CN101841194B - 永磁电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及永磁电机。该永磁电机包括转子和包括多个定子磁极部分的定子。每个定子磁极部分包括铁芯部分，具有布置成相邻于该铁芯部分的内端件和相对于所述内端件在径向外侧布置成相邻于所述铁芯部分的外端件，其中所述内端件包括适于在暴露于第一磁场强度期间饱和的第一磁性材料，所述外端件包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第二磁场强度期间饱和的第二磁性材料，其中，所述第二磁场强度大于所述第一磁场强度。

Description

永磁电机

技术领域

本发明总体上涉及永磁电机，并且更具体地涉及供永磁电机使用的定子。

背景技术

交流(AC)电动机用于各种用途。为了给AC电动机提供动力，通常经由直流(DC)总线电压源例如电池向AC电动机供应电流。电流流过AC电动机的定子或转子中的绕组来产生磁场。电流在AC电动机内产生转矩，从而引起转子旋转并且由此产生机械动力。为了降低AC电动机中由电流输入期间可能存在于AC电动机中的谐波所引起的不需要的转矩脉动，使用电压源型逆变器把来自DC总线电压源的电流变换成正弦形状的电动机相电流。

在一些情况中，AC电动机可以是永磁(PM)电机。通常，当PM电机的速度升高时，供给PM电机的电流量增大。然而，如果PM电机在预定速度之上运转，那么PM电机内的相电压会超过来自DC总线电压的所供应的总线电压，这会形成电机磁通(亦称为反电动势(EMF))。通常，反EMF会不合期望地降低PM电机的运行效率。

为了保持对PM电机的控制，可使用场弱化来降低反EMF。在这方面，通常在PM电机上应用去磁电流来降低PM电机的磁体磁通或总磁通。虽然这种场弱化技术足够地起作用，但还可改善。具体而言，PM电机中可包含附加部件以便提供去磁电流，这会不合期望地增大PM电机的重量和尺寸。而且，向PM电机提供去磁电流会把能量源引向不产生转矩的电流。另外，PM电机的转速会受到可被供应以抵消反EMF的去磁电流的量的限制。

因此，期望有一种PM电机，其可用最少的附加部件来降低反EMF。此外，还期望改善的PM电机能够以高于传统PM电机运转速度的转速进行运转。而且，本发明的其它期望特性和特征将通过随后的详细描述和随附的权利要求并结合附图和前述技术领域以及背景技术变得更明显。

发明内容

提供了永磁电机。根据一种实施例，仅仅举例来说，一种永磁电机，包括转子和定子，所述定子包括沿周向布置在所述定子周围的多个定子磁极部分。每个定子磁极部分包括沿着所述定子轴向延伸的铁芯部分、布置成相邻于所述铁芯部分的内端件和相对于所述内端件在径向外侧布置成相邻于所述铁芯部分的外端件，所述内端件包括适于在暴露于第一磁场强度期间饱和的第一磁性材料，所述外端件包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露在第二磁场强度期间饱和的第二磁性材料，其中，所述第二磁场强度大于所述第一磁场强度。

根据另一实施例，仅仅举例来说，一种永磁电机，包括转子和定子，所述定子包括沿周向布置在所述定子周围的多个定子磁极部分。每个定子磁极部分包括沿着所述定子轴向延伸且具有第一端的铁芯部分、布置成相邻于所述铁芯部分的内端件，所述内端件包括适于在暴露于第一磁场强度期间饱和的第一磁性材料。第一外端件从所述铁芯部分的第一端延伸并且相对于所述内端件位于径向外侧，所述第一外端件和所述铁芯包括适于在暴露在所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露在第二磁场强度期间饱和的第二磁性材料，其中，所述第二磁场强度大于所述第一磁场强度。

根据又一实施例，仅仅举例来说，一种永磁电机，包括转子和定子，所述定子包括沿周向布置在所述定子周围的多个定子磁极部分。每个定子磁极部分包括沿着所述定子轴向延伸的铁芯部分、布置成相邻于所述铁芯部分的内端件、和布置成相邻于所述铁芯部分且相对于所述内端件位于径向外侧的外端件。所述内端件包括适于在暴露于第一磁场强度期间饱和的第一磁性材料。所述外端件包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露在第二磁场强度期间饱和的第二磁性材料，其中，所述第二磁场强度大于所述第一磁场强度。所述铁芯部分包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第三磁场强度期间饱和的第三磁性材料，其中，所述第三磁场强度大于所述第一磁场强度且小于所述第二磁场强度。

