CN87105601A

CN87105601A - 电机

Info

Publication number: CN87105601A
Application number: CN198787105601A
Authority: CN
Inventors: 赖恩德·亨德里克·迪肯
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1986-07-17
Filing date: 1987-07-14
Publication date: 1988-03-30
Also published as: EP0254347A1; DE3776732D1; JPS6331453A; US4843270A; CA1273980A; EP0254347B1; KR880002307A; NL8601869A

Abstract

一种电磁型电机，包括作为电机部件的转子和定子，用于产生励磁磁通的装置和有效线圈。工作中，该线圈至少同一部分励磁磁通相交链并产生一个旋转电动势。定子极与转子极的极数不等。转子和定子以如下方式构成：工作时，同有效线圈交链的励磁磁通量的分布形式相对于带有效线圈的电机部件旋转。该通量分布形式以这样一角速度旋转，使该角度速同带有效线圈的电机部件角速之差的绝对值大于转子和定子间的相应值。

Description

本发明是关于一种电磁型电机，它包括作为电机部件的一个转子和一个定子，用于产生励磁磁通的装置和有效线圈。在工作中，有效线圈至少同一部分励磁磁通周期性地交链，且在其中产生旋转电动势。转子有有间距的转子极，定子有有间距的定子极。带有效线圈的电机部件的极数至少是4极。在工作时，由于转子相对定子旋转的结果，同有效线圈相交链的那部分励磁磁通量的分布形式以这样一个角速度旋转，此角速度与带有效线圈的电机部件角速度之差的绝对值大于转子和定子间角速度之差的绝对值。

这样一种电机已在法国专利说明书88001中公开（在此引入作为参考）。此公知的电机包括：一个具有S极和N极的定子和一个与定子共同作用且有若干转子齿作为转子极的转子;一个围绕着每个转子齿布置的独立线圈。由于在转子园周方向上看到的转子极的极面宽度等于定子极的极面宽度，并且定子极的各极面是等宽度的，所以一个相应的大的磁短路将出现在电动机中，从而导致定子中所产生的励磁磁通的利用率较低。

本发明的目的是：对公知的电机进行改进以获得这样的电机：当构成为电动机时，在给定速度和给定尺寸下能够输出较高的机械功率;或者，当构成为发电机时，在给定速度和给定尺寸下能发出较高的电功率。

为了实现上述目的，在本文开始段所描述的这种类型的电机（如果励磁磁通由独立装置产生，而且不带有效线圈的电机部件的极数等于2·（t+a），其中t是带有效线圈的电机部件的极数，a是一个不等于零和-t/a的整数）的特征在于：有效线圈至少以一种圆柱形绕组的形式实际上沿径向绕制。每个有效线圈在它同励磁磁通的最大部分相交链的这些位置上，同除了杂散部分外的全部励磁磁通交链，而且至少一些定子极的极面具有与至少一些转子极的极面不同的尺寸。或者，其特征在于：有效线圈以一种环形绕组的形式布置，每个有效线圈在它同励磁磁通的最大部分相交链的那些位置上，实际上同除了杂散部分外的励磁磁通的一半相交链，并且至少一些定子极的极面具有与至少一些转子极的极面不同的尺寸。

如果励磁磁通由有效线圈自身产生（如在磁阻电动机或感应电动机中），并且，不带有效线圈的电机部件的极数等于t+a，其中t是带有效线圈的电机部件的极数，a是一个非零整数，为了获得上述目的，在开始段所描述的这种类型的电机的特征在于：有效线圈至少以一种圆柱形绕组的形式实际上沿径向绕制，每个有效线圈在它同励磁磁通的最大部分相交链的位置上同除了杂散部分之外的全部励磁磁通相交链，并且至少一些定子极的极面具有与至少一些转子极的极面不同的尺寸。

应当注意到：在本发明所涉及的电机中，定子极和转子极的极面在尺寸上的差别（尤其是从转子圆周方向上所见到的极面宽度的差别）是实质上的，以便于使作为磁短路结果的损耗减至最小。

