WO2015074571A1

WO2015074571A1 - 交流永磁开关磁阻电动机

Info

Publication number: WO2015074571A1
Application number: PCT/CN2014/091693
Authority: WO
Inventors: 戴珊珊; 朱石柱; 应展烽; 冯凯; 万萌
Original assignee: 戴珊珊
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2015-05-28
Also published as: US20170104402A1; US10541593B2; JP2016540478A; KR101894211B1; KR20160087882A; EP3073621B1; KR20180036808A; EP3073621A1; EP3073621A4; JP6687521B2

Abstract

一种交流永磁开关磁阻电动机，该电动机定子座上均衡地设置若干"C形"或"U形"励磁凸极对或复合励磁凸极对，复合励磁凸极对在励磁电流激励下，其永磁磁通汇入到励磁磁通主回路中，形成复合励磁磁势，该电动机转子支架上等间距地固定若干永磁体，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异，转动轴旋转时，转子支架上各个永磁体的两个磁极面能依次与定子上各个励磁凸极对的两个端口面正对，并形成一个具有气隙的闭合磁回路。该电动机的结构设计缩短了闭合磁路，降低了共用磁路的干扰和漏磁，提高功率密度和设备利用率，同时，复合励磁磁势可使电动机气隙中的磁感强度进一步提高，扭矩增大，使电动机在低转速时就有很高的扭矩。

Description

交流永磁开关磁阻电动机

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电动机，尤其是一种高功率密度的开关磁阻电动机，以及一种能将永磁磁通与励磁磁通复合利用的交流永磁增效磁阻电动机。

背景技术

电动机是一种量大、面广的产品，它的覆盖面遍及工农业、交通业、航空航天、军工国防、商业家庭等国民经济的各个领域，已成为绝大多数机械传动方式和工业现代化的重要基础。电机性能的优劣，将直接关系到国民经济效益、能耗和生态环境的保护。因此，追求一种高效、低耗、平稳可靠、易控制、而又价低的优异电机已成为世界各国电机研究机构及专家、工程技术人员为之奋斗追求的目标。虽然稀土永磁材料的出现，永磁电机在各个领域中得到飞速的发展，但是永磁能的许多潜能还未能得到充分挖掘的应用。

开关磁阻电动机是近期技术发展迅速、使用越来越广泛的一种电动机类型。传统开关磁阻电动机的概念被不断地突破，传统开关磁阻电动机的机械结构和驱动控制机理也得以不断地改进和创新。中国专利申请CN102214979A和CN102299604A中，首次公开了“独立励磁凸极对”结构，并将“独立励磁凸极对”与“转子铁芯凸极对”或“转子永磁凸极对”结合，形成了结构独特的新型电动机，开创了此类型电动机的一片崭新天地。如何在此类型电动机的定子励磁凸极对单元再增添永磁体，使永磁体固有的磁能量得到充分利用，这将成为该类型电动机的新探索和新突破。此新型电动机将原来永磁电动机所有线圈共用一个磁路的结构，改为各线圈自行独立的“励磁凸极对”单元结构，各“励磁凸极对”之间相互独立、相互磁隔离，互不干扰，各线圈可以自行独立换流控制，这样，大大的缩短了磁路，降低了共用磁路的干扰和漏磁，提高功率密度和设备利用率。此类新型电动机将日益成为开关磁阻电动机中的新宠儿和佼佼者。如何在此类新型电动机结构原理基础之上，设计并研制出适合各种类型的实用电动机，以适应不同应用场合之需要，这正是摆在电动机设计者和生产企业面前的新课题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种结构新颖的开关磁阻电动机，将具有“独立励磁凸极对”的定子与具有悬臂支架结构的转子相结合，压缩电动机转子的轴向尺寸，以适应特定场合对电动机安装尺寸的要求。

本发明的目的之二是提供一种定子采用复合励磁凸极对结构的磁阻电动机，通过将永磁体及其组件与定子上的独立励磁凸极对进行组合设计，使永磁体及其组件的磁通量能汇入到定子上励磁凸极对的励磁磁通量中，共同作用于转子，形成永磁增效，使电动机产生更大的旋转力矩。

本发明的目的之三是针对定子采用复合励磁凸极对结构的磁阻电动机，提供一种激励控制方法，

为实现上述第一个发明目的，本发明的第一技术方案是：一种交流永磁开关磁阻电动机，其构成包括定子、转子，定子由若干励磁凸极对构成，若干励磁凸极对均衡地固定于定子座，励磁凸极对由叠片铁芯和励磁线圈构成，励磁凸极对相互之间彼此磁隔离，每个励磁凸极对由独立的励磁线圈激励控制，其特征在于：所述励磁凸极对由“C形”叠片铁芯、励磁线圈构成，该“C形”叠片铁芯两个凸极的端口面相对，所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，转子支架的中心与转动轴固定，转子支架的外沿固定有若干永磁体，永磁体等间距地设置在转子支架外沿，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异,转动轴旋转时，固定于转子支架外沿的永磁体能依次从定子上的各个励磁凸极对的两个端口面之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与各个励磁凸极对的端口面之间形成气隙，当永磁体分别位于各个励磁凸极对两个端口面之间时，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路。

在上述第一技术方案中，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒一端边缘与圆盘外沿固定连接，形成一个“碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒另一端边缘处，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异,转动轴旋转时，固定于圆筒一端边缘的全部永磁体均能从定子励磁凸极对端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙。

在上述第一技术方案中，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒中部内壁与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向敞口碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒两端边缘处，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异, 所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架两侧，所有励磁凸极对的两个端口面上下相对，转动轴旋转时，固定于圆筒两端边缘的全部永磁体均能从圆盘两侧所有励磁凸极对的两个端口面之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙。

在上述第一技术方案中，所述转子支架由圆盘和带折边圆筒构成，带折边圆筒中部内壁沿与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向碗口内折边”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，带内折边圆筒的折边面垂直于转动轴轴线，永磁体分为两组、均衡地固定在带折边圆筒两端的折边处，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异，所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，所有励磁凸极对的两个端口面左右相对，转动轴旋转时，固定于带折边圆筒两端折边上的全部永磁体均能从圆盘两侧所有“C形”励磁凸极对的端口面之间通过，且永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙。

在上述第一技术方案中，所述定子上励磁凸极对的数量为N，转子上永磁体或“永磁凸极对”的数量为M，N和M满足关系式M＝kN，该关系式中，M为大于等于2的偶数，N为大于等于2的自然数，当N为奇数，k取偶数，当N为偶数，k取自然数，且M/N之比不是正整数。

为实现本发明的第二个发明目的，在上述第一技术方案中，所述励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯、一个或两个励磁线圈、一个或两个永磁体组件或永磁体构成，所述“C形”叠片铁芯的两个凸极端口面相对、励磁线圈绕于“C形”叠片铁芯外围，所述永磁体组件的两个磁极面按设定紧贴于叠片铁芯的叠层断面，所述永磁体嵌入到叠片铁芯缺口中，永磁体的两个磁极面按设定紧贴于叠片铁芯缺口的叠层断面，永磁体侧面与叠片铁芯存在间隙，励磁线圈的绕制方向使得当该励磁线圈输入激励电流时，该叠片铁芯产生的励磁磁通方向与所附着的永磁体组件或永磁体的永磁磁通方向一致，当励磁线圈输入足够强的激励电流，励磁磁通能迫使闭合的永磁磁通打开，使永磁磁通汇入到励磁磁通主回路中，在叠片铁芯端口面形成复合励磁磁势；所述转子由转动轴、转子支架和永磁体构成，转子支架中心与转动轴固定，若干永磁体均衡地固定在转子支架上，且相邻永磁体的磁极性相异，转动轴旋转时，转子支架上若干永磁体的磁端口面与定子上若干励磁凸极对的端口面能逐个正对，正对时，励磁凸极对端口面的复合励磁磁势经空气气隙和永磁体形成最短闭合磁回路。

为实现本发明的第二个发明目的，在上述第一技术方案中，所述励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯、一个励磁线圈、一个永磁体组件构成，该“C形”叠片铁芯的两个凸极端口面相对，励磁线圈绕于“C形”叠片铁芯外围，永磁体组件的磁极S和磁极N分别跨过励磁线圈，且永磁体组件的磁极S和磁极N紧贴于“C形”叠片铁芯的叠层断面；

所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒一端边缘与圆盘外沿固定连接，形成一个“碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒另一端边缘处，且相邻永磁体的磁极性相异,转动轴旋转时，固定于圆筒一端边缘的全部永磁体均能从定子励磁凸极对端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙,当永磁体位于励磁凸极对两个端口面之间，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路；

或者，转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒中部内壁与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向敞口碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒两端边缘处，且同一端边相邻永磁体的磁极性相异,不同端边相邻永磁体的磁极性相同,所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，所有励磁凸极对的两个端口面上下相对，转动轴旋转时，固定于圆筒两端边缘的全部永磁体均能从圆盘两侧所有励磁凸极对的端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙,当永磁体位于励磁凸极对两个端口面之间，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路；

或者,转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒中部内壁与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向敞口碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒两端边缘处，且同一端边相邻永磁体的磁极性相异,不同端边永磁相互之间存在圆心偏差角度α,所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，所有励磁凸极对的两个端口面上下相对，转动轴旋转时，固定于圆筒两端边缘的全部永磁体均能从圆盘两侧所有励磁凸极对的端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙,当永磁体位于励磁凸极对两个端口面之间，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路；

或者,所述转子支架由圆盘和带折边圆筒构成，带折边圆筒中部内壁沿与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向碗口内折边”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，带内折边圆筒的折边面垂直于转动轴轴线，永磁体分为两组、均衡地固定在带折边圆筒两端的折边处，且相邻永磁体的磁极性相异，所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，所有励磁凸极对的两个端口面左右相对，转动轴旋转时，固定于带折边圆筒两端折边上的全部永磁体均能从圆盘两侧所有“C形”励磁凸极对的端口面之间通过，且永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙。

为实现本发明的第二个发明目的，在上述第一技术方案中，所述励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯、一组励磁线圈和两个永磁体构成，所述叠片铁芯上、下平行边框分别开有缺口，两个永磁体分别嵌入在上边框缺口和下边框缺口中，嵌入上边框缺口的永磁体N磁极端面沿顺时针方向紧贴于叠片铁芯，其S磁极端面沿逆时针方向紧贴于叠片铁芯，同样的，嵌入下边框缺口的永磁体N磁极端面顺时针方向紧贴于叠片铁芯，其S磁极端面沿逆时针方向紧贴于叠片铁芯，两个永磁体侧面与叠片铁芯之间存在空隙，所述励磁线圈绕于叠片铁芯竖直边框；

或者，所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒中部内壁与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向敞口碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒两端边缘处，且同一端边相邻永磁体的磁极性相异,不同端边相邻永磁体的磁极性相同,所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，所有励磁凸极对的两个端口面上下相对，转动轴旋转时，固定于圆筒两端边缘的全部永磁体均能从圆盘两侧所有励磁凸极对的端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙,当永磁体位于励磁凸极对两个端口面之间，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路。

为实现本发明的第二个发明目的，在上述第一技术方案中，所述励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯、两个励磁线圈和一个永磁体构成，所述叠片铁芯竖直边框开有缺口，一个永磁体嵌入在该边框缺口中，永磁体N磁极端面向上紧贴于叠片铁芯，其S磁极端面向下紧贴于叠片铁芯，永磁体侧面与叠片铁芯之间存在空隙，两个励磁线圈分别绕于该“C形”叠片铁芯的上、下边框外围；

为实现上述第一个发明目的，本发明的第二技术方案是：一种交流永磁开关磁阻电动机，其构成包括定子、转子，定子由若干励磁凸极对构成，若干励磁凸极对均衡地固定于定子座，励磁凸极对由叠片铁芯和励磁线圈构成，励磁凸极对相互之间彼此磁隔离，每个励磁凸极对由独立的励磁线圈激励控制，其特征在于：所述励磁凸极对由“U形”叠片铁芯、励磁线圈构成，该“U形”叠片铁芯的端口面朝向同一方向，所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，转子支架的中心与转动轴固定，所述转子支架为圆盘形，若干永磁体以转动轴轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘的一个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体与外圈永磁体组成一个永磁凸极对，在同一个旋转面上相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子励磁凸极对两凸极之间的距离相同，转动轴旋转时，圆盘侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且各个永磁凸极对两个端口面与各个励磁凸极对两个端口面之间形成气隙，当转子上任何一个永磁凸极对两个端口面与定子上任何一个励磁凸极对两个端口面正对重合时，该永磁凸极对与该励磁凸极对之间即形成了一个最短磁回路。

