[go: up one dir, main page]

CN109525048A - 包括设置有内管状套筒的定子的电机 - Google Patents

包括设置有内管状套筒的定子的电机 Download PDF

Info

Publication number
CN109525048A
CN109525048A CN201811080737.3A CN201811080737A CN109525048A CN 109525048 A CN109525048 A CN 109525048A CN 201811080737 A CN201811080737 A CN 201811080737A CN 109525048 A CN109525048 A CN 109525048A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stator
flux
electric machine
radial
flux generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811080737.3A
Other languages
English (en)
Inventor
J·博伊森
B·高森斯
M·米罗萨瓦约维克
F·勒贝尔
D·贝托尼
L·法弗尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
Marvell Ltd
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marvell Ltd, IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical Marvell Ltd
Publication of CN109525048A publication Critical patent/CN109525048A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16—Stator cores with slots for windings
    • H02K1/165—Shape, form or location of the slots
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • H02K3/487—Slot-closing devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/128—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/086—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
    • H02K7/088—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly radially supporting the rotor directly
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1846—Rotary generators structurally associated with wheels or associated parts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/14—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
    • H02K9/18—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle wherein the external part of the closed circuit comprises a heat exchanger structurally associated with the machine casing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

本发明涉及包括转子(10)和定子(12)的电机。定子(12)包括若干径向通道、若干磁通发电机(34)以及管状套筒(24)。根据本发明，管状套筒(24)的内表面是光滑的。

