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电机

阅读：498发布：2020-05-13

IPRDB可以提供电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种电机，包括：外定子，所述外定子包括至少一个外定子分块，所述外定子分块的数量小于沿所述电机的周向连接成闭环形所需的外定子分块的数量；内定子，所述内定子在所述电机的径向上位于所述外定子的内侧且与所述外定子间隔设置，所述内定子包括至少一个内定分块，所述内定子分块的数量与所述外定子分块的数量相同；可旋转的转子，所述转子为沿所述电机的周向延伸的闭环形，所述转子在所述电机的径向上位于所述外定子的内侧以及所述内定子的外侧。根据本发明实施例的电机，提高了低速大转矩驱动场合下的电机效率，可应用于家用电器、电动汽车、风力发电等场合，该电机的结构简单、系统效率高、节约成本、应用范围广。，下面是电机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电机，其特征在于，包括：

外定子，所述外定子包括至少一个外定子分块，所述外定子分块的数量小于沿所述电机的周向连接成闭环形所需的外定子分块的数量；

内定子，所述内定子在所述电机的径向上位于所述外定子的内侧且与所述外定子间隔设置，所述内定子包括至少一个内定分块，所述内定子分块的数量与所述外定子分块的数量相同；

可旋转的转子，所述转子为沿所述电机的周向延伸的闭环形，所述转子在所述电机的径向上位于所述外定子的内侧以及所述内定子的外侧。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述外定子分块为多个且沿所述电机的周向均匀排布，所述内定子分块为多个且沿所述电机的周向均匀排布。

3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述外定子分块和所述内定子分块沿所述电机的周向一一相对地设置。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子包括：多个导磁铁芯；

多个非导磁间隔块，多个所述导磁铁芯和多个所述非导磁间隔块沿所述电机的周向交替排列。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述外定子分块包括：外定子导磁铁芯；

定子绕组，所述定子绕组绕制在所述外定子导磁铁芯上。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述内定子分块包括：内定子导磁铁芯；

永磁体，所述永磁体设在所述内定子导磁铁芯上。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，每个所述外定子分块产生的磁场的极对数为ps，所述内定子的永磁体的数量为npm0且每个所述内定子分块产生的磁场的极对数为pf＝npm0/2，所述转子的导磁铁芯的数量为pr且满足：pr＝n0|ps±pf|，其中，n0为沿所述电机的周向连接成闭环形所需的外定子分块的数量。

8.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述内定子分块包括：内定子导磁铁芯；

定子绕组，所述定子绕组绕制在所述内定子导磁铁芯上。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述外定子分块包括：外定子导磁铁芯；

永磁体，所述永磁体设在所述外定子导磁铁芯上。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，每个所述内定子分块产生的磁场的极对数为ps，所述外定子的永磁体的数量为npm0且每个所述外定子分块产生的磁场的极对数为pf＝npm0/2，所述转子的导磁铁芯的数量为pr且满足：pr＝n0|ps±pf|，其中，n0为沿所述电机的周向连接成闭环形所需的内定子分块的数量。

11.根据权利要求6或9所述的电机，其特征在于，还包括：定子固定板，所述内定子导磁铁芯在所述电机的径向上位于所述外定子导磁铁芯的内侧且与所述外定子导磁铁芯间隔设置；

转子固定板，所述转子固定板与所述定子固定板沿所述电机的轴向间隔开布置且与所述输出轴相连，所述转子设在所述转子固定板上。

12.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，每个所述外定子分块具有多个定子齿和分别位于相邻定子齿之间的多个齿槽，每个所述外定子分块的定子齿的数量为Ns0，每个所述外定子分块的相邻齿槽的槽距角为α0且满足：α0＝2π/Ns0/n0，其中，n0为沿所述电机的周向连接成闭环形所需的外定子分块的数量。

13.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述外定子的中心轴线、所述内定子的中心轴线和所述转子的中心轴线重合。