而且，应当注意到：有效线圈只需要有限数量的匝数，这是因为有效线圈能同所产生的全部励磁磁通的最大部分相交链。由于匝数有限，能使有效线圈的电阻降低。而且，当本发明的电机构成为一个电动机时，能适用于大负载电流和高电功率，而使其具有输出大机械功率的能力;当其构成为一个发电机时，本发明的电机显然能够输出一个高电功率。

美国专利说明书4，450，396（在此引入作为参考）公开了包括一个具有向外的齿的转子的同步电动机，其带有成组地布置着向内的齿而围绕成的一个定子叠片铁心。定子包括四个励磁线圈，每一个都围绕着四个定子齿布置。在工作时，励磁线圈在定子齿上产生N极和S极对。而且，每个都具有两个线圈边的四个有效线圈放置在定子中。在工作时，每个有效线圈的两个线圈边中的一个边设置在一个N极下面，而另一个线圈边则处于一个S极下面。随着交替地给有效线圈输入电能，转子步进地旋转。此电动机显示出了一个不旋转而轻微振荡的磁通量分布形式。因为用此绕组的方式只能产生有限的励磁磁通，所以此公知的电动机仅仅产生有限的转矩和有限的功率。

美国专利说明书3，679，953（在此引入作为参考）描述了一种磁阻电动机，其中包括：一个适当的铁磁材料（如软铁）的转子和一个具有向内的齿的环形定子。转子具有向外的齿。定子齿数与转子齿数不相等。转子借助于励磁绕组来旋转，每个励磁线圈都分别放置在一个定子齿上。此电动机也只能输出有限的功率和有限的转矩，这还是因为有效线圈不是以能获得一个最大磁通量交链（如本发明的电机）的方式来绕制。

根据本发明的电机的一个适当的实施例，其特征在于：它包括一个外环，此环带有一个与此环轴线平行的方向上被磁化的磁体，环的上侧和下侧是由一种软磁材料组成，并且由向内的齿作为极，环的上侧的齿和下侧的齿相互间偏移半个齿距，且其特征还在于：它包括软磁材料的内盘状体，并带有向外的齿。

根据本发明的电机的另一个适当的实施例，其特征在于：它包括一个内部的环状或盘状磁体，该磁体在与其轴线平行的方向上被磁化，该磁体在其上侧和下侧分别安置软磁性盘，该盘具有向外的齿作为极;一个外部的环形软磁性体，此软磁性体在其上侧和下侧具有向内的齿，上侧的齿和下侧的齿相互间偏移半个齿距。

根据本发明的电机的一个进一步的适当的实施例，其特征在于：它包括一个具有向内的齿的外部环形软磁性部件;一个内部的盘状或环形磁体，该磁体在平行于其轴线的方向上被磁化，并且在其上侧和下侧分别装置了具有向外的齿作为极的环形软磁性盘，上侧的齿和下侧的齿相互间偏移了一整个齿距。并且其特征还在于：有效线圈以环形绕组的形式围绕着外部环形部件布置。此实施例可作为一个低速三相电动机运行。

现在将更详细地描述根据本发明的电机的实施例，用举例的方式并参照附图，其中：

图1是一台现有技术中的两极直流换向器电动机的简图;

图2表示出图1的电动机的等值电路图;

图3a-3d是根据本发明的一台电机的简图，其中包括六个转子齿和有效线圈;

图4是根据本发明的一台电机的简图，其中包括五个转子齿;

图5是图4中的电机作为一台发电机运行时的转子电路图;

图6是根据本发明的一台三相感应电动机的简图;

图7是根据本发明的一台电机的立体简图，其中使用一环形磁体以产生励磁磁通;

图8是一幅表示出本发明的电机的立体图，其中使用一内部盘形磁体以产生励磁磁通;

图9是根据本发明的电机的一幅立体图，其中包括一环形绕组和永磁励磁;

图10是一幅表示出根据本发明的进一步的电机立体图;