Description

包括设置有内管状套筒的定子的电机
发明领域
本发明涉及包括转子和定子的旋转电机。
一般来说，此种电机常规地包括相对于彼此同轴安排的定子和转子。
转子包括承载磁通发电机(诸如永磁体或绕组)的转子体。
该转子通常被安置在定子内，该定子携带以电绕组(或电枢绕组)形式的磁通发电机，用于产生磁场，从而允许转子结合由磁体和/或转子的绕组产生的磁场被驱动旋转。
定子常规地包括在转子方向上的多个径向槽，其沿定子的圆周延伸。这些槽旨在接收通过任何已知手段固定在其上的电枢绕组。
背景技术
在转子与定子之间具有大气隙的一种类型的电机是已知的，该气隙有时可以是几厘米长，以便允许气体或液体流体通过该气隙。
这种类型的机器在专利申请US-2008-289,333、US-2013-169,074或US-2013-043,745中特别为人所知，这些专利申请用于具有在低速下工作的大气隙的同步磁阻电机，其大气隙允许流体被驱动通过它们。
然而，这种大气隙代表了在转子与定子之间提供磁通通道的缺点，并且它因此涉及对机器固有效率以及相同功率输出的定子尺寸的限制。
为了克服上述缺点，已经开发了一种具有小气隙从而允许定子与转子之间更好的能量节省并且具有通过机器的可能流体的电机。这种类型的机器从专利申请FR-3,041,831中特别为人所知。
这种类型的机器是特别令人满意的，因为在任一侧由齿圈划界旨在传送定子磁通的定子的径向通道，形成一个插入转子的管状套筒。然而，期望进一步改善电机的性能，特别是通过限制电机的铁损耗、磁损耗和空气动力损耗，并促进其组装，从而限制其成本。
为了达成这些目标，本发明涉及包括转子和定子的电机。定子包括若干径向通道、若干磁通发电机以及管状套筒。根据本发明，管状套筒可以由铁磁材料制成，以便促进磁场的通过，并且因此限制磁损耗，或者与磁性材料相反，以便防止齿之间的短路。此外，管状套筒的内表面(即，转子对面的表面)是光滑的以便限制空气动力损耗。此外，管状套筒有助于定子的机械强度，并且特别是定子齿的机械强度。发明内容
本发明涉及一种电机，其包括转子和定子，所述定子包括沿所述定子周向布置的多个径向通道、容纳在所述径向通道中的多个磁通发电机、接收所述转子的内管状套筒，所述径向通道包括所述磁通发电机对面的流体循环廊。管状套筒的内表面是光滑的。
根据本发明的实施例，所述转子的外表面是光滑的。
根据一实现，所述径向通道由定子齿、所述定子的外边缘和所述管状套管来划界。
有利地，所述管状套筒是与所述定子齿成一体的插入件，特别是以楔形或圆柱形箍的形式。
根据一方面，所述流体循环廊由所述定子齿、所述定子的所述外边缘和所述磁通发电机来划界。
根据特性，所述管状套筒由铁磁材料制成。
替换地，所述管状套筒由磁性材料制成。
优选地，所述管状套筒的厚度范围在0.1mm与5mm之间。
根据一实施例，每个径向通道包括两个磁通发电机。
有利地，所述磁通发电机被连接至若干电相，并且每个径向通道包括连接至同一电相的两个磁通发电机。
在一种变型中，所述磁通发电机被连接到若干电相，并且所述径向通道的周向分布包括以下的交替：包含连接到同一电相的两个磁通发电机的径向通道和包含连接到两个不同电相的两个磁通发电机的径向通道。
替换地，所述定子包括十二个径向通道并且所述磁通发电机连接到三个电相，并且所述径向通道内的所述磁通发电机的周向分布如下：
a)第一径向通道包括连接到第一电相的两个磁通发电机，
b)第二径向通道包括连接到第二电相的磁通发电机和连接到所述第一电相的磁通发电机，
c)第三径向通道包括连接到所述第二电相的两个磁通发电机，
d)第四径向通道包括连接到第三电相的磁通发电机和连接到所述第二电相的磁通发电机，
e)第五径向通道包括连接到所述第三电相的两个磁通发电机，
f)第六径向通道包括连接到所述第一电相的磁通发电机和连接到所述第三电相的磁通发电机，
g)根据周向分布的第七到第十二径向通道相对于所述定子的中心对称于所述前六个径向通道。
根据本发明的一方面，所述流体是用于冷却所述电机的液体或气体流体。