在上述第二技术方案中，所述转子支架为圆盘形，若干永磁体以转动轴轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘的两个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体与外圈永磁体组成一个永磁凸极对，在同一个旋转面上相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子励磁凸极对两凸极之间的距离相同，所述若干“U形”励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘的两侧，转动轴旋转时，圆盘两个侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且各个永磁凸极对的端口面与各个励磁凸极对端口面之间形成气隙，当转子上任何一个永磁凸极对的两个端口面与定子上任何一个励磁凸极对两个端口面正对重合时,，该永磁凸极对与该励磁凸极对之间形成了一个最短磁回路。

在上述第二技术方案中，所述定子上励磁凸极对的数量为N，转子上永磁体或“永磁凸极对”的数量为M，N和M满足关系式M＝kN，该关系式中，M为大于等于2的偶数，N为大于等于2的自然数，当N为奇数，k取偶数，当N为偶数，k取自然数,且M/N之比不是正整数。

为实现本发明的第二个发明目的，在上述第二技术方案中，所述励磁凸极对由一个“U形”叠片铁芯、一个或两个励磁线圈、一个或两个永磁体组件或永磁体构成，所述“U形”叠片铁芯的两个凸极端口面朝向同一方向，励磁线圈绕于或“U形”叠片铁芯外围，所述永磁体组件的两个磁极面按设定紧贴于叠片铁芯的叠层断面，所述永磁体嵌入到叠片铁芯缺口中，永磁体的两个磁极面按设定紧贴于叠片铁芯缺口的叠层断面，永磁体侧面与叠片铁芯存在间隙，励磁线圈的绕制方向使得当该励磁线圈输入激励电流时，该叠片铁芯产生的励磁磁通方向与所附着的永磁体组件或永磁体的永磁磁通方向一致，当励磁线圈输入足够强的激励电流，励磁磁通能迫使闭合的永磁磁通打开，使永磁磁通汇入到励磁磁通主回路中，在叠片铁芯端口面形成复合励磁磁势；

所述转子由转动轴、转子支架和永磁体构成，转子支架中心与转动轴固定，若干永磁体均衡地固定在转子支架上，且相邻永磁体的磁极性相异，

转动轴旋转时，转子支架上若干永磁体的磁端口面与定子上若干励磁凸极对的端口面能逐个正对，正对时，励磁凸极对端口面的复合励磁磁势经空气气隙和永磁体形成最短闭合磁回路。

为实现本发明的第二个发明目的，在上述第二技术方案中，所述励磁凸极对由一个“U形”叠片铁芯、一组励磁线圈和一个永磁体组件构成，该“U形”叠片铁芯的两个凸极端口面朝向同一方向，励磁线圈绕于“U形”叠片铁芯边框外围，永磁体组件的磁极S和磁极N分别按设定跨过励磁线圈，且永磁体组件的磁极S和磁极N紧贴于“U形”叠片铁芯叠层断面；

所述转子支架为圆盘形，若干永磁体以转动轴轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘的一个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体与外圈永磁体组成一个永磁凸极对，相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子励磁凸极对两凸极之间的距离相同，转动轴旋转时，圆盘侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且各个永磁凸极对的端面与各个励磁凸极对端口面之间形成气隙，当永磁凸极对与励磁凸极对的磁端口面相重合时，永磁凸极对与励磁凸极对之间形成一个具气隙的闭合磁回路；

或者，所述转子支架为圆盘形，若干永磁体以转动轴轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘的两个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体与外圈永磁体组成一个永磁凸极对，相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子励磁凸极对两凸极之间的距离相同，转动轴旋转时，圆盘两个侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且各个永磁凸极对的端面与各个励磁凸极对端口面之间形成气隙。

为实现本发明的第二个发明目的，在上述第二技术方案中，所述励磁凸极对由一个“U形”叠片铁芯、两组励磁线圈和两个永磁体组件构成，该“U形”叠片铁芯的两个凸极端口面朝向同一方向，励磁线圈绕于“U形”叠片铁芯两条平行边框外围，两个永磁体组件的磁极S和磁极N分别按设定跨过励磁线圈，且两个永磁体组件的磁极S和磁极N紧贴于“U形”叠片铁芯叠层断面；

或者，所述转子支架为圆盘形，若干永磁体以转动轴轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘的两个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体与外圈永磁体组成一个永磁凸极对，相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子励磁凸极对两凸极之间的距离相同，转动轴旋转时，圆盘两个侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且各个永磁凸极对的端面与各个励磁凸极对端口面之间形成气隙，当永磁凸极对与励磁凸极对的磁端口面相重合时，永磁凸极对与励磁凸极对之间形成一个具气隙的闭合磁回路。

为实现本发明的第三个发明目的，提供了一种交流永磁开关磁阻电动机的激励控制方法，该交流永磁开关磁阻电动机的定子由定子座和若干复合励磁凸极对单元构成，若干复合励磁凸极对单元均衡地固定于定子座，复合励磁凸极对单元彼此之间磁隔离，每个复合励磁凸极对单元由独立励磁线圈激励控制，所述复合励磁凸极对由一个“C形”或“U形”叠片铁芯、一个或两个励磁线圈、一个或两个永磁体组件或永磁体构成，所述“C形”叠片铁芯的两个凸极端口面相对、所述“U形”叠片铁芯的两个凸极端口面朝向同一方向，励磁线圈绕于“C形”或“U形”叠片铁芯外围，所述永磁体组件的两极按设定紧贴于叠片铁芯的叠层断面，所述永磁体嵌入到叠片铁芯缺口中，永磁体的两极按设定紧贴于叠片铁芯的叠层断面，永磁体侧面与叠片铁芯存在间隙，励磁线圈的绕制方向使得当该励磁线圈输入电流时，该叠片铁芯产生的励磁磁通方向与所附着的永磁体组件或永磁体的永磁磁通方向一致，当励磁线圈输入足够强的激励电流，励磁磁通能迫使闭合的永磁磁通打开，使永磁磁通汇入到励磁磁通主回路中，在叠片铁芯端口面形成复合励磁磁势；所述转子由转动轴、转子支架和永磁体构成，转子支架中心与转动轴固定，若干永磁体均衡地固定在转子支架上，且相邻永磁体的磁极性相异，转动轴旋转时，转子支架上若干永磁体的磁端口面与定子上若干励磁凸极对的端口面能逐个正对，正对时，励磁凸极对端口面的复合励磁磁势经空气气隙和永磁体形成最短闭合磁回路，其特征在于：所述激励控制方法是，以方波或近似方波的单向脉冲电流或正负交变的脉冲电流激励定子上复合励磁凸极对的励磁线圈，确保每个脉冲电流在磁回路中产生的励磁磁通密度不小于永磁体组件在同一回路中所形成的磁通密度，这样，励磁线圈激励电流所产生的励磁磁通会迫使与它并联设置的励磁铁芯中原来静态的永磁磁通改变闭合方向，与电激励励磁通叠加复合，从而在复合励磁凸极对的两个凸极端口面形成磁极性相异的复合励磁磁势，该复合励磁磁势能穿过气隙，并通过转子支架上的永磁体或永磁凸极对，形成新的闭合磁回路，这种新的闭合磁回路正是磁阻电动机转子获得转动力矩所需要的最短磁回路，电动机转子旋转时，当转子支架上的任何一个永磁体或任何一个永磁凸极对的径向中心线与定子上任何一个复合励磁凸极对的径向中心线相重合对齐时，该复合励磁凸极对的励磁线圈中原有电流方向的电流将关闭至零，此时，改变或控制已重合转子凸极对径向中心线与相邻的定子励磁绕组凸极对的径向中心线之间夹角范围内电流换向导通的角度(即改变转子凸极中心与旋转方向的下一个励磁凸极对中心线之间的换向开通的角度坐标，或是改变在重合中心线与相邻绕组励磁凸极对径向中心线之间的夹角范围内的换向导通的前后时间)即可以实现控制电动机转子与定子之间气隙内的转矩大小，以达到既可以控制电机的转速、又可以达到充分利用永磁增效节能效果。

本发明的优点是：

1、本发明巧妙地将具有“独立励磁凸极对”的定子与具有悬臂支架结构的转子进行优化设计，既保留了“独立励磁凸极对”的特质，即各组励磁线圈自行独立的激励一个“励磁凸极对”，各“励磁凸极对”之间相互独立、相互磁隔离，互不干扰，各组励磁线圈可以自行独立换流控制，这样，定子上的各个“励磁凸极对”与转子上永磁体构成环形闭合磁路，从而大大的缩短了磁路，降低了共用磁路的干扰和漏磁，提高功率密度和设备利用率。

2、本发明转子采用了独特的悬臂支架结构，该转子支架结构与定子“独立励磁凸极对”配合，一方面增加了转子受力点与转动轴的力臂，从而使转动轴获得更大的旋转力矩，另一方面提升了转子的动平衡性能，尤其是转子采用的是双悬臂支架结构。

3、本发明率先提出了“永磁增效”磁阻电动机概念，并巧妙地设计出了“永磁体”与定子“励磁凸极对”一体化结构，形成复合励磁凸极对，使得该“复合励磁凸极对”在励磁线圈的电激励作用下，永磁体固有的磁通量能汇入到励磁磁通回路中，从而实现用激励电流同时获取电励磁磁通和永磁体磁通的叠加磁通量，该叠加磁通量可使电动机气隙中的磁感强度大大的提高，扭矩增大，使电机在低转速时就有很高的扭矩，是车用电机(电动助力车、电动汽车等)的重要指标，它可使车辆提高反应速度和可控性，节省电能，提高车辆的续航能力。

4、本发明充分利用了定子上“复合励磁凸极对”之间相互磁隔离，互不干扰，并由独立励磁线圈自行独立换流控制，这样，大大的缩短了磁路，降低了共用磁路的干扰和漏磁，提高功率密度和设备利用率。

5、本发明首创“励磁凸极对”绕组逐个扫描换流的控制方法：转子旋转过程中，转子支架上固定的永磁体对定子上各个独立“励磁凸极对”凸极逐个扫描，按设定的参数来控制“独立励磁凸极对”单元绕组随机换流，变换原有凸极的磁极性，使转子支架上的每一个永磁体始终处其相邻的定子“励磁凸极对”凸极的“前吸后推“的双重磁作用力之中，从而大大的提高了转矩，同时还获得极高的转矩平稳性。

6、本发明首创“独立励磁凸极对”独立磁链反转的换向方法：利用换向绕组磁回路处于高磁阻状态时，对绕组进行电流换向，绕组的电感量很小，因此电机的时间系数很小，大大的提高了换流的速度，为提高电机的转速和功率提供了新的方法。

7、本发明复合励磁凸极对中的叠片铁芯还采用国际最新前沿软磁材料，即纳米晶带材，以独创的无接缝结构设计和加工工艺，使高磁导率、高效率、低耗节能的新型材料应用于电机的叠片铁芯，大大提高电机的效率，从而开创了将纳米晶材料无接缝应用于电机叠片铁芯之先河。

8、本发明采用了独特的空心积木式、模块化结构设计。将传统电机的整体结构和磁路，分解为积木式、模块化的单元构件，以一次成形为主要加工手段和自动流水作业的生产工艺相结合，大幅度的提高劳动生产率，降低生产成本，节约原材料。

