CN209982197U - 一种同性极励磁电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种同性极励磁电机，由定子组件、转子组件、机壳组件构成，在转子磁路上装有励磁元件，励磁磁源是径向同性极励磁，励磁元件在气隙中所形成的励磁磁场是同极性径向辐射磁场。本实用新型可消除交变磁场对永磁体的去磁作用，减小单性极电机轴向尺寸，可制造成大功率电机，力能指标和性价比优于现有单性极电机，适应多种结构电机。

Description

一种同性极励磁电机

技术领域

本发明属于机电领域，具体涉及同性极励磁电机。

背景技术

现有一般电机大都是异极性励磁电机，所谓异极性励磁电机，是指励磁元件的N、S极在电机圆周同一侧上是交替分布的，励磁磁通回路一般是每根励磁磁力线要经过主气隙两次和两块励磁元件各一次，磁势消耗较大或利用率较低。对此，1999年7月国防工业出版社出版的李钟明、刘卫国著的【稀土永磁电机】32-39页进行了论述。

同性极励磁电机是指通过气隙的磁场是同性极的电机，或称同极性或单极性电机。而单性极励磁的每根磁力线只经过主气隙和一块励磁元件一次，这样有利于采用磁场矫顽力较低、价格较低的铁氧体永磁体。目前，采用同性极励磁的电机主要有多种感应子式发电机、多种低速电动机等。这些电机的励磁元件主要是轴向安装在定子上或轴向安装在转子上或轴向安装在电机端盖内侧处的轴向励磁电机。本发明人于2018年12月5日申请的专利号为101811483036.4的“一种气隙单极励磁磁势同步电机”，是一种径向安装在定子上的单性极径向励磁电机，它相对气隙具有聚磁效应和可采用低磁场强度、低矫顽力、低价格的铁氧体类磁性材料的优势。但是，对于采用磁能积较高、矫顽力较高、剩余磁感应强度较高、价格较高的磁性材料，如：钕铁硼类磁性材料，磁性体同性极安装在定子铁芯磁轭上时，从磁体和电机结构布局、磁体加工工艺和磁体用量等方面考虑就不十分合理。

单性极励磁具有磁极间漏磁低，气隙圆周磁场均匀，功率密度比反应式电机高，以及由于主绕组所形成的交变磁场不经过励磁元件本体，不易出现退磁现象等优点，但轴向单性极励磁也存在着：由于励磁元件占用轴向长度较大、气隙轴向励磁磁场不均匀、对永磁励磁的永磁体利用率低等问题，目前大都用于一千瓦以下，很难制造成大功率电机。1984年机械工业出版社，陈峻峰编著的【永磁电机】下册第242-276页进行了相关阐述。

为了解决能够制造单性极大功率电机问题，人们在一个端盖内侧的一个突缘或两个端盖的两个内侧突缘上装有环形的轴向励磁绕组或等效永磁体；这种电机，每根磁力线只经过励磁磁势源和主气隙一次，可以得到较大的转矩。但是，同时轴向长度也要增加。尽管励磁绕组装在两端盖内侧端部的方式可以对气隙形成单极磁势，但仍属于轴向励磁。

另一种方式是，将环形励磁元件装于两段定子铁芯之间，同时转子铁芯也分成两段，相互之间错移半个转子齿距。这种模式，每根磁力线要经过两次主气隙，需要较大励磁磁势。由于转子在不同轴向位置其磁场强度不同，沿轴向定转子齿的饱和程度不同，铁磁材料利用率不均衡，同时还是存在轴向长度较大的问题。上述【电磁减速式电动机】第26-27页，92-93页进行了相关说明。

另外，单性极励磁电机作为电动机时，尽管有一定自起动能力，但自起动力矩很低，满足不了一些需要较高起动转矩的工况。特别是低速电机，由于转子转差率大，转子损耗大，降低了电机效率。1982年机械工业出版社出版，励鹤鸣、励庆孚编著的【电磁减速式电动机】第23、24页、第260-268页中进行了详细阐述。

励磁磁通经过机壳的单性极励磁电机，由于机壳一般采用铸铁材料，磁导率较低，需要加大机壳磁路的截面积，造成电机重量增加。

励磁磁路不经过机壳的单性极励磁电机，励磁磁通在轴向要垂直穿过定子铁芯，会在硅钢片中产生较大的涡流损耗；同时励磁磁通还要经过定子硅钢片之间的气隙，增加磁势损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题和达到的目的是：针对单性极励磁电机，能够实现：（1）减小轴向尺寸、制造大功率电机；（2）适合采用高矫顽力、高剩余磁感应强度磁性材料；（3）提高电机起动转矩、功率密度；（4）降低磁路磁势消耗、减少磁体用量；（5）适用于多种电机结构，获得良好的电机性价比。