有利地，所述电机包括布置在靠近所述磁通发电机的所述定子的外部上的冷却系统。
优选地，所述磁通发电机包括电枢绕组。
此外，本发明涉及包括根据上述特性之一的电机和压缩机的电压缩机。
本发明还涉及包括根据上述特性之一的电机和涡轮机的电涡轮机。
本发明进一步涉及包括根据上述特性之一的电机、涡轮机和压缩机的电涡轮增压器。
附图简述
参考附图并对非限制性实施例的各示例的描述将清楚地理解根据本发明的电机的其它特征和优势，在附图中：
-图1解说了根据本发明的第一实施例的电机，
-图2解说了根据本发明的第二实施例的电机，
-图3解说了根据本发明的第一变型实施例的磁通发电机的周向分布，以及
-图4解说了根据本发明的第二变型实施例的磁通发电机的周向分布。
具体实施方式
图1藉由非限制性示例示意性地解说了根据本发明的实施例的电机。图1中解说的旋转电机(这里作为示例为电动马达)包括转子10和定子12，当被安装时，转子10和定子12在同轴时相互配合，转子可自由旋转。
该机器仅作为示例在以下的描述中是单极对同步机器。
这不以任何方式排除包括更多的极对，或绕线转子或鼠笼转子异步机器的任何其他电机。
根据图1的机器的转子以本身已知的方式包括轴14，优选地是磁性的，其上布置有一堆扁平铁磁片或铁磁块状材料或磁体或这些装置的组合，这些装置通过任何已知的装置组装，以便形成转子体16。对于图1的实施例而言，转子体16包括磁轴和磁铁。
该转子携带磁通发电机，主要是长度基本上等于转子体长度的永磁体。
定子包括一堆扁平铁磁片20，该扁平铁磁片20通过任何已知的手段彼此连接以形成管状定子体18。
该定子体包括由转子被容纳在其中的管状套筒24(也称为管状轴承)划界的中空部分22。根据本发明，管状套筒24可通过将齿彼此连接或者藉助插入件来制成。
因此，在转子10的外周与定子12的管状套筒24的内周之间实现气隙E。
此外，管状套筒的内表面24是光滑的。因此，管状套筒24允许具有完全光滑的圆柱形管，转子10在其中旋转。该光滑表面允许限制可能在高发动机速度(100,000rpm及以上)下可能高的空气动力损耗。
根据本发明的一方面，管状套筒24可由铁磁材料制成。这种具有由铁磁材料制成的管状套筒24的定子12的设计允许全局减小转子中的铁损，这在高速运行时可能是显著的，并且将这些铁损从转子传递到定子，在那里通常更容易藉助合适的冷却系统来去除它们，特别是在具有由用于冷却的气流遍历的定子格栅的机器的上下文内。
替换地，管状套筒24可由磁性材料制成，其主要满足定子机械强化和空气动力损耗降低功能。
因此，根据本发明的电机展现高效率，同时限制全局损耗，更具体地限制转子损耗和因此靠近该转子的气隙中的空气动力损耗(一般难以去除这些损耗)。这允许在转子的中等温度下保持操作，并使用通常对温度更敏感的更有效的磁体，从而使得电机的固有性能得到提高。
定子体18通过多个周向分布的定子齿26(也称为径向织物)连接至管状套筒24。作为非限定性示例，图1的定子12包括彼此以30°放置的12个定子齿。定子齿划界实质上三角形形状的径向通道28，其顶端指向管状套筒24。这些通道从环形轭20的下边缘30径向延伸至轴承的外边缘32，并且它们全都沿定子体18径向扩展。
根据本发明的实施例，转子10的外表面是光滑的。因此，气隙E由定子12的内部和转子10的外部上的两个优选圆柱表面来划界。该特性允许限制空气动力损耗，在高发动机速度下特别高。
根据本发明的实现并且取决于机器所要求的功率，管状套筒24可具有范围在0.1与5mm之间的厚度，从而实现薄的磁桥。因此，减少转子上的感应谐波(铁损耗转移到定子)是可能的。
如图1中所解说的，定子12包括磁通发电机34，例如优选地液体密封的或带防护的电枢绕组34，其被容纳在径向通道28中并且更精确地位于环形轭的下边缘30附近。根据本发明的实现，磁通发电机34可靠在环形轭架20的下边缘30上。该配置允许实现电机中的流体的通道的大尺寸的径向通道28，尤其用于冷却电机或用于馈送给压缩或膨胀系统。因此，冷却系统被简化，这归因于流经电机的流体以及转子处的受限损耗，从而允许其更容易的冷却，或者甚至在电机内的对流和结构扩散允许损耗被去除的情况下允许考虑没有冷却的转子。