说明书全文

电机

技术领域

[0001] 本发明涉及电机技术领域，更具体地，涉及一种电机。

背景技术

[0002] 目前，直接驱动技术已经越来越多的应用到工业和生活中。由于省略了传动装置，直接驱动技术的系统效率得到了有效地提高，相关技术中，直接驱动技术主要应用于低速
大转矩的场合，为了尽可能的提高低速大转矩驱动场合下的电机效率，电机需要尽可能的
增加外径或轴向长度，定子的体积明显增大，定子部分的成本相应增加。

发明内容

[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

[0004] 为此，本发明提出一种电机，该电机的结构简单、系统效率高、节约成本、应用范围广。

[0005] 根据本发明实施例的电机，包括：外定子，所述外定子包括至少一个外定子分块，所述外定子分块的数量小于沿所述电机的周向连接成闭环形所需的外定子分块的数量；内
定子，所述内定子在所述电机的径向上位于所述外定子的内侧且与所述外定子间隔设置，
所述内定子包括至少一个内定分块，所述内定子分块的数量与所述外定子分块的数量相
同；可旋转的转子，所述转子为沿所述电机的周向延伸的闭环形，所述转子在所述电机的径
向上位于所述外定子的内侧以及所述内定子的外侧。

[0006] 根据本发明实施例的电机，通过在转子的内侧和外侧分别设置内定子分块和外定子分块，并使外定子分块和内定子分块的数量相等，这样在转子外径改变的基础上，定子的
体积不会发生明显变化，节约了定子部分的成本，同时提高了低速大转矩驱动场合下的电
机效率；而在不改变转子的径向尺寸，可以减小电机的整机尺寸，使电机的结构更加紧凑，
适于应用在家用电器、电动汽车、风力发电等场合。该电机的结构简单、工作效率高、成本较
低、应用范围广。

[0007] 另外，根据本发明实施例的电机，还可以具有如下附加的技术特征：

[0008] 根据本发明的一个实施例，所述外定子分块为多个且沿所述电机的周向均匀排布，所述内定子分块为多个且沿所述电机的周向均匀排布。

[0009] 根据本发明的一个实施例，所述外定子分块和所述内定子分块沿所述电机的周向一一相对地设置。

[0010] 根据本发明的一个实施例，所述转子包括：多个导磁铁芯和多个非导磁间隔块，多个所述导磁铁芯和多个所述非导磁间隔块沿所述电机的周向交替排列。

[0011] 根据本发明的一个实施例，所述外定子分块包括：外定子导磁铁芯和定子绕组，所述定子绕组绕制在所述外定子导磁铁芯上。

[0012] 根据本发明的一个实施例，所述内定子分块包括：内定子导磁铁芯和永磁体，所述永磁体设在所述内定子导磁铁芯上。

[0013] 根据本发明的一个实施例，每个所述外定子分块产生的磁场的极对数为ps，所述内定子的永磁体的数量为npm0且每个所述内定子分块产生的磁场的极对数为pf＝npm0/2，
所述转子的导磁铁芯的数量为pr且满足：pr＝n0|ps±pf|，其中，n0为沿所述电机的周向连
接成闭环形所需的外定子分块的数量。

[0014] 根据本发明的一个实施例，所述内定子分块包括：内定子导磁铁芯和定子绕组，所述定子绕组绕制在所述内定子导磁铁芯上。

[0015] 根据本发明的一个实施例，所述外定子分块包括：外定子导磁铁芯和永磁体，所述永磁体设在所述外定子导磁铁芯上。

[0016] 根据本发明的一个实施例，每个所述内定子分块产生的磁场的极对数为ps，所述外定子的永磁体的数量为npm0且每个所述外定子分块产生的磁场的极对数为pf＝npm0/2，
所述转子的导磁铁芯的数量为pr且满足：pr＝n0|ps±pf|，其中，n0为沿所述电机的周向连
接成闭环形所需的内定子分块的数量。

