多維分相的電機和電機的多維分相方法及電動車輛與流程

2023-05-19 02:18:31

本發明屬於電機技術領域，具體涉及多維分相的電機和電機的多維分相方法及電動車輛。

背景技術：

電機，是機械能與電能轉換的裝置，包括電動機和發電機，廣泛應用於工業、農業、航天、交通、通信、計算機、科研、辦公設備、家用電器、醫療設備、環保機械等多個領域，特別是應對於燃料資源的短缺和汽車尾氣排放對大自然環境的破壞，世界多國都在積極努力研發各種新能源汽車；而作為新能源無汙染的零排放的汽車，電機成為了核心的動力驅動部件，並且在車輛倒拖行駛時還可以作為發電機使用用以回收能量。

基於電動汽車的特點，對所採用的電機也有較高的要求，為了提升最高時速，電機應有較高的瞬時功率和功率密度(W/kg)；為了增加充電行駛距離，電機應有較高的效率；而且電動汽車是變速工作的，所以電機應有較高的高低速綜合效率；此外有很強的過載能力、大的啟動轉矩、轉矩響應要快。電動車起動和爬坡時速度較低，但要求力矩較大；正常運行時需要的力矩較小，而速度很高。

目前電動汽車電機主要有三種類型：

一是交流電機，其效率較低、體積和重量較大、速度響應性較差。

二是永磁電機，永磁同步電機也有自身的缺點，轉子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下，會產生磁性衰退的現象，所以在相對複雜的工作條件下，電機容易發生損壞；而且永磁材料價格較高，因此整個電機及其控制系統成本較高。永磁同步電機在電動車輛應用較廣泛。

三是開關磁阻電機，目前，從現已成熟的電機技術來看，開關磁阻電機在各個技術特性方面似乎更符合電動車的使用需要，但其振動和噪音問題是其電動車輛尤其是小型乘用車輛所不能承受的，因而尚未得到普及，僅在貨物運輸車輛上處於測試階段。

縱觀現有技術的汽車驅動電機來說，存在以下問題：其功率密度較為有限，這很大程度上限制了電動汽車行業的發展，交流電機雖說技術成熟可靠性強，但其體積和重量均較大，相比之下其功率密度仍然受限；綜合現有電機應用於電動汽車方面的諸多問題，亟需有針對性地研發具有下述特點的高可靠汽車驅動電機：

1、功率方面：電機具有較高的功率密度，滿足車輛動力需求；

2、轉速方面：電機具有適應車輛多變的轉速工況特性，滿足駕駛需要；

3、轉矩方面：電機高速、低速均具有較大轉矩，適應車輛快速啟動和爬坡及加速性能需求；

4、耐震方面：電機能夠承受車輛顛婆耐震的工作環境；

5、溫度方面：電機能夠承受車輛使用時較大的環境溫度變化範圍，特別滿足是高溫環境要求；

6、抗過載方面：電機要經受多轉速工況下的電流過載、驅動轉矩過載、阻力轉矩過載以及轉矩多變衝擊；

7、可靠性方面：電機具有較高的可靠性、耐久性、穩定性，經受車輛長期行駛過程的多工況耐久性檢驗；

8、重量方面：電機體積相對較小、重量相對較輕；

9、成本方面：電機材料成本相對較低，易於推廣及大規模量產；

10、節能方面：電機在車輛倒拖行駛時還可以作為發電機使用用以回收能量。

11、電池匹配方面：電機電流消耗適應於電池的放電特性，特別是在起步工況、過載工況、長期過載運行時要減少或消除對電池的破壞性消耗。

技術實現要素：

本發明目的是研發設計功率密度較大、轉子結構相對較為簡單的多相電機，使其較為適宜電動車輛的驅動，以解決上述問題中的至少一個問題。

本發明在總結原有電機的技術基礎上，創造性地提出新的技術方案，在總結既有電機的技術特點時，發明人對電機的分相方法作了如下分類：現有技術的電機分相方法包括：①第一種分相方法是在轉子旋轉圓周方向進行分相，即「周向分相」，為「圓周維度」的分相，這種方法應用較為廣泛，這種方法在用於開關磁阻電機時，其相位空間相互獨立，使轉子受力密度降低；②第二種方法是在軸向方向上同軸布置多相位定子繞組，即「軸向分相」，為「軸向維度」的分相，這種方法使電機的軸向加長；③第三種方法是在轉子旋轉圓盤的不同半徑的圓周上布置不同相位的定子繞組，即「徑向分相」，為「徑向維度」的分相，這種方法使轉子盤的結構較為複雜。

本發明的總體思路是：充分地利用了電機轉子磁極周圍的立體空間，創造性地在單轉子盤的磁極周圍的「周向」、「軸向」及「徑向」多個維度的不同位置設置不同相位的定子磁極，隨著轉子的運轉，在不同的時間點轉子所處的不同的空間位置受到不同相位的磁場驅動，即：設置多維分相的定子磁極，使電機功率密度提高，同時轉子的結構較為簡單；同樣作為發電機也可以提高發電功率密度。本發明的技術方案是：

依據本發明的第一方面，提供了一種多維分相的電機，包括轉子、定子以及所述轉子、定子的支撐元件和電子控制系統，其特殊之處是，

所述轉子、定子、所述支撐元件和所述電子控制系統構成開關磁阻方式工作的電機，

所述轉子包括其圓周上分布有軟磁材料製成的轉子磁極，

所述定子包括定子磁芯和定子繞組，

所述定子磁芯包括具有三個或三個以上相位的軟磁磁極或軟磁磁極對，不同相位的軟磁磁極或軟磁磁極對按一定相序分布於所述轉子上轉子磁極周圍的多個維度的空間位置，所述多個維度的空間位置包括位於所述轉子磁極周圍的所述轉子軸向、所述轉子徑向、所述轉子旋轉切向的三維立體空間的多個不同位置，

所述定子磁芯上繞有所述定子繞組，用於在所述定子繞組依相序通電時，使所述定子磁芯產生電磁力矩使所述轉子旋轉，或用於使所述定子繞組依相序產生感應電動勢。

依據本發明的第二方面，提供了一種多維分相的電機，包括轉子、定子以及所述轉子、定子的支撐元件和電子控制系統，其特殊之處是，

所述轉子、定子以及所述支撐元件和所述電子控制系統構成永磁電機，

所述轉子包括其圓周上分布的永磁材料製成的轉子磁極，

所述定子包括定子磁芯和定子繞組，

所述定子磁芯包括具有三個或三個以上相位的軟磁磁極或軟磁磁極對，不同相位的軟磁磁極或軟磁磁極對按一定相序分布於所述轉子上轉子磁極周圍的多個維度的空間位置，所述多個維度的空間位置包括位於所述轉子磁極周圍的所述轉子軸向、所述轉子徑向、所述轉子旋轉切向的三維立體空間的多個不同位置，