本发明还涉及以下方案：

方案1.一种永磁电机，包括：

转子；和

定子，其包括沿周向布置在所述定子周围的多个定子磁极部分，每个定子磁极部分包括：

铁芯部分，其沿着所述定子轴向延伸；

内端件，其布置成相邻于所述铁芯部分，所述内端件包括适于在暴露于第一磁场强度期间饱和的第一磁性材料；以及

外端件，其相对于所述内端件在径向外侧布置成相邻于所述铁芯部分，所述外端件包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第二磁场强度期间饱和的第二磁性材料，其中，所述第二磁场强度大于所述第一磁场强度。

方案2.如方案1所述的永磁电机，其中，所述铁芯部分包括所述第二磁性材料。

方案3.如方案2所述的永磁电机，其中，所述铁芯部分和所述外端件形成整体部件。

方案4.如方案1所述的永磁电机，其中，所述铁芯部分包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第三磁场强度期间饱和的第三磁性材料，其中，所述第三磁场强度大于所述第一磁场强度且小于所述第二磁场强度。

方案5.如方案1所述的永磁电机，还包括：布置在所述内端件与所述外端件之间的绕组。

方案6.如方案1所述的永磁电机，其中：

所述内端件包括开口并且所述铁芯部分的一部分延伸穿过所述内端件的所述开口。

方案7.如方案1所述的永磁电机，其中：

所述外端件包括开口并且所述铁芯部分的一部分延伸穿过所述外端件的所述开口。

方案8.如方案1所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一铁磁材料和在所述第一铁磁材料上的第一绝缘材料；并且

所述第二磁性材料包括第二铁磁材料和在所述第二铁磁材料上的第二绝缘材料。

方案9.如方案8所述的永磁电机，其中，所述第一绝缘材料包括聚合物材料。

方案10.如方案1所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一绝缘材料和分散在所述第一绝缘材料内的第一铁磁材料；并且

所述第二磁性材料包括第二聚合物材料和分散在所述第二绝缘材料内的第二铁磁材料。

方案11.一种永磁电机，包括：

转子；和

定子，其包括沿周向布置在所述定子周围的多个定子磁极部分，每个定子磁极部分包括：

铁芯部分，其沿着所述定子轴向延伸且具有第一端；

内端件，其布置成相邻于所述铁芯部分，所述内端件包括适于在暴露于第一磁场强度期间饱和的第一磁性材料；以及

第一外端件，其从所述铁芯部分的第一端延伸并且相对于所述内端件位于径向外侧，所述第一外端件和所述铁芯包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第二磁场强度期间饱和的第二磁性材料，其中，所述第二磁场强度大于所述第一磁场强度。

方案12.如方案11所述的永磁电机，还包括：布置在所述内端件与所述第一外端件之间的绕组。

方案13.如方案11所述的永磁电机，其中：

所述内端件包括开口并且所述铁芯部分的一部分延伸穿过所述内端件的所述开口。

方案14.如方案11所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一铁磁材料和在所述第一铁磁材料上的第一绝缘材料；并且

所述第二磁性材料包括第二铁磁材料和在所述第二铁磁材料上的第二绝缘材料。

方案15.如方案11所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一绝缘材料和分散在所述第一绝缘材料内的第一铁磁材料；并且

所述第二磁性材料包括第二绝缘材料和分散在所述第二绝缘材料内的第二铁磁材料。

方案16.一种永磁电机，包括：

转子；和

定子，其包括沿周向布置在所述定子周围的多个定子磁极部分，每个定子磁极部分包括：

铁芯部分，其沿着所述转子轴向延伸并且具有第一端；

内端件，其布置成相邻于所述铁芯部分；以及

外端件，其布置成相邻于所述铁芯部分且相对于所述内端件位于径向外侧，

其中：

所述内端件包括适于在暴露于第一磁场强度期间饱和的第一磁性材料，

所述外端件包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第二磁场强度期间饱和的第二磁性材料，其中，所述第二磁场强度大于所述第一磁场强度，并且

所述铁芯部分包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第三磁场强度期间饱和的第三磁性材料，其中，所述第三磁场强度大于所述第一磁场强度且小于所述第二磁场强度。