9、本发明所独创的转子支架、空气定子结构设计，构成内循环的冷却方式，显著提高了电机的冷却效率，解决了长期困扰的永磁体受热退磁的难题。

附图说明

图1是本发明“C形”单线圈励磁凸极对结构示意图(磁极端口面上下相对)。

图2是本发明“C形”单线圈励磁凸极对结构外观示意图。

图3是本发明单侧悬臂转子支架和永磁体结构示意图。

图4是本发明单侧悬臂转子支架和永磁体结构剖视图(图3的A-A方向剖视)。

图5是本发明单侧悬臂转子支架和永磁体结构外观示意图。

图6是本发明实施例一，单悬臂转子支架电动机结构外观示意图。

图7是本发明实施例一，单悬臂转子支架电动机结构示意图。

图8是本发明实施例一，单悬臂转子支架电动机结构剖视图(图7的B-B方向剖视)。

图9是本发明双侧悬臂转子支架和永磁体结构示意图。

图10是本发明双侧悬臂转子支架和永磁体结构剖视图(图9的C-C方向剖视)。

图11是本发明双侧悬臂转子支架和永磁体结构外观示意图。

图12是本发明实施例二，双悬臂转子支架电动机结构外观示意图。

图13是本发明实施例二，双悬臂转子支架电动机结构示意图。

图14是本发明实施例二，双悬臂转子支架电动机结构剖视图(图13的D-D方向剖视)。

图15是本发明实施例三，双侧悬臂转子支架和永磁体错位设置结构示意图。

图16是本发明实施例三，双侧悬臂转子支架和永磁体错位设置结构外观示意图。

图17是本发明双侧悬臂带折边转子支架和永磁体结构示意图。

图18是本发明双侧悬臂带折边转子支架和永磁体结构剖视图(图17的E-E方向剖视)。

图19是本发明双侧悬臂带折边转子支架和永磁体结构外观示意图。

图22是本发明实施例四，双悬臂带折边转子支架电动机结构外观示意图。

图21是本发明实施例四，双悬臂带折边转子支架电动机结构示意图。

图22是本发明实施例四，双悬臂带折边转子支架电动机结构剖视图(图21的F-F方向剖视)。

图23是本发明“U形”单线圈励磁凸极对结构示意图(磁极端口面朝向同一方向)。

图24是本发明“U形”单线圈励磁凸极对结构外观示意图。

图25是本发明实施例五，圆盘形转子支架及永磁体结构示意图(圆盘形转子支架单侧面设置永磁体)。

图26是本发明实施例五，圆盘形转子支架及永磁体结构剖视图(图25的G-G方向剖视图)。

图27是本发明实施例五，圆盘形转子支架及永磁体结构外观示意图。

图28本发明实施例五，圆盘形转子支架单侧面设置永磁体电动机结构外观

示意图。图29是本发明实施例五，圆盘形转子支架单侧面设置永磁体电动

机结构示意图。

图30是本发明实施例五，圆盘形转子支架单侧面设置永磁体电动机结构剖视图(图29的H-H剖视图。

图31是本发明实施例六，圆盘形转子支架及永磁体结构示意图。(圆盘形转子支架双侧面设置永磁体)。

图32是本发明实施例六，圆盘形转子支架及永磁体结构剖视图(图31的I-I方向剖视图)。

图33是本发明实施例六，圆盘形转子支架及永磁体外观结构示意图。

图34是本发明实施例六，“U形”单线圈励磁凸极对、圆盘形转子支架双侧面设置永磁体的电动机结构外观示意图。

图35是本发明实施例六的电动机结构示意图。

图36是本发明实施例六的电动机结构剖视图(图35的J-J方向剖视图)。

图37是本发明“U形”双线圈串联激励的励磁凸极对结构示意图(磁极端口面朝向同一方向，L1线圈正向通入激励电流)。

图38是本发明“U形”双线圈串联激励的励磁凸极对结构示意图(磁极端口面朝向同一方向，L2线圈反向通入激励电流)

图39是本发明实施例七“U形”双线圈串联激励励磁凸极对、圆盘形转子支架单侧面设置永磁体的开关磁阻电动机结构示意图。

图40是本发明实施例七电动机结构剖视图(图3941的K-K方向剖视图)。

图41是本发明实施例七的结构外观示意图。

图42是本发明单线圈激励复合励磁凸极对外观示意图(磁极端口面上下相对)。

图43是本发明单线圈激励复合励磁凸极对“C形”叠片铁芯及励磁线圈结构示意图。

图44是本发明单悬臂转子支架和永磁体结构示意图。

图45是本发明单悬臂转子支架和永磁体结构剖视图(图44的A-A方向剖视)。

图46是本发明单悬臂转子支架和永磁体结构外观示意图。

图47是本发明实施例九，单悬臂单极性永磁增效磁阻电动机结构外观示意图。

图48是本发明实施例九，单悬臂单极性永磁增效磁阻电动机结构示意图。

图49是本发明实施例九，单悬臂单极性永磁增效磁阻电动机结构剖视图(图48的B-B方向剖视)。

图50是本发明双悬臂转子支架和永磁体结构示意图。

图51是本发明双悬臂转子支架和永磁体结构剖视图(图50的C-C方向剖视)。

图52是本发明双悬臂转子支架和永磁体结构外观示意图。

图53是本发明实施例十，双悬臂转子支架单极性永磁增效磁阻电动机结构外观示意图。

图54是本发明实施例十，双悬臂转子支架单极性永磁增效磁阻电动机结构示意图。

图55是本发明实施例十，双悬臂转子支架单极性永磁增效磁阻电动机结构剖视图(图54的D-D方向剖视)。

图56是本发明实施例十一，双悬臂转子支架和永磁体错位设置结构示意图。

图57是本发明实施例十一，双悬臂转子支架和永磁体错位设置结构外观示意图。

图58是本发明双线圈双极性复合励磁凸极对结构外观示意图(磁极端口面上下相对)。

图59是本发明双线圈双极性复合励磁凸极对中，“C形”叠片铁芯及励磁线圈结构示意图。

图60是本发明实施例十二，单悬臂双极性永磁增效磁阻电动机结构示意图。

图61是本发明实施例十二，单悬臂双极性永磁增效磁阻电动机结构剖视图(图60的E-E方向剖视)。

图62是本发明实施例十二，单悬臂双极性永磁增效磁阻电动机结构外观示意图。

图63是本发明实施例十三，双悬臂双极性永磁增效磁阻电动机结构外观示意图。

图64是本发明的一种单线圈双极性的复合励磁凸极对结构外观示意图，即将两个永磁体嵌入在叠片铁芯缺口中(磁极端口面上下相对)。

图65是本发明的一种单线圈双极性的复合励磁凸极对的“C形”叠片铁芯、永磁体及励磁线圈结构示意图。

图66是本发明实施例十四，单悬臂双极性永磁增效磁阻电动机结构示意图。

图67是本发明实施例十四，单悬臂双极性永磁增效磁阻电动机结构剖视图(图66的F-F方向剖视)

图68是本发明实施例十四，单悬臂双极性永磁增效磁阻电动机外示意图。

图69是本发明的一种双线圈串联激励单极性的复合励磁凸极对结构外观示意图，即将一个永磁体嵌入在叠片铁芯缺口中(磁极端口面上下相对)

图70是本发明双线圈串联激励单极性的复合励磁凸极对中的“C形”叠片铁芯、永磁体、串联双线圈结构示意图。

图71是本发明的一种单线圈激励单极性复合励磁凸极对结构外观示意图(磁极端口面朝向同一方向)。

图72是本发明的一种单线圈激励单极性复合励磁凸极对“U形”叠片铁芯及励磁线圈结构示意图。

图73是本发明实施例十五，圆盘形转子支架及永磁体结构示意图。

图74是本发明实施例十五，圆盘形转子支架及永磁体结构剖视图(图73的G-G方向剖视图)。

图75是本发明实施例十五，圆盘形转子支架及永磁体外观结构示意图。

图76是本发明实施例十五，圆盘形转子支架单侧面设置永磁体的单极性永磁增效磁阻电动机结构外观示意图。

图77是本发明实施例十五，圆盘形转子支架单侧面设置永磁体的单极性永磁增效磁阻电动机结构示意图。

图78是本发明实施例十五，圆盘形转子支架单侧面设置永磁体的单极性永磁增效磁阻电动机结构剖视图(图77的H-H方向剖视图)。

图79是本发明实施例十六，圆盘形转子支架及永磁体结构示意图。

图80是本发明实施例十六，圆盘形转子支架及永磁体结构剖视图(图79的I-I方向剖视图)。

图81是本发明实施例十六，圆盘形转子支架及永磁体外观示意图。

图82是本发明实施例十七，圆盘形转子支架双侧面设置永磁体的单极性永磁增效磁阻电动机外观示意图。

图83是本发明实施例十七，圆盘形转子支架双侧面设置永磁体的单极性永磁增效磁阻电动机结构示意图。

图84是本发明实施例十七，圆盘形转子支架双侧面设置永磁体的单极性永磁增效磁阻电动机结构剖视图(图83的J-J方向剖视图)。

图85是本发明双线圈激励双极性复合励磁凸极对复合励磁一种极性状态示意图(磁极端口面朝向同一方向)。

图86是本发明双线圈激励双极性励磁凸极对复合励磁另一种极性状态示意图。

图87是本发明实施例十八，圆盘形转子支架单侧面设置永磁体的双极性永磁增效磁阻电动机结构示意图。

图88是本发明实施例十八，圆盘形转子支架单侧面设置永磁体的双极性永磁增效磁阻电动机结构剖视图(图87是K-K方向剖视图)。

图89是本发明实施例十八，圆盘形转子支架单侧面设置永磁体的双极性永磁增效磁阻电动机外观结构示意图。

图90是本发明实施例十九，圆盘形转子支架双侧面设置永磁体的双极性永磁增效磁阻电动机结构外观示意图。

图91是本发明实施例十九，圆盘形转子支架双侧面设置永磁体的双极性永磁增效磁阻电动机结构示意图。

图92是本发明实施例十九，圆盘形转子支架双侧面设置永磁体的双极性永磁增效磁阻电动机结构剖视图(图91是L-L方向剖视图)。

以上附图中，11是“C形”叠片铁芯，12是励磁线圈，13是永磁体，14是圆筒，15是圆盘，16是转动轴，17是定子座，18是轴承，21a是“C形”叠片铁芯，21b是“C形”叠片铁芯，22a是励磁线圈，22b是励磁线圈，23a是永磁体，23b是永磁体，24是圆筒，25是圆盘，26是转动轴，27是定子座，28是轴承，33a是永磁体，33b是永磁体，34是圆筒，35是圆盘，36是转动轴，41a是“C形”叠片铁芯，41b是“C形”叠片铁芯，42a是励磁线圈，42b是励磁线圈，43a是永磁体，43b是永磁体，44是带折边的圆筒，45是圆盘，46是转动轴，47是定子座，48是轴承，51是“U形”叠片铁芯，52是励磁线圈，53是永磁体，54是永磁体，55是圆盘，56是转动轴，57是定子座，58是轴承，61a是“U形”叠片铁芯，61b“U形”叠片铁芯，62a是励磁线圈，62b励磁线圈，63a是永磁体，63b是永磁体，64a是永磁体，64b是永磁体，65是圆盘，66是转动轴，67是定子座，68是轴承，71是“U形”叠片铁芯，72是励磁线圈，73是永磁体，74是永磁体，75是圆盘，76是转动轴，77是定子座，78是轴承。

以上附图中，111是“C形”叠片铁芯，112是励磁线圈，113是永磁体，114是圆筒，115是圆盘，116是转动轴，117是定子座，118是轴承，119是永磁体，120是导磁体，123a是永磁体，123b是永磁体，124是圆筒，125是圆盘，126是转动轴，127是定子座，128是轴承，129a是永磁体，129b是永磁体，130a是导磁体，130b是导磁体，133a是永磁体，133b是永磁体，134是圆筒，135是圆盘，136是转动轴，141是“C形”叠片铁芯，142是励磁线圈，143是导磁体，144是永磁体，145是永磁体，146是圆筒，147是圆盘，148是转动轴，149是励磁线圈，150是定子座，151是“C形”叠片铁芯，152是励磁线圈，153是永磁体，154是永磁体与叠片铁芯之间的空隙，155是永磁体，156是圆筒，157是圆盘，158是转动轴，159是轴承，160是定子座，161是“C形”叠片铁芯，162是励磁线圈，163是永磁体，164是永磁体与叠片铁芯之间的空隙，165是励磁线圈，171是“U形”叠片铁芯，172是励磁线圈，173是永磁体，174是导磁体，175是永磁体，176是永磁体，177是圆盘，178是转动轴，179是轴承，180是定子座，181a是“U形”叠片铁芯，181b是“U形”叠片铁芯，182a是励磁线圈，182b是励磁线圈，185a是永磁体，185b是永磁体，186a是永磁体，186b是永磁体，187是定子座，188是转动轴，191是“U形”叠片铁芯，192是励磁线圈，193是永磁体，194是导磁体，195是永磁体，196是永磁体，197是圆盘，198是转动轴，199是定子座，201a是“U形”叠片铁芯，201b是“U形叠片铁芯，202a是励磁线圈，202b是励磁线圈，205a是永磁体，205b是永磁体，206a是永磁体，206b是永磁体，207是圆盘，208是转动轴，209是定子座。

