永磁式電動機的製作方法

2024-02-11 23:26:15

專利名稱：永磁式電動機的製作方法
技術領域：
本發明有關一種永磁式電動機，在提供一種可減少^茲束量 改變而降低起電力波形含有的高次諧波成分，以充分提高效率
的7JC z磁式電動才幾。
背景技術：
現今產業界中，常需要提供動力以驅動機械做旋轉、或其它形式
的運動，此時常以馬達作為動力來源；由於馬達可將電能或-磁能轉換 成為機械能，故廣泛地應用於各種工業、電器、運輸系統等裝置上， 已成為一種不可或缺的設備。
馬達大致可分為直流、交流、有刷、或無刷等型式， 一般而言， 馬達的結構由一轉子以及一定子所組成，藉由轉子及定子間的磁通分 布，促使轉子進行旋轉運動，將此旋轉運動傳導出來之後，便可提供 所需的機械能。其中，利用磁鐵本身具有磁性的特色，加以運用提供 磁通的，為永i茲式馬達，由於永f茲式馬達可在有限的體積內形成較大 的轉矩、效能及精確度亦較高，故在市場上受到矚目。
請參閱圖1所示為習知永磁式馬達10的結構示意圖，其包含一轉 子11以及一定子12,該轉子11上設置有複數個磁鐵111，而定子12 則呈一環狀結構，且於內緣上環設有複數個定子磁極121,定子磁極 121上則可繞設有線圈，待轉子11與定子12相互套設之後，轉子11 與定子12之間恰形成一氣隙，當線圈通有電流時，由導磁性材質所制 成的定子磁極121藉由轉子11的磁鐵111彼此作用，即產生一旋轉運 動；該轉子11可另具有一心軸13，以便在轉子11進行旋轉運動時， 將機械能傳導出來，供作進一步的使用。
其中，圖1所示的轉子11中，其具有複數轉子磁極112，如圖所 示以四極馬達為例，故具有四個轉子磁極112，且各轉子磁極112具弧線表面113，該弧線表面113上至轉子11中心Ol的距離，由中心點 113a自兩側邊113b、 113c漸減，故於各弧線表面113間則具有一凹槽 114,使得該弧線表面113與定子;茲極121的間隙變短，而凹槽114與 定子磁極121的間隙增大。因此，在相對弧線表面113中心點113a附 近的定子磁極121a磁束會集中(磁束A)，磁性很容易飽合，而通過定 子f茲極121b、 121c的》茲束(石茲束B)會減少，定子繞線處感應起的起電 力會降低。在此情形之下，為了增大在定子繞線處感應起的起電力， 必須增加定子繞線的圈數，但是增加定子繞線的圏數時，以定子繞線 所致的銅損會增加，因此無法充分提高電動機的效率。

發明內容
本發明的主要目的即在提供一種可減少磁束量改變而降低起電力 波形含有的高次諧波成分，以充分提高效率的永磁式電動機。
本發明的永^磁式電動機設有定子、轉子以及轉軸，該轉子並形 成有複數轉子磁極，而各轉子磁極設有一弧表面以及弧表面兩側延伸 的第一、二傾斜段，而相鄰轉子磁極的第二傾斜_度間則以一切線段連 接而構成凹陷空間，複數磁鐵設於各轉子磁極中，且各》茲鐵的兩端部 則設於靠近二第二傾斜段處，而各^t鐵中央部份朝轉子中心處內凹。
其中，該弧表面所形成的夾角為6 ,使轉子磁極的數量為P(為偶數) 時，其滿足(120/P)度< 6 < (200/P)度的條件。