[0017] 根据本发明的一个实施例，所述电机还包括：定子固定板和转子固定板，所述内定子导磁铁芯在所述电机的径向上位于所述外定子导磁铁芯的内侧且与所述外定子导磁铁
芯间隔设置，所述转子固定板与所述定子固定板沿所述电机的轴向间隔开布置且与所述输
出轴相连，所述转子设在所述转子固定板上。

[0018] 根据本发明的一个实施例，每个所述外定子分块具有多个定子齿和分别位于相邻定子齿之间的多个齿槽，每个所述外定子分块的定子齿的数量为Ns0，每个所述外定子分块
的相邻齿槽的槽距角为α0且满足：α0＝2π/Ns0/n0，其中，n0为沿所述电机的周向连接成闭
环形所需的外定子分块的数量。

[0019] 根据本发明的一个实施例，所述外定子的中心轴线、所述内定子的中心轴线和所述转子的中心轴线重合。

[0020] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0021] 图1是根据本发明实施例的电机的纵向剖视图；

[0022] 图2是根据本发明实施例的电机的截面图；

[0023] 图3是根据本发明另一个实施例的电机的纵向剖视图；

[0024] 图4是根据本发明另一个实施例的电机的截面图；

[0025] 图5是图4中D部的放大图。

[0026] 附图标记：

[0027] 100：电机；

[0028] 10：外定子；10a：定子齿；10b：齿槽；

[0029] 11：外定子导磁铁芯；12：定子绕组；13：永磁体；

[0030] 20：内定子；

[0031] 21：内定子导磁铁芯；22：永磁体；23：定子绕组；

[0032] 30：转子；

[0033] 31：导磁铁芯；32：非导磁间隔快；

[0034] 40：输出轴；

[0035] 50：轴承；

[0036] 60：定子固定板；

[0037] 70：转子固定板。

具体实施方式

[0038] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0039] 下面结合附图1至图5具体描述根据本发明实施例的电机100。

[0040] 根据本发明实施例的电机100包括：外定子10、内定子20、可旋转的转子30和输出轴40。

[0041] 具体而言，外定子10包括至少一个外定子分块，外定子分块的数量小于沿电机100的周向连接成闭环形所需的外定子分块的数量，内定子20在电机100的径向上位于外定子
10的内侧且与外定子10间隔设置，内定子20包括至少一个内定分块，内定子分块的数量与
外定子分块的数量相同且外定子分块和内定子分块沿电机100的周向一一相对地设置，转
子30为沿电机100的周向延伸的闭环形，转子30在电机100的径向上位于外定子10的内侧以
及内定子20的外侧，输出轴40与转子30相连。

[0042] 换言之，该电机100主要由外定子10、内定子20、可旋转的转子30和输出轴40组成，其中，外定子10由至少一个外定子分块组成，内定子分块由至少一个内定子分块组成，外定
子分块与内定子分块的数量相同，分别小于沿电机100周向连接为封闭环形需要的分块数
量，外定子分块和内定子20沿着电机100的周向一一对应设置，在电机100的径向方向上，外
定子10与内定子20间隔开设置，即外定子10与内定子20之间隔有一定的距离,且外定子10
位于内定子20的外侧。

[0043] 此外，转子30形成为沿电机100周向的封闭环形，在电机100的径向方向上外定子10与内定子20之间的间隔内设置有转子30，即在电机100径向上转子30位于外定子10的内
侧及内定子20的外侧，转子30与输出轴40相连接，转子30转动带动输出轴40也发生转动，进
而对外界做功。

