设在第一外转子20的外周侧。

或者，示例地，各第二外转子50和各第二定子结构40外转子沿开关磁阻电机结构100的径向方向向内依次交替套设，例如，首个套设的第二定子结构40或第二外转子50套设在内转子30的内周侧。

同时，保证第一外转子20、各第二外转子50、各第二定子结构40、第一定子结构10以及内转子30均同轴设置。

当增加一个第二定子结构40以及一个第二外转子50，那么，该开关磁阻电机100具有三个转子，能够实现该三个转子同轴同向输出。而且，根据实际的使用需要可增加第二定子结构40的数量和第二外转子50的数量。

需要说明地是，第二定子结构40与第一定子结构10在结构上完全相同，仅是设置位置不同，以及，第二定子结构40驱动第二外转子50的工作原理及过程与第一定子结构10驱动第一外转子20的工作原理及过程相同，因此，第二定子结构40在通电转动下能够驱动对应的第二外转子50绕轴转动。同时，通过对第一定子结构10的第一绕组单元111和第二定子结构40的第二绕组单元41进行通电，则可实现内转子30、第一外转子20和各第二外转子50能够同向转动。

请参考图9，第二外转子50的内周侧形成O个第三凸齿51，各第三凸齿51朝向内圈的第二定子结构40。可以理解地，在本实施例中，该结构形式适用于第二外转子50套设于第二定子结构40的外周侧，第二外转子50的结构形式与第一外转子20的结构形式相同，在朝向内圈的第二定子结构40的内周侧上，第二外转子50形成多个第三凸齿51，即，各第三凸齿51与内圈的第二定子结构40的第二绕组单元41的其中一个绕组部形成磁回路，从而使得第二外转子50绕轴转动，工作过程与第一定子结构10驱动第一外转子20的过程相同，这里不再赘述。

或者，请参考图10，第二外转子50的外周侧形成P个第四凸齿52，各第四凸齿52朝向外圈的第二定子结构40。可以理解地，在本实施例中，该结构形式适用于第二定子结构40套设于第二外转子的外周侧，各第四凸齿52是在第二外转子50的外周侧，因此，第二外转子50的各第四凸齿52与外圈的第二定子结构40的第二绕组单元41的的其中一个绕组形成磁回路，从而使得第二外转子50绕轴转动，工作过程与第一定子结构10驱动第一外转子20的过程相同，这里不再赘述。

或者，请参考图11，当在两个第二定子结构40之间设有一个第二外转子50时，那么，在同一个第二外转子50上，其朝向外圈的第二定子结构40的外周侧形成P个第四凸齿以及朝向内圈的第二定子结构40的内周侧O个第三凸齿。即，在结构上，该第二外转子50被内圈和外圈的第二定子结构40所夹持，形成类似“三明治”的结构。其工作过程如下：首先，第二外转子50的内周侧的第三凸齿51与内圈的第二定子结构40的第二绕组单元41的的其中一个绕组形成磁回路，以获得切下拉力而转动；其次，第二外转子50的外周侧的第四凸齿52则与外圈的第二定子结构40的第二绕组单元41的的其中一个绕组形成磁回路，以获得切下拉力而转动；最后，该第二外转子50在两个通电状态下的第二定子结构40所提供的同向切向拉力进行绕轴转动。这里，第三凸齿51的数量和第四凸齿52的数量可以相等，也可以不等。同时，当二者数量相同时，各第三凸齿51的设置位置和各第四凸齿52的设置位置可相对应，即，各第三凸齿51的中间线与对应的第四凸齿52的中间线相重合；当然，各第三凸齿51的设置位置和各第四凸齿52的设置位置也可错开一定的角度，即，各第三凸齿51的中间线与对应的第四凸齿52的中间线之间存在夹角。综上，第三凸齿51的数量和设置位置，以及，第四凸齿52的数量和设置位置可根据实际的使用需求进行调整。