圖1為一般永磁式馬達中轉子與定子的結構示意圖； 圖2為本發明中永磁式電動機的轉子與定子的結構示意圖； 圖3為本發明中轉子的結構示意圖； 圖4為本發明中轉子與定子的部分放大結構示意圖； 圖5A E為本發明中各磁鐵不同形式的結構示意圖。圖號說明
永f茲式馬達10 轉子ll磁鐵lll 轉子磁極112
弧線表面113 中心點113a
側邊113b、 113c 凹衝曹114 定子石茲才及121、 121a、 121b、 121c 定子12
心軸13 永f茲式電動才幾20
定子21 環狀主體部211
定子石茲極212 容置空間213
轉子22 轉子》茲極221
》茲4夾222 端部222a、 222b
平直部222c 彎弧部222d
弧表面223 第一傾斜段224
第二傾斜段225 切線段226
凹陷空間227 通氣孔228
鉚釘孔229 轉軸2具體實施例方式
本發明主要針對一般永磁式電動機中的轉子加以改良，如圖2至 圖4所示，該永磁式電動機20包含有定子21、轉子22以及轉軸23; 其中
該定子21具有一環狀主體部211以及複數定子磁極212，各定子 磁極212凸設於該主體部211內部，而各定子》茲極212內並形成有一 容置空間213。
該轉子22略成圓形的片體，設置於該容置空間213中，並與各定 子磁極212間具有氣隙，該轉子22並形成有複數轉子磁極221，而各 轉子磁極221中並設有》茲鐵222。
複數轉子磁極221的數量為偶數設置，而本實施以四極馬達為例， 故具有四個轉子》茲極221,各轉子磁極221設有一弧表面223以及弧表 面2"兩側依序向外延伸的第一、二傾斜段224、 225，而相鄰第二傾 斜段225間則以一切線段226連接而構成凹陷空間227。複數,茲鐵222,設於各轉子;茲極221中，且各石茲鐵222的兩端部 222a、 222b則設於靠近二第二傾斜段225處，而各磁鐵222中央部份 朝轉子22中心處02內凹而略呈V字型；當然，各磁鐵亦可為不同形 式，如圖5A所示，各磁鐵222中央部份朝轉子22中心處02內凹而 呈弧型；亦可於各轉子石茲極221中設有一個以上的》茲鐵222,如圖5B 所示；而如圖5C所示，各^茲鐵222中央部^分朝轉子22中心處02內凹， 且該磁鐵222中央部份為平直部222c，而兩側的兩端部222a、 222b則 向外擴張的形式；亦可如圖5D所示，各》茲4失222中央部4分朝轉子22 中心處02內凹，且該磁鐵222中央部份為彎弧部222d，且該彎弧部 222d朝轉子22中心處02外凸,而兩側的兩端部222a、 222b則向外擴 張的形式；再者，各磁鐵222亦可直接形成平直狀，如圖5E所示。
一轉軸23,設於轉子22的中心處02,與轉子22連接為一體。
其中，該第一傾斜段224的斜率小於第二傾斜段225的斜率，而第 二傾斜段225與磁鐵兩端部222a、 222b相互平行，使得弧表面223至轉 子22的中心處02的距離(D1)相同，而第一傾斜,殳224至轉子22的中心處 02的距離(D2),由弧表面223朝第二傾斜段225漸減，而二傾斜段225至 轉子22的中心處02的距離(D3)，由第 一傾斜段224朝切線段226漸減， 故轉子磁極221至轉子22的中心處02的距離，由弧表面223(D1)朝切線 段226(D4)逐漸減小，而每一弧表面223所形成的夾角為6 ，使轉子磁極 的數量為P時，其滿足(120/P)度《6《(200/P)度的條件，而如本 圖實施例中，該轉子磁極的數量為4，故30度《6《50度。
再者，該轉子22上進一步設有複數通氣孔228，並可穿設有鉚釘孔 229,可加強轉子22的結構強度，或不穿設鉚釘孔而保持各通氣孔228 的空洞狀態時，可減少轉子的轉動慣量，並可作為散熱之用。
值得一提的是，本發明相較於習有電動機結構具有下列優點
1、 本發明轉子的弧表面與轉子中心的距離皆相同，使得磁束不會 集中。
2、 各轉子間所形成的凹陷空間，其與轉子中心的距離由弧表面朝 切線段逐漸減小，可減少磁束量的改變，進而降低起電力波形含有的高次諧波成分，以充分提高電動機的效率。
3、 轉子上所設置的複數通氣孔，可減少轉子的轉動慣量，並可作 為散熱之用。
4、 於各通氣孔穿設有鉚釘孔，可加強轉子的結構強度。 本發明的技術內容及技術特點巳揭示如上，然而熟悉本項技術的
人士仍可能基於本發明的揭示而作各種不背離本案發明精神的替換及 修飾。因此，本發明的保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括 各種不背離本發明的替換及修飾，並為以下的申請專利範圍所涵蓋。
權利要求
1、一種永磁式電動機，其包含有一定子，該定子具有一環狀主體部以及複數定子磁極，各定子磁極凸設於該主體部內部，而各定子磁極內並形成有一容置空間；一轉子，該轉子略成圓形的片體，設置於該容置空間中，並與各定子磁極間具有氣隙，該轉子並形成有複數轉子磁極，而各轉子磁極中並設有磁鐵；其中，各轉子磁極設有一弧表面以及由弧表面兩側依序延伸的第一、二傾斜段，該第一傾斜段的斜率小於第二傾斜段的斜率，而相鄰轉子磁極的第二傾斜段間則以一切線段連接而構成一凹陷空間；各磁鐵的兩端部則設於靠近二第二傾斜段處，而各磁鐵中央部份朝轉子中心處內凹；一轉軸，設於轉子的中心處，與轉子連接為一體。
2、 如權利要求1所述永磁式電動機，其中，該弧表面 形成的夾角為6 ,使轉子磁極的數量為P時，其滿足(120/P)度《e《(2oo/p)度的條件。
3、 如權利要求1所述永磁式電動機，其中，該轉子磁 極的數量為P為偶數。
4、 如權利要求1所述永》茲式電動機，其中，該第二傾 斜段與磁鐵端部相互平行。
5、 如權利要求1所述永磁式電動機，其中，該轉子上設有複數通氣孔。
6、 如權利要求5所述永》茲式電動機，其中，該通氣孔中可穿設有鉚釘孔。
7、 如權利要求1所述永磁式電動機，其中，各磁鐵中 央部份朝轉子中心處內凹而略呈V字型或弧型。
8、 如權利要求1或7所述永磁式電動機，其中，各轉子》茲極中設有 一 個以上的石茲4失。
9、 如權利要求4所述永磁式電動機，其中，各磁鐵中 央部4分朝轉子中心處內凹，且該^茲鐵中央部-除為平直部，而兩側的兩端部則向外擴張；或者各磁鐵中央部份朝轉子中心 處內凹，且該》茲4失中央部份為彎弧部，且該彎弧部朝轉子中 心處外凸，而兩側的兩端部則向外擴張。
10、 如權利要求1所述永/磁式電動才幾，其中，各f茲鐵形 成平直狀。
全文摘要
本發明永磁式電動機設有定子、轉子以及轉軸，該轉子並形成有複數轉子磁極，而各轉子磁極設有一弧表面以及弧表面兩側延伸的第一、二傾斜段，而相鄰轉子磁極的第二傾斜段間則以一切線段連接而構成凹陷空間，複數磁鐵設於各轉子磁極中，且各磁鐵的兩端部則設於靠近二第二傾斜段處，而各磁鐵中央部份朝轉子中心處內凹，以充分提高電動機的效率。
文檔編號H02K1/27GK101425708SQ20071016522
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月31日 優先權日2007年10月31日
發明者餘文和, 李孝詩 申請人:瑞智精密股份有限公司