[0044] 由此，根据本发明实施例的电机100，通过在转子30的内侧和外侧分别设置内定子分块和外定子分块，并使外定子分块和内定子分块的位置对应且数量相等，这样在转子30
外径改变的基础上，定子的体积不会发生明显变化，节约了定子部分的成本，同时提高了低
速大转矩驱动场合下的电机100效率；而在不改变转子30的径向尺寸，可以减小电机100的
整机尺寸，使电机100的结构更加紧凑，适于应用在家用电器、电动汽车、风力发电等场合。
该电机100的结构简单、工作效率高、成本较低、应用范围广。

[0045] 在本发明的一些具体实施方式中，外定子分块和内定子分块分别包括一个。

[0046] 具体地，如图3至图5所示，电机100的外定子10包括一个外定子分块，相对应地，内定子20也包括一个内定子分块，外定子分块与内定子分块的位置相对应，即外定子10和内
定子20分别形成设在转子30的外侧和内侧的弧形段，在保证产生高转矩的基础上，有利于
减小电机100的体积，既可以降低电机100的成本，又可以实现电机100的轻量化。

[0047] 在本发明的另一些具体实施例方式中，外定子分块为多个且沿电机100的周向均匀排布，内定子分块为多个且沿电机100的周向均匀排布。

[0048] 也就是说，外定子10包括多个沿着电机100的周向均匀间隔的布置的外定子分块，内定子20包括多个沿着电机100的周向均匀间隔的布置的内定子分块，且多个外定子分块
的位置与多个内定子分块的位置一一对应，每个外定子分块与相对应的内定子分块在电机
100的径向上间隔设置，且外定子分块位于内定子20的外侧,这样可以将转子30设置在外定
子10与内定子20之间，从而保证外定子10和内定子20可以产生均匀的磁场，从而提高电机
100的性能，进而提高电机100的品质。

[0049] 可以理解的是，外定子分块和内定子分块的数量可以依据实际情况灵活设定，例如、如可以设置三个外定子分块和三个内定子分块；或者外定子分块和内定子分块的数量
分别包括五个等。

[0050] 其中，转子30包括：多个导磁铁芯31和多个非导磁间隔块32，多个导磁铁芯31和多个非导磁间隔块32沿电机100的周向交替排列。

[0051] 换句话说，转子30主要由多个导磁铁芯31和多个非导磁间隔块32组成，多个导磁铁芯31和多个非导磁间隔块32在电机100周向上分别相互交替排布以构成封闭环形，即在
每个导磁铁芯31的相邻两侧分别设置有一个非导磁间隔块32，每两个非导磁间隔块32之间
设有一个导磁铁芯31，这样可以依据负载的大小自由进行选取转子30外径，定子的体积不
会发生明显变化，不会对定子的用量产生影响。

[0052] 在电机100径向上、多个导磁铁芯31和多个非导磁间隔块32形成的封闭环形转子30位于外定子10与内定子20之间，即在电机100径向上、转子30位于内定子20的外侧，外定
子10的内侧，且转子30分别与外定子10和内定子20具有一定的间隙，转子30转动时，外定子
10和内定子20不会对转子30产生卡死的现象，保证电机100的正常工作。

[0053] 在本发明的一些具体实施方式中，外定子分块包括：外定子导磁铁芯11和定子绕组12，定子绕组12绕制在外定子导磁铁芯11上。

[0054] 也就是说，外定子分块主要由外定子导磁铁芯11和定子绕组12构成，外定子导磁铁芯11可以由高高导磁材料加工而成，定子绕组12绕设在外定子导磁铁芯11上，如图2所
示，将定子绕组12绕设在外定子导磁铁芯11的A、B和C三处，定子绕组12形成三相绕组，当通
入三相电流时，每个外定子分块对应的定子绕组12就会产生磁场。

[0055] 其中，每个外定子分块具有多个定子齿10a和分别位于相邻定子齿10a之间的多个齿槽10b，每个外定子分块的定子齿10a的数量为Ns0，每个外定子分块的相邻齿槽10b的槽
距角为α0且满足：α0＝2π/Ns0/n0，其中，n0为沿电机100的周向连接成闭环形所需的外定子
分块的数量。