方案17.如方案16所述的永磁电机，还包括：

沿着所述铁芯部分的一段长度且在所述内端件与所述外端件之间延伸的绕组。

方案18.如方案16所述的永磁电机，其中：

所述内端件包括开口并且所述铁芯部分的一部分延伸穿过所述内端件的所述开口。

方案19.如方案16所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一铁磁材料和在所述第一铁磁材料上的第一绝缘材料；

所述第二磁性材料包括第二铁磁材料和在所述第二铁磁材料上的第二绝缘材料；并且

所述第三磁性材料包括第三铁磁材料和在所述第三铁磁材料上的第三绝缘材料。

方案20.如方案16所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一绝缘材料和分散在所述第一绝缘材料内的第一铁磁材料；

所述第二磁性材料包括第二绝缘材料和分散在所述第二绝缘材料内的第二铁磁材料；并且

所述第三磁性材料包括第三绝缘材料和分散在所述第三绝缘材料内的第三铁磁材料。

附图说明

下面参照附图描述本发明，其中，相同的附图标记代表相同的元件，并且

图1是根据一种实施例的定子的截面端视图，所述定子可以被实施到简化的永磁电动机中；

图2是根据一种实施例的图1所示定子磁极部分的沿着线2-2截取的截面侧视图；

图3是根据一种实施例的图1所示定子的定子磁极部分的特写截面端视图；以及

图4是根据另一实施例的定子磁极部分的截面侧视图。

具体实施方式

下列详细说明本质上仅仅是示例性的，并且不意图限制本发明或本发明的应用和用途。而且，无意受到前述技术领域、背景技术、发明内容或下列详细说明中存在的明示或暗示理论的限制。

图1是根据一种实施例的简化永磁电动机100的截面端视图。永磁电动机100可以是直流(DC)电动机、交流(AC)电动机或可采用永磁体的另一类型的电动机。永磁电动机100包括壳体102、转子104和定子106。转子104布置在壳体102内并且安装到可旋转轴110上。定子106围绕转子104并且布置在转子104与壳体102之间。在一种实施例中，定子106的内表面112与转子104的外表面116间隔开以提供气隙。根据一种实施例，该气隙可具有约2.4mm至约3.1mm这一范围内的宽度。在其它实施例中，该气隙的宽度可以大于或小于上述范围。

根据一种实施例，永磁电动机100可构造成接近最大运转转速，同时，相比于传统电动机，降低可能存在于定子106中的磁通的总幅度。在这方面，定子106可包括多个定子磁极部分122。在一种实施例中，每个定子磁极部分122可以均是弓形的，并且可沿周向布置在转子104的周围以形成环。根据一种实施例，永磁电机100中包含有十二个定子磁极部分122；然而，在其它实施例中，可以可替代地包含有更少或更多的部分。

在一种实施例中，定子磁极部分122构造成沿定子106轴向延伸，从而平行于定子106的纵轴线延伸。根据一种实施例，定子磁极部分122可沿着定子106的基本上整个长度(例如±1.0cm)延伸。例如，定子磁极部分122可具有在约160mm±0.8mm的范围内的长度。在其它实施例中，定子磁极部分122可以比转子104的长度更长或更短，并且可具有大于或小于上述范围的长度。

图2是根据一种实施例的图1所示定子磁极部分的沿着线2-2截取的截面侧视图。在一种实施例中，每个定子磁极部分122可包括铁芯部分130、内端件132、外端件134以及一个或多个绕组140。铁芯部分130具有第一端142和第二端144，并且具有在约108mm±0.8mm的范围内的轴向长度(在第一端142与第二端144之间测得)和在约45.65mm±0.3mm的范围内的厚度(在铁芯部分130的内轴向延伸壁148与外轴向延伸壁164之间测得)。在其它实施例中，铁芯部分130可以比上述范围更长、更短、更厚或更薄。

在一种实施例中，内端件132构造成围绕铁芯部分130的至少一部分，使得在组装好电动机100(图1)时铁芯部分130可布置成相邻于转子104(图1)。在这方面，根据一种实施例，内端件132包括供铁芯部分130的一部分延伸穿过的开口136。在一种实施例中，开口136可具有的尺寸比至少铁芯部分130的内轴向延伸壁148的尺寸更大，或者，以其他方式适于容纳铁芯部分130的内轴向延伸壁148。根据一种实施例，开口136在内端件132的第一轴向延伸壁146与内端件132的第二轴向延伸壁150之间延伸。在一种实施例中，第一轴向延伸壁146相对于内端件132的第二轴向延伸壁150位于径向内侧。在另一实施例中，第一轴向延伸壁146与铁芯部分130的内轴向延伸壁148基本上齐平。在又一实施例中，第一轴向延伸壁146不与铁芯部分130的内轴向延伸壁148基本上齐平，例如，铁芯部分130的内轴向延伸壁148可以相对于第一轴向延伸壁146布置在径向内侧或径向外侧。