更大长度的定子齿26因此允许磁通发电机34定位成远离管状套筒24的磁通发电机34。此外，这些定子齿26允许朝转子10引导由布置成远离转子10的磁通发电机34(绕组)产生的磁通量。
因此，气隙E的尺寸被减小(十分之一毫米)，这允许优化电机的效率和性能。
因此在绕组之间形成径向流体循环廊36，管状套筒24的外边缘和定子齿26随后形成定子格栅(具有闭合槽)，其允许流体(诸如气态或液态流体)的通过。
这允许在机器和/或其冷却的气体流体流中提供集成，并且因此允许给定系统中由空间要求和/或热释放约束的优化定位。
此外，该电机的磁特性允许在给定的性能水平下限制活性物质的量，特别是相对于大型气隙机，这允许限制转子的质量并且因此限制惯性。
根据一特性，电机可进一步包括布置靠近磁通发电机34的定子12的外部的第二冷却系统(未示出)。这个第二冷却系统可由流经电机的相同流体，或者由另一热载体来实现。该特性使得电机的性能得到提高。因此通过增加特别是电流密度来提供高功率密度电机是可能的。
图2藉由非限制性示例示意性地解说了根据本发明的第二实施例的电机。根据第二实施例的电机除了管状套筒24以外与图1中解说的电机相同。关于图1所描述的相同元件不再详细描述。
对于第二实施例，管状套筒21由定子齿26上的插入件38构成。插入件38可包括楔子或圆柱箍。插入物38提供由定子齿26形成的定子格栅的槽的闭合。
此外，插入物18由铁磁材料构成。铁磁材料可类似于或不同于定子齿26的铁磁材料。
这种槽的后部闭合使得能够受益于开槽结构的优点，特别是涉及制造成本降低的自动绕组，以及受益于闭槽结构的优点，尤其是特别是在转子处的损耗减少。
如图1和2中所解说的，每个径向通道28可包括两个磁通发电机。磁通发电机34可连接至电压逆变器的电相以产生旋转磁场，从而旋转转子10。
图3通过非限定性示例示意性地解说了磁通发电机34与针对根据图1的实施例的电机的三个电相A、B、C之间的第一连接变型。与图1所解说的电机有关的相同元件不再详细描述。该设计是非限定性的，特别是图3的变型实施例可用图2的实施例来实现以促成磁通发电机34的组装。图3对应于至三个电相A、B、C的连接，然而电机可被连接至不同数量的电相，例如，大于或等于2、4或6。
对于图3的变型实施例而言，每个径向通道的两个磁通发电机34连接至相同的电相A、B或C。因此，在每个径向通道28中，有两个磁通发电机连接至电相A，或者两个磁通发电机34连接至电相B，或者两个磁通发电机34连接至电相C。
优选地，磁通发电机34与电相A、B、C之间的连接的周向分布可相对于定子12的中心对称。换而言之，电相A通过中心对称彼此面对，电相B通过中心对称彼此面对，而电相C通过中心对称彼此面对。
对于图3的示例而言，十二个径向通道内的磁通发电机34的周向分布如下：
第一径向通道28包括连接到电相A的两个磁通发电机34，
第二径向通道28包括连接到电相A的两个磁通发电机34，
第三径向通道28包括连接到电相B的两个磁通发电机34，
第四径向通道28包括连接到电相B的两个磁通发电机34，
第五径向通道28包括连接到电相C的两个磁通发电机34，
第六径向通道28包括连接到电相C的两个磁通发电机34，
根据周向分布的第七到第十二径向通道28相对于定子12的中心与所述前六个径向通道28是对称的(即，第七径向通道与第一径向通道相同，第八径向通道与第二径向通道相同，…，第十二径向通道与第六径向通道相同)。
这种变型并不限于具有12个径向通道28的实施例，它可以适用于任何数量的径向通道，特别是6、18等，而不脱离本发明的范围。
图4通过非限定性示例示意性地解说了磁通发电机34与针对根据图1的实施例的电机的三个电相A、B、C之间的第一变型连接。与图1所解说的电机有关的相同元件不再详细描述。该设计是非限定性的，特别是图3的变型实施例可用图2的实施例来实现以促成磁通发电机34的组装。图4对应于至三个电相A、B、C的连接，然而电机可被连接至不同数量的电相，例如，大于或等于2、4或6。