所述定子磁芯上繞有所述定子繞組，用於在所述定子繞組依相序通電時，使所述定子磁芯產生電磁力矩使所述轉子旋轉，或用於使所述定子繞組依相序產生感應電動勢。

依據本發明的第三方面，提供了一種多維分相的電機，包括轉子、定子以及所述轉子、定子的支撐元件和電子控制系統，其特殊之處是，

所述轉子、定子以及所述支撐元件和所述電子控制系統構成激磁電機，

所述轉子圓周上分布有軟磁材料製成的轉子磁極以及激磁繞組，

所述定子包括定子磁芯和定子繞組，

所述定子磁芯包括具有三個或三個以上相位的軟磁磁極或軟磁磁極對，不同相位的軟磁磁極或軟磁磁極對按一定相序分布於所述轉子上轉子磁極周圍的多個維度的空間位置，所述多個維度的空間位置包括位於所述轉子磁極周圍的所述轉子軸向、所述轉子徑向、所述轉子旋轉切向的三維立體空間的多個不同位置，

所述定子磁芯上繞有所述定子繞組，用於在所述定子繞組依相序通電時，使所述定子磁芯產生電磁力矩使所述轉子旋轉，或用於使所述定子繞組依相序產生感應電動勢。

依據本發明的第四方面，提供了一種多維分相的電機，包括轉子、定子以及所述轉子、定子的支撐元件和電子控制系統，其特殊之處是，

所述轉子、定子以及所述支撐元件和所述電子控制系統構成永磁與激磁混合電機，

所述轉子圓周上分布有軟磁材料製成的轉子磁極，

所述定子包括定子磁芯和定子繞組，

所述定子磁芯包括具有三個或三個以上相位的軟磁磁極或軟磁磁極對，不同相位的軟磁磁極或軟磁磁極對按一定相序分布於所述轉子上轉子磁極周圍的多個維度的空間位置，所述多個維度的空間位置包括位於所述轉子磁極周圍的所述轉子軸向、所述轉子徑向、所述轉子旋轉切向的三維立體空間的多個不同位置，

所述定子磁芯上繞有所述定子繞組，用於在所述定子繞組依相序通電時，使所述定子磁芯產生電磁力矩使所述轉子旋轉，或用於使所述定子繞組依相序產生感應電動勢；

其中，所述轉子和所述定子這二者之中至少之一在其磁迴路上設有永磁體，用於增強所述磁迴路的磁場。

依據本發明第一、第二、第三、第四這四個方面中任一方面所述的多維分相的電機，

進一步地，本發明還提供了一種多維分相的電機，其特殊之處在於，所述電機為內定子電機或外定子電機或內外定子電機或內外轉子電機。

進一步地，本發明還提供了一種多維分相的電機，其特殊之處在於，

所述電機為周向繞組的多維分相的電機，

所述電機轉子上均勻分布轉子磁極，

所述定子磁芯與電機轉子同軸心，所述定子磁芯在朝向轉子側的圓周上開有周向槽，所述周向槽是與所述電機軸向和徑向分別垂直的圓周結構的槽，槽的開口指向轉子一側，所述槽的槽口兩側圓周上均勻分布有定子磁極，在所述轉子磁極的多個維度上按照一定角度分相設置所述定子磁極，所述槽內嵌置周向繞組，所述周向繞組為單線繞制或多線並繞的圓型線圈結構，每相定子磁芯的槽內嵌置一相周向繞組，用於在所述周向繞組的激勵下使所述定子磁極產生磁場驅動所述轉子旋轉或用於通過所述定子與轉子磁場變化時使所述周向繞組產生感生電動勢。

進一步地，本發明還提供了一種多維分相的電機，其特殊之處在於，

所述轉子上的轉子磁極和所述轉子的軛部之為分體結構設置。

進一步地，本發明還提供了一種多維分相的電機，其特殊之處在於，

所述定子上的定子磁極和所述定子的軛部為分體結構設置。

依據本發明的第五方面，提供了一種電機的多維分相方法，其殊之處在於，

①在所述電機的轉子圓周上均勻布設轉子磁極，

②設置三相或三相以上的定子磁極數目，使每一相定子磁極數目與所數轉子磁極數目均等，

③設置所述三相或三相以上的定子磁極位置：不同相位定子磁極按相序分布於所述轉子上轉子磁極周圍的多個維度的空間位置，所述多個維度的空間位置包括位於所述轉子磁極周圍的所述轉子軸向、所述轉子徑向、所述轉子旋轉圓周切向的三維立體空間的多個不同位置。

依據本發明第六方面還提供了一種電動車輛，其特殊之處在於，包括第一、第二、第三、第四這四個方面中任一方面所述的多維分相的電機，用於驅動所述車輛行駛。

本發明的有益效果是：

1、本發明第一方面所提供的多維分相的電機，屬於開關磁阻電機，具有開關磁阻電機的優點，並且增加了功率密度，減小了振動和噪音，降低了能耗；應用於電動車輛時，延長了行駛裡程，不僅適用於物流載貨車輛，也適用於各種乘用車輛以及多種專用車輛，還適應於其他工礦設備。

2、本發明第二方面所提供的多維分相的電機，屬於永磁電機，具有永磁電機的優點，並且增加了功率密度，降低了能耗，用於電動車輛時延長了行駛裡程。

3、本發明第三方面所提供的多維分相的電機，屬於激磁電機，具有激磁電機的優點，並且增加了功率密度，可靠性較高，用於電動車輛時延長了行駛裡程。

4、本發明第三方面所提供的多維分相的電機，屬於永磁與激磁混合電機，增加了功率密度，並且降低了能耗，應用於電動車輛時，延長了行駛裡程。

5、本發明第五方面所提供的一種採用多維分相電機的電動車輛，具有較高的功率密度和效率，從而更加節能、車輛綜合行駛性能得到提高，特別是起步性能、加速性能、耐久性能；對於採用第一方面開關磁阻方式的多維分相的電機的車輛，其耐久性、可靠性、耐溫性、高速性能、耐震性能、低速扭矩特性均較好，對電池的耗損亦較小。