[0056] 如图1所示，在每个外定子分块上布置有多个定子齿10a，多个定子齿10a限定出多个齿槽10b，定子齿10a与齿槽10b交替排布，用Ns0表示每个外定子分块的定子齿10a的数
量，用α0表示每个外定子分块的相邻齿槽10b的槽距角，则Ns0与α0满足α0＝2π/Ns0/n0，n0
表示沿电机100的周向连接成闭环形所需的外定子分块的数量，即每个外定子分块的相邻
齿槽10b的槽距角等于360°与每个外定子分块的定子齿10a的数量为Ns0的商的n0倍。

[0057] 此外，内定子分块包括：内定子导磁铁芯21和永磁体22，永磁体22设在内定子导磁铁芯21上。如图2所示，内定子20主要由内定子导磁铁芯21和永磁体22组成，内定子导磁铁
芯21同样可以由高导磁材料加工而成，永磁体22设置在内定子导磁铁芯21上，在电机100的
周向上、永磁体22均匀间隔地排布在内定子导磁铁芯21上，永磁体22采用平行充磁的方式，
即相同极性的永磁体22相对的方式均匀的布置在内定子导磁铁芯21上，可以产生等效的永
磁磁场。

[0058] 优选地，每个外定子分块产生的磁场的极对数为ps，内定子20的永磁体22的数量为npm0且每个内定子分块产生的磁场的极对数为pf＝npm0/2，转子30的导磁铁芯31的数量
为pr且满足：pr＝n0|ps±pf|，其中，n0为沿电机100的周向连接成闭环形所需的外定子分
块的数量。

[0059] 例如，当给定子绕组12通入对应相数的驱动电流(如三相定子绕组通入三相电流)时，每个外定子分块的定子绕组12产生极对数为ps的磁场，相对应地，内定子20永磁体22数
量为npm0，每个内定子分块的永磁体22产生的等效永磁磁场的极对数为pf＝npm0/2，即每
个内定子分块的永磁体22产生的磁场极对数是内定子20永磁体22个数的一半。

[0060] 此外，转子30具有pr个导磁铁芯31，并且导磁铁芯31的数量pr应该满足pr＝n0|ps±pf|，即转子30的导磁铁芯31数量等于沿电机100的周向连接成闭环形所需的外定子分块
的数量与每个外定子10产生磁场极对数和每个内定子20产生磁场极对数的和或者差的绝
对值的乘积，也可说成为，转子30的导磁铁芯31数量是每个外定子10产生磁场极对数和每
个内定子20产生磁场极对数的和或者差的绝对值的n0倍(n0为沿电机100的周向连接成闭
环形所需的外定子分块的数量)，如转子30导磁铁芯31的数量为pr＝30，满足公式pr＝n0|
ps±pf|。

[0061] 需要说明的是，上述实施例中的电机100主要包括三层结构，即外定子10、转子30和内定子20，其中外定子10包括外定子导磁铁芯11和定子绕组12，即外定子10为定子绕组
励磁侧，内定子20包括内定子导磁铁芯21和永磁体22，即内定子20为定子永磁励磁侧，定子
绕组励磁侧和定子永磁励磁侧作为定子的组成部分，可以分别布置在电机100径向的最外
层和最内层，也可以相反布置，即定子绕组励磁侧布置在最电机100径向的最内层，定子永
磁励磁侧布置在电机100径向的最外层，转子30位于定子绕组励磁侧和定子永磁励磁侧的
中间。

[0062] 在本发明的另一些具体实施方式中，内定子分块包括：内定子导磁铁芯21和定子绕组23，定子绕组23绕制在内定子导磁铁芯21上,外定子分块包括：外定子导磁铁芯11和永
磁体13，永磁体13设在外定子导磁铁芯11上。