对于图4的变型实施例而言，径向通道的周向分布包括以下的交替：包含连接到同一电相的两个磁通发电机34的径向通道28和包含连接到两个不同电相的两个磁通发电机34的径向通道。换而言之，对于径向通道28的第一部分，两个磁通发电机34连接至同一电相，而对于径向通道28的第二部分，两个磁通发电机34连接至两个不同的电相，每个径向通道28的第二部分被布置在第一部分的两个径向通道28之间。
优选地，磁通发电机34与电相A、B、C之间的连接的周向分布可相对于定子12的中心对称。换而言之，电相A通过对称彼此面对，电相B通过中心对称彼此面对，而相位C通过中心对称彼此面对。
对于图4的示例而言，12个径向通道28内的磁通发电机34的周向分布如下：
第一径向通道28包括连接到电相A的两个磁通发电机34，
-第二径向通道28包括连接到电相B的磁通发电机34和连接到电相A的磁通发电机34，
第三径向通道28包括连接到电相B的两个磁通发电机34，
-第四径向通道28包括连接到电相C的磁通发电机34和连接到电相B的磁通发电机34，
第五径向通道28包括连接到电相C的两个磁通发电机34，
-第六径向通道28包括连接到电相A的磁通发电机34和连接到电相C的磁通发电机34，
根据周向分布的第七到第十二径向通道28相对于定子12的中心与所述前六个径向通道28是对称的(即，第七径向通道与第一径向通道相同，第八径向通道与第二径向通道相同，，第十二径向通道与第六径向通道相同)。
这种变型并不限于具有12个径向通道28的实施例，它可以适用于任何数量的径向通道，特别是6、18等，而不脱离本发明的范围。
这种周向分布允许获得比图3实施例更多的正弦磁动势，这允许限制转矩脉动以及转子和定子处的铁损耗。
如图1到4中所解说的，构成定子格栅的定子齿26可具有基本上平行于流经其中的流体(即基本上平行于定子的纵轴)的轴向方向，从而对该流体的方向具有最小可能影响。
根据本发明的未解说的变型实施例，这些定子齿的轴向方向可以相对于定子的纵轴倾斜。
此外，该方向也可以是复杂的空气动力学形状，诸如螺旋形，旨在引导/启动或停止流体的运动。
这种螺旋形还可以允许增加定子齿与流体之间的接触面。
除此之外，从磁性的观点来看，定子齿的这种螺旋形看起来是合适的，因为它允许根据倾角减小转矩脉动。
此外，这些定子齿还可具有使与流体流过格栅相关的压降最小化的气动轮廓，诸如截面形状、泪滴形状或飞机机翼形状。
可以对定子和转子提供表面处理，以便使该机器与任何类型的流体以及运输工业、食品工业、石油工业、建筑业和其他需要运输或引导流体通过电机的行业中的任何类型的用途相兼容。
关于电机的冷却，这种电机结构在定子处提供了非常大的交换表面，从而与具有类似性能的传统电机相比，允许使用简化的冷却系统，并且归因于该优化的冷却而潜在地增加了定子中的电流密度。实际上，该架构使得能够具有：
-被动或固有冷却，和/或
-定子轭的周界上的主动或被动的附加冷却。
由于其与它的几何结构相关的固有优点，使得它能够被流体遍历，并且能够将定子磁通发电机径向地远离转子磁通发电机放置，这种类型的机器可以容易地集成到现有系统中，具有小的集成相关的修改。
根据本发明的示例实施例，电机可以紧凑地与电动压缩机、电动涡轮机或电动涡轮增压器架构中的压缩机相关联。当系统必须以非常高的发动机速度运行时，这种紧凑性是相关的，其要求将旋转轴的长度和质量/惯性减小到最大值。
应用示例
将在阅读下文的应用示例后清楚根据本发明的电机的特征和优点。
在该示例中，我们比较了(根据现有技术AA的)开槽电机和根据本发明INV的闭槽电机(具有根据图1的例子由铁磁材料制成的光滑管状套筒)。除了槽的开或闭以外，这两个电机是相同的。这两个电机都由NO20钢板制成。
表1解说了槽闭合对铁损水平的影响。在该表中，I峰值对应于相位中的最大电流，而Psi对应于去磁通角。
表1－铁损
值得注意的是，在全局上，根据本发明的电机的铁损减少。可以观察到，转子处的铁损减少了26％的值。同时，定子处的铁损仅增加了4％。