图3是根据一种实施例的图1所示定子106的定子磁极部分122的特写端视图。两个侧壁152、154在内端件132的第一轴向延伸壁146和第二轴向延伸壁150之间延伸。侧壁152、154在图3中示为弯曲的，但在其它实施例中可以可替代地为平的。在一种实施例中，第一轴向延伸壁146和第二轴向延伸壁150是弯曲的；然而，在其它实施例中，它们可以是平的。

参照图2和3，在一种例子中，内端件132可具有在约9.0mm±0.5mm的范围内的厚度(从第一轴向延伸壁146测到第二轴向延伸壁150)、在约160mm±0.8mm的范围内的轴向长度(从内端件132的第一端156(图2)测到内端件132的第二端158(图2))和在约52.2mm至约52.4mm的范围内的宽度(在第一侧壁152和第二侧壁154之间测得)。在其它实施例中，内端件132的尺寸可以大于或小于上述范围。

继续参照图2，外端件134相对于内端件132位于径向外侧。在一种实施例中，外端件134可以与铁芯部分130分别形成。在这方面，根据一种实施例，外端件134可构造成在组装好电动机100(图1)时围绕铁芯部分130的至少一部分。例如，外端件134可包括允许铁芯部分130的一部分延伸穿过的开口138。在一种实施例中，开口138可具有比至少铁芯部分130的外轴向延伸壁164的尺寸更大的尺寸，或者，以其他方式适于容纳铁芯部分130的外轴向延伸壁164。根据一种实施例，开口136在外端件134的第一轴向延伸壁160和第二轴向延伸壁166之间延伸。外端件134的第一轴向延伸壁160可形成定子磁极部分122的外表面的一部分并且相对于外端件134的第二轴向延伸壁166位于径向外侧。在一种实施例中，外端件134的第一轴向延伸壁160与铁芯部分130的外轴向延伸壁164基本上齐平。在另一实施例中，第一轴向延伸壁160不与铁芯部分130的外轴向延伸壁164基本上齐平，例如，外轴向延伸壁164可以相对于第一轴向延伸壁160布置在径向内侧或径向外侧。

返回参照图3，两个侧壁168、170在第一轴向延伸壁160和第二轴向延伸壁166之间延伸。侧壁168、170构造成接触相邻铁芯部分的相邻端件的侧壁，如图1所示，并且可以是基本上为平的。在其它实施例中，侧壁168、170的部分，例如与轴向延伸壁160、166形成角的区域可以可替代地为弯曲的。在一种实施例中，第一轴向延伸壁160和第二轴向延伸壁166是弯曲的；然而，在其它实施例中，它们可以是平的。根据一种实施例，第一轴向延伸壁160具有凹槽172；然而，在其它实施例中，可以省去凹槽。

参照图2和3，根据一种实施例，外端件134可具有在约16.0mm±0.5mm的范围内的厚度(从第一轴向延伸壁160测到第二轴向延伸壁166)、在约160mm±0.8mm的范围内的轴向长度(从外端件134的第一端174测到外端件134的第二端176)和在约69.6mm至约69.7mm的范围内的宽度(在第一侧壁168和第二侧壁170之间测得)。在其它实施例中，外端件134的尺寸可以大于或小于上述范围。

如以上简洁描述的，内端件132和外端件134可以彼此间隔开一段距离。这样，当所述一个或多个绕组140的一部分绕在铁芯部分130周围时可驻留在端件132、134之间。根据一种实施例，内端件132和外端件134的第二轴向延伸壁150、166之间的距离可处在约22.0mm±0.5mm的范围内。在其它实施例中，端件132、134之间的距离可以大于或小于上述范围。

根据一种实施例，内端件132可在一个或多个尺寸上大于外端件134。在另一种实施例中，外端件134可在一个或多个尺寸上小于内端件132。在又一些实施例中，端件132、134可以具有相似的尺寸和形状。在另一实施例中，内端件132的开口136在尺寸上可以基本上与外端件134的开口138相同。在其它实施例中，内端件132的开口136在尺寸上可以大于或小于外端件134的开口138。