附圖說明

圖1是本實施方式提供的第一種多維分相的開關磁阻電機的轉子軸向剖面示意圖；

圖2是第一種多維分相的開關磁阻電機的定子及轉子的側剖面結構示意圖；

圖3是第一種多維分相的開關磁阻電機的定子及轉子的軸向剖面結構示意圖；

圖4是本實施方式提供的第二種多維分相的開關磁阻電機的側剖面結構示意圖；

圖5是本實施方式提供的第三種多維分相的開關磁阻電機的側剖面結構示意圖；

圖6是第三種多維分相的開關磁阻電機的另一種結構形式的側剖面結構示意圖；

圖7是本實施方式提供的第一種多維分相的永磁電機的側剖面結構示意圖；

圖8是第一種多維分相的永磁電機的軸向剖面結構示意圖；

圖9是本實施方式提供的第二種多維分相的永磁電機的側剖面結構示意圖；

圖10是本實施方式提供的第三種多維分相的永磁電機的側剖面結構示意圖；

圖11是本實施方式提供的第一種多維分相的激磁電機的側剖面結構示意圖；

圖12是本實施方式提供的外定子式多維分相的電機的側剖面結構示意圖；

圖13是本實施方式提供的內定子式多維分相的電機的側剖面結構示意圖；

圖14是本實施方式提供的內外轉子式多維分相的電機的側剖面結構示意圖；

圖15是本實施方式提供的內外定子式多維分相的電機的側剖面結構示意圖；

圖16是本實施方式提供的周向繞組的多維分相的電機的側剖面結構示意圖；

圖17是本實施方式提供的周向繞組的多維分相電機轉子軸向剖面結構示意圖；

圖18是周向繞組的多維分相電機的三相定子相位對比的軸向剖面結構示意圖；

圖19是本實施方式提供的外轉子式周向繞組的多維分相電機側剖面結構示意圖；

圖20是本實施方式提供的包括多維分相的電機的電動車輛結構示意圖；

具體實施方式

為了實現本發明的目的，本發明實施方式提供了多維分相的電機及電動車輛。

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式做以進一步詳細描述，實施例僅用於說明本發明，並不用來限制本發明，本發明的權利範圍由權利要求限定。

第一方面，本發明實施方式提供了一種多維分相的電機，

包括轉子、定子以及所述轉子、定子的支撐元件和電子控制系統，其結構特點是，

所述轉子、定子、所述支撐元件和所述電子控制系統構成開關磁阻方式工作的電機，

所述轉子包括其圓周上分布有軟磁材料製成的轉子磁極，

用於在所述轉子磁極的多側向分布的定子磁極產生的電磁力矩作用下使所述轉子旋轉，

或

用於在所述轉子旋轉時通過磁場的變化使在所述轉子磁極的多側向分布的定子磁極上的繞組產生感應電動勢；

所述定子包括定子磁芯和定子繞組，

所述定子磁芯包括具有三個或三個以上相位的軟磁磁極或軟磁磁極對，不同相位的軟磁磁極或軟磁磁極對按一定相序分布於所述轉子上轉子磁極周圍的多個維度的空間位置，所述多個維度的空間位置包括位於所述轉子磁極周圍的所述轉子軸向、所述轉子徑向、所述轉子旋轉切向的三維立體空間的多個不同位置，

所述定子磁芯上繞有所述定子繞組，用於在所述定子繞組依相序通電時，使所述定子磁芯產生電磁力矩使所述轉子旋轉，或用於使所述定子繞組依相序產生感應電動勢。

具體地，由下面實施例1至實施例3的進一步闡述。

實施例1

如圖1所示，是本實施方式提供的第一種多維分相的開關磁阻電機的轉子軸向剖面示意圖；該轉子採用凸極式結構，與轉子軸100相連接的轉子圓周上均勻分布有凸極形式的轉子磁極，如轉子磁極102，磁極之間的空缺位置如109為磁極距；可以用同種導磁材料將轉子盤101和一周的轉子磁極做成一體式結構，也可以將轉子軸100和一周分布的轉子磁極之間的圓盤連接體101做成分體式結構，因為本種電機的每一個轉子磁極即可與相應的定子磁極以短磁路形式構成磁迴路，所以其中圓盤連接體101可以採用非導磁材料。

圖2是第一種多維分相的開關磁阻電機定子及轉子的側剖面結構示意圖；轉子軸100連接轉子盤101，轉子盤圓周上均勻分布有軟磁材料製成的轉子磁極如102等，在轉子磁極多個側向，也就是在該轉子磁極在轉子的軸向、徑向、旋轉切向這三維立體範圍內的三個不同位置，設置有三個相位的定子磁極：其中第一相位的定子磁極103位於所述轉子磁極軸向一側的一定位置，第三相位的定子磁極105位於所述轉子磁極軸向另一側的一定位置，第二相位的定子磁極105位於所述轉子磁極徑向外側的一定位置，且又如圖3所示的三個定子磁極還具備旋轉切向(方向或「周向」)一定角度位置：

圖3是第一種多維分相的開關磁阻電機的定子及轉子的軸向剖面結構示意圖；在本圖中，為便於理解，先僅就一個轉子磁極102和三個相位的定子磁極103、104、105來描述其(在轉子旋轉方向上即「周向」)相對位置特徵，所以，僅就當電機轉子和定子磁極處於如圖所示的相對位置時，僅畫出其中一個轉子磁極102和此時與其相關的三個相位的定子磁極103、104、105的位置關係圖：

這是從電機的軸向進行觀察，如圖所示，在設定所述定子磁極104處於設定的0位置時，即設定定子磁極104的中心點與轉子軸心連線為垂向中心線511，則定子磁極104在旋轉切向上的角度為0，定子磁極103的中心點到轉子軸心的連線512與中心線511在旋轉切向上的角度為向左的-α，定子磁極105的中心點到轉子軸心的連線512與中心線511在旋轉切向上的角度為向右的+α，因此，若轉子磁極102正處於圖示位置即磁極102與第二相定子磁極104位於正對位置(稱之為「對中」位置)，可以理解為：此時第一相定子磁極103的位置為處於轉子磁極102的左前方，此時第三相定子磁極105的位置為處於轉子磁極102的右後方，第一相定子磁極103可以在轉子磁極102的前方施加作用力，第二相定子磁極104可以在轉子磁極102的徑向外側施加作用力，第三相定子磁極105可以在轉子磁極102的後方施加作用力；或者可以理解為：此時第一相定子磁極103的位置為處於轉子磁極102的左後方，此時第三相定子磁極105的位置為處於轉子磁極102的右前方。

第一相定子磁極103上繞有第一相定子繞組106、第二相定子磁極104上繞有第一相定子繞組107、第三相定子磁極105上繞有第一相定子繞組108，電機上所有定子磁極按其所屬相序進行連接，使三相繞組在電機的電子控制系統控制下，根據檢測到的轉子相對位置控制三相定子繞組的電流，作為開關磁阻電動機或開關磁阻發電機使用，其電子控制系統可與通常的開關磁阻電機的電控單元採取同樣的控制方式。