第二方面，本申请实施例还提供一种轮毂电机，包括上述的开关磁阻电机结构100。

本申请提供的轮毂电机，在具有上述开关磁阻电机结构100的基础上，该轮毂电机的整体体积更小，输出效率更高。

第三方面，本申请实施例提供一种车辆，包括上述的轮毂电机。该车辆可为新能源电动车，也可为油电混合车。

本申请提供的车辆，在具有上述轮毂电机的基础上，该车辆具有良好的提速能力。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关磁阻电机结构，其特征在于：包括呈环形结构的第一定子结构、套设于所述第一定子结构的外周侧的第一外转子以及置于所述第一定子结构的内周侧的内转子，所述第一外转子和所述内转子同轴设置，所述第一定子结构包括沿着一周依次排布形成的环形结构的多个第一绕组单元，所述第一外转子的内周侧形成N个第一凸齿，所述内转子的外周侧形成M个第二凸齿，所述第一绕组单元具有朝向各所述第一凸齿设置且呈U型的第一绕组部以及朝向各所述第二凸齿设置且呈U型的第二绕组部，所述第一绕组部和所述第二绕组部的自由端相背对设置；

其中，当第一绕组部通电时，所述第一绕组部与相对应的两个所述第一凸齿形成第一磁回路；当第二绕组部通电时，所述第二绕组部与相对应的两个所述第二凸齿形成第二磁回路。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机结构，其特征在于：所述第一绕组单元包括沿所述环形结构的周向方向设置的定子轭、间隔地设于所述定子轭同一侧的两个第一定子齿、间隔地设于所述定子轭另一侧的两个第二定子齿、绕于所述第一定子齿上的第一绕线组以及绕于所述第二定子齿上的第二绕线组；

其中，所述定子轭、两个所述第一定子齿以及所述第一绕线组形成所述第一绕组部；所述定子轭、两个所述第二定子齿以及所述第二绕线组形成所述第二绕组部。

3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机结构，其特征在于：所述第一绕组单元包括沿所述环形结构的周向方向设置的定子轭、间隔地设于所述定子轭同一侧的两个第一定子齿、间隔地设于所述定子轭另一侧的两个第二定子齿以及绕于所述定子轭上的第一绕线组；

其中，所述定子轭、两个所述第一定子齿以及所述第一绕线组形成所述第一绕组部；所述定子轭、两个所述第二定子齿以及所述第一绕线组形成所述第二绕组部。

4.根据权利要求3所述的开关磁阻电机结构，其特征在于：所述第一绕线组包括绕于所述定子轭上的第一线圈；或者，

所述第一绕线组包括间隔地绕于所述定子轭上的多个第一线圈，并且，各所述第一线圈并联连接，并且，每个所述第一线圈在通电后产生的磁感线方向一致。

5.根据权利要求1至4任一项所述的开关磁阻电机结构，其特征在于：相邻两个所述第一绕组单元之间形成间隙。

6.根据权利要求1至4任一项所述的开关磁阻电机结构，其特征在于：所述第一定子结构的环形结构等分为X个分区，X为大于或等于3的正整数，所述第一定子结构的相数A为大于或等于3的正整数，每相中具有X个第一定子绕组，相邻的n个所述第一绕组单元组成所述第一定子绕组，n为正整数，并且，所述第一凸齿的数量等于所述第二凸齿的数量，所述第一凸齿的数量N＝A*2n*X+X。

7.根据权利要求1至4任一项所述的开关磁阻电机结构，其特征在于：所述开关磁阻电机结构还包括至少一个第二定子结构以及至少一个第二外转子；各所述第二外转子和各所述第二定子结构沿所述开关磁阻电机结构的径向方向依次交替套设；最内层的所述第二外转子或所述第二定子结构套设于所述第一外转子的外周侧；或者，最外层的所述第二外转子或所述第二定子结构置于所述内转子的内周侧，并且，所述第一外转子、各所述第二外转子、各所述第二定子结构、所述第一定子结构以及所述内转子均同轴设置。

8.根据权利要求7所述的开关磁阻电机结构，其特征在于：

所述第二外转子的内周侧形成O个第三凸齿，各所述第三凸齿朝向内层的所述第二定子结构；

和/或，所述第二外转子的外周侧形成P个第四凸齿，各所述第四凸齿朝向外层的所述第二定子结构。

9.一种轮毂电机，其特征在于：包括如权利要求1至8任一项所述的开关磁阻电机结构。

10.一种车辆，其特征在于：包括如权利要求9所述的轮毂电机。

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