虽然外端件134在图3中示为与铁芯部分130分别形成，但在其它实施例中可以不是这种情况。图4是根据另一实施例的定子磁极部分422的侧视剖视图。这里，定子磁极部分422包括铁芯部分430，铁芯部分430包括从铁芯部分430的第一端442和第二端444延伸以形成单个整体部件的外端件434、438。这样，铁芯部分430和从其延伸的外端件434、438可以由单个材料形成。可替代地，外端件434、438和铁芯部分430可以包括被压在一起或以其他方式结合在一起而形成单个整体部件的不同材料。内端件432具有开口436并因此相对于外端件434、438在径向内侧围绕且布置成相邻于铁芯部分430的第一端442和第二端444，并且可构造成基本上与上述的内端件132相同。

返回参照图1，根据一种实施例，为了降低可能存在于定子106中的磁通的总幅度，至少内端件132和外端件134包括不同的磁性材料，每一种磁性材料在暴露于不同的磁场强度期间都允许磁通穿过定子106。特别地，在暴露于第一磁场强度时，内端件132和外端件134适于允许磁通穿过定子。内端件132构造成当暴露于第二磁场强度时磁通饱和，而外端件134在暴露于第二磁场强度时保持不饱和以允许磁通穿过外端件134。

根据一种实施例，内端件132包括第一磁性材料，而外端件134包括第二磁性材料。在一种实施例中，第一磁性材料是适于在暴露于第一磁场强度期间饱和的磁性材料，而第二磁性材料适于在暴露于第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第二磁场强度期间饱和，其中，第二磁场强度大于第一磁场强度。例如，在指定磁场中，第二磁性材料可比第一磁性材料多承载约10％至约30％的磁通。在一种实施例中，包括第一磁性材料的内端件132可具有在暴露于第一磁场强度的磁场时达到的磁通饱和点，而包括第二磁性材料的外端件134具有在暴露于第二磁场强度的磁场时达到的磁通饱和点，并且在暴露于第一磁场强度的磁场时第二磁性材料保持不饱和。尽管上面给出了第一和第二磁场强度的范围，但是这些磁场强度可以大于或小于上述范围。另外，尽管在一种实施例，磁场强度范围优选为不重叠，但在其它实施例中它们可以重叠。

在一种实施例中，这些磁性材料可以包括软磁复合材料。本文所用的术语″软磁复合材料″可被限定为能够模制成部件的、绝缘的有覆层的铁粉金属材料。在一些情况中，可使用高压压制工艺把软磁复合材料制成部件。根据一种实施例，软磁复合材料可以包括铁磁材料和聚合物覆层。合适的铁磁材料的例子包括但不局限于Somaloy500和Somaloy

700(这两种都可通过瑞典Hoganas的Hoganas AB获得)等等。在又一实施例中，软磁复合材料可以包括绝缘材料，绝缘材料布置在铁磁材料上，或者充当布置有铁磁材料的基体。在一种实施例中，该绝缘材料可以是无机的或有机的，并且可以包括但不局限于Fe₂O₃、磷酸锌、磷酸铁、磷酸锰、硫酸盐覆层或另一种热塑性覆层或热固性覆层。

在一种实施例中，为了提供具有不同磁通饱和点的材料，第一磁性材料和第二磁性材料可以包括具有不同元素成分的不同磁性材料。例如，第一磁性材料可以包括铁磁材料和第一种绝缘材料，而第二磁性材料可以包括铁磁材料和第二种绝缘材料。可替代地，第一磁性材料可以包括第一种铁磁材料和第一绝缘材料，而第二磁性材料可以包括第二种铁磁材料和第一绝缘材料或第二绝缘材料。在另一实施例中，第一和第二磁性材料可以包括基本上相同的元素成分；然而，所述成分的组成物可以以不同的重量百分比存在。例如，第一磁性材料可以包括，按体积计算，约6.0％至约6.5％的绝缘材料，而第二磁性材料可以包括，按体积计算，约4.0％至约5.0％的绝缘材料。在其它实施例中，百分比范围可以比上述范围更多或更少。在一个例子中，第一磁性材料可以包括Somaloy