需要說明的是，眾所周知，作為電機還需要定子殼體、軸承、基座等支撐部件，附圖中針對性地顯示了本發明所突出的與主題相關的技術特徵，對於一些公知的重複性技術內容如定子殼體、軸承、基座等支撐部件以及電子控制系統的電路結構，圖中未予示出(以下同)。

在如圖1所示的轉子圓周上的每一個轉子磁極周圍的多維位置上，均和上述的轉子磁極102一樣合理地設有多維分相的三相定子磁極，需要說明的是，在設置多維分相的三相磁極分布時，眾所周知應該合理布置三相磁極之間的周向相對角度位置，以合理劃分三相定子磁極對轉子磁極的磁力作用角度範圍，即每相磁極作用角度範圍應該大致相等且定子磁極與轉子磁極寬度相當，避免相間或極間產生有害的磁力抵消或磁力幹涉。

這樣，充分地利用了電機轉子磁極周圍的立體空間，創造性地在單轉子盤的磁極周圍的「周向」、「軸向」及「徑向」多個維度的不同位置設置不同相位的定子磁極，隨著轉子的運轉，在不同的時間點轉子所處的不同的空間位置可以受到不同相位的磁場驅動，即：設置多維分相的定子磁極，使電機功率密度提高，同時轉子的結構較為簡單；同樣作為發電機也可以提高發電功率密度。

實施例2

圖4是本實施方式提供的第二種多維分相的開關磁阻電機的側剖面結構示意圖；在圖示的開關磁阻電機電機中，轉子軸120連接轉子盤121，轉子盤外圓周均勻布置轉子磁極，每一轉子磁極包括向三個方向伸出的分相磁極，其中第一分相磁極122位於圖示的左側，第二分相磁極123位於圖示的上側，第三分相磁極124位於圖示的右側，三個分相磁極的幾何中心與轉子軸心線均位於同一徑向切面上；轉子的每一分相磁極外配置有相應的C型定子磁極，每一C型定子磁極具有兩個磁極圍繞在轉子分相磁極兩側構成定子磁極對，每一C型定子磁極上繞有定子繞組，其中，

第一相定子磁極125設有第一相定子繞組128，其定子磁極對位於轉子分相磁極122兩側，

第二相定子磁極126設有第二相定子繞組129，其定子磁極對位於轉子分相磁極123兩側，

第三相定子磁極127設有第三相定子繞組130，其定子磁極對位於轉子分相磁極124兩側，

每一定子磁極與轉子分相磁極之間留有適宜間隙，這樣，每一定子磁極與轉子分相磁極為短磁路結構，減少了漏磁及渦流損耗。

與前一實施例類似地，定子磁極126處於與轉子分相磁極123「對中」時，雖然轉子分相磁極122、123也在這一平面上，但定子磁極125和定子磁極127的中心線不會同時在這切面上，故定子磁極125、127以虛線的方式表示其相位與定子磁極126不同；也就是，在軸向上看來，定子磁極125、126、127分別為不同的周向角度，期間的夾角換算為磁極之間的電角度可設為120°，即為鄰相定子磁極極間的相位差；這與圖3所示的定子磁極分布規律相同，故該電機的軸向剖面結構未在附圖中示出。

實施例3

圖5是本實施方式提供的第三種多維分相的開關磁阻電機的側剖面結構示意圖；該電機採用多維分相的5相定子，共同作用於僅具有單周磁極分布的單一轉子的結構形式，如圖中所示，轉子圓周上均勻分布轉子磁極，如133，在每一轉子磁極的多維位置上分布有5個相位的定子磁極，如5相定子磁極134、135、136、137、138，每一相定子磁極數目與轉子磁極數目均等，每一轉子磁極對應5個定子磁極的方向呈平面，且與定子磁極間留有適宜間隙，轉子磁極133通過轉子連接體132與轉子軸131固定。

易於理解且圖中未予示出的是，在軸向上看來，定子磁極134、135、136、137、138分別為不同的周向角度，其間的夾角換算為磁極之間的電角度，即為定子磁極極間的相位差，如5相定子的相鄰極間相位差為72°電角度。

5相繞組在電機的電子控制系統控制下，根據檢測到的轉子相對位置控制5相定子繞組的電流，作為開關磁阻電動機或開關磁阻發電機使用。

圖6是第三種多維分相的開關磁阻電機的另一種結構形式的側剖面結構示意圖；該電機採用多維分相的5相定子，共同作用於單周分布磁極的單一轉子的結構形式，如圖中5相定子磁極142、143、144、145、146，轉子圓周上均勻分布轉子磁極，如141，每一轉子磁極對應5個定子磁極的方向呈近圓弧形，且與定子磁極間留有適宜間隙，轉子磁極141通過轉子連接體與轉子軸140固定。

第一相定子磁極142的幾何中心與轉子磁極141幾何中心連線147、

第二相定子磁極143的幾何中心與轉子磁極141幾何中心連線148、

第三相定子磁極144的幾何中心與轉子磁極141幾何中心連線149、

第四相定子磁極145的幾何中心與轉子磁極141幾何中心連線150、

第五相定子磁極146的幾何中心與轉子磁極141幾何中心連線151，

相鄰(相位定子與轉子中心)連線夾角可採取相等的方式，來布置多相定子磁極。

易於理解且圖中未予示出的是，在軸向上看來，定子磁極142、143、144、145、146分別為不同的周向角度，其間的夾角換算為磁極之間的電角度，即為定子磁極極間的相位差，如5相定子的相鄰極間相位差為72°電角度。

5相繞組在電機的電子控制系統控制下，根據檢測到的轉子相對位置控制5相定子繞組的電流，作為開關磁阻電動機或開關磁阻發電機使用。

第二方面，本發明實施方式提供了一種多維分相的電機，

包括轉子、定子以及所述轉子、定子的支撐元件和電子控制系統，其結構特點是，

所述轉子、定子以及所述支撐元件和所述電子控制系統構成永磁電機，

所述轉子包括其圓周上分布的永磁材料製成的轉子磁極，

用於在所述轉子磁極的多側向分布的定子磁極產生的電磁力矩作用下使所述轉子旋轉，

或

用於在所述轉子旋轉時通過磁場的變化使在所述轉子磁極的多側向分布的定子磁極上的繞組產生感應電動勢；

所述定子包括定子磁芯和定子繞組，

所述定子磁芯包括具有三個或三個以上相位的軟磁磁極或軟磁磁極對，不同相位的軟磁磁極或軟磁磁極對按一定相序分布於所述轉子上轉子磁極周圍的多個維度的空間位置，所述多個維度的空間位置包括位於所述轉子磁極周圍的所述轉子軸向、所述轉子徑向、所述轉子旋轉切向的三維立體空間的多個不同位置，