Claims (18)

1.一种电机，包括转子(10)和定子(12)，所述定子(12)包括沿所述定子(12)周向布置的多个径向通道(28)、容纳在所述径向通道(28)中的多个磁通发电机(34)、接收所述转子(10)的内管状套筒(24)，所述径向通道(28)包括所述磁通发电机(34)对面的流体循环廊(36)，其特征在于，管状套筒(24)的内表面是光滑的。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子(10)的外表面是光滑的。
3.如前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述径向通道(28)由定子齿(26)、所述定子的外边缘(20)以及所述管状套筒(24)来划界。
4.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述管状套筒(24)是与所述定子齿(26)成一体的插入件(38)，特别是楔形或圆柱形箍的形式。
5.如前述权利要求3或4中任一项所述的电机，其特征在于，所述流体循环廊(36)由所述定子齿(26)、所述定子的所述外边缘(20)以及所述磁通发电机(34)来划界。
6.如前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述管状套筒(24)由铁磁材料制成。
7.如前述权利要求1到5中任一项所述的电机，其特征在于，所述管状套筒(24)由磁性材料制成。
8.如前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述管状套筒(24)的厚度范围在0.1mm到5mm之间。
9.如前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，每个径向通道(28)包括两个磁通发电机(34)。
10.如权利要求9所述的电机，其特征在于，所述磁通发电机(34)连接至若干电相(A、B、C)，并且每个径向通道(28)包括连接至同一电相(A、B、C)的两个磁通发电机(34)。
11.如权利要求9所述的电机，其特征在于，所述磁通发电机(34)连接至若干电相(A、B、C)，并且所述径向通道(28)的周向分布包括以下的交替：包含连接至同一电相(A、B、C)的两个磁通发电机的径向通道(28)和包含连接至两个不同电相(A、B、C)的两个磁通发电机(34)的径向通道(28)。
12.如权利要求9所述的电机，其特征在于，所述定子(12)包括十二个径向通道(28)并且所述磁通发电机(34)连接至三个电相(A、B、C)，并且所述径向通道(28)内的所述磁通发电机(34)的所述周向分布如下：
a)第一径向通道(28)包括连接至所述电相(A)的两个磁通发电机(34)，
b)第二径向通道(28)包括连接至第二电相(B)的磁通发电机(34)和连接至所述第一电相(A)的磁通发电机(34)，
c)第三径向通道(28)包括连接至所述第二电相(B)的两个磁通发电机(34)，
d)第四径向通道(28)包括连接至第三电相(C)的磁通发电机(34)和连接至所述第二电相(B)的磁通发电机(34)，
e)第五径向通道(28)包括连接至所述第三电相(C)的两个磁通发电机(34)，
f)第六径向通道(28)包括连接至所述第一电相(A)的磁通发电机(28)和连接至所述第三电相(C)的磁通发电机(34)，
g)根据所述周向分布的第七到第十二径向通道(28)相对于所述定子(12)的中心对称于所述前六个径向通道(28)。
13.如前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述流体是用于冷却所述电机的液体或气体流体。
14.如前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述电机包括布置在靠近所述磁通发电机(34)的所述定子(12)的外部上的冷却系统。
15.如前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述磁通发电机(34)包括电枢绕组。
16.一种包括如前述权利要求中任一项所述的电机和压缩机的电压缩机。
17.一种包括如权利要求1到15中任一项所述的电机和涡轮机的电涡轮机。
18.一种包括如权利要求1到15中任一项所述的电机和压缩机的电涡轮增压器。
CN201811080737.3A 2017-09-18 2018-09-17 包括设置有内管状套筒的定子的电机 Pending CN109525048A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1758618 2017-09-18
FR1758618A FR3071369B1 (fr) 2017-09-18 2017-09-18 Machine electrique comprenant un stator muni d'un manchon tubulaire interne