图11是根据本发明的另一个电机的简图。

下文所述的本发明的电机的实施例主要是构成为电动机的实施例。进行适当的改变，下文所述内容也可用于电磁型的发电机。下面的定义是对上文和下文的说明：5--

-“转子”是电机的旋转部件，“定子”是电机的非旋转部件。

-“极”要理解为：表示安置在转子和定子间空气隙处的转子和定子的硬磁或软磁部分。通常，非磁性间隔将处于极间，上述的硬磁或软磁部分是齿形的。如果极是由硬磁材料制成，上述的间隔有时是不存在的，上述的硬磁或软磁部分是互相邻接的。

-“有效线圈”是在其中产生一个旋转电动势的线圈，即：此线圈用于将电功率转变为机械功率（在作为电动机的情况下）或者用于将机械功率转变为电功率（在作为发电机的情况下）。有效线圈既可安置在转子上也可安置在定子上。

-在每个有效线圈能够同全部励磁磁通（除了杂散部分外）相交链的时候，电动机或发电机具有一个圆柱形绕组。

-当在带有效线圈的电机部件中的励磁磁通被分成两部分并且有效线圈同励磁磁通的一半（除杂散部分外）相交链时，电机具有一个环形绕组。

-“励磁磁通”是这样的磁通：该磁通与通过有效线圈的电流共同作用产生电-机械转矩并且在有效线圈中产生旋转电动势。

-“励磁磁通的杂散部分”是不能同有效线圈交链的那部分励磁磁通。

-“e.m.f”是电动势的缩写。

在图1和图2所示的带有一永磁定子的公知两极直流换向器电动机的基础上来说明本发明的电动机的原理。为了说明本发明的电动机和公知的电动机之间的区别，将几次提到此公知电动机。

公知的电动机包括：一个具有两个定子极N1和S1的定子S，一个具有6个转子齿1至6和6个有效线圈W1至W6的转子。转子R绕轴A相对于定子S旋转。

此公知电动机符合：

U-I·R-E＝0 （1）

其中U是供电电源电压，E是在工作期间产生于电动机有效线圈之中的旋转电动势，I是通过有效线圈的电流，R是有效线圈的直径电阻。由（1）得到的电动机电功率等式为：

U·I-I²·R-E·I＝0 （2）

在此等式中，U·I是电功率耗用量，I²·R代表有效线圈中的铜损耗，E·I是机电功率。

R的大小决定了在一个给定电压U加入时能够由电动机输出的最大机械功率。这表明：转子电阻R必须减至最小。

公知的直流换向器电动机的旋转电动势符合：

E＝2·n·φ·W （3）

在此等式中，φ是同每个有效线圈交链的由定子产生的励磁磁通的最大部分，W是转子匝数，n是相对于磁通φ的确定方向的转子速度。

根据本发明的原理，在工作期间转子的旋转产生使励磁磁通量的分布形式相对于定子旋转。电动机的旋转电动势E不再取决于转子的速度n，而是取决于转子速度n与励磁磁通的旋转通量分布、形式速度之间的差。如果相对于旋转通量分布形式的转子速度是N，则本发明的电动机符合：

E＝2·N·φ·W （4）

图3a～3d表示出根据本发明的包括一个永磁定子S的一台直流换向器电动机的实施例。此电动机具有一个包括6个齿（1至6）的转子R，其间的六个槽中安置了线圈W₁-W₃。从实际考虑，围绕每两个齿来绕制线圈是必要的。在定子14的钢环内侧安置磁体，此磁体在转子侧交替呈现出N极和S极，用N₁-N₇和S₁-S₇表示。

由图1可见，公知的两极直流换向器电动机在定子中只包括两个瓦片状永磁体N₁和S₁。上边磁体其内侧为N极，下边磁体其内侧为S极。转子R有六个齿（1至6），因而也有六个槽，其中安置若干匝线圈。在公知的换向器电动机中，当转子旋转时，通过转子R的励磁磁通量的分布形式将出现振荡，但平均起来看，它是确定在同一方向上。因此，转子相对于上述通量分布形式的转速N必然等于转子转速n。

在图3a所示的本发明的电动机中，转子齿1处于N极N₁下面。通过转子的励磁磁通量的分布形式V₁、V₂和V₃则定向在从其顶部到其底部的方向上。这一点可由图3a-3d看出，当转子齿1从N极N₁移到S极S₁时，如图所示的与有效线圈W₁相交链的磁通量分布形式V₁、V₂和V₃的方向相对于有效线圈W₁变化了180°。当转子顺时针旋转360°时，同有效线圈W₁相交链的磁通量分布形式V₁、V₂和V₃共14次转过180°。相对于通过转子的励磁磁通量分布形式的转子转速是N＝7·n。