为达到上述目的和解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：

一种同性极励磁电机，由定子组件、转子组件、机壳组件构成，所述电机是电动机或发电机，所述电机是内转子电机或外转子电机，所述电机是旋转电机或直线电机或多自由度电机，所述定子组件包括定子铁芯、定子主绕组，定子铁芯内圆侧有齿槽，外圆侧有定子磁轭，所述电机定子主绕组采用的是单相或多相交变电源，所述转子组件包括转子铁芯、转子励磁元件和转子轴、轴承，转子铁芯外圆有磁极或齿槽，转子铁芯内圆侧有转子磁轭，所述转子轴是由导磁材料或非导磁材料制成的空心轴或实心轴，所述励磁元件是永磁体或电励磁线圈，所述机壳组件包括定子铁芯外壳、左端盖或上端盖、右端盖或下端盖。所述转子励磁元件是同性极安放在转子旋转面上或转子铁芯内或转子齿上，励磁元件磁极的各磁力线在垂直于电机轴的方向上是同性极径向励磁，励磁磁场是同性极径向辐射磁场。

该技术方案的技术特征表现在所述单性极励磁电机同时具有：1）励磁绕组安放位置在转子上；2）励磁元件的磁极的磁力线在对应于电机轴的方向上是径向辐射，3）气隙励磁磁场是同性极。正是由于励磁元件安放的位置、励磁方向、励磁磁场极性同时与现有同步电机不同，使得励磁磁通路径与主磁场的磁通路径不同，消除了电机起动、运行和堵转时对励磁元件的去磁作用，减少了永磁体用量，从而使得电机的技术性能指标和经济运行指标产生不同的结果。

所谓径向励磁是指每件励磁磁势源的磁极中心线是按照电机径向或与电机径向平行放置；所谓轴向励磁是指每件励磁磁势源的磁极中心线是按照电机轴向或与电机轴向平行放置。

所述单性极励磁是指励磁磁力线通过某一空间或物体是同一极性、同一方向。单极又称同极，单性极又称同极性或单极性。

所述单性极辐射磁场是指励磁单极性磁力线束在某一空间截面同向集聚或同向发散或同向平行通过该空间截面。例如：磁力线沿某一圆形截面向圆心方向集聚或从内圆沿径向向外圆发散。再如：磁力线同极性穿过一矩形截面气隙或螺旋截面气隙等。

该方案中采用安装在转子上的各励磁元件，形成气隙的径向、单性极、辐射磁场，有以下优点：1）径向单性极励磁的气隙磁场比轴向单性极励磁的气隙磁场更均匀；（2）单性极磁场避免了两性极磁场存在的气隙极间漏磁。3）在转子上向气隙径向辐射励磁可以采用高剩余磁感应强度的磁性材料，减少电机体积。4）消除了双性极磁势在转子旋转时，励磁磁通对转子铁芯反复磁化的现象，减小了励磁磁通在转子中产生的的磁滞损耗、涡流损耗。5）单性极磁势可减小对带有齿槽或凸极的非均匀转子产生的附加波动力。6）励磁磁通经过定子铁芯外壳导磁体，避免了磁力线垂直穿过定子矽钢片平面，消除了磁力线垂直经过定子铁芯磁钢片平面时存在的附加气隙的磁阻，减少了磁势损耗，降低定子铁耗。7）每根磁力线只经过励磁磁势源和主气隙一次，可减少永磁体厚度，提高永磁材料的磁性能利用。8）励磁元件安装在转子上，可大大减小电机轴向尺寸，提高材料利用率。以上这些优点，可大大提高电机的力能指标，可制造成大功率电机。9）与其它单性极电机一样可规避主磁通对励磁元件的去磁作用。

该方案中，当转子轴采用导磁材料时，转子铁芯可采用高导磁率、高电阻率的材料或与转子轴相同的材料等同替代。

该方案中，当励磁元件采用多件分散拼组而成时，两件励磁元件两侧之间应留有空气隙或填充非导磁材料，非导磁材料将转子铁芯和转子磁轭连接固定在一起，同时防止励磁元件自漏磁。