500，而第二磁性材料可以包括Somaloy

700。在又一实施例中，第一磁性材料和第二磁性材料可以每个都包括覆有绝缘材料的铁磁材料，并且绝缘材料的厚度对于第一和第二磁性材料可以不同。

根据一种实施例，铁芯部分130可以包括第一磁性材料或第二磁性材料。在另一实施例中，铁芯部分130可以包括适于在暴露于第一磁场强度和第二磁场强度期间不饱和并且在暴露于第三磁场强度期间饱和的第三磁性材料，其中，第三磁场强度大于第一磁场强度并且小于第二磁场强度。在这种情况下，第三磁性材料可以包括与上述第一和第二磁性材料类似的材料；然而，第三磁性材料可以配制和/或构造成具有合适的、期望的磁通饱和点。

在任何情况下，在工作期间，来自电源(未示出)的电流被供应给绕组140，从而使定子106产生磁场，该磁场具有磁通可沿其行进的一个或多个预定路径。在一种实施例中，第一组预定路径可贯穿定子磁极部分122的内端件132而存在，第二组预定路径可贯穿定子磁极部分122的外端件134而存在。当向PM电机100供应第一幅度的电流以使转子104以第一转速旋转时，磁通可以沿着第一和第二组预定路径行进。因此，磁通可行进穿过铁芯部分130以及定子磁极部分122的内端件132和外端件134。当向PM电机100供应第二幅度的电流以使转子104以高于第一转速的第二转速旋转时，第一组预定路径会变得拥挤，并且内端件132会达到磁通饱和点；然而，贯穿外端件134和铁芯部分130的第二组预定路径会保持不饱和以允许磁通流过。当向PM电机100供应第三幅度的电流以使转子104以高于第一和第二速度的第三转速旋转时，第二组预定路径会变得拥挤，并且外端件134和铁芯部分130会达到磁通饱和点。在这种情况下，可向PM电机供应去磁电流来抵消可能产生的反EMF。可替代地，可以关掉PM电机或调节电流来使转子104以降低的速度旋转。在铁芯部分130中包含第三组预定路径的另一实施例中，当向PM电机100供应第二幅度的电流以使转子104以高于第一速度的第二转速旋转时，第一组预定路径会变得拥挤，并且内端件132会达到磁通饱和点；然而，贯穿外端件134和铁芯部分130的第二和第三组预定路径会保持不饱和以允许磁通流过。当向PM电机100供应第三幅度的电流以使转子104以高于第一和第二速度的第三转速旋转时，第一和第三组预定路径会变得拥挤，并且内端件134和铁芯部分130会达到磁通饱和点。然而，第二组预定路径会保持不饱和以允许磁通穿过外端件136。当向PM电机100供应第四幅度的电流以使转子104以高于第一、第二和第三速度的第四转速旋转时，第二组预定路径会变得拥挤，并且定子磁极部分122会达到磁通饱和点。在这种情况下，可向PM电机供应去磁电流来抵消可能产生的反EMF。可替代地，可以关掉PM电机或调节电流来使转子104以降低的速度旋转。

现在已经描述了一种PM电机，其用最少的附加部件来降低反EMF。通过由若干种材料制成定子，PM电机的转子能够有可高于传统PM电机的转子可运转速度的转速。此外，改善的PM电机制造起来会相对更简单且更便宜。

尽管在前面的详细说明中已经介绍了至少一种示例性实施例，但应当意识到，还存在许许多多的变型。还应当意识到，本文描述的示例性实施例都只是例子，并不意图以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反地，前面的详细说明将给本领域技术人员提供实施示例性实施例的方便的路线图。应当理解，在不偏离由所附权利要求及其合法等同方案阐明的本发明范围的情况下可以对元件的功能和布置做出各种变化。

Claims (20)

1.一种永磁电机，包括：

转子；和

定子，其包括沿周向布置在所述定子周围的多个定子磁极部分，每个定子磁极部分包括：

铁芯部分，其沿着所述定子轴向延伸；

内端件，其布置成相邻于所述铁芯部分，所述内端件包括适于在暴露于第一磁场强度期间饱和的第一磁性材料；以及

外端件，其相对于所述内端件在径向外侧布置成相邻于所述铁芯部分，所述外端件包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第二磁场强度期间饱和的第二磁性材料，其中，所述第二磁场强度大于所述第一磁场强度。

2.如权利要求1所述的永磁电机，其中，所述铁芯部分包括所述第二磁性材料。

3.如权利要求2所述的永磁电机，其中，所述铁芯部分和所述外端件形成整体部件。

4.如权利要求1所述的永磁电机，其中，所述铁芯部分包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第三磁场强度期间饱和的第三磁性材料，其中，所述第三磁场强度大于所述第一磁场强度且小于所述第二磁场强度。