一般地说，当转子齿数是t且定子齿数等于2·（t+a）时，如果励磁磁通是由线圈或永磁体这样的独立装置产生的话，可以证明：N＝（t+a）·n，或者当有效线圈自身产生励磁磁通时，也可以证明它是等于t+a。在第一种情况下，a是一个不等于0和-t/2的整数，在第二种情况下，它是一个非零整数。因而，此实施例符合：

E＝2·（t+a）·n·φ·W （5）

因此，在图3a-3d所示的实施例中所产生的旋转电动势比传统的直流换向器电动机增加了7这样一个系数。此系数在下文中用k表示。

下面将要确定：系数k＝N/n＝t+a的大小以何种程度来影响电阻R的大小。转子线圈W所需的匝数由（5）得出：

W＝E/（2·k·n·φ）（6）

铜的特定电阻是r0。一匝的平均长度是S。绕组导线的铜截面是a′。如果转子的全部匝都是串联，则电阻为：

R_tot＝r0·S·W/a′ （7）

然而，若转子线圈匝以两路并联，则每条支路的阻抗是R_tot/2，且两并联支路的等效电阻是R_tot/4。从此处和（7）导出转子电阻是：

R＝r0·S·W/（4·a′）（8）

全部槽的截面积之和是A。每匝线圈都置于两个槽中。在槽中的线圈的铜系数是C。这表明：

2·W·a′＝C·A （9）

由（8）和（9）中消去a′得到：

R＝r0·S·W²/（2·C·A）（10）

在（10）中代入（6）的W得到：

R＝r0·S·E²/（8·C·k²·φ²·A·n²）（11）

由一匝线圈所围绕的面积标为A_C。B是一匝线圈中的励磁磁通的平均感应（强度）。每一匝线圈都有几乎相同的长度，且A_C实际上对于每匝线圈来说是相等的。从上文可得出：

φ＝B·A_C（12）

在（11）中代入（12）得到：

R＝（1/8）·（1/k²）·（r0/（C·B²））·（S/（A·A² _C））·（E²/n²）（13）

转子电阻R包括5项。

第一项是一个常数1/8。

第二项包含k，其平方作为分母。

第三项在技术上取决于：

-r0是铜的特定电阻，

-C是铜系数，

-B是一匝线圈内定子磁场的平均磁感应（强度），

第四项决定于电动机的尺寸。

-电动机越小，平均绕组长度S越小。

-电动机越小，槽A的截面积越小。

-电动机越小，线圈截面A² _C越小。

第五项与技术要求相关。

-E是比供电电压U稍低的旋转电动势。

-n是转速。

当带有上面所描述并图示的永磁定子的公知直流换向器电动机变成为本发明的电动机时，转子几乎不用改变。由于电动机包括5个转子齿k＝6，因而R减小为原来的1/36。转子电阻决定了电动机效率、转矩-转速特性曲线和绕组中的铜耗。电动机的电流和功率提高了35倍，而同时保持效率和转速-转矩特性曲线的陡度（不变）。用增加转子齿数能使系数k和功率的增量得到进一步的增加。当尺寸和速度保持不变时，本发明的电机可输出更高的功率。本发明的原理也可用于获得在更低速下的相同功率，或者在相同速度下以更小尺寸的电动机获得相同的功率。而且，这些可能性可以组合。