具体实施方式

实施例一：

本实施例给出一种定子上设置“C形”单线圈励磁凸极对、转子由单侧悬臂支架构成的交流永磁开关磁阻电动机，其结构与外形如附图6-8所示。

本实施例定子由定子座17和四个“C形”励磁凸极对构成，四个“C形”励磁凸极对分别设置于上、下、左、右，相互之间存在九十角圆心角的差距。“C形”励磁凸极对”由“C形”叠片铁芯11和励磁线圈12构成，励磁线圈12绕于叠片铁芯11中部外围，如附图1所示，“C形”叠片铁芯的两个端口面上下相对，且两个端口面呈弧形面，当励磁线圈输入正向激励电流，在“C形”励磁凸极对的上端口面处立即呈现磁极性N，同时在“C形”励磁凸极对的下端口面处立即呈现磁极S，如附图2所示,当励磁线圈输入负向激励电流，在“C形”励磁凸极对的上端口面处立即呈现磁极性S，同时在“C形”励磁凸极对的下端口面处立即呈现磁极N。

本实施例的转子由转动轴16和单侧悬臂转子支架构成，单侧悬臂转子支架又由圆盘15和圆筒14构成，圆盘15中心与转动轴16固定为一体，圆盘15平面垂直于转动轴16轴线，圆筒14的轴线与转动轴轴线重合，圆筒14的一端边沿与圆盘15固定连接，形成单侧悬壁结构转子支架，圆筒14的另一端边沿等间隔的固定有六个永磁体13，而永磁体13的磁极性设置如附图3所示，每个永磁体之间有六十度圆心角的差距，且在同一旋转面上相邻两个永磁体的磁极性相异，各永磁体两磁极面的弧度与“C形”励磁凸极对的两端口面的弧度一致，转动轴16转动时，各永磁体的两个磁极端口面与各“C形”励磁凸极对的叠片铁芯11上下端口面之间存在间隙相同的空气间隙。

本实施例的作用机制及驱动控制方式是，当定子上方的“C形”励磁凸极对的励磁线圈12中通入正向激励电流，该“C形”励磁凸极对的上端口面呈现N极磁性，下端口面呈现S极磁性，该“C形”励磁凸极对即会对转子悬臂上的外侧断面磁极性为S、内侧断面磁极性为N的永磁体13产生磁吸引力，同时，该“C形”励磁凸极对还会对转子悬臂上的外侧断面磁极性为N、内侧断面磁极性为S的永磁体产生磁推力，该“C形”励磁凸极对在这种“吸引后方永磁体的同时又排斥前方永磁体”的作用机制下，对转子形成旋转力矩，当被吸引的永磁体位于该“C形”励磁凸极对的上下端口面之间时，如附图8所示，“C形”励磁凸极对的励磁磁势经永磁体上方弧面的气隙、永磁体13、以及永磁体下方弧面的气隙，形成一个磁阻相对较小的闭合磁回路，在永磁体13与“C形”励磁凸极对的端口面上下对齐的同时，电动机驱动控制装置立即改变该“C形”励磁凸极对励磁线圈的激励电流方向，通入负向激励电流，使该“C形”励磁凸极对上下端口面的磁极性发生改变，即上端口面呈现S极磁性，下端口面呈现N极磁性，此时，该“C形”励磁凸极对又会继续重复“吸后推前”的作用过程。由于本实施例定子座上有四个“C形”励磁凸极对，转子悬臂支架上的六个永磁体，转动轴每旋转三十度圆心角，就会有两个“C形”励磁凸极对与两个永磁体对齐，即永磁体位于“C形”励磁凸极对的上下两个端口面之间，从而实现转子的连续转矩输出。

本实施例电动机的转子支架采用单侧悬臂结构，大大压缩了传统开关磁阻电动机的轴向尺寸，另外，本实施例特有的驱动控制方式，有效地消除了传统开关磁阻电动机难以克服的负扭矩，使电动机的效能得到进一步提高。

实施例二：

本实施例给出一种定子上设置“C形”单线圈励磁凸极对、转子由双侧悬臂支架构成的交流永磁开关磁阻电动机，其外形与结构如附图12-14所示。

本实施例的转子由转动轴26和双侧悬臂转子支架构成，双侧悬臂转子支架又由圆盘25和圆筒24构成，圆盘25中心与转动轴固定为一体，圆盘25面垂直于转动轴26轴线，圆筒25的轴线与转动轴26轴线重合，圆筒24二分之一位置与圆盘25固定连接，形成双侧悬壁结构转子支架，圆筒24的两端边沿分别等间隔的固定有六个永磁体，圆筒24两端的永磁体以圆盘25为对称面，即圆筒24左端边沿的永磁体23a与圆筒24右端边沿的永磁体23b以圆盘25为对称面，永磁体的磁极性设置如附图11所示，每个永磁体的径向中心线之间圆心角相差有六十度，且相邻两个永磁体的磁极性相异，各永磁体两磁极面的弧度与“C形”励磁凸极对的两端口面的弧度一致，转动轴转动时，各永磁体的两个磁极面与各“C形”励磁凸极对的两端口面之间存在间隙相同的空气间隙。

本实施例中，定子上“C形”励磁凸极对结构特点与实施例一相同。区别在于，本实施例定子“C形”励磁凸极对为八个，四个为一组，且以转子圆盘24为对称面分组对称设置，如附图13和附图14所示。转子支架两侧的“C形”励磁凸极对与转子上永磁体的相互作用机制完成相同，转子支架两侧的“C形”励磁凸极对励磁线圈中激励电流的换向时机也完全同步，其效果类似两台实施例一形式的电动机转动轴连接为一体。

由于本实施例的转子采用了双悬臂支架结构，动平衡性增强，输出力矩增加，而电动机轴向尺寸则增加有限。

实施例三：

本实施例给出另一种定子上设置“C形”单线圈励磁凸极对、转子由双侧悬臂支架构成的交流永磁开关磁阻电动机，其定子上“C形”励磁凸极对”的结构及设置位置同实施例二，可参见附图13-14。

本实施例的转子由转动轴36和双侧悬臂转子支架构成，双侧悬臂转子支架又由圆盘35和圆筒34构成，圆盘35中心与转动轴36固定为一体，圆盘面垂直于转动轴36轴线，圆筒34的轴线与转动轴36轴线重合，圆筒34二分之一位置与圆盘固定连接，形成双侧悬壁结构转子支架，圆筒34的两端边沿分别等间隔的固定有六个永磁体，六个永磁体径向中心线之间圆心角差为六十度，且相邻两个永磁体的磁极性不同，而且，圆筒34左端边沿设置的六个永磁体与圆筒右端边沿设置的六个永磁体之间错位α角三十度，如附图15和附图16所示,永磁体33a径向中心线与永磁体33b径向中心线的圆心角相差三十度。

本实施例中，双侧悬壁支架两端边沿错位三十度圆心角设置永磁体，使得位于转子支架左右两侧相对设置的“C形”励磁凸极对励磁线圈中电激励电流的换向时机也错开，这样使本实施例电动机有较小的步距角，从而进一步提升了转子旋转的平稳度。

实施例四：

本实施例给出另一种定子上设置“C形”单线圈励磁凸极对、转子由双侧悬臂支架构成的交流永磁开关磁阻电动机，其外形与结构如附图20-22所示。

本实施例中定子上的“C形”励磁凸极对结构形式同实施例一，如附图1和附图2所示。

本实施例中，八个“C形”励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，且均衡地设置在定子座上，如附图22所示，所有“C形”励磁凸极对叠片铁芯41a和“C形”励磁凸极对叠片铁芯41b的两个磁端口面横向左右相对。

本实施例中转子支架由圆盘45和带折边圆筒44构成，如附图17和附图19所示，带折边圆筒44中部内壁沿与圆盘45外沿固定连接，形成一个“同底双向碗口内折边”整体，圆盘45中心与转动轴46固定连接，圆盘45平面与转动轴46轴线垂直，带折边圆筒44轴线则与转动轴46轴线重合，带内折边圆筒44的折边面垂直于转动轴46轴线，十二个永磁体分为两组，均衡地对称地固定在带折边圆筒两端的折边处，且在同个一旋转面相邻两个永磁体的磁极性不同，如附图17所示。转动轴46旋转时，固定于带折边圆筒44两端折边上的全部永磁体均能从圆盘两侧所有“C形”励磁凸极对的端口面之间通过，且永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙，当永磁体43a和43b位于励磁凸极对叠片铁芯41a和41b两个端口面之间，永磁体与励磁凸极对之间形成了一个最短磁回路。

本实施例的运转机制和驱动方式同实施例二，在此不重复描述。

实施例五：

本实施例给出一种定子上设置“U形”单线圈励磁凸极对、转子支架圆盘单侧设置永磁体的开关磁阻电动机，其结构及外形如附图28-30所示。

本实施例定子由定子座和四个“U形”励磁凸极对构成，四个“U形”励磁凸极对分别设置于上、下、左、右，相互之间存在九十角圆心角的差距。每个“U形”励磁凸极对由一个“U形”叠片铁芯51、一组励磁线圈52构成，如附图23和附图24所示，该“U形”叠片铁芯51的两个凸极端口面朝向同一方向。

本实施例的转子支架为圆盘55，十二个永磁体以转动轴轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘55的一个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，如附图25和附图27所示，由于圆盘55导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体54与外圈永磁体53组成一个永磁凸极对，相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子“C形”励磁凸极对两凸极之间的距离相同。

转动轴56旋转时，圆盘侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且各个永磁凸极对的端口面与各个励磁凸极对端口面之间形成气隙，当转子上任何一个永磁凸极对两个端口面与定子上任何一个励磁凸极对两个端口面正对重合时，该永磁凸极对与该励磁凸极对之间即形成了一个最短磁回路。

本实施例电动机运转机制及驱动控制方式同实施例一，在此不重复描述。

实施例六：

本实施例给出一种定子上设置“U形”单线圈励磁凸极对、转子支架圆盘双侧设置永磁体的开关磁阻电动机，其外观及结构剖视如附图34-36所示。

本实施例定子由定子座和八个“U形”励磁凸极对构成，如附图34和附图36所示，八个“U形”励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘的两侧，每组四个“U形”励磁凸极对分别设置于上、下、左、右，相互之间存在九十角圆心角的差距。

本实施例转子支架为圆盘65，二十四个永磁体以转动轴66轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘65的两个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘65导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体64a与外圈永磁体63a组成一个永磁凸极对，这样在导磁圆盘65一个侧面形成六个永磁凸极对，且相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，如附图31所示。每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子励磁凸极对叠片铁芯的两凸极之间的距离相同。

转动轴旋转时，圆盘65两个侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且各个永磁凸极对的端口面与各个励磁凸极对端口面之间形成气隙，当转子上任何一个永磁凸极对两个端口面与定子上任何一个励磁凸极对两个端口面正对重合时，该永磁凸极对与该励磁凸极对之间即形成了一个最短磁回路。

本实施例转子支架圆盘两侧的“U形”励磁凸极对与圆盘两侧面上的永磁凸极对的相互作用机制和作用时机完成相同，转子支架圆盘两侧的“U形”励磁凸极对励磁线圈中激励电流的换向时机也完全同步，其效果类似两台实施例五形式的电动机转动轴连接为一体，动平衡性增强，输出力矩增加，而电动机轴向尺寸则增加有限。