[0063] 换句话说，通过将上述实施例的外定子10与内定子20的位置相反布置，也就是说，图1中的外定子10布置为图3中的内定子20，图1中的内定子20布置为图3中的外定子，图3至
图5中的外定子为定子永磁励磁侧，内定子20为定子绕组励磁侧。

[0064] 进一步地，每个内定子分块产生的磁场的极对数为ps，外定子的永磁体13的数量为npm0且每个外定子分块产生的磁场的极对数为pf＝npm0/2，转子30的导磁铁芯31的数量
为pr且满足：pr＝n0|ps±pf|，其中，n0为沿电机100的周向连接成闭环形所需的内定子分
块的数量。

[0065] 可以理解的是，通过相反布置后的内定子与外定子，每个内定子分块的定子绕组23产生的磁场极对数表示为ps，外定子10上的安装的永磁体13数量为npm0，每个外定子分
块上永磁体13产生磁场的极对数为外定子10上安放的永磁体13个数的一半，转子30的导磁
铁芯31数量为每个内定子分块产生的磁场极对数与每个外定子分块产生磁场极对数和或
差的n0倍，其中，n0为沿电机100的周向连接成闭环形所需的内定子分块的数量。

[0066] 此外，电机100还包括：定子固定板60和转子固定板70，内定子导磁铁芯21在电机100的径向上位于外定子导磁铁芯11的内侧且与外定子导磁铁芯11间隔设置，转子固定板
70与定子固定板60沿电机100的轴向间隔开布置且与输出轴40相连，转子30设在转子固定
板70上。

[0067] 具体地，如图1和图3所示，电机100还包括定子固定板60和转子固定板70，在电机100的径向上，依次由外到内设置有外定子导磁铁芯11、转子30及内定子导磁铁芯21，即外
定子导磁铁芯11位于最外层，内定子导磁铁芯21位于最内层，外定子导磁铁芯11与内定子
导磁铁芯21之间间隔一定间隙，并在该间隔处设置有转子30。

[0068] 外定子导磁铁芯11和内定子导磁铁芯21分别安放在定子固定板60上，在定子固定板60的底部中心处连接有输出轴40和轴承50，转子固定板70在输出轴40的轴向上与定子固
定板60间隔布置，转子固定板70位于定子固定板60的上方，转子固定板70分别与输出轴40
和转子30相连接，转子30通过转子固定板70可以带动输出轴40转动，输出轴40通过轴承50
与定子固定板60保持旋转的独立性，此外，定子固定板60起到承载上端部件的作用。

[0069] 优选地，外定子10的中心轴线、内定子20的中心轴线和转子30的中心轴线重合。

[0070] 如图2所示，多个外定子分块和多个内定子分块分别沿着电机100的周向均匀间隔布置，转子30呈封闭的环形，由外定子10构成的环形，转子30的封闭环形及内定子20构成的
环形的三个环形的圆心重合(即图2中输出轴40的位置)，即外定子10的中心轴线、内定子20
的中心轴线与转子30的中心轴线为同一中心轴线。

[0071] 下面结合具体实施例详细描述根据本发明实施例的电机100。

[0072] 如图1至图5所示，根据本发明实施例的电机100包括：外定子10、内定子20、可旋转的转子30、输出轴40、轴承50、定子固定板60和转子固定板70。

[0073] 具体地，外定子10由多个定子分块组成(图2中所示为3个外定子10分块外定子分块)，内定子20由多个定子分块组成(图2中所示为3个内定子20分块内定子分块)，3个外定
子10分块外定子分块与3个内定子20分块内定子分块分别沿着电机100的周向均匀间隔排
布，在电机100的径向上，外定子10分块外定子分块与内定子20分块内定子分块间隔设置，
而且位置一一对应，外定子10分块外定子分块位于内定子20分块内定子分块的外侧，转子
30设置在外定子10由内定子20之间，形成封闭的环形，在电机100的径向上，从外到内依次
为外定子10、转子30和内定子20。