图4表示出按本发明的一台直流换向器电动机，其中包括：一个永磁定子S，一个具有转子极T^＊ ₁至T^＊ ₅的五个转子齿（T₁至T₅）的转子R，和一个软钢的磁回路环G。具有6个永磁定子极，N₁至N₆和6个永磁S极，S₁至S₆。由于a等于1，则转子R的转子齿数t等于5，且定子极数2·（t+a）等于12。每个定子极都包括一个极面P5，且每个转子极都包括一个极面R5，从转子的圆周方向上看，极面R5的尺寸小于极面P5。具有t·（t+a）＝30个换向片，以L1至L30计数。在N极N1的中心下面有一个“+”电刷C1，且在S极S6的中心下面有一个“-”电刷C2。允许有6个“+”电刷的最大数量，规定它们处于一个N极下面，同样，允许有6个“-”电刷的最大数量，规定它们处于一个S极下面。图上所表示出的五个线圈W1至W5是：围绕齿T^＊ ₅和T^＊ ₁的线圈W₁，围绕齿T^＊ ₁和T^＊ ₂的W₂，围绕齿T^＊ ₂和T^＊ ₃的W3，围绕齿T^＊ ₃和T^＊ ₄的W4和围绕齿T^＊ ₄和T^＊ ₅的W5。在所示的位置上，转子上的有效线圈W1同最大磁通交链，磁通从内侧向外侧横穿过线圈。在这一瞬间，必须实现换向。在极N1下的“+”电刷C1则使换向片L1和L30短路。这就是说，有效线圈W1必须联到换向片L1和L30上。T^＊ ₁现在处于S1下面，且T^＊ ₅在S6下面。当转子绕轴A逆时针旋转60°时，W1再次同最大磁通交链，磁通从内侧指向外侧。则T^＊ ₁处于S2下面且T^＊ ₅在S1下面。此时，在“+”电刷下必须再次实现换向。换向片L25和L26处于“+”电刷下面。因而，换向片L1必须同换向片L26相互联接，换向片L30必须同换向片L25相互联接。按这种方法，必须将下列这些组的换向片相互联接：

L1，L6，L11，L16，L21，和L26，它们标以e，

L2，L7，L12，L17，L22，和L27，它们标以d，

L3，L8，L13，L18，L23，和L28，它们标以c，

L4，L9，L14，L19，L24，和L29，它们标以b，

L5，L10，L15，L20，L25，和L30，它们标以a。

换向也可以用电子的方式实现。则线圈端联到电子电路中。

一般来说，本发明的直流换向器电动机具有下列特性。叠片转子铁芯具有与公知的换向器电动机类似的形状。它是圆周上具有可嵌入绕组的槽的圆柱形。槽数和转子齿数是t。转子可以用与公知的两极换向器电动机相同的方法绕制。具有2·（t+a）个齿的圆柱形定子配置在转子周围。最好a是1，因为这可获得最大作用。线圈端的数量（相互联接有效线圈的共同端子）也是等于t。换向片数是t·（t+a）。当a等于1时，第一端（标号为1）联接到换向片1、t+1、2·t+1，……t·t+1上。第二端（标号为2）联接到换向片2，t+2，2·t+2，……，t·t+2上。最后端（标号为t）联接到换向片t，t+t，2·t+t，……t·t+t上。

图5表示出本发明的直流换向器发电机使用二极管来进行换向的电路图，其中包括一个永磁定子。转子有五个线圈W1～W5。需要有10个二极管D1-D5和D1′-D5′。在端子C1和C2上的输出电压实际是恒定的直流电压。

图6表示出根据本发明的一台三相感应电动机。在原理上，转子R与一台无刷直流换向器电动机相同。等距布置的三个线圈端子联接到三相电源R′，S′，T′的三个端子上。在原理上，定子S是一个在其内侧由七个槽构成的圆柱形钢环。在槽中安置着短路绕组K1和K8。在目前情况下，转子有6个齿（t＝6）。如果a＝2，（在励磁磁通由有效线圈提供的条件下），定子有8个齿（t+a）。转子具有其首端为B1-B6和尾端为E1-E6的六个线圈S1-S6。尾端E1-E6分别通过联接线V1-V6联到其下一个线圈S1-S6的首端B1-B6上。三相电源的R′，S′和T′相分别联到联接线V1，V3和V5上。围绕着叠片铁芯的短路绕组K1-K8分别安置在定子上的两个凸齿之间。本发明的这种电动机使获得低同步速和低异步速成为可能。如果电源频率为50Hz，在这种情况下，同步速每秒旋转50/8＝6.25。