该方案中，所述励磁元件可以是永磁体，也可以是电励磁绕组，采用电励磁绕组时，励磁绕组内空间设有与转子铁芯一体的导磁极。

该方案中，当转轴采用空心轴时，可减小转子转动惯量，特别在高速电机中有利于起动、运行。

该方案中，定子、转子铁芯结构包括凸极式、隐极式或混合式等。

该方案中，转子铁芯可以是径向叠片式，也可以是冲片轴向叠压式。

该方案中，为了改善起动性能，可以采取已有的提高同步电机起动能力的各种成熟技术方案，例如：在转子铁芯中装置起动绕组等。

该方案中，磁路中加入励磁元件，建立励磁磁场，对于发电机是必须的；对于电动机而言，励磁磁场会提高对外部磁场（如电压波动）的干扰能力，增加电磁转矩，提高电机的工作稳定性；励磁磁场提供了较高的磁场工作范围，对于电机的控制更容易，过载能力更强。该电机，当主绕组接入交流电源时，作为电动机使用；当转轴接入驱动动力时，主绕组可输出电力。

该方案中，为了解决散热冷却问题，现有成熟的相关技术方案均可采用。

该方案中，磁回路各处导磁体的截面面积大小应保证其磁场不会过度饱和。

该方案中，对于旋转电机的励磁磁路是：励磁元件→转子铁芯齿槽→气隙→定子齿槽→定子铁芯外磁轭→定子铁芯外壳→机壳两侧端盖→转轴附加气隙→转轴及转子铁芯内磁轭→励磁元件。每根励磁磁力线只经过工作主气隙、转轴附加气隙和磁势源一次。定子主绕组的磁场磁路与普通电机一样，是在定子铁芯→工作主气隙→转子铁芯→工作主气隙→定子铁芯的磁回路上。

上述的一种同性极励磁电机，可供选择的技术方案是：所述电机是电磁减速式电机，电机的定子、转子铁芯上都开有槽，并且定子、转子开口槽数满足以下关系：转子开口槽数=定子开口槽数±定子绕组极对数，或转子开口槽数=定子开口槽数±气隙磁导波最大出现次数。该方案中，由于电磁减速式电机的转差率较高，其转子磁路材料可采用高磁导率、高电阻率的材料，例如，采用非晶铁磁材料，以降低转子涡流损耗。

上述的一种同性极励磁电机，可供选择的技术方案是：在定子主绕组槽内或在定子铁芯外壳内侧与定子铁芯磁轭之间的磁路上装有辅助绕组，辅助绕组的极对数与主绕组极对数相同。当对辅助绕组通入不同方向直流电时，可以用于电机制动或增磁、去磁控制；当对辅助绕组通入交流电时，形成双电源电机，可用于控制电机功率大小和调整电机转速；当辅助绕组回路中接入电容器时可形成异步感应子电机。

上述的一种同性极励磁电机，可供选择的技术方案是：所述机壳组件内壁上附设有高导磁材料制成的衬里磁路，定子组件装在衬里磁路内。机壳组件内壁装有衬里磁路，可以降低磁路损耗，并减少机壳材料用量。

上述的一种同性极励磁电机，可供选择的技术方案是：在转子铁芯上装有转子感应绕组，转子感应绕组是由两组以上独立回路、相互绝缘的绕组构成，各个转子感应绕组的跨距小于定子绕组的跨距或转子各感应绕组在转子上的跨距小于定子磁极的极距，转子感应绕组安装在转子铁芯齿上或槽孔内，转子各感应绕组单层或多层放置。即各感应绕组可单层或多层沿转子铁芯圆周放置或单层沿转子铁芯径向放置。各感应绕组多层沿转子铁芯圆周放置时，一组感应绕组的前侧有效边叠置在另一组感应绕组的后侧有效边上。感应绕组可以是一匝短路绕组，也可以是多匝短路绕组或外部串接变阻器的感应绕组。感应绕组两侧有效边产生的电势差，会在感应绕组中形成感应电流及感应转矩，感应转矩在电机起动过程中起到辅助起动作用，在电机运行过程中，产生辅助感应转矩。