所述定子磁芯上繞有所述定子繞組，用於在所述定子繞組依相序通電時，使所述定子磁芯產生電磁力矩使所述轉子旋轉，或用於使所述定子繞組依相序產生感應電動勢。

具體地，如下面實施例4至實施例6的闡述。

實施例4

圖7是本實施方式提供的第一種多維分相的永磁電機的側剖面結構示意圖；圖7所示的電機結構特點是，轉子軸160通過連接體161連接轉子圓周上的均勻分布的轉子磁極，如162，在轉子磁極162對應三個定子磁極的方向上裝有三個永磁磁極163、164、165，與上述開關磁阻電機類似地，轉子磁極162的周圍具有多維方向設置的定子磁極166、167、168，三相定子磁極上的定子繞組169、170、171分別受到電子控制系統控制，與前述開關磁阻電機不同的是：前述的開關磁阻電機定、轉子極間只能是磁拉力，而本實施例定子磁極與轉子磁極之間可以產生磁推力，使電機控制方式更為多樣化，在電子控制系統控制下，該多維分相的三相永磁電機可以作為電動機或者發電機使用。

圖8是第一種多維分相的永磁電機的軸向剖面結構示意圖；在本圖中，為便於理解，先僅就一個轉子磁極162和三個相位的定子磁極166、167、168來描述其相對位置特徵(故圖中僅畫出一個轉子磁極162和三個相位的定子磁極166、167、168)：

從電機的軸向觀察，如圖所示，在設定定子磁極167處於設定的0位置時，即設定定子磁極167的中心點與轉子軸心連線為垂向中心線515，則定子磁極167的旋轉切向上的角度為0，定子磁極166的中心點到轉子軸心的連線516與中心線515在旋轉切向上的角度為向左的-α，定子磁極168的中心點到轉子軸心連線517與中心線515在旋轉切向上的角度為向右的+α；

因此，若轉子磁極167正處於圖示位置即磁極162與第二相定子磁極167為「對中」位置時，可以理解為：此時第一相定子磁極166處於轉子磁極162的左前方，此時第三相定子磁極168處於轉子磁極162的右後方，第一相定子磁極166可以在轉子磁極162的前方施加作用力，第二相定子磁極167可以在轉子磁極162的徑向外側施加作用力，第三相定子磁極168可以在轉子磁極162的後方施加作用力；或者可以理解為：此時第一相定子磁極166的位置處於轉子磁極162的左後方，此時第三相定子磁極168的位置處於轉子磁極162的右前方。

實施例5

圖9是本實施方式提供的第二種多維分相的永磁電機的側剖面結構示意圖；圖中轉子軸180通過連接體181連接轉子圓周上均勻分布的轉子磁極如182，每一轉子磁極向外伸出分相的三對永磁磁極，在分相三個永磁磁極的有效磁力作用區分別設有多維分相的三相定子磁極；以轉子磁極182為例：其向外伸出分相的三對永磁磁極183、184、185，在分相的永磁磁極183、184、185的有效磁力作用區分別設有多維分相的三相定子磁極187、189、190，每一相定子磁極上具有定子繞組，三相定子磁極在軸向的分相設置規律與上述圖8中所述相同，此處不再贅述。三相定子繞組186、188、191在電子控制系統控制下，該多維分相的三相永磁電機可以作為電動機或者發電機使用。

實施例6

圖10是本實施方式提供的第三種多維分相的永磁電機的側剖面結構示意圖；圖中轉子軸200通過連接體連接轉子圓周上均勻分布的轉子磁極如201，，每一轉子磁極沿三個方向設置分相的三個永磁磁極，在分相永磁磁極的有效磁力作用區分別設有多維分相的三相定子磁極，以圖中位置的轉子磁極201為例：

轉子磁極201沿三個方向設置分相永磁磁極202、203、204，在分相永磁磁極202、203、204的有效磁力作用區分別設有多維分相的三相定子磁極205、206、207，並相應地設有定子繞組，多維分相的三相定子磁極在軸向方向的分相設置規律與上述圖8中所述相同，三相定子繞組在電子控制系統控制下，該多維分相的三相永磁電機可以作為電動機或者發電機使用。

第三方面，本發明實施方式提供了一種多維分相的電機，包括轉子、定子以及所述轉子、定子的支撐元件和電子控制系統，其結構特點是，

所述轉子、定子以及所述支撐元件和所述電子控制系統構成激磁電機，

所述轉子圓周上分布有軟磁材料製成的轉子磁極以及激磁繞組，

用於在所述轉子磁極多側向分布的定子磁極產生的電磁力矩作用下使所述轉子旋轉，

或

用於在所述轉子旋轉時通過磁場的變化使在所述轉子磁極多側向分布的定子磁極上的繞組產生感應電動勢；

所述定子包括定子磁芯和定子繞組，

所述定子磁芯包括具有三個或三個以上相位的軟磁磁極或軟磁磁極對，不同相位的軟磁磁極或軟磁磁極對按一定相序分布於所述轉子上轉子磁極周圍的多個維度的空間位置，所述多個維度的空間位置包括位於所述轉子磁極周圍的所述轉子軸向、所述轉子徑向、所述轉子旋轉切向的三維立體空間的多個不同位置，

所述定子磁芯上繞有所述定子繞組，用於在所述定子繞組依相序通電時，使所述定子磁芯產生電磁力矩使所述轉子旋轉，或用於使所述定子繞組依相序產生感應電動勢。

具體地，如下面實施例7的闡述。

實施例7

圖11是本實施方式提供的第一種多維分相的激磁電機的側剖面結構示意圖；圖中，轉子軸210通過連接體連接轉子圓周上均勻分布的激磁式轉子磁極，如圖所示的轉子磁極上包括轉子磁極對211、212，轉子磁極對214、213轉子磁極對224、225等，轉子磁極對所在的轉子磁極繞有相應的轉子激磁繞組，轉子激磁繞組通過端線220連接激磁電源，其可以採取碳刷、滑環等方式連接激磁電源，也可以採取無刷方式獲取激磁能量。

在所示定子磁極周圍的多維空間設置有多維分相的三相定子磁極貼近轉子磁極對，每一定子磁極對如(215、216)，(217、218)，219等具有其定子繞組221，222，223；定子磁極的軸向上的分相設置規律與上述圖8中所述相同，三相定子繞組在電子控制系統控制下，該多維分相的三相永磁電機可以作為電動機或者發電機使用。