图7表示了根据本发明的电机的一个变形。其中使用一个环形磁体M来产生励磁磁通。如果构成为一台电动机，此电机能以两种不同的方式使用。如果内部件旋转，此部件构成转子。外部件则形成定子。机械换向是可能的。在电子换向的条件下，电压必须通过滑环加到转子上。在第二种方式的情况下，外部件旋转并构成转子，内部件则是固定的并构成定子。机械换向很难实现。在电子换向时，电压可直接加到有效线圈上。在这两种情况下电机都是以相同的方式旋转。电机的工作将在下文中用内部件旋转的方式来描述。转子R有5个齿（T1-T5）。也就有5个有效线圈（W1至W5）。每个有效线圈都围绕着两个转子齿来绕制。提供励磁磁通的环形磁体M置于定子上。环形磁体M在与电动机轴A相平行的方向上被磁化，N极处于上侧，S极处于下侧。由此，在定子S的上侧软磁部分形成6个N极（N1-N6）并且在定子的下侧软磁部分形成6个S极（S1-S6）。因而电动机有12个定子齿。由此得出：对于此电机的系数k＝t+1等于6。

图8表示出根据本发明电机的另一个变形。当构成为一台电动机时，此电机能够以内部件旋转或外部件旋转这两种不同的方式工作。在这两种情况下，电机的工作是相同的。现在用内部件旋转这种方式来说明此电机的工作。在转子R上的一个环形或盘形磁体M′提供励磁磁通。此磁体M′在与电动机轴A相平行的方向上被磁化，N极处于上侧且S极处于下侧。由此，转子的上侧软磁部分形成5个N极（N₁-N₅），且转子的下侧软磁部分形成5个S极（S₁-S₅）。标号相对应的N极和S极总是重叠的。有效线圈W₁至W₅绕制在转子R上。定子S完全由软磁性钢制成，在其上侧有6个定子齿（T₁-T₆），在其下侧有6个定子齿（T₇-T₁₂）。定子齿T₇-T₁₂与齿T₁-T₆间偏移半个齿距。每个有效线圈包括两个极对。在其上侧有两个N极且在其下侧有两个S极。转子R表示处于这样一个位置：有效线圈W₁同最大量的励磁磁通相交链。由磁体M′产生的励磁磁通沿磁体向上，穿过有效线圈W₁、极N₁和N₂、定子极T₁和T₂、软磁定子、定子极T₉、T₁₀、T₁₁、转子极S₃、S₄、S₅、转子下侧软磁部分，并且再向上通过该磁体。

如果现在转子顺时针旋转30°，转子极N₁和N₂则处于横跨定子齿T₇和T₈的位置上。则励磁磁通在转子中部向上穿过磁体M′、穿过转子极N₃、N₄、N₅、定子齿T₄、T₅、T₆、软铁定子、定子齿T₇、T₈、转子极S₁、S₂，通过有效线圈W₁、然后再次向上穿过该磁体。转子R30°的旋转使穿过有效线圈W₁的励磁磁通的方向发生变化。在一个60°的旋转后，表明获得了磁通的360°这样一周旋转。因而系数k等于6。用一个励磁线圈代替永磁体M′是可能的，磁体则由一个厚度相等的直径略小的软铁盘所代替。在目前可用的空间中，励磁线圈W围绕着软磁性盘绕制。

图9表示了本发明的一个电机，其中包括：环形绕组W₁至W₆并借助于磁体M″的永磁体励磁。永磁体M″被置于内部的电机部件内，且被轴向磁化。在磁体M″的一侧表面上安置一个带齿软磁性部件，以在这一侧形成7个S极（S₁-S₇）。在永磁体M″的另一侧表面上安置了一个相同的软磁性部件，以在此侧形成7个N极（N₁-N₇）。这两个软磁性部件之间偏移了半个齿距。外部的电机部件具有由其中布置了有效线圈W₁-W₆的槽来隔开的齿T₁-T₇。线圈W₁-W₆被串联布置并且以相同的绕向在外部的电机部件上绕制。备有三个抽头A₁、A₂和A₃，它是每隔两个线圈而设置的。有效的外部电机部件有6个极。另一个电机部件有14个极（a＝1），即2×（t+a）。三个抽头A₁、A₂和A₃可以同电子开关相联接或者同三相电源的各相相联（在这种情况下为一台三相同步电机）。