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109525048A true CN109525048A (zh) 2019-03-26

Family

ID=60382369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811080737.3A Pending CN109525048A (zh) 2017-09-18 2018-09-17 包括设置有内管状套筒的定子的电机

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10727706B2 (zh)
EP (1) EP3457531A3 (zh)
JP (1) JP2019054720A (zh)
KR (1) KR20190032216A (zh)
CN (1) CN109525048A (zh)
FR (1) FR3071369B1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3078205B1 (fr) * 2018-02-16 2020-02-28 IFP Energies Nouvelles Machine electrique a grille statorique comprenant des appendices aerodynamiques
DE102021117995A1 (de) 2021-07-13 2023-01-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stator für eine elektrische Maschine mit nasser Kühlung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6335582B1 (en) * 1997-04-16 2002-01-01 Japan Servo Co., Ltd Permanent-magnet revolving electrodynamic machine with a concentrated winding stator
US20080042498A1 (en) * 2006-06-27 2008-02-21 Alexander Beer Method for manufacturing an electric machine and electric machine manufactured according to said method
CN201656729U (zh) * 2010-04-19 2010-11-24 鲍文光 一种电动汽车用无刷永磁直流电机
WO2017050577A1 (fr) * 2015-09-25 2017-03-30 IFP Energies Nouvelles Machine electrique tournante comportant un rotor et un stator pour le passage d'un fluide
CN107017720A (zh) * 2017-05-19 2017-08-04 苏州汇川联合动力系统有限公司 双绕组定子及电机
FR3048022A1 (fr) * 2016-02-19 2017-08-25 Ifp Energies Now Dispositif de compression a assistance electrique d'un fluide de travail, tel qu'un fluide liquide ou un fluide gazeux, et turbocompresseur comprenant un tel dispositif de compression.

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0715922A (ja) * 1993-06-25 1995-01-17 Toshiba Corp 電動機の固定子およびその製造方法
JPH1118332A (ja) * 1997-06-20 1999-01-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd ステータおよびその製造方法
SE520528C2 (sv) * 1999-05-03 2003-07-22 Abb Ab Stator till en roterande elektrisk maskin och förfarande för framställning av denna
FR2857521B1 (fr) * 2003-07-11 2005-09-23 Thales Sa Refroidisseur d'un stator
DE102006003598A1 (de) * 2006-01-25 2007-08-09 Siemens Ag Permanenterregte Synchronmaschine
DE102006008423A1 (de) * 2006-02-23 2007-08-30 Wilo Ag Motorkreiselpumpe
ATE498060T1 (de) 2007-05-24 2011-02-15 Lindenmaier Gmbh Turbolader
JP4708448B2 (ja) * 2008-03-04 2011-06-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転電機および電気自動車
EP2224578A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-01 ABB Research Ltd. Stator winding scheme of a permanent magnet machine
FR2967529B1 (fr) * 2010-11-12 2013-09-13 Erneo Machine electrique a bobinage dentaire a phases regroupees
IT1403055B1 (it) * 2010-11-30 2013-09-27 Itaco S R L Ora Reel S R L Generatore elettrico.
US20130043745A1 (en) 2011-08-16 2013-02-21 Sheikh Nayyer Hussain Synchronous reluctance motor for conducting media
CN103036328A (zh) * 2011-09-29 2013-04-10 华锐风电科技(集团)股份有限公司 定子、制造方法和电机
US20130169074A1 (en) 2011-12-31 2013-07-04 Sheikh Nayyer Hussain Synchronous relcutance motor for conducting media
ITMI20121301A1 (it) * 2012-07-25 2014-01-26 Wilic Sarl Segmento attivo di una macchina elettrica rotante per aerogeneratore, macchina elettrica rotante, e aerogeneratore
JP6068953B2 (ja) * 2012-11-28 2017-01-25 株式会社ミツバ 電動モータ
JP6352056B2 (ja) * 2013-09-04 2018-07-04 山洋電気株式会社 電磁モータ用固定子の巻線絶縁構造
JP6269435B2 (ja) * 2014-10-16 2018-01-31 トヨタ自動車株式会社 回転電機のステータ
SE540148C2 (sv) * 2015-04-23 2018-04-10 Bae Systems Haegglunds Ab Enhet innefattande kylorgan och hållarorgan avsedd för placering mellan statortänder
EP3131189B1 (de) * 2015-08-12 2018-08-01 Siemens Aktiengesellschaft Rotor einer elektrischen maschine
JP6664958B2 (ja) * 2015-12-25 2020-03-13 サンデンホールディングス株式会社 コンプレッサ用モータ及びそれを備えたコンプレッサ
JP2018046675A (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 トヨタ自動車株式会社 回転電機のステータ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6335582B1 (en) * 1997-04-16 2002-01-01 Japan Servo Co., Ltd Permanent-magnet revolving electrodynamic machine with a concentrated winding stator
US20080042498A1 (en) * 2006-06-27 2008-02-21 Alexander Beer Method for manufacturing an electric machine and electric machine manufactured according to said method
CN201656729U (zh) * 2010-04-19 2010-11-24 鲍文光 一种电动汽车用无刷永磁直流电机
WO2017050577A1 (fr) * 2015-09-25 2017-03-30 IFP Energies Nouvelles Machine electrique tournante comportant un rotor et un stator pour le passage d'un fluide
FR3048022A1 (fr) * 2016-02-19 2017-08-25 Ifp Energies Now Dispositif de compression a assistance electrique d'un fluide de travail, tel qu'un fluide liquide ou un fluide gazeux, et turbocompresseur comprenant un tel dispositif de compression.
CN107017720A (zh) * 2017-05-19 2017-08-04 苏州汇川联合动力系统有限公司 双绕组定子及电机