本实施例还可以将转子支架圆盘65两侧的永磁凸极对径向中心线相互错开三十度圆心角设置,即转子支架圆盘左侧六个永磁凸极对的径向中心线与转子支架圆盘右侧六个永磁凸极对的径向中心线之间有三十度圆心角错位，使本实施例电动机有较小的步距角，从而进一步提升了转子旋转的平稳性。

实施例七：

本实施例给出一种定子上设置“U形”双线圈励磁凸极对、转子支架圆盘单侧设置永磁体的开关磁阻电动机，其结构及外形如附图39-41所示。

本实施例定子由定子座和四个“U形”励磁凸极对构成，四个“U形”励磁凸极对分别设置于上、下、左、右，相互之间存在九十角圆心角的差距。如附图37和附图38所示，每个“U形”励磁凸极对由一个“U形”叠片铁芯71、两组励磁线圈72构成，励磁线圈L1和L2分别绕制于“U形”叠片铁芯的上边框和下边框，励磁线圈L1和L2串联，该“U形”叠片铁芯两个凸极的端口面朝向同一方向。当励磁线圈L1和L2通入正向激励电流，“U形”励磁凸极对的上方凸极端口面呈现S磁极性，下方凸极端口面呈现N磁极性，如附图37所示。当励磁线圈L1和L2通入反向激励电流，“U形”励磁凸极对的上方凸极端口面呈现N磁极性，下方凸极端口面呈现S磁极性，如附图38所示。这样就可以在“U形”励磁凸极对的两个凸极端口面形成磁极性也交替变化磁势。

本实施例的转子支架为圆盘75，十二个永磁体以转动轴76轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘75的一个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体74与外圈永磁体73组成一个永磁凸极对，相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，如同附图25和附图27所示，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子“U形”励磁凸极对两凸极之间的距离相同。

转动轴76旋转时，圆盘75侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个“U形”励磁凸极对，且各个永磁凸极对的端口面与各个励磁凸极对端口面之间形成气隙，当转子上任何一个永磁凸极对两个端口面与定子上任何一个励磁凸极对两个端口面正对重合时，该永磁凸极对与该励磁凸极对之间即形成了一个最短磁回路。

本实施例与实施例一相比较，本实施例励磁凸极对叠片铁芯形状为“U形”、其两个端口面朝向同一方向，另一个区别在于，本实施例则是分别向串联的励磁线圈L1和L2中通入不同方向激励电流来改变励磁凸极对端口面的磁极性，而实施例一是通过改变同一个励磁线圈激励电流方向来改变励磁凸极对端口面的磁极性。

本实施例电动机运转机制及驱动控制方式类似于实施例一，故在此不重复描述。

实施例八：

本实施例给出一种定子上设置“U形”双线圈励磁凸极对、转子支架圆盘双侧设置永磁体的开关磁阻电动机。

本实施例的结构类似实施例六，区别在于，定子上设置的是“U形”双线圈励磁凸极对。

本实施例定子上设置的“U形”双线圈励磁凸极对的磁极性变化是通过交替向线圈L1和L2中通入激励电流来实现的，如附图37和附图38所示。

为了描述方式，本发明上述实施例一、五、七所给出电动机中，定子上的励磁凸极对个数为四个，转子上永磁体或永磁凸极对个数为六个，但本发明技术方案并不限于此定子励磁凸极对个数与转子永磁体或永磁凸极个数之例关系，根据电动机实际尺寸和额定功率的要求，可以做出多种比例关系的选择。设定：定子上励磁凸极对的数量为N，转子上永磁体或“永磁凸极对”的数量为M，N和M满足关系式M＝kN，该关系式中，M为大于等于2的偶数，N为大于等于2的自然数，当N为奇数，k取偶数，当N为偶数，k取自然数，且M/N之比不是正整数。本发明上述实施例二、三、四、六所给出电动机是实施例一、五、七的对称连轴结构，故也遵从上述定子励磁凸极对与转子永磁体或永磁凸极对的数量规律。

实施例九：

本实施例给出一种转子采用单侧悬臂支架、定子采用复合励磁凸极对的单极性永磁增效磁阻电动机，其结构及外形如附图47-49所示。

本实施例定子由定子座117和四个“复合励磁凸极对”构成，四个“复合励磁凸极对”分别设置于上下左右，相互之间存在九十度圆心角的差距。“复合励磁凸极对”由一个“C形”叠片铁芯111、一个励磁线圈112和一个永磁体组件119、120构成，如附图43所示，“C形叠片铁芯”的两个端口面上下相对，且两个端口面呈弧形面。当励磁线圈输入激励电流为零，在“C形”叠片铁芯的上、下端口面处均不呈现磁极性，而永磁体组件的两磁极经“C形”叠片铁芯的部分段形成闭合永磁磁通，当励磁线圈输入激励电流，会在“C形”叠片铁芯的上端口面处立即呈现磁极性N，同时在“C形”叠片铁芯的下端口面处立即呈现磁极S，如附图42所示。与此同时，由于激励电流的作用，永磁体组件原来静态闭合的磁力线被打开，此时，在“C形”叠片铁芯的上、下端口面处形成了永磁励磁和线圈励磁的复合励磁效果。

本实施例的转子由转动轴和单侧悬臂转子支架构成，单侧悬臂转子支架又由圆盘115和圆筒114构成，如附图44-46所示，形成一个“单口碗形”转子支架，圆盘中心与转动轴116固定为一体，圆盘面垂直于转动轴线，圆筒的轴线与转动轴轴线重合，圆筒的一端边沿与圆盘固定连接，形成单侧悬壁结构转子支架，圆筒的另一端边沿等间隔的固定有六个永磁体113，而永磁体的磁极性设置如附图44所示，每个永磁体径向中心线之间有六十度圆心角的差距，且相邻两个永磁体的磁极性不同，各永磁体两磁极面的弧度与复合励磁凸极对的“C形”叠片铁芯的两端口面的弧度一致，转动轴转动时，固定于转子支架末端的永磁体能依次从定子上的各个复合励磁凸极对的端口之间通过，各永磁体的两个磁极面与各“C形”叠片铁芯的两端口面之间存在间隙相同的空气间隙。

本实施例的驱动机制是，当定子上方复合励磁凸极对的励磁线圈中通入激励电流，该复合励磁凸极对的“C”形叠片铁芯111的上端口面呈现N极磁性，下端口面呈现S极磁性，此刻，“C形”叠片铁芯的上、下端口面所呈现的磁势则是该复合励磁凸极对中励磁线圈的励磁磁通与永磁体组件的永磁磁通的复合叠加。该复合励磁凸极对即会对转子悬臂上的外侧断面磁极性为S、内侧断面磁极性为N的永磁体113产生磁吸引力，对转子形成的旋转力矩，当外侧断面磁极性为S、内侧断面磁极性为N的永磁体113位于该复合励磁凸极对的“C形”叠片铁芯上、下端口面之间时，如附图49所示，该复合励磁凸极对的复合磁通量经该永磁体上方弧面的气隙、永磁体、以及永磁体下方弧面的气隙，形成一个磁阻相对较小的闭合磁回路。在永磁体与复合励磁凸极对“C形”叠片铁芯的端口面上下对齐的同时，电动机驱动装置即中断该复合励磁凸极对励磁线圈的激励电流，使该复合励磁凸极对“C形”叠片铁芯上下端口面的磁极性消失，此刻，位于该复合励磁凸极对“C形”叠片铁芯端口之间永磁体不再受到该复合励磁凸极对的磁吸引力，从而避免负扭矩的形成。当外侧断面磁极性为N、内侧断面磁极性为S的永磁体转至该复合励磁凸极对“C形”叠片铁芯端口之间，由于此时段该复合励磁凸极对励磁线圈中的激励电流为零，该复合励磁凸极对不会对其产生排斥力，也避免了负扭矩的产生，一旦该外侧断面磁极性为N、内侧断面磁极性为S的永磁体偏离该复合励磁凸极对“C形”叠片铁芯端口之间上下对齐位置，电动机驱动装置即刻再次向该复合励磁凸极对励磁线圈输入激励电流，使该复合励磁凸极对“C形”叠片铁芯端口之间重新形成复合励磁磁势，由于“C”形叠片铁芯上端口磁极性为N、下端口磁极性为S，则会对刚刚偏离对齐位置的永磁体形成“同性相斥”的磁排斥力，同时，该复合励磁凸极对还会对旋转而来的永磁体形成“异性相吸”的磁吸引力。由于本实施例中各个复合励磁凸极对相互之间是磁隔离的，各个复合励磁凸极对的励磁线圈也是独立的，所以，上述的复合励磁凸极对与转子上永磁体的作用过程和作用机制适用于定子上其它任何一个复合励磁凸极对。电动机驱动装置实时控制定子上各复合励磁凸极对励磁线圈电流的通断，就能使每个复合励磁凸极对始终处于“吸后推前”的作功状态。由于本实施例定子座上有四个复合励磁凸极对，转子悬臂支架上的六个永磁体，转动轴每旋转三十度圆心角，就会有两个复合励磁凸极对与转子支架上的两个永磁体对齐，即永磁体位于复合励磁凸极对的上下两个端口面之间，从而实现转子的连续旋转，电动机转动轴输出连续转矩。

本实施例电动机将永磁体组件固有的永磁能量巧妙地汇入到励磁凸极对“C形”叠片铁芯的两端口面，使永磁体的磁能量也能参与到对转子上永磁体的作功过程中，从而进一步提升了电动机能效。

实施例十：

本实施例给出一种转子是双侧悬臂支架、定子复合励磁凸极对为单极性的永磁增效磁阻电动机，其外形及结构如附图53-55所示。

本实施例是实施例九的特例，即将两个实施例九所给出电动机的连轴合并结构。

本实施例采用了双侧悬臂转子支架，其结构如附图50-52所示，位于支架同一侧、同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异，而位于支架两侧、同一圆心角位置的两个永磁体的磁极性相同。

本实施例电动机定子的八个复合励磁凸极对分为两组，以转子支架中的圆盘为对称面，位于圆盘左右两侧，并完全对称且平衡。

本实施例中，定子上各个复合励磁凸极对与转子上各个永磁体之间的作用过程和作用机制以及电动机驱动装置的控制方法与实施例九相同，在此不重复描述。

本实施例提高了电动机的输出功率，相应地也增加了永磁体磁能量的增效效果。

实施例十一：

本实施例给出另一种转子是双侧悬臂支架、定子复合励磁凸极对为单极性的永磁增效磁阻电动机，其定子上复合励磁凸极对的结构及设置位置同实施例十(可参见附图54-55所示)。

本实施例与实施例十的区别在于双侧悬臂支架上永磁体的设置规律不同，如附图56和附图57所示，位于悬臂支架一侧的六个永磁体径向中心线相互之间仍然存在六十度圆心角的差，且相邻两个永磁体的磁极性不同，但位于悬臂支架一端的六个永磁体与位于悬臂支架另一端的六个永磁体不在相同的圆心角位置，相互错开α圆心角度，如附图57中，永磁体133a的径向中心线与永磁体133b的径向中心线之间错位三十度圆心角。

本实施例中，由于转子悬臂支架两端的永磁体错位三十度设置，使得转动轴136每转动十五度，转子悬臂支架上的永磁体就会与定子上复合励磁凸极对对齐，而定子上各个复合励磁凸极对与转子上各个永磁体之间的作用过程和作用机制以及电动机驱动装置的控制方法与实施例九相同，在此不重复描述。

本实施例中，双侧悬壁支架两端边沿错位三十度圆心角设置永磁体，使得位于转子支架左右两侧的复合励磁凸极对的励磁线圈中电激励电流的换向时机也错开，这样使本实施例电动机有较小的步距角，从而进一步提升了转子旋转的平稳性。

实施例十二：

本实施例给出一种转子是单侧悬臂支架、定子复合励磁凸极对为双线圈激励双极性的永磁增效磁阻电动机，其外形及结构如附图60-62所示。

本实施例定子由定子座150和四个“复合励磁凸极对”构成，四个“复合励磁凸极对”分别设置于上下左右，相互之间存在九十度圆心角的差距。每个复合励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯141、两组励磁线圈142和两个永磁体组件143、144构成，如附图58和附图59所示，该“C形”叠片铁芯的两个凸极端口面上下相对，且两个端口面呈弧形面。两组励磁线圈分别绕于“C形”叠片铁芯两条平行边框外围，两个永磁体组件的磁极S和磁极N分别跨过两组励磁线圈，且两个永磁体组件的磁极S和磁极N紧贴于“C形”叠片铁芯叠层断面。