根据本发明可以有进一步的实施例。例如，根据本发明的电机可以构成一直流系列的电动机或发电机。其结构可以是参照图4所描述的，而且永磁体可以由在其周围安置着线圈的钢极心代替。线圈所通过的电流与加到电动机上的相同。根据本发明的电机也可以构成为一台三相同步电动机。在原理上，其结构同图4所描述的相同。沿着圆周上均匀分布的三个线圈端被联到三相电源的三个端子上。因该电动电是一台同步电动机而不能自起动，只有在它被拖动至同步速度时，它才能作为同步电动机运行。

另一方面，根据本发明的电机可以构成为一台磁组电动机。则此电动机对应于上述的三相感应电动机。然而，定子上的短路线圈被省去。当线圈联到三相电源上时，就可获得一台具有与三相同步电动机的同步速度相同的同步电动机。

根据本发明的磁组电动机的例子表示在图10和图11中。图10所示的磁阻电动机具有一个定子S和一个转子R，两者都由软磁材料制成。定子S有8个定子齿（ST₁至ST₈）和构成为环形绕组的8个有效线圈W₁至W₈，从定子的圆周方向上看，定子齿和有效线圈交替设置。定子齿ST₁至ST₈构成分别带有极面S^＊ ₁至S^＊ ₈的定子极。可围绕轴A旋轴的转子R具有转子齿T₁至T₆，其带有沿转子圆周等距分布的极面T^＊ ₁至T^＊ ₆。极面T^＊ ₁至T^＊ ₆在转子圆周方向上的宽度比相对应的极面S^＊ ₁至S^＊ ₈的宽度小。上述有效线圈W₁联接到一个电子换向器的端子P₁至P₈上。

图11所示的磁阻电动机具有一个在原理上与直流无刷换向器电动机的转子相同的转子R。等距分布的三个线圈端子可以联到一个三相电源的三个端子上。原则上，定子S包括一个在其内侧带有8个齿ST₁至ST₈的软磁材料圆柱形环。转子R具有6个齿并具有围绕齿安置的且带有始端B₁-B₆和尾端E₁-E₆的六个有效线圈。通过联接线V₁-V₆，尾端E₁-E₆被分别联到相应下一个线圈S₁至S₆的始端B₁-B₆上。端子R^＊，S^＊和T^＊联到联接线V₁、V₃和V₅上，并且可分别联到三相电源的各相上。定子S有8个定子齿ST₁至ST₈。

在图10所示的电动机和图11所示的电动机中，在工作期间励磁磁通都可由有效线圈产生，并且在它们同励磁磁通的最大部分交链的位置上，有效线圈确实同除了杂散损失外的最大通量部分交链。在上述两种电动机中，不包括有效线圈的电机部件的极数等于t+a，其中，对于图10所示的电动机a＝-2，对于图11所示的电动机a＝2。

Claims

1、一种电磁型电机，其中包括作为电机部件的一个转子和一个定子，用于产生励磁磁通的独立装置和在运转中至少同一部分励磁磁通周期性地交链并在其中产生一个旋转电动势的有效线圈；转子有有间距的转子极，定子有有间距的定子极；带有效线圈的电机部件的极数最少是4，而不带有效线圈的电机部件的极数等于2·(t+a)，其中t是带有效线圈的电机部件的极数，且a是一个不等于零和-t/2的整数；在工作时，由于转子相对于定子旋转的结果，与有效线圈相交链的励磁磁通量的分布形式以这样一个角速度旋转，此角速度与带有效线圈的电机部件的角速度之差的绝对值大于转子和定子间角速度差的绝对值，其特征在于：有效线圈至少以一种园柱形绕组的形式实际上在径向上绕制，每个有效线圈在其同励磁磁通的最大部分相交链的位置上同除杂散部分外的全部励磁磁通相交链，且至少一些定子极的极面具有与至少一些转子极的极面不同的尺寸。