[0074] 外定子10和内定子20安放在定子固定板60上，输出轴40位于定子固定板60的中心，通过轴承50与定子固定板60相连接，在输出轴40的轴向上，转子固定板70与定子固定板
60间隔布置，转子固定板70与输出轴40和转子30相连接。

[0075] 如图1和图2所示，在本实施例中，需要进一步说明的是，该电机100主要包括三层结构，即定子绕组励磁侧、定子永磁励磁侧，以及磁阻转子30，定子绕组励磁侧和定子永磁
励磁侧作为定子的组成部分，可以分别布置在电机100径向的最外层和最内层，也可以反
之，即分别布置在最内层和最外层，转子30位于定子绕组励磁侧和定子永磁励磁侧的中间，
而且通过固定的空气间隙与之保持间隔。

[0076] 定子绕组励磁侧(即外定子10)由高导磁材料构成分块的外定子导磁铁芯11和在其上绕设的定子绕组12构成，定子绕组12可以为单相或多相，其实际分块数n1与其沿电机
100周向填满整圆所需的理论分块数n0(即一个完整圆周的定子导磁铁芯所对应的外定子
导磁铁芯11的个数)满足1≤n111齿数相匹配的正整数，每一分块导磁铁芯11的齿数为Ns0，槽距角满足α0＝2π/Ns0/n0，当
通入与定子绕组12相对应相数的驱动电流时，每一个定子绕组励磁侧分块产生极对数为ps
的磁场。

[0077] 定子永磁励磁侧(即内定子20)由高导磁材料构成的内定子导磁铁芯21和永磁体22构成，永磁体22以交替极性的方式沿电机100周向均匀排布，可以采用转子30的任何安装
形式，即内置式(IPM)，表面贴装式(SPM)，表面嵌装式(Inset-SPM)等等。定子永磁侧的理论
分块数为n0(即一个完整圆周的定子导磁铁芯所对应的内定子导磁铁芯21的个数)，其实际
分块数与定子绕组励磁侧相同，定子永磁励磁侧的永磁体22数为npm0，每一个分块的定子
永磁励磁侧产生的等效磁场极对数为pf＝npm0/2。

[0078] 磁阻转子(即转子30)由高导磁材料构成的导磁铁芯31和非导磁材料构成的非导磁间隔块32交替排布构成一个完整的圆周(封闭环形)，不采用分块的形式，磁阻转子的铁
芯块数为pr。优选地，磁阻转子的导磁铁芯31数量应该满足pr＝n0|ps±pf|。磁阻转子通过
转子固定板70和输出轴40直接相连接，作为电机100的转矩输出元件。

[0079] 下面根据结合多个实施例对本发明实施例的电机100进行详细描述。

[0080] 实施例一

[0081] 如图1和图2所示，外定子10排布在电机100径向三层结构的最外侧，内定子20排布在电机100径向三层结构的最内侧，转子30位于两层定子的中间，并与两层定子之间保持一
定的间隙，外定子10和内定子20分别安放在定子固定板60上，转子30通过转子固定板70与
输出轴40直接连接，输出轴40通过轴承50与定子固定板60相连接，并保持旋转独立性。

[0082] 外定子10的实际分块数n1＝3，理论分块数n0＝12，外定子10由外定子导磁铁芯11和绕制在其上的定子绕组12构成，每个外定子分块的齿数Ns0＝3，定子绕组12为三相绕组，
绕组线圈跨距为1，当注入三相电流时，每个外定子分块产生极对数ps＝1的磁场。

[0083] 内定子20的分块数也为n1＝3，由内定子导磁铁芯21和永磁体22构成，永磁体22采用平行充磁方式，以相同极性永磁体22相对的方式均匀安放在内定子导磁铁芯21中，产生
的等效永磁磁场极对数pf＝1.5，转子30由导磁铁芯31以及非导磁间隔块32构成，转子30导
磁铁芯31的块数pr＝30，满足优选公式，即pr＝n0|ps±pf|。