当励磁线圈L1和L2输入激励电流均为零，在“C形”叠片铁芯的上、下端口面处均不呈现磁势，而上、下永磁体组件的两磁极经“C形”叠片铁芯的部分段形成闭合永磁磁通。

当励磁线圈L1输入激励电流，励磁线圈L2激励电流为零时，会在“C形”叠片铁芯内形成磁势，并在“C形”叠片铁芯的上端口面处立即呈现磁极性N，同时在其下端口面处立即呈现磁极S，与此同时，由于激励电流的作用，上方永磁体组件原来静态闭合的磁力线被打开，此时，在“C形”叠片铁芯的上、下端口面处形成了上方永磁体的永磁磁通和L1励磁线圈激励磁通的复合励磁效果。

当励磁线圈L2输入激励电流，励磁线圈L1激励电流为零时，会在“C形”叠片铁芯的上端口面处立即呈现磁极性S，同时在“C形”叠片铁芯的下端口面处立即呈现磁极N，与此同时，由于激励电流的作用，下方永磁体组件原来静态闭合的磁力线被打开，此时，在“C形”叠片铁芯的上、下端口面处形成了下方永磁体的永磁磁通和L2励磁线圈激励磁通的复合励磁效果。

本实施例的转子由转动轴和单侧悬臂转子支架构成，如附图44-46所示，永磁体的磁极性设置如附图44所示，每个永磁体径向中心线之间有六十度圆心角的差距，且相邻两个永磁体的磁极性不同，各永磁体两磁极面的弧度与复合励磁凸极对的“C形”叠片铁芯的两端口面的弧度一致。转动轴转动时，固定于转子支架末端的永磁体能依次从定子上的各个复合励磁凸极对的端口之间通过，各永磁体的两个磁极面与各“C形”叠片铁芯的两端口面之间存在间隙相同的空气间隙。

本实施例的驱动机制是，当轮流地向复合励磁凸极对的励磁线圈L1和励磁线圈L2通入激励电流，该复合励磁凸极对的“C形”叠片铁芯的上、下端口面的磁极性会发生改变，从而形成双极性的复合励磁凸极对。当励磁线圈L1输入激励电流，复合励磁凸极对的“C形”叠片铁芯的上端口面呈现复合的N极磁势，下端口面呈现复合的S极磁势，如附图61所示，该复合励磁凸极对即会对转子悬臂上的外侧断面磁极性为S、内侧断面磁极性为N的永磁体145产生磁吸引力，同时，该复合励磁凸极对还会对转子悬臂上的外侧断面磁极性为N、内侧断面磁极性为S的永磁体产生磁推力，该复合励磁凸极对在这种“吸引后方永磁体的同时又排斥前方永磁体”的作用机制下，对转子形成的旋转力矩。当外侧断面磁极性为S、内侧断面磁极性为N的永磁体位于该复合励磁凸极对的“C形叠片铁芯”上、下端口面之间时，如附图61所示，该复合励磁凸极对的复合磁通经该永磁体上方弧面的气隙、永磁体、以及永磁体下方弧面的气隙，形成一个磁阻相对较小的闭合磁回路，在永磁体与复合励磁凸极对“C形”叠片铁芯的端口面上下对齐瞬时，电动机驱动装置中断对该复合励磁凸极对励磁线圈L1的激励电流，开始对该复合励磁凸极对励磁线圈L2输入激励电流，使该复合励磁凸极对“C形”叠片铁芯上、下端口面的磁极性翻转改变，正是由于该复合励磁凸极对磁极性的翻转改变，使得该复合励磁凸极对由“对齐瞬时”之前吸引该永磁体，迅速改变为“对齐瞬时”之后排斥该永磁体，一方面，有效地避免了该复合励磁凸极对产生负扭矩的原因，另一方面，使该复合励磁凸极对始终处在“吸后推前”的作功状态。由于，本实施例中各个复合励磁凸极对相互之间是磁隔离的，各个复合励磁凸极对的励磁线圈也是独立的，所以，以上论述的复合励磁凸极对与转子上永磁体的作用过程和作用机制适用于定子上其它任何一个复合励磁凸极对。电动机驱动装置实时控制定子上各复合励磁凸极对励磁线圈L1和L2电流的切换，就能使每个复合励磁凸极对始终处于“吸后推前”的作功状态。由于本实施例定子座上有四个复合励磁凸极对，转子悬臂支架上的六个永磁体，转动轴每旋转三十度圆心角，就会有两个复合励磁凸极对与两个永磁体对齐，即永磁体位于复合励磁凸极对的上下两个端口面之间，从而实现电动机的转动轴有连续转矩输出。

本实施例电动机一方面将永磁体组件固有的永磁能量巧妙地汇入到励磁凸极对“C形”叠片铁芯的两端口面，使永磁体的磁能量也能参与到对转子上永磁体的作功过程中，另一方面，在L1线圈和L2线圈轮流输入激励电流的情况下，每个复合励磁凸极对始终处在“吸后推前”的作功状态，因而延长了作功时间，从而进一步提升了电动机能效。

实施例十三：

本实施例给出一种转子是双侧悬臂支架、定子复合励磁凸极对为双线圈激励双极性的永磁增效磁阻电动机，其外形如附图63所示。

本实施例是实施例十二的特例，即将两个实施例十二所给出电动机的连轴合并结构。

本实施例采用了双侧悬臂转子支架，其结构如附图50-52所示，支架上同一旋转面上相邻永磁体磁极性相异。

本实施例电动机定子上八个复合励磁凸极对分为两组，以转子支架中的圆盘为对称面，位于圆盘两侧，并完全对称且平衡。

本实施例中，定子上各个复合励磁凸极对与转子上各个永磁体之间的作用过程和作用机制以及电动机驱动装置的控制方法与实施例十二相同，在此不重复描述。

实施例十四：

本实施例给出一种转子是单侧悬臂支架、定子复合励磁凸极对为单线圈激励双极性的永磁增效磁阻电动机，其结构和外形如附图66-68所示。

本实施例定子由定子座160和四个“复合励磁凸极对”构成，四个“复合励磁凸极对”分别设置于上下左右，相互之间存在九十度圆心角的差距。本实施例复合励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯151、一个励磁线圈152和两个永磁体153构成，如附图64和附图65所示，励磁线圈152绕于叠片铁芯151上、下边框之间的竖直边框，叠片铁芯上、下平行边框分别开有缺口，两个永磁体153分别嵌入在上边框缺口和下边框缺口中，上边框缺口处永磁体153磁极N沿顺时针方向紧贴于叠片铁芯，其磁极S沿逆时针方向紧贴于叠片铁芯，同样的，下边框缺口处永磁体磁极N沿顺时针方向紧贴于叠片铁芯，其磁极S沿逆时针方向紧贴于叠片铁芯，两个永磁体侧面与叠片铁芯之间存在空隙154，“C形”叠片铁芯的两个端口面上下相对，且两个端口面呈弧形面。

当励磁线圈没有激励电流输入时，由于“C形”叠片铁芯上边框缺口处永磁体153与下边框缺口处永磁体是同极性相对，因此，“C形”叠片铁芯的两端口面没有磁势形成，而仅在上方永磁体与叠片铁芯之间形成闭合永磁磁通，同理，在下方永磁体与叠片铁芯之间也形成永磁磁通。

当励磁线圈输入正向激励电流，“C形”叠片铁芯的上端口面呈现N极磁势，下端口面呈现S极磁势，同时由于电激励，上边框缺口处永磁体磁通汇入到“C形”叠片铁芯上、下端口面的磁势中，形成永磁磁通与励磁磁通的复合叠加；当励磁线圈输入反向激励电流，“C形”叠片铁芯的上端口面呈现S极磁势，下端口面呈现N极磁势，同时由于电激励，下边框缺口处永磁体磁通汇入到“C形”叠片铁芯上、下端口面的磁势中，形成永磁磁通与励磁磁通的复合叠加。变换励磁线圈激励电流的方向，就可以在“C形”叠片铁芯的上、下端口面获得磁极性变换的复合励磁磁能势。

本实施例的转子如附图44-46所示，永磁体的磁极性设置如附图44所示，每个永磁体径向中心线之间有六十度圆心角的差，且相邻两个永磁体的磁极性不同，各永磁体两磁极面的弧度与复合励磁凸极对的“C形”叠片铁芯的两端口面的弧度一致，转动轴转动时，固定于转子支架末端的永磁体能依次从定子上的各个复合励磁凸极对的端口之间通过，各永磁体的两个磁极面与各“C形”叠片铁芯的两端口面之间存在间隙相同的空气间隙。

本实施例的驱动机制是，当轮流地变换复合励磁凸极对的励磁线圈激励电流的方向，该复合励磁凸极对的“C形”叠片铁芯的上、下端口面的磁极性会发生改变，从而形成双极性的复合励磁凸极对。当励磁线圈输入正向激励电流，复合励磁凸极对的“C形”叠片铁芯151的上端口面呈现复合的N极磁势，下端口面呈现复合的S极磁势，如附图67所示，该复合励磁凸极对即会对转子悬臂上的外侧断面磁极性为S、内侧断面磁极性为N的永磁体155产生磁吸引力，同时，该复合励磁凸极对还会对转子悬臂上的外侧断面磁极性为N、内侧断面磁极性为S的永磁体产生磁推力，该复合励磁凸极对在这种“吸引后方永磁体的同时又排斥前方永磁体”的作用机制下，对转子形成的旋转力矩，当外侧断面磁极性为S、内侧断面磁极性为N的永磁体位于该复合励磁凸极对的“C形”叠片铁芯上、下端口面之间时，该复合励磁凸极对的复合磁通量经该永磁体上方弧面的气隙、永磁体、以及永磁体下方弧面的气隙，形成一个磁阻相对较小的闭合磁回路，在永磁体与复合励磁凸极对“C形叠片铁芯”的端口面上下对齐瞬时，电动机驱动装置变换该复合励磁凸极对励磁线圈激励电流的方向，使该复合励磁凸极对“C形”叠片铁芯上、下端口面的磁极性翻转改变，正是由于该复合励磁凸极对磁极性的翻转改变，使得该复合励磁凸极对由“对齐瞬时”之前吸引该永磁体，迅速改变为“对齐瞬时”之后排斥该永磁体，一方面，有效地避免了该复合励磁凸极对产生负扭矩，另一方面，使该复合励磁凸极对始终处在“吸后斥前”的作功状态。由于，本实施例中各个复合励磁凸极对相互之间是磁隔离的，各个复合励磁凸极对的励磁线圈也是独立的，所以，以上论述的复合励磁凸极对与转子上永磁体的作用过程和作用机制适用于定子上其它任何一个复合励磁凸极对。电动机驱动装置实时控制定子上各复合励磁凸极对励磁线圈电流方向的切换，就能使每个复合励磁凸极对始终处于“吸后推前”的作功状态。由于本实施例定子座上有四个复合励磁凸极对，转子悬臂支架上的六个永磁体，转动轴每旋转三十度圆心角，就会有两个复合励磁凸极对与两个永磁体对齐，即永磁体位于复合励磁凸极对的上下两个端口面之间，从而实现电动机转动轴有连续转矩输出。

实施例十五：

本实施例给出了一种转子是单侧悬臂支架、定子复合励磁凸极对为双线圈激励单极性的永磁增效磁阻电动机。

本实施例电动机的结构与外形类似于实施例十四，可参见附图67和附图68。

本实施例与实施例十四的区别在于，本实施例中的复合励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯161、两个励磁线圈162、165和一个永磁体163构成，如附图69所示，叠片铁芯161竖直边框开有缺口，一个永磁体163嵌入在该边框缺口中，永磁体N磁极端面向上紧贴于叠片铁芯，其S磁极端面向下紧贴于叠片铁芯，永磁体侧面与叠片铁芯之间存在空隙164，两个励磁线圈分别绕于该“C形”叠片铁芯的上、下边框外围。