2、一种电磁型电机，包括作为电机部件的一个转子和一个定子，用于产生励磁磁通的有效线圈，在工作中，有效线圈至少同一部分励磁磁通周期性地交链并在有效线圈中产生一个旋转电动势;转子有有间距的转子极，定子有有间距的定子极;带有效线圈的电机部件的极数至少是4，而不带有效线圈的电极部件的极数等于t+a，其中t是带有效线圈的电机部件的极数，a是一个非零整数，由于工作时转子相对于定子旋转的结果，与有效线圈相交链的励磁磁通量的分布形式以这样一个角速度旋转，此角速度与带有效线圈的电机部件的角速度之差的绝对值大于转子和定子间角速度之差的绝对值，其特征在于：有效线圈至少以一种园柱形绕组的形式实际上在径向上绕制，每个有效线圈在其同励磁磁通的最大部分相交链的位置上同除杂散部分外的全部励磁磁通相交链，且至少一些定子极的极面具有与至少一些转子极的极面不同的尺寸。

3、一种电磁型电机，包括作为电机部件的一个转子和一个定子，用于产生励磁磁通的独立装置和在工作中同至少一部分励磁磁通周期性地交链并在其中产生旋转电动势的有效线圈;转子有有间距的转子极，定子有有间距的定子极;带有效线圈的电机部件的极数至少是4极，不带有效线圈的电机部件的极数等于2·（t+a），其中t是带有效线圈的电机部件的极数，a是一个不等于零和-t/2的整数，由于工作时转子相对于定子旋转的结果，同有效线圈交链的励磁磁通量的分布形式以这样一个角速度旋转，此角速度同带有效线圈的电机部件的角速度之差的绝对值大于转子和定子间角速度之差的绝对值，其特征在于：有效线圈以一种环形绕组的形式布置，每个有效线圈在它同励磁磁通的最大部分相交链的位置上实际上同除杂散部分以外的励磁磁通的一半相交链，并且至少一些定子极的极面具有与至少一些转子极的极面不同的尺寸。

4、一种电磁型电机，它包括作为电机部件的一个定子和一个转子，用于产生励磁磁通的有效线圈，在工作中有效线圈同至少一部分励磁磁通周期性地交链并在有效线圈中产生一个旋转电动势;转子有有间距的转子极，定子有有间距的定子极，带有效线圈的电机部件的极数至少是4极，不带有效线圈的电机部件的极数等于t+a，其中t是带有效线圈的电机部件的极数，a是一个非零整数，由于工作时转子相对于定子旋转的结果，同有效线圈交链的励磁磁通量的分布形式以这样一个角速度旋转，此角速度同带有效线圈的电机部件的角速度之差的绝对值大于转子和定子间角速度差的绝对值，其特征在于：有效线圈以一种环形绕组的形式布置，每个有效线圈在它同励磁磁通的最大部分相交链的位置上实际上同除杂散部分以外的励磁磁通的一半相交链，且至少一些定子极的极面具有与一些转子极的极面不同的尺寸。

5、根据权利要求1所述的电机，其特征在于：它包括一个带有一个磁体的外环，该磁体在与此环轴线平行的方向上被磁化，此环在其上侧和下侧分别由软磁材料制成，并有向内的齿作为极，在环的上侧的齿同在环的下侧的齿相互间偏移半个齿距;它还有一个具有向外的齿的软磁材料的内盘状体。

6、根据权利要求1所述的电机，其特征在于：它包括一个内部的环状或盘状的且在与其轴线相平行的方向上被磁化的磁体，该磁体在其上侧和下侧有环形软磁性盘，该盘具有向外的齿;一个在其上侧和下侧具有向内的齿的外部软磁性环形体，且其上侧的齿和其下侧的齿相互间偏移半个齿距。

7、根据权利要求3所述的电机，其特征在于：它包括一个有向内的齿的外部环形软磁性部件;一个在与其轴线平行的方向上被磁化的内部的环形或盘形磁体，该磁体的上侧和下侧分别有由向外的齿作为极的环形软磁性盘，且其上侧的齿和其下侧的齿相互间偏移半个齿距;它还有以环形绕组形式构成的有效线圈并绕制在外部环形部件上。