第四方面，本發明實施方式提供了一種多維分相的電機，

包括轉子、定子以及所述轉子、定子的支撐元件和電子控制系統，其結構特點是，

所述轉子、定子以及所述支撐元件和所述電子控制系統構成永磁與激磁混合電機，

所述轉子圓周上分布有軟磁材料製成的轉子磁極，

用於在所述轉子磁極多側向分布的定子磁極產生的電磁力矩作用下使所述轉子旋轉，

或

用於在所述轉子旋轉時通過磁場的變化使在所述轉子磁極多側向分布的定子磁極上的繞組產生感應電動勢；

所述定子包括定子磁芯和定子繞組，

所述定子磁芯包括具有三個或三個以上相位的軟磁磁極或軟磁磁極對，不同相位的軟磁磁極或軟磁磁極對按一定相序分布於所述轉子上轉子磁極周圍的多個維度的空間位置，所述多個維度的空間位置包括位於所述轉子磁極周圍的所述轉子軸向、所述轉子徑向、所述轉子旋轉切向的三維立體空間的多個不同位置，

所述定子磁芯上繞有所述定子繞組，用於在所述定子繞組依相序通電時，使所述定子磁芯產生電磁力矩使所述轉子旋轉，或用於使所述定子繞組依相序產生感應電動勢；

其中，所述轉子和所述定子這二者之中至少之一在其磁迴路上設有永磁體，用於增強所述磁迴路的磁場。

容易理解的是，對於多維分相的永磁與激磁混合電機，其結構是在前述多維分相的激磁電機基礎上，轉子磁極或定子磁極上附加有永磁磁體，用於增強磁迴路的磁場，增大定、轉子之間的磁拉力或磁推力，其工作過程與前述的永磁電機基本一致，這裡不再贅述，附圖中未予示出。同樣可以理解的是，為了便於電機的生產裝配，可以將轉子上的轉子磁極和轉子的軛部設計為分體結構形式，也可以將定子上的定子磁極和定子的軛部設計為為分體結構形式。

上述四個方面的實施方式分別從結構特點上闡述了的多維分相的電機，對於符合於上述四個方面多維分相電機技術方案的一些優選的其他實施例，下面將作以進一步詳細闡述。

首先，本發明實施方式還進一步提供了具有下述結構特點的外定子式多維分相的三相電機，具體地如下面實施例8的闡述。

實施例8

圖12是本發明實施方式提供的外定子式多維分相的電機的側剖面結構示意圖；圖中，轉子軸230連接轉子盤，轉子盤圓周上均勻分布轉子磁極，如轉子磁極233，定子231與轉子軸之間裝有軸承，如軸承232；定子231內部固定有多維分相的三相定子磁極，如定子磁極234、235、236分屬不同的相位，與前述多維分相的三相電機的同樣的，定子磁極234、235、236在軸向看來其周向角度不同，三相定子磁極以圓周方向(即「周向」)相互間隔120電角度的位置作用於轉子磁極。本圖顯示了如上所述的四個方面的多維分相的三相電機的共同具有的結構特點，可作為多維分相的三相開關磁阻電機、多維分相的三相永磁電機、多維分相的激磁電機以及多維分相的永磁與激磁混合電機的側向剖面結構示意圖；因此本圖可以進一步較直觀的說明本技術方案的發明思路，使本發明技術方案更加清楚明了。

其次，本發明實施方式還進一步提供了具有下述結構特點的內定子式多維分相的三相電機，具體地如下面實施例9的闡述。

實施例9

圖13是本實施方式提供的內定子式多維分相的電機的側剖面結構示意圖；其結構特點是，電機的外轉子242與內定子之間裝有軸承，如241；外轉子242的圓周內部均勻分布有朝向內側的轉子磁極，如轉子磁極245；按照多維分相的三相繞組的相位差電角度，在每一轉子磁極的軸向兩側及所述轉子磁極旋轉圓周內側，設置有的多維分相的三相定子磁極，這三相定子磁極都固定於內定子上，再通過內定子軸固定於電機外部基座上；如圖位置所示的轉子磁極245周圍的多維分相的定子磁極244、243、246，這三相定子磁極在軸向方向看來分屬不同的「周向」角度位置，確保三相定子磁極之間間隔一定的相間電角度，三相定子磁極上具有相應的三相繞組，在電機的電子控制系統控制下，完成電機的分相控制，作為電動機或發電機使用。

本圖顯示了如上所述的四個方面的多維分相的內定子式三相電機的結構特點，可作為多維分相的內定子式三相開關磁阻電機、多維分相的內定子式三相永磁電機、多維分相的內定子式三相激磁電機以及多維分相的內定子式三相永磁與激磁混合電機的側向剖面結構示意圖。

再次，本發明實施方式還進一步提供了具有下述結構特點的內外轉子式多維分相的三相電機，具體地如下面實施例10的闡述。

實施例10

圖14是本實施方式提供的內外轉子式多維分相的電機的側剖面結構示意圖；如圖所示，陰影部分253為電機定子，定子軸和內轉子軸250之間裝配有軸承如251，定子軸和外轉子263之間裝配有軸承252/254；

內轉子圓周上均勻分布有伸向外側的內轉子磁極，如內轉子磁極255，外轉子圓周上均勻分布有伸向內側的外轉子磁極，如外轉子磁極259，作用於內轉子磁極255的多維分相的三相定子磁極如256、258、257，作用於外轉子磁極259的多維分相的三相定子磁極如260、264、261，內轉子磁極數目、外轉子磁極數目和作用於內轉子磁極的每一相定子磁極數目、作用於外轉子磁極的每一相定子磁極數目均相等；每相定子磁極上具有定子繞組，作用於內轉子磁極的三相定子繞組和作用於外轉子磁極的三相定子繞組可以由電子控制系統實施同步控制或異步控制，可分別控制內轉子和外轉子的轉向、轉速及轉矩，可以應用於一些特殊需求的自動控制技術當中。當然也可以作為三相發電機使用。

本圖顯示了如上所述的四個方面的多維分相的內外轉子式三相電機的結構特點，可作為多維分相的內外轉子式三相開關磁阻電機、多維分相的內外轉子式三相永磁電機、多維分相的內外轉子式激磁電機以及多維分相的內外轉子式永磁與激磁混合電機的側向剖面結構示意圖。

其後，本發明實施方式還進一步提供了具有下述結構特點的內外定子式多維分相的三相電機，具體地如下面實施例11的闡述。

實施例11

圖15是本實施方式提供的內外定子式多維分相的電機的側剖面結構示意圖；如圖所示，陰影部分270為電機轉子，轉子軸套和內定子軸273之間裝配有軸承如272，轉子軸套和外定子275之間裝配有軸承如274；