上述的一种同性极励磁电机，可供选择的技术方案是：所述电机是多自由度电动机，电机转子轴是一螺旋丝杠组件，螺旋丝杠组件的螺母与转子铁芯内孔壁固定连接，电机端盖上的轴承是双自由度轴承，双自由度轴承套装在螺旋丝杠组件的螺杆外。螺旋丝杠组件的螺杆上可套有可伸缩防尘套。电机转子带动螺旋丝杠的螺母旋转时，螺旋丝杠的螺杆可依据负载状态产生螺旋运动或直线运动或旋转运动。当负载的轴向反作用力和旋转阻力矩都小于电机螺杆上的轴向推力和旋转驱动力矩时，电机螺杆带动负载产生螺旋运动；当负载的轴向反作用力大于电机螺杆轴向推力和负载旋转阻力矩小于电机螺杆上的旋转驱动力矩时，电机螺杆带动负载产生旋转运动；当负载的轴向反作用力小于电机螺杆轴向推力和负载旋转阻力矩大于电机螺杆上的旋转驱动力矩时，电机螺杆带动负载产生直线运动。

上述的一种同性极励磁电机，可供选择的技术方案是：在多自由度运动的电动机转子铁芯上装有转子感应绕组，转子感应绕组是由两组以上独立回路、相互绝缘的绕组构成，各个转子感应绕组的跨距小于定子绕组的跨距或转子各感应绕组在转子上的跨距小于定子磁极的极距，转子感应绕组安装在转子铁芯齿上或槽孔内，转子各感应绕组单层或多层放置。即各感应绕组可单层或多层沿转子铁芯圆周放置或单层沿转子铁芯径向放置。各感应绕组多层沿转子铁芯圆周放置时，一组感应绕组的前侧有效边叠置在另一组感应绕组的后侧有效边上。感应绕组可以是一匝短路绕组，也可以是多匝短路或外接变阻器的感应绕组。感应绕组两侧有效边产生的电势差，会在感应绕组中形成感应电流及感应转矩，感应转矩在电机起动过程中起到辅助起动作用，在电机运行过程中，产生辅助感应转矩。

上述的一种同性极励磁电机，可供选择的技术方案是：对带有感应绕组的多自由度运动的电动机，在定子铁芯外壳内壁与定子铁芯磁轭之间的磁路上装有定子单性极励磁元件，各定子励磁元件产生的同一极性的磁场磁力线垂直于电机轴线方向辐射穿过电机气隙，定子单性极励磁元件的励磁方向与转子励磁元件的励磁方向相同。该方案形成的定子、转子上双励磁结构，可有效利用低价格的铁氧体类磁性材料和高价格的钕铁硼类磁性材料的各自磁性能优势，制造出性价比高的电机。

上述的一种同性极励磁电机，可供选择的技术方案是：在励磁磁路的回路上，在对应存在的所有或部分空间间隙内填装有铁磁流体或铁磁粉或非晶磁粉。铁磁流体具有铁磁材料和流体的共同特性，是超顺磁性流体材料，磁化率远超一般顺磁材料。铁磁流体填入气隙中，一方面具有减低磁阻，减少磁势供给作用，另一方面具有润滑和密封作用。

上述的一种同性极励磁电机，可供选择的技术方案是：所述机壳组件内壁上附设有高导磁材料制成的衬里磁路，定子组件装在衬里磁路内。机壳组件内壁装有衬里磁路，励磁磁通经过衬里磁路或同时经过机壳磁路，可以降低磁路损耗；机壳组件可采用波纹钢板或镂空结构，减少机壳材料用量。

上述的一种同性极励磁电机，可供选择的技术方案是：在定子主绕组槽内或在定子铁芯外壳内侧与定子铁芯磁轭之间的磁路上装有辅助绕组，辅助绕组的极对数与主绕组极对数相同。当对辅助绕组通入不同方向直流电时，可以用于电机制动或增磁、去磁控制；针对电机转轴上径向负载的反方向的部分辅助绕组通入直流电时可以实现转子的悬浮控制。当对辅助绕组通入交流电时，形成双电源电机，可用于控制电机功率大小和调整电机转速；当辅助绕组回路中接入电容器时可异步感应子电机。