本实施例复合励磁凸极对的两个励磁线圈呈串联状态，如附图70所示，两个励磁线圈的绕制方式使得电激励状态下励磁磁通的方向与永磁体163的永磁磁通方向一致。

当向两个串联的励磁线圈输入激励电流时，即在“C形”叠片铁芯上端口面形成N极磁性，同时在下端口面形成S极磁性，同样是由于电激励，使原来局部闭合永磁体的磁力线被打开，永磁磁通改变方向，汇入到励磁磁通中，在叠片铁芯的上、下端口面之间形成复合励磁磁势。

实施例十六：

本实施例给出一种转子是单侧悬臂支架、定子复合励磁凸极对为单极性的永磁增效磁阻电动机，其结构和外形如附图76-78所示。

本实施例定子由定子座180和四个“复合励磁凸极对”构成，四个“复合励磁凸极对”分别设置于上下左右，相互之间存在九十度圆心角的差距。本实施例的复合励磁凸极对由一个“U形”叠片铁芯、一个励磁线圈和一个永磁体组件构成，如附图71和附图72所示，该“U形”叠片铁芯的两个凸极端口面朝向同一方向，励磁线圈绕于“U形”叠片铁芯边框外围，永磁体组件的磁极S和磁极N分别跨过励磁线圈，且永磁体组件的磁极S和磁极N紧贴于“C形”叠片铁芯叠层断面。

本实施例的转子如附图73-75所示，转子支架为圆盘形，十二个永磁体以转动轴轴线为对称轴，设置于导磁圆盘的一个侧面，六个永磁体设置在内圈、六个永磁体设置在外圈，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘177导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体176与外圈永磁体75组成一个永磁凸极对，相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子励磁凸极对两凸极之间的距离相同，转动轴旋转时，圆盘侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且圆盘侧面上的各个永磁凸极对的端面与各个励磁凸极对端口面之间形成气隙。

本实施例与实施例九的主要区别在于，将实施例九转子支架上的永磁体改为“永磁凸极对”，每个永磁凸极对是由两个永磁体和导磁圆盘构成。如附图78所示，定子上的复合励磁凸极对“U形”叠片铁芯171两凸极间的磁势经过气隙、圆盘外圈永磁体175、导磁圆盘177、圆盘内圈永磁体176、气隙形成一条闭合的磁回路。

本实施例的运转机制及驱动控制方法同实施例九，在此不重复描述。

实施例十七：

本实施例给出一种转子是双侧悬臂支架、定子复合励磁凸极对为单线圈激励单极性的永磁增效磁阻电动机，其结构和外形如附图82-84所示。

本实施例转子导磁圆盘的两个侧面各设置有十二个永磁体，如附图79-81所示，每侧十二个永磁体以转动轴轴线为对称轴，分内圈和外圈设置，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体186a与外圈永磁体185a组成一个永磁凸极对，相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子复合励磁凸极对两凸极之间的距离相同，转动轴旋转时，圆盘两个侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个复合励磁凸极对，且各个永磁凸极对的端面与各个复合励磁凸极对端口面之间形成气隙。

本实施例定子复合励磁凸极对共计有八个，四个一组，分置于转子圆盘的两侧，如附图82和附图84所示。

本实施例是实施例十六的特例，即将两个实施例十六所给出电动机的连轴合并结构。

本实施例的运转机制和驱动控制方式同实施例九，在此不重复描述。

实施例十八：

本实施例给出一种转子是单侧悬臂支架、定子复合励磁凸极对为双线圈双极性的永磁增效磁阻电动机，其结构和外形如附图87-89所示。

本实施例定子上的复合励磁凸极对结构如附图85和附图86所示，该“U形”叠片铁芯191的两个凸极端口面朝向同一方向，两组励磁线圈192分别绕于“U形”叠片铁芯两条平行边框外围，两个永磁体组件的磁极S和磁极N分别跨过励磁线圈，且两个永磁体组件的磁极S和磁极N紧贴于“U形”叠片铁芯叠层断面。如附图85所示，当励磁线圈L1通入激励电流,励磁线圈L2没通入激励电流,跨接于L1两端的永磁体组件原来闭合的永磁体磁力线被部分或全部打开,汇入到励磁磁通回路中,而跨接L2两端的永磁体组件则仍然保持其永磁闭合磁回路,此刻,在该“U形”叠片铁芯上方凸极端口面和下方凸极端口面所呈现的是永磁磁势与励磁磁势的复合磁势，此时，“U形”叠片铁芯上方凸极端口面呈现为S极、下方凸极端口面呈现为N极。同理，如附图86所示，当励磁线圈L2通入激励电流,励磁线圈L1没通入激励电流,“U形”叠片铁芯上方凸极端口面呈现为N极、下方凸极端口面呈现为S极。交替向L1和L2中通入激励电流，就可以在“U形”叠片铁芯上、下方凸极端口面处获得磁极性交替变化的复合励磁磁势。

本实施例转子圆盘及永磁体设置如附图69-71所示。

本实施例的运转机制及驱动控制方式同实施例十二，在此不重复描述。

实施例十九：

本实施例给出了一种转子是双侧悬臂支架、定子复合励磁凸极对为双线圈激励双极性的永磁增效磁阻电动机，其外形和结构如附图90-92所示。

本实施例是实施例十八的特例，与实施例十八的区别在于转子导磁圆盘的两个侧面各设置有十二个永磁体，每侧永磁体设置形式相同，即将两个实施例十所给出电动机的连轴合并结构。

本实施例定子复合励磁凸极对共计有八个，四个一组，分置于转子圆盘的两侧，如附图90和附图92所示。

本实施例的运转机制和驱动控制方式同实施例十一，在此不重复描述。

本发明上述实施例为了描述简单，图示清晰，定子上的复合励磁凸极对个数只取了四个，相应的转子支架上的永磁体或永磁凸极对的个数取六个。但是，本发明技术方案不限于此“四-六”组合结构。若定子上复合励磁凸极对的数量为N，转子上永磁体或“永磁凸极对”的数量为M，N和M满足关系式M＝kN，该关系式中，M为大于等于2的偶数，N为大于等于2的自然数，当N为奇数，k取偶数，当N为偶数，k取自然数，且M/N之比不是正整数。

本发明所给出的实际电动机产品具有以下特点及应用领域：

1、重量轻、体积小、扭矩大、可靠、易控，尤其适用于对电动机的体积、重量、功率密度要求较高的场合以及航空国防等安全要求高的场合。

2、无电刷、无火花干扰，体积小、重量轻、寿命长，尤其是采用了安全低电压电源，特别适合用于手持作业电动工具和设备，以及恶劣气候环境中，流动作业使用，可以彻底避免触电伤亡事故的发生。

3、结构简单、可靠、价格低、节能、特别适合普及通用动力机械，工农业、商业、生活家用电器，还可以提升产品、设备的品质和性能。

4、具有在低转速时的大扭矩和宽范围恒扭矩，从而低耗、节能、可以提高车辆的续航能力，特别适合电动助力车、电动汽车作为车辆驱动电机。为电动汽车带来高性能的驱动电机，将会取代现有的交流变频电机，推进电动汽车的快速发展进程，获取很高的经济回报和社会效益。

Claims

一种交流永磁开关磁阻电动机，其构成包括定子、转子，定子由若干励磁凸极对构成，若干励磁凸极对均衡地固定于定子座，励磁凸极对由叠片铁芯和励磁线圈构成，励磁凸极对相互之间彼此磁隔离，每个励磁凸极对由独立的励磁线圈激励控制，其特征在于：

所述励磁凸极对由“C形”叠片铁芯、励磁线圈构成，该“C形”叠片铁芯两个凸极的端口面相对，

所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，转子支架的中心与转动轴固定，转子支架的外沿固定有若干永磁体，永磁体等间距地设置在转子支架外沿，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异,

转动轴旋转时，固定于转子支架外沿的永磁体能依次从定子上的各个励磁凸极对的两个端口面之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与各个励磁凸极对的端口面之间形成气隙，当永磁体分别位于各个励磁凸极对两个端口面之间时，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路。
根据权利要求1所述的交流永磁开关磁阻电动机，其特征在于：

所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒一端边缘与圆盘外沿固定连接，形成一个“碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒另一端边缘处，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异,转动轴旋转时，固定于圆筒一端边缘的全部永磁体均能从定子励磁凸极对端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙；

或者，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒中部内壁与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向敞口碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒两端边缘处，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异,所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架两侧，所有励磁凸极对的两个端口面上下相对，转动轴旋转时，固定于圆筒两端边缘的全部永磁体均能从圆盘两侧所有励磁凸极对的两个端口面之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙；

或者，所述转子支架由圆盘和带折边圆筒构成，带折边圆筒中部内壁沿与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向碗口内折边”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，带内折边圆筒的折边面垂直于转动轴轴线，永磁体分为两组、均衡地固定在带折边圆筒两端的折边处，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异，所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，所有励磁凸极对的两个端口面左右相对，转动轴旋转时，固定于带折边圆筒两端折边上的全部永磁体均能从圆盘两侧所有“C形”励磁凸极对的端口面之间通过，且永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙。
根据权利要求1或2所述的交流永磁开关磁阻电动机，其特征在于：所述定子上励磁凸极对的数量为N，转子上永磁体或“永磁凸极对”的数量为M，N和M满足关系式M＝kN，该关系式中，M为大于等于2的偶数，N为大于等于2的自然数，当N为奇数，k取偶数，当N为偶数，k取自然数，且M/N之比不是正整数。
根据权利要求1或2所述的交流永磁开关磁阻电动机，其特征在于：

所述励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯、一个或两个励磁线圈、一个或两个永磁体组件或永磁体构成，所述“C形”叠片铁芯的两个凸极端口面相对、励磁线圈绕于“C形”叠片铁芯外围，所述永磁体组件的两个磁极面按设定紧贴于叠片铁芯的叠层断面，所述永磁体嵌入到叠片铁芯缺口中，永磁体的两个磁极面按设定紧贴于叠片铁芯缺口的叠层断面，永磁体侧面与叠片铁芯存在间隙，励磁线圈的绕制方向使得当该励磁线圈输入激励电流时，该叠片铁芯产生的励磁磁通方向与所附着的永磁体组件或永磁体的永磁磁通方向一致，当励磁线圈输入足够强的激励电流，励磁磁通能迫使闭合的永磁磁通打开，使永磁磁通汇入到励磁磁通主回路中，在叠片铁芯端口面形成复合励磁磁势；

所述转子由转动轴、转子支架和永磁体构成，转子支架中心与转动轴固定，若干永磁体均衡地固定在转子支架上，且相邻永磁体的磁极性相异，

转动轴旋转时，转子支架上若干永磁体的磁端口面与定子上若干励磁凸极对的端口面能逐个正对，正对时，励磁凸极对端口面的复合励磁磁势经空气气隙和永磁体形成最短闭合磁回路。
根据权利要求4所述的交流永磁开关磁阻电动机，其特征在于：

所述励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯、一个励磁线圈、一个永磁体组件构成，该“C形”叠片铁芯的两个凸极端口面相对，励磁线圈绕于“C形”叠片铁芯外围，永磁体组件的磁极S和磁极N分别跨过励磁线圈，且永磁体组件的磁极S和磁极N紧贴于“C形”叠片铁芯的叠层断面；

所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒一端边缘与圆盘外沿固定连接，形成一个“碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒另一端边缘处，且相邻永磁体的磁极性相异,转动轴旋转时，固定于圆筒一端边缘的全部永磁体均能从定子励磁凸极对端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙,当永磁体位于励磁凸极对两个端口面之间，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路；

或者，所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒中部内壁与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向敞口碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒两端边缘处，且同一端边相邻永磁体的磁极性相异,不同端边相邻永磁体的磁极性相同,所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，所有励磁凸极对的两个端口面相对，转动轴旋转时，固定于圆筒两端边缘的全部永磁体均能从圆盘两侧所有励磁凸极对的端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙,当永磁体位于励磁凸极对两个端口面之间，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路；

或者,所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒中部内壁与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向敞口碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒两端边缘处，且同一端边相邻永磁体的磁极性相异,不同端边永磁相互之间存在圆心偏差角度α,所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，所有励磁凸极对的两个端口面上下相对，转动轴旋转时，固定于圆筒两端边缘的全部永磁体均能从圆盘两侧所有励磁凸极对的端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙,当永磁体位于励磁凸极对两个端口面之间，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路；