Also Published As

Publication number Publication date
US10727706B2 (en) 2020-07-28
FR3071369B1 (fr) 2023-09-01
KR20190032216A (ko) 2019-03-27
US20190089211A1 (en) 2019-03-21
JP2019054720A (ja) 2019-04-04
FR3071369A1 (fr) 2019-03-22
EP3457531A2 (fr) 2019-03-20
EP3457531A3 (fr) 2019-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10381889B2 (en) Permanent magnet machine with segmented sleeve for magnets
CN101345440B (zh) 具有轴径向折叠绕组的永磁电机
US10797556B2 (en) Rotary electric machine comprising a rotor and a stator for the passage of a fluid
CN102859844A (zh) 尤其用于风力涡轮的同步发电机
US9601951B2 (en) Modular permanent magnet motor and pump assembly
CN105245073A (zh) 定子永磁型双凸极盘式电机
EP3082224B1 (en) System and method for supporting laminations of synchronous reluctance motors
EP3416268B1 (en) Three phase flux switching electric machine with orthogonally oriented magnets
EP3410574B1 (en) Hybrid synchronous machines
BR102014025357A2 (pt) sistema de gerador elétrico e aeronave
CN101710746A (zh) 转子及自启动三相永磁电动机
CN109525048A (zh) 包括设置有内管状套筒的定子的电机
CN106100271B (zh) 轴径向磁通的调磁电机
CN103867290B (zh) 嵌入了具有永磁体的电机的涡轮增压器
EP2309627A2 (en) Methods and apparatus for assembling homopolar inductor alternators including superconducting windings
CN108288881A (zh) 一种永磁电机
CN114530961A (zh) 电机中的磁体
CN107005110A (zh) 磁铁嵌入型旋转电机
CN101572467A (zh) 高效率高速永磁同步电机
EP4293876A1 (en) Magnetic geared rotary machine and power generation system
CN101599690B (zh) 转子带有永磁体混合磁路的轴向磁通高温超导电机
CN109639035A (zh) 基于双层转子结构的电机及双层储能飞轮
US10720804B2 (en) Permanent magnet machine with segmented sleeve for magnets
EP4274061A1 (en) Electric machine having asymmetric magnet arrangement
JP2010068705A (ja) モータ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200707

Address after: The French Maison emaer

Applicant after: IFP ENERGIES NOUVELLES

Address before: The French Maison emaer

Applicant before: IFP ENERGIES NOUVELLES

Applicant before: MAVEL S.R.L.

TA01 Transfer of patent application right
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190326

RJ01 Rejection of invention patent application after publication