[0084] 实施例二

[0085] 如图3至图5所示，外定子10排布在电机100径向三层结构的最外侧，内定子20排布在电机100径向三层结构的最内侧，转子30位于两层定子的中间，并与两层定子保持一定的
间隙，外定子10和内定子20安放在定子固定板60上，转子30通过转子固定板70与输出轴40
直接连接，输出轴40通过轴承50与定子固定板60相连接，并保持旋转独立性。

[0086] 内定子20的实际分块数n1＝1，理论分块数n0＝16，内定子20由内定子导磁铁芯21和绕制在其上的定子绕组23构成，每个内定子分块的齿数Ns0＝3，定子绕组23为三相绕组，
绕组线圈跨距为1，当注入三相电流时，每个内定子分块产生极对数ps＝1的磁场。

[0087] 外定子10的分块数也为n1＝1，由外定子导磁铁芯11和永磁体13构成，永磁体13采用平行充磁，以相同极性永磁体13相对的方式均匀安放在每个外定子10中，产生的等效永
磁磁场极对数pf＝3。转子30由导磁铁芯31以及非导磁间隔块32构成，转子30的导磁铁芯31
的块数pr＝64，满足优选公式，即pr＝n0|ps±pf|。

[0088] 此外，外定子10的外定子导磁铁芯11、内定子20的内定子导磁铁芯21以及转子30的导磁铁芯可以采用硅钢片、钴钢片、坡莫合金、SMC等高磁导率材料制作，但本发明不仅限
于此。定子绕组23可以为单相或多相，定子绕组23的形式可以为分数槽绕组或整数槽绕组，
定子绕组23的材料可以采用铜漆包线、铝漆包线等，但本发明不对此作出具体限定。

[0089] 内定子20可以采用常规永磁转子30的任何安装形式，即内置式(IPM)，表面贴装式(SPM)，表面嵌装式(Inset-SPM)等，永磁体13可以采用铝铁硼、铁氧体、钐钴、铝镍钴等高矫
顽力永磁材料制成，本发明也不仅限于此。

[0090] 本发明的转子30的外径可以随着负载类型自由选取，不会明显改变定子体积，且在转子30外径改变的前提下，不会明显影响永磁体13的用量。在一定的定子励磁磁场作用
下，电机100输出转矩与电机100的外径成平方关系增大，因此，可以在不明显改变成本及定
子体积的情况下，通过增加转子30的外径，极大的提高电机100的转矩密度。

[0091] 由此，通过沿电机100的周向设置一一对应且数量相等的外定子分块和内定子分块，在电机100的径向方向上内定子20与外定子10间隔开设置，且内定子20位于外定子10的
内侧，转子30形成为沿电机100周向延伸的闭环形，设置在外定子10与内定子20之间，这样
在转子30外径改变时，定子的体积不会发生明显变化，节约了定子部分的成本，同时提高了
低速大转矩驱动场合下的电机100效率，结构简单，可以应用于家用电器、电动汽车、风力发
电等场合。该电机100的结构简单、系统效率高、节约成本、应用范围广。

[0092] 根据本发明实施例的电机100其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

[0093] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

[0094] 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
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。

[0095] 在本发明中，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

[0096] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。

[0097] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。

标题	发布/更新时间	阅读量
电机-专利编号CN110971066A	2020-05-11	1028
电机-专利编号CN106612019B	2020-05-11	235
电机-专利编号CN110971064A	2020-05-11	959
电机-专利编号CN107834718A	2020-05-12	459
电机-专利编号CN106451968A	2020-05-13	859
电机-专利编号CN106451966B	2020-05-12	678
电机-专利编号CN106374709B	2020-05-12	401
电机-专利编号CN106374709A	2020-05-13	1007
电机-专利编号CN106374707A	2020-05-13	496
电机-专利编号CN111082600A	2020-05-11	854

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