或者,所述转子支架由圆盘和带折边圆筒构成，带折边圆筒中部内壁沿与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向碗口内折边”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，带内折边圆筒的折边面垂直于转动轴轴线，永磁体分为两组、均衡地固定在带折边圆筒两端的折边处，且相邻永磁体的磁极性相异，所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，所有励磁凸极对的两个端口面左右相对，转动轴旋转时，固定于带折边圆筒两端折边上的全部永磁体均能从圆盘两侧所有“C形”励磁凸极对的端口面之间通过，且永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙。
根据权利要求4所述的交流永磁开关磁阻电动机，其特征在于：

所述励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯、两个励磁线圈、两个永磁体组件构成，该“C形”叠片铁芯的两个凸极端口面相对，励磁线圈绕于“C形”叠片铁芯外围，确保励磁磁场方向与其并联设置的永磁体组件所形成的磁场方向相同，而两个永磁体组件与在各自设置的并联励磁线圈的励磁作用下所形成的复合磁场方向在同一个闭合磁回路中是相反设置的，永磁体组件的磁极S和磁极N分别跨过励磁线圈，且永磁体组件的磁极S和磁极N紧贴于“C形”叠片铁芯的叠层断面；

或者，所述励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯、一组励磁线圈和两个永磁体构成，所述叠片铁芯上、下平行边框分别开有缺口，两个永磁体分别嵌入在上边框缺口和下边框缺口中，嵌入上边框缺口的永磁体N磁极端面沿顺时针方向紧贴于叠片铁芯，其S磁极端面沿逆时针方向紧贴于叠片铁芯，同样的，嵌入下边框缺口的永磁体N磁极端面顺时针方向紧贴于叠片铁芯，其S磁极端面沿逆时针方向紧贴于叠片铁芯，两个永磁体侧面与叠片铁芯之间存在空隙，所述励磁线圈绕于叠片铁芯竖直边框；

或者，所述励磁凸极对由一个“C形”叠片铁芯、两个励磁线圈和一个永磁体构成，所述叠片铁芯竖直边框开有缺口，一个永磁体嵌入在该边框缺口中，永磁体N磁极端面向上紧贴于叠片铁芯，其S磁极端面向下紧贴于叠片铁芯，永磁体侧面与叠片铁芯之间存在空隙，两个励磁线圈分别绕于该“C形”叠片铁芯的上、下边框外围；

所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒一端边缘与圆盘外沿固定连接，形成一个“碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒另一端边缘处，且相邻永磁体的磁极性相异,转动轴旋转时，固定于圆筒一端边缘的全部永磁体均能从定子励磁凸极对端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙,当永磁体位于励磁凸极对两个端口面之间，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路；

或者，所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒中部内壁与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向敞口碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒两端边缘处，且同一端边相邻永磁体的磁极性相异,不同端边相邻永磁体的磁极性相同,所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，所有励磁凸极对的两个端口面上下相对，转动轴旋转时，固定于圆筒两端边缘的全部永磁体均能从圆盘两侧所有励磁凸极对的端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙,当永磁体位于励磁凸极对两个端口面之间，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路。
一种交流永磁开关磁阻电动机，其构成包括定子、转子，定子由若干励磁凸极对构成，若干励磁凸极对均衡地固定于定子座，励磁凸极对由叠片铁芯和励磁线圈构成，励磁凸极对相互之间彼此磁隔离，每个励磁凸极对由独立的励磁线圈激励控制，

其特征在于：所述励磁凸极对由“U形”叠片铁芯、励磁线圈构成，该“U形”叠片铁芯的端口面朝向同一方向，

所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，转子支架的中心与转动轴固定，所述转子支架为圆盘形，若干永磁体以转动轴轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘的一个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体与外圈永磁体组成一个永磁凸极对，在同一个旋转面上相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子励磁凸极对两凸极之间的距离相同，转动轴旋转时，圆盘侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且各个永磁凸极对两个端口面与各个励磁凸极对两个端口面之间形成气隙，当转子上任何一个永磁凸极对两个端口面与定子上任何一个励磁凸极对两个端口面正对重合时，该永磁凸极对与该励磁凸极对之间即形成了一个最短磁回路；

或者，所述转子支架为圆盘形，若干永磁体以转动轴轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘的两个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体与外圈永磁体组成一个永磁凸极对，在同一个旋转面上相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子励磁凸极对两凸极之间的距离相同，所述若干“U形”励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘的两侧，转动轴旋转时，圆盘两个侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且各个永磁凸极对的端口面与各个励磁凸极对端口面之间形成气隙，当转子上任何一个永磁凸极对的两个端口面与定子上任何一个励磁凸极对两个端口面正对重合时,，该永磁凸极对与该励磁凸极对之间形成了一个最短磁回路。
根据权利要求7所述的交流永磁开关磁阻电动机，其特征在于：所述定子上励磁凸极对的数量为N，转子上永磁体或“永磁凸极对”的数量为M，N和M满足关系式M＝kN，该关系式中，M为大于等于2的偶数，N为大于等于2的自然数，当N为奇数，k取偶数，当N为偶数，k取自然数,且M/N之比不是正整数。
根据权利要求7所述的交流永磁开关磁阻电动机，其特征在于：

所述励磁凸极对由一个“U形”叠片铁芯、一个或两个励磁线圈、一个或两个永磁体组件或永磁体构成，所述“U形”叠片铁芯的两个凸极端口面朝向同一方向，励磁线圈绕于或“U形”叠片铁芯外围，所述永磁体组件的两个磁极面按设定紧贴于叠片铁芯的叠层断面，所述永磁体嵌入到叠片铁芯缺口中，永磁体的两个磁极面按设定紧贴于叠片铁芯缺口的叠层断面，永磁体侧面与叠片铁芯存在间隙，励磁线圈的绕制方向使得当该励磁线圈输入激励电流时，该叠片铁芯产生的励磁磁通方向与所附着的永磁体组件或永磁体的永磁磁通方向一致，当励磁线圈输入足够强的激励电流，励磁磁通能迫使闭合的永磁磁通打开，使永磁磁通汇入到励磁磁通主回路中，在叠片铁芯端口面形成复合励磁磁势；

所述转子由转动轴、转子支架和永磁体构成，转子支架中心与转动轴固定，若干永磁体均衡地固定在转子支架上，且相邻永磁体的磁极性相异，

转动轴旋转时，转子支架上若干永磁体的磁端口面与定子上若干励磁凸极对的端口面能逐个正对，正对时，励磁凸极对端口面的复合励磁磁势经空气气隙和永磁体形成最短闭合磁回路。
根据权利要求9所述的交流永磁开关磁阻电动机，其特征在于：

所述励磁凸极对由一个“U形”叠片铁芯、一组励磁线圈和一个永磁体组件构成，该“U形”叠片铁芯的两个凸极端口面朝向同一方向，励磁线圈绕于“U形”叠片铁芯边框外围，永磁体组件的磁极S和磁极N分别按设定跨过励磁线圈，且永磁体组件的磁极S和磁极N紧贴于“U形”叠片铁芯叠层断面；

或者，所述励磁凸极对由一个“U形”叠片铁芯、两组励磁线圈和两个永磁体组件构成，该“U形”叠片铁芯的两个凸极端口面朝向同一方向，励磁线圈绕于“U形”叠片铁芯两条平行边框外围，两个永磁体组件的磁极S和磁极N分别按设定跨过励磁线圈，且两个永磁体组件的磁极S和磁极N紧贴于“U形”叠片铁芯叠层断面；

所述转子支架为圆盘形，若干永磁体以转动轴轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘的一个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体与外圈永磁体组成一个永磁凸极对，相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子励磁凸极对两凸极之间的距离相同，转动轴旋转时，圆盘侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且各个永磁凸极对的端面与各个励磁凸极对端口面之间形成气隙，当永磁凸极对与励磁凸极对的磁端口面相重合时，永磁凸极对与励磁凸极对之间形成一个具气隙的闭合磁回路；

或者，所述转子支架为圆盘形，若干永磁体以转动轴轴线为对称轴，分内圈和外圈设置于导磁圆盘的两个侧面，内圈永磁体相互之间的间隔相等，外圈永磁体相互之间的间隔也相等，由于圆盘导磁，设置在同一条径线上的内圈永磁体与外圈永磁体组成一个永磁凸极对，相邻两个永磁凸极对的磁极性相异，每个永磁凸极对两凸极之间的距离与定子励磁凸极对两凸极之间的距离相同，转动轴旋转时，圆盘两个侧面上的各个永磁凸极对依次扫过定子上的各个励磁凸极对，且各个永磁凸极对的端面与各个励磁凸极对端口面之间形成气隙，当永磁凸极对与励磁凸极对的磁端口面相重合时，永磁凸极对与励磁凸极对之间形成一个具气隙的闭合磁回路。
一种交流永磁开关磁阻电动机的激励控制方法，该交流永磁开关磁阻电动机的定子由定子座和若干复合励磁凸极对单元构成，若干复合励磁凸极对单元均衡地固定于定子座，复合励磁凸极对单元彼此之间磁隔离，每个复合励磁凸极对单元由独立励磁线圈激励控制，所述复合励磁凸极对由一个“C形”或“U形”叠片铁芯、一个或两个励磁线圈、一个或两个永磁体组件或永磁体构成，所述“C形”叠片铁芯的两个凸极端口面相对、所述“U形”叠片铁芯的两个凸极端口面朝向同一方向，励磁线圈绕于“C形”或“U形”叠片铁芯外围，所述永磁体组件的两极按设定紧贴于叠片铁芯的叠层断面，所述永磁体嵌入到叠片铁芯缺口中，永磁体的两极按设定紧贴于叠片铁芯的叠层断面，永磁体侧面与叠片铁芯存在间隙，励磁线圈的绕制方向使得当该励磁线圈输入电流时，该叠片铁芯产生的励磁磁通方向与所附着的永磁体组件或永磁体的永磁磁通方向一致，当励磁线圈输入足够强的激励电流，励磁磁通能迫使闭合的永磁磁通打开，使永磁磁通汇入到励磁磁通主回路中，在叠片铁芯端口面形成复合励磁磁势；所述转子由转动轴、转子支架和永磁体构成，转子支架中心与转动轴固定，若干永磁体均衡地固定在转子支架上，且相邻永磁体的磁极性相异，转动轴旋转时，转子支架上若干永磁体的磁端口面与定子上若干励磁凸极对的端口面能逐个正对，正对时，励磁凸极对端口面的复合励磁磁势经空气气隙和永磁体形成最短闭合磁回路，

其特征在于：所述激励控制方法是，以方波或近似方波的单向脉冲电流或正负交变的脉冲电流激励定子上复合励磁凸极对的励磁线圈，确保每个脉冲电流在磁回路中产生的励磁磁通密度不小于永磁体组件在同一回路中所形成的磁通密度，这样，励磁线圈激励电流所产生的励磁磁通会迫使与它并联设置的励磁铁芯中原来静态的永磁磁通改变闭合方向，与电激励励磁通叠加复合，从而在复合励磁凸极对的两个凸极端口面形成磁极性相异的复合励磁磁势，该复合励磁磁势能穿过气隙，并通过转子支架上的永磁体或永磁凸极对，形成新的闭合磁回路，这种新的闭合磁回路正是磁阻电动机转子获得转动力矩所需要的最短磁回路，电动机转子旋转时，当转子支架上的任何一个永磁体或任何一个永磁凸极对的径向中心线与定子上任何一个复合励磁凸极对的径向中心线相重合对齐时，该复合励磁凸极对的励磁线圈中原有电流方向的电流将关闭至零，此时，改变或控制已重合转子凸极对径向中心线与相邻的定子励磁绕组凸极对的径向中心线之间夹角范围内电流换向导通的角度(即改变转子凸极中心与旋转方向的下一个励磁凸极对中心线之间的换向开通的角度坐标，或是改变在重合中心线与相邻绕组励磁凸极对径向中心线之间的夹角范围内的换向导通的前后时间)即可以实现控制电动机转子与定子之间气隙内的转矩大小，以达到既可以控制电机的转速、又可以达到充分利用永磁增效节能效果。