轉子圓周上均勻分布有伸向外側的轉子的外磁極，如轉子的外磁極281，轉子圓周上還均勻分布有伸向內側的轉子的內磁極，如轉子的內磁極279，內定子圓周上均勻分布有作用於所述轉子的內磁極279的多維分相的三相內定子磁極如278、276、280，外定子圓周上均勻分布有作用於轉子的外磁極281的多維分相的三相外定子磁極如282、283、284；轉子的內磁極數目、轉子的外磁極數目和作用於轉子的內磁極的每一相內定子磁極數目、作用於轉子的外磁極的每一相外定子磁極數目均等。

每相定子磁極上具有定子繞組，作用於轉子的內磁極的三相內定子繞組和作用於轉子的外磁極的三相外定子繞組可以由電子控制系統實施內外雙三相控制，可分別控制內定子三相繞組和外定子三相繞組，從而增加電機輸出功率，提高電機轉子轉速響應性，本實施例闡述的內外定子的電機結構，可以應用於一些特殊需求的電驅動控制技術當中，當然也可以作為三相發電機使用。

本圖顯示了如上所述的四個方面的多維分相的內外定子式三相電機的結構特點，可作為多維分相的內外定子式開關磁阻電機、多維分相的內外定子式永磁電機、多維分相的內外定子式激磁電機以及多維分相的內外定子式永磁與激磁混合電機的側向剖面結構示意圖。

另外，符合於上述四個方面多維分相的電機的技術方案，為了克服傳統電機繞組端部帶來的漏磁及損耗的弊端，本發明實施方式還進一步提供了具有下述結構特點的採用周向繞組的多維分相的電機。

所述電機轉子上均勻分布轉子磁極，

所述定子磁芯與電機轉子同軸心，所述定子磁芯朝向轉子的圓周方向開有周向槽，所述周向槽是與所述電機軸向和徑向分別垂直的圓周結構的槽，槽的開口指向轉子一側，所述槽的槽口兩側圓周上均勻分布有定子磁極，在所述轉子磁極的多個維度上按照一定角度分相規律設置所述定子磁極，所述槽內嵌置周向繞組，所示周向繞組為單線繞制或多線並繞的圓型線圈結構，定子磁芯的每個槽內嵌置一相周向繞組，用於在所述周向繞組的激勵下使所述定子磁極產生磁場驅動所述轉子旋轉，或用於在所述定子與轉子磁場變化時使所述周向繞組產生感生電動勢。具體地，以三相電機為例，如下面實施例12的闡述。

實施例12

圖16是本實施方式提供的周向繞組的多維分相的電機的側剖面結構示意圖。

如圖16、圖17及圖18所示：所述電機轉子400上均勻分布轉子磁極如404、420等，所示轉子磁極為凸極式磁極，磁極之間的空缺位置如462為磁極距。

所述定子磁芯402與電機轉子同軸心，所述定子磁芯朝向轉子的3個圓周方向開有3個周向槽，所述周向槽是與所述電機軸向和徑向分別垂直的圓周結構的槽，槽的開口指向轉子一側，如圖中位於轉子磁極404一側的槽405、位於轉子磁極404圓周外側的槽406、位於轉子磁極404另一側的槽407；這三個槽中每一槽口兩側圓周上均勻分布有定子磁極；定子磁極與轉子磁極之間留有適宜間隙。

定子磁芯的每個槽內嵌置一相周向繞組，所示周向繞組為單線繞制或多線並繞的圓型線圈結構，槽405內有周向繞組575，槽406內有周向繞組576，槽407內有周向繞組577，用於在所述周向繞組的激勵下使同一槽口兩側對應的兩個定子磁極磁性相異構成磁極對，並與轉子磁極如404發生磁力作用，按照定子磁極分相相序位置分別驅動所述轉子旋轉或用於在所述定子與轉子磁場變化時使所述周向繞組產生感生電動勢。

其中，槽405的槽口兩側圓周(如圖中槽405上的虛線)均勻分布有定子磁極如421和422構成磁極對，槽406的槽口兩側圓周(如圖中槽406上的虛線)均勻分布有定子磁極如423和424構成磁極對，槽407的槽口兩側圓周(如圖中槽407上的虛線)均勻分布有定子磁極如425和426構成磁極對，其中：

槽405上的磁極對屬於第一相定子磁極對，

槽406上的磁極對屬於第二相定子磁極對，

槽407上的磁極對屬於第三相定子磁極對，每一相磁極對數目和轉子磁極數目均等。

在所述轉子磁極的多個維度上按照一定角度分相規律設置分為三相的所述定子磁極，按照三相電機分相規律，相間相差120°電角度，因此位於三個槽上的三相磁極對在軸向看來相互錯開120°電角度的位置，例如第一相定子磁極如421/422的中心線位於與轉子磁極404「對中」位置設為0°電角度，則第二相定子磁極如423/424的中心線位於與轉子磁極404向右的+120°電角度位置，第三相定子磁極如425/426的中心線位於與轉子磁極404向右的+240°電角度位置，也就是三相定子磁極(對)分布於所示轉子磁極404的軸向、徑向、旋轉圓周方向(即周向)的三維空間的不同位置，即為「多維分相」。

採取該多維分相的方法，提高了轉子磁極的受力密度，提高了電機的單位質量的功率輸出能力即功率密度；採用周向繞組避免了原有技術的繞組端部帶來的較大的漏磁損耗和熱功損耗，從而提高電機的效率。

圖17是本實施方式提供的周向繞組的多維分相電機轉子軸向剖面結構示意圖；圖中轉子圓周均勻分布轉子磁極，如轉子磁極404等，極間空缺位置如462為轉子磁極距，圖中403為轉子圓盤部分連接體，400為轉子軸。

圖18是周向繞組的多維分相電機的三相定子相位對比的軸向剖面結構示意圖；較為明晰地顯示了三相定子磁極的相位關係，將三相定子按照其相位相對位置，將三相剖面圖移放在同一平面、同一角度參考基準線500上進行比較。

圖18中左側的槽體405中間開有圓周槽路452，槽口兩側圓周上均勻分布有第一相轉子磁極如421/422構成磁極對，427/428構成磁極對，磁極間距(極間空缺位置)450/451為磁極距，當轉子磁極404與第一相定子磁極對421/422「對中」時，即磁極421/422與轉子軸心的連線501、與轉子磁極404和轉子軸心的連線501相重合為同一位置，兩連線夾角δ＝0°電角度；

圖18中中間的槽體406的中間開有圓周槽路456，槽口兩側圓周上均勻分布有第二相轉子磁極如423/424構成磁極對，429/430構成磁極對，磁極間距(極間空缺位置)457/458為磁極距(軸向切面圖僅能顯示一側的磁極及「極間空缺位置」)，當轉子磁極404與第一相定子磁極對的421/422對中時，第二相定子磁極的423/424與轉子軸心的連線504、與轉子磁極404和轉子軸心的連線502(502與前述501及後述的503均為垂直於水平基準線500的垂直線)夾角為β，設置：兩連線夾角β＝15°幾何角度；