上述的一种同性极励磁电机，可供选择的技术方案是：所述电机是多自由度电机，所述轴承是双自由度轴承，双自由度轴承套装在转子轴外或套装在延长的转子铁芯外，所述定子与转子齿槽、定子主绕组、定子辅助绕组、转子感应绕组分别以定子与转子之间气隙的中径为基准，都按顺时针或都按逆时针方向绕其轴线扭转一个螺旋升角大小基本相同的角度，螺旋升角为正负5°—85°，形成定子磁极或齿槽和转子磁极或齿槽、主绕组、辅助绕组和感应绕组的螺旋布置，定子磁极与转子磁极中心线之间的角度之差不超过正负3°或定子齿槽与转子齿槽螺旋升角大小相差不超过正负3°。具体一种电机螺旋升角大小的选择依据所需要的轴向推力和扭力大小比例、转速、功率、功率因数、效率因素确定；电机定子或转子长度依照是内转子还是外转子模式、长定子还是短定子模式及需要的轴向行程而定，在约束转子的轴向位移条件下，转子可依据电流方向，在圆周方向上做360°范围的连续正反向旋转，同时产生推力；在约束旋转方向位移条件下，转子可依据电流方向做往复直线运动；在解除轴向位移约束和旋转方向位移约束的条件下，转子可依据电流方向或磁极螺旋方向做正反螺旋运动，电机电源采用直流开关电源或两相及以上的交变电源。该多自由度电机的励磁元件可以平行于轴向布置，也可以与主绕组一样螺旋布置。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明：

图1为本发明的一种同性极励磁低速电动机的轴向剖切结构示意图。

图2为图1的一种同性极励磁低速电动机的径向剖切结构示意图。

具体实施方式

附图1、附图2为本发明的一种同性极励磁低速电动机的结构示意图。该电机由定子组件、转子组件、机壳组件构成，电机是内转子式电机，电机定子主绕组采用三相交变电源。定子组件与转子组件之间留有气隙30。转子组件包括：单性极励磁钕铁硼永磁体1、转子铁芯22、转子磁轭21和转子轴20、轴承24，转子磁轭21采用非晶铁磁材料，以降低转子涡流损耗，转子铁芯22上设有感应绕组25，以提高起动能力和运行转矩。定子组件包括：定子铁芯12及其磁极17、磁轭18和定子主绕组15，由矽钢片条叠成或卷成的筒形衬里2和由矽钢片冲制叠成的圆形两端衬里3、4以及由非晶材料加工成的衬里轴套5、6共同构成的衬里磁路，定子励磁永磁体11。励磁永磁体11安装在定子筒形衬里2内侧与定子铁芯磁轭18之间的磁路上。机壳组件包括：定子铁芯外壳10，左端盖14、右端盖13，定子铁芯外壳10和端盖14、13都是导磁材料或非导磁材料。定子励磁永磁体是由8个铁氧体永磁励磁单元11拼组而成，每两件励磁元件两侧之间应留有空气隙19，以防止励磁元件自漏磁。转子轴20是由导磁材料或非导磁体制成的空心轴，定子磁路上的励磁永磁体11和转子上的励磁永磁体1的励磁方向相同，励磁磁源是同极性径向励磁，径向励磁磁场的磁力线同一极性垂直于电机轴线方向辐射穿过电机气隙30。在励磁磁路的回路上，对应存在的空间间隙内填装有铁磁流体31，气隙30中不填填铁磁流体，铁磁流体填入空隙中，一方面具有减低磁阻，减少磁势供给作用，另一方面具有润滑和密封作用（如果在工作主气隙内也填入铁磁流体，则在对应的定子、转子齿槽16、23内要用非导磁材料填充满）。定子每个磁极上开有齿槽16，定子齿槽数是48个；转子是隐极式，转子铁芯上开有槽23，转子齿槽数是50个，定、转子开口槽数满足以下关系：转子开口槽数=定子开口槽数±定子绕组极对数。定子绕组15与一般交流电动机相同。频率为50赫兹时，电机转速为60转/分，转子转向顺向。

该实施例中，电机的励磁回路是：转子励磁元件1的N极→转子铁芯22→工作主气隙30→定子铁芯12→定子励磁元件11→定子筒形衬里2和铁芯外壳10→圆形两端衬里3、4以及衬里轴套5、6和两侧端盖14、13→附加轴隙内的铁磁流体31→两侧转子铁芯磁轭21→转子励磁元件1的S极。图1中显示的磁通分别沿着a、b、c、d回路工作，每根励磁磁通磁力线只经过工作主气隙和两磁势源一次，有利于减少磁势供给或提高磁势利用率。定子主绕组的磁场磁回路如图2所示，主绕组15的磁通是沿着定子铁芯12→工作主气隙30→转子铁芯22→工作主气隙30→定子铁芯12的磁回路e上工作的。

对于单性极外转子电机与单性极直线电机等与异极性外转子电机和异极性直线电机等的结构转化基本相同，这里不再赘述。

尽管已经结合优选实施方式描述了本发明的装置，但是本发明不限于本文所述的具体形式，相反，其目的在于覆盖理所当然会落入所述权利要求书限定的本发明范围内的各种替代方式、改型、各种特征要素的再组合而衍生的新组合和等同体。