5.如权利要求1所述的永磁电机，还包括：布置在所述内端件与所述外端件之间的绕组。

6.如权利要求1所述的永磁电机，其中：

所述内端件包括开口并且所述铁芯部分的一部分延伸穿过所述内端件的所述开口。

7.如权利要求1所述的永磁电机，其中：

所述外端件包括开口并且所述铁芯部分的一部分延伸穿过所述外端件的所述开口。

8.如权利要求1所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一铁磁材料和在所述第一铁磁材料上的第一绝缘材料；并且

所述第二磁性材料包括第二铁磁材料和在所述第二铁磁材料上的第二绝缘材料。

9.如权利要求8所述的永磁电机，其中，所述第一绝缘材料包括聚合物材料。

10.如权利要求1所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一绝缘材料和分散在所述第一绝缘材料内的第一铁磁材料；并且

所述第二磁性材料包括第二绝缘材料和分散在所述第二绝缘材料内的第二铁磁材料。

11.一种永磁电机，包括：

转子；和

定子，其包括沿周向布置在所述定子周围的多个定子磁极部分，每个定子磁极部分包括：

铁芯部分，其沿着所述定子轴向延伸且具有第一端；

内端件，其布置成相邻于所述铁芯部分，所述内端件包括适于在暴露于第一磁场强度期间饱和的第一磁性材料；以及

第一外端件，其从所述铁芯部分的第一端延伸并且相对于所述内端件位于径向外侧，所述第一外端件和所述铁芯包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第二磁场强度期间饱和的第二磁性材料，其中，所述第二磁场强度大于所述第一磁场强度。

12.如权利要求11所述的永磁电机，还包括：布置在所述内端件与所述第一外端件之间的绕组。

13.如权利要求11所述的永磁电机，其中：

所述内端件包括开口并且所述铁芯部分的一部分延伸穿过所述内端件的所述开口。

14.如权利要求11所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一铁磁材料和在所述第一铁磁材料上的第一绝缘材料；并且

所述第二磁性材料包括第二铁磁材料和在所述第二铁磁材料上的第二绝缘材料。

15.如权利要求11所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一绝缘材料和分散在所述第一绝缘材料内的第一铁磁材料；并且

所述第二磁性材料包括第二绝缘材料和分散在所述第二绝缘材料内的第二铁磁材料。

16.一种永磁电机，包括：

转子；和

定子，其包括沿周向布置在所述定子周围的多个定子磁极部分，每个定子磁极部分包括：

铁芯部分，其沿着所述转子轴向延伸并且具有第一端；

内端件，其布置成相邻于所述铁芯部分；以及

外端件，其布置成相邻于所述铁芯部分且相对于所述内端件位于径向外侧，

其中：

所述内端件包括适于在暴露于第一磁场强度期间饱和的第一磁性材料，

所述外端件包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第二磁场强度期间饱和的第二磁性材料，其中，所述第二磁场强度大于所述第一磁场强度，并且

所述铁芯部分包括适于在暴露于所述第一磁场强度期间不饱和而在暴露于第三磁场强度期间饱和的第三磁性材料，其中，所述第三磁场强度大于所述第一磁场强度且小于所述第二磁场强度。

17.如权利要求16所述的永磁电机，还包括：

沿着所述铁芯部分的长度且在所述内端件与所述外端件之间延伸的绕组。

18.如权利要求16所述的永磁电机，其中：

所述内端件包括开口并且所述铁芯部分的一部分延伸穿过所述内端件的所述开口。

19.如权利要求16所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一铁磁材料和在所述第一铁磁材料上的第一绝缘材料；

所述第二磁性材料包括第二铁磁材料和在所述第二铁磁材料上的第二绝缘材料；并且

所述第三磁性材料包括第三铁磁材料和在所述第三铁磁材料上的第三绝缘材料。

20.如权利要求16所述的永磁电机，其中：

所述第一磁性材料包括第一绝缘材料和分散在所述第一绝缘材料内的第一铁磁材料；

所述第二磁性材料包括第二绝缘材料和分散在所述第二绝缘材料内的第二铁磁材料；并且

所述第三磁性材料包括第三绝缘材料和分散在所述第三绝缘材料内的第三铁磁材料。

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