以如圖所示的電機定子、轉子極數為例計算磁極之間的幾何角度與電角度的關係：

轉子極數：8極，單相定子磁極(對)數目＝8，

按每相定子磁極寬度＝磁極距寬度計算，每相定子磁極所佔幾何角度＝每相定子磁極距所佔幾何角度＝360/16＝22.5°，而每相1定子磁極+1磁極距＝360度電角度，

因此每相定子磁極電角度＝22.5°x8＝180°，

相距120°電角度換算成幾何角度為：120/8＝15°，因此，磁極423/424比磁極421/422向右超前+120°電角度；

圖中右側的槽體407中間開有圓周槽路461，槽口兩側圓周上均勻分布有第三相轉子磁極如425/426構成磁極對，431/432構成磁極對，磁極間距(極間空缺位置)459/460為磁極距，當轉子磁極404與第一相定子磁極對421/422對中時，第三相定子磁極的425/426和轉子軸心的連線505、與轉子磁極404和轉子軸心的連線503的夾角為γ，設置夾角γ＝30°幾何角度；與上述同理可以計算出，磁極425/426比磁極423/424向右超前+120°電角度。

圖17中的轉子外圓周463和圖18中的第二相磁極所在槽體(即第二相定子磁芯)的內圓周之間留有間隙。

由此可見，相鄰定子磁極相差電角度為120°，符合三相電機分相規律要求，在相應的電子控制系統控制下，按照三相電動機或三相發電機工作。

另外，較為容易理解的是，也可以將周向繞組的多維分相電機設計為外轉子式電機(即內定子式)，其結構與前述外轉子電機僅僅是在定子繞組形式上有所區別，其工作過程不再贅述，其結構示意圖如圖19所示；其中：

700為定子，

701為轉子，

702、703為轉子圓周上均勻分布的轉子磁極其中的兩個磁極，

704為第一相定子磁極，

705為第二相定子磁極，

706為第三相定子磁極，

707為第一相定子的周向繞組，

708為第二相定子的周向繞組，

709為第三相定子的周向繞組。

第五方面，本發明實施方式還提供了一種電機的多維分相方法，

①在所述電機的轉子圓周上均勻布設轉子磁極，

②設置三相或三相以上的定子磁極數目，使每一相定子磁極數目與所數轉子磁極數目均等，

③設置所述三相或三相以上的定子磁極位置：不同相位定子磁極按相序分布於所述轉子上轉子磁極周圍的多個維度的空間位置，所述多個維度的空間位置包括位於所述轉子磁極周圍的所述轉子軸向、所述轉子徑向、所述轉子旋轉圓周切向的三維立體空間的多個不同位置。

由於電機在結構設計上充分地利用了電機轉子磁極周圍的立體空間，創造性地在單轉子盤的磁極周圍的「周向」、「軸向」及「徑向」多個維度的不同位置設置不同相位的定子磁極，隨著轉子的運轉，在不同的時間點轉子所處的不同的空間位置受到不同相位的磁場驅動，即：設置多維分相的定子磁極，以提高電機功率密度，降低能耗。

以外定子式三相電機為例，傳統三相電機定子僅僅按照周向分相排列，轉子磁極僅僅在其徑向外側方向上受到驅動力，由於相位間隔所限這種傳統電機轉子磁極受到的驅動力差拍較大、受力密度較低，使電機功率密度受限；而本發明技術方案的多維分相的三相電機和傳統三相電機相比，在轉子結構基本不改變的條件下，相當於在傳統轉子磁極兩側各增加了一套定子磁極，電機的體積和重量增加不多，而輸出功率增加較多，理論上：同等轉子盤的條件下，多維分相的電機其輸出功率為傳統外定子式電機輸出功率的三倍，驅動力差拍減小、受力密度大幅提高，不必增加轉子重量即實現電機功率密度的提高，轉子的結構較為簡單；同時還可以減小轉矩波動、提高速度操控性能、提高加速特性、提高制動特性、提高電機響應性；同樣的，作為發電機也可以提高發電功率密度。

第六方面，本發明還提供了一種電動車輛，其殊之處在於，包括第一、第二、第三、第四這四個方面中任一方面所述的多維分相的電機，用於驅動所述車輛行駛。

實施例13

圖20是本實施方式提供的包括多維分相的電機的電動車輛結構示意圖；圖示電動車輛包括310、304等車輪、轉向機302、電池303、多維分相的電機總成300以及差速器305等組成，其中，多維分相的電機總成300包含有如前所示的多維分相的電機，用於在車輛電子控制系統的控制下驅動車輛行駛。

採用新型高功率密度的多維分相的電機，滿足車輛在下述幾個方面的技術要求：

1、功率方面：電機實現了具有較高的功率密度，滿足車輛動力需求；

2、轉速方面：上述高功率密度的多維分相的電機具有適應車輛多變的轉速工況特性，滿足駕駛需要；

3、轉矩方面：電機在高速、低速運行時均具有較大轉矩，適應車輛快速啟動和爬坡及加速性能需求；

4、耐震方面：上述多維分相的電機中，特別是多維分相的開關磁阻電機能夠承受車輛顛婆耐震的工作環境；

5、溫度方面：尤其是多維分相的開關磁阻電機能夠承受車輛使用時較大的環境溫度變化範圍，特別滿足是高溫環境要求；

6、抗過載方面：多維分相電機可以經受多轉速工況下的電流過載、驅動轉矩過載、阻力轉矩過載以及轉矩多變衝擊；

7、可靠性方面：其中多維分相的開關磁阻電機具有較高的可靠性、耐久性、穩定性，經受車輛長期行駛過程的多工況耐久性檢驗；

8、重量方面：電機體積相對較小、重量相對較輕；

9、成本方面：電機材料成本相對較低，易於推廣及大規模量產；

10、節能方面：電機在車輛倒拖行駛時還可以作為發電機使用用以回收能量。

11、電池匹配方面：開關磁阻電機電流消耗適應於電池的放電特性，特別是在起步工況、過載工況、長期過載運行時要減少或消除對電池的破壞性消耗。

對本領域的普通技術人員而言，對於上述實施方式所述實施類型可以很容易聯想到其他優點和變形，因此，本發明不局限於所述實施例，實施例僅作為示例對本發明進行詳細、示範性的說明，在不脫離本發明思路的範圍內，本領域普通技術人員根據上述實施例通過簡單組合及各種形式的等同代換所得到的等同的技術方案，均包含在本發明的權利要求限定範圍及其等同範圍之內。