Claims (10)

1.一种同性极励磁电机，由定子组件、转子组件、机壳组件构成，所述电机是电动机或发电机，所述电机是内转子电机或外转子电机，所述电机是旋转电机或直线电机或多自由度电机，所述定子组件包括定子铁芯、定子主绕组，定子铁芯内圆侧有齿槽，外圆侧有定子磁轭，所述电机定子主绕组采用的是单相或多相交变电源，所述转子组件包括转子铁芯、转子励磁元件和转子轴、轴承，转子铁芯外圆有磁极或齿槽，转子铁芯内圆侧有转子磁轭，所述转子轴是由导磁材料或非导磁材料制成的空心轴或实心轴，所述励磁元件是永磁体或电励磁线圈，所述机壳组件包括定子铁芯外壳、左端盖或上端盖、右端盖或下端盖，其特征在于：所述转子励磁元件是同性极安放在转子旋转面上或转子铁芯内或转子齿上，励磁元件磁极的各磁力线在垂直于电机轴的方向上是同性极径向励磁，励磁磁场是同性极径向辐射磁场。

2.根据权利要求1所述的一种同性极励磁电机，其特征在于：所述电机是电磁减速式电机，电机的定子、转子铁芯上都开有槽，并且定子、转子开口槽数满足以下关系：转子开口槽数=定子开口槽数±定子绕组极对数，或转子开口槽数=定子开口槽数±气隙磁导波最大出现次数。

3.根据权利要求1所述的一种同性极励磁电机，其特征在于：在定子主绕组槽内或在定子铁芯外壳内侧与定子铁芯磁轭之间的磁路上装有辅助绕组，辅助绕组的极对数与主绕组极对数相同。

4.根据权利要求1所述的一种同性极励磁电机，其特征在于：所述机壳组件内壁上附设有高导磁材料制成的衬里磁路，定子组件装在衬里磁路内。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种同性极励磁电机，其特征在于：转子铁芯上装有转子感应绕组，转子感应绕组是由两组以上独立回路、相互绝缘的绕组构成，各个转子感应绕组的跨距小于定子绕组的跨距或转子各感应绕组在转子上的跨距小于定子磁极的极距，转子感应绕组安装在转子铁芯齿上或槽孔内，转子各感应绕组单层或多层放置。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种同性极励磁电机，其特征在于：所述电机是多自由度的电动机，电机转子轴是一螺旋丝杠组件，螺旋丝杠组件的螺母与转子铁芯固定连接，电机端盖上的轴承是双自由度轴承，双自由度轴承套装在螺旋丝杠组件的螺杆外。

7.根据权利要求6所述的一种同性极励磁电机，其特征在于：转子铁芯上装有转子感应绕组，转子感应绕组是由两组以上独立回路、相互绝缘的绕组构成，各个转子感应绕组的跨距小于定子绕组的跨距或转子各感应绕组在转子上的跨距小于定子磁极的极距，转子感应绕组安装在转子铁芯齿上或槽孔内，转子各感应绕组单层或多层放置。

8.根据权利要求7所述的一种同性极励磁电机，其特征在于：在定子铁芯外壳内壁与定子铁芯磁轭之间的磁路上装有定子单性极励磁元件，各励磁元件产生的同一极性的磁场磁力线垂直于电机轴线方向辐射穿过电机气隙，定子单性极励磁元件的励磁方向与转子励磁元件的励磁方向相同。

9.根据权利要求8所述的一种同性极励磁电机，其特征在于：在励磁磁路的回路上，在对应存在的所有或部分空间间隙内填装有铁磁流体或铁磁粉或非晶磁粉。

10.根据权利要求9所述的一种同性极励磁电机，其特征在于：所述电机是多自由度电机，所述轴承是双自由度轴承，双自由度轴承套装在转子轴外或套装在延长的转子铁芯外，所述定子与转子齿槽、定子主绕组、定子辅助绕组、转子感应绕组分别以定子与转子之间气隙的中径为基准，都按顺时针或都按逆时针方向绕其轴线扭转一个螺旋升角大小相同的角度，螺旋升角为正负5°—85°，形成定子磁极或齿槽和转子磁极或齿槽、主绕组、辅助绕组和感应绕组的螺旋布置，定子磁极与转子磁极中心线之间的角度之差不超过正负3°或定子齿槽与转子齿槽螺旋升角大小相差不超过正负3°。

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