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 ； 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并且
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 Somaloy 500 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。