CN101425708A - 永磁式电动机 - Google Patents

Abstract

本发明永磁式电动机设有：定子、转子以及转轴，该转子并形成有复数转子磁极，而各转子磁极设有一弧表面以及弧表面两侧延伸的第一、二倾斜段，而相邻转子磁极的第二倾斜段间则以一切线段连接而构成凹陷空间，复数磁铁设于各转子磁极中，且各磁铁的两端部则设于靠近二第二倾斜段处，而各磁铁中央部份朝转子中心处内凹，以充分提高电动机的效率。

Description

永磁式电动机

技术领域

本发明有关一种永磁式电动机，在提供一种可减少磁束量改变而降低起电力波形含有的高次谐波成分，以充分提高效率的永磁式电动机。

背景技术

现今产业界中，常需要提供动力以驱动机械做旋转、或其它形式的运动，此时常以马达作为动力来源；由于马达可将电能或磁能转换成为机械能，故广泛地应用于各种工业、电器、运输系统等装置上，已成为一种不可或缺的设备。

马达大致可分为直流、交流、有刷、或无刷等型式，一般而言，马达的结构由一转子以及一定子所组成，藉由转子及定子间的磁通分布，促使转子进行旋转运动，将此旋转运动传导出来之后，便可提供所需的机械能。其中，利用磁铁本身具有磁性的特色，加以运用提供磁通的，为永磁式马达，由于永磁式马达可在有限的体积内形成较大的转矩、效能及精确度亦较高，故在市场上受到瞩目。

请参阅图1所示为习知永磁式马达10的结构示意图，其包含一转子11以及一定子12，该转子11上设置有复数个磁铁111，而定子12则呈一环状结构，且于内缘上环设有复数个定子磁极121，定子磁极121上则可绕设有线圈，待转子11与定子12相互套设之后，转子11与定子12之间恰形成一气隙，当线圈通有电流时，由导磁性材质所制成的定子磁极121藉由转子11的磁铁111彼此作用，即产生一旋转运动；该转子11可另具有一心轴13，以便在转子11进行旋转运动时，将机械能传导出来，供作进一步的使用。

其中，图1所示的转子11中，其具有复数转子磁极112，如图所示以四极马达为例，故具有四个转子磁极112，且各转子磁极112具弧线表面113，该弧线表面113上至转子11中心O1的距离，由中心点113a自两侧边113b、113c渐减，故于各弧线表面113间则具有一凹槽114，使得该弧线表面113与定子磁极121的间隙变短，而凹槽114与定子磁极121的间隙增大。因此，在相对弧线表面113中心点113a附近的定子磁极121a磁束会集中(磁束A)，磁性很容易饱合，而通过定子磁极121b、121c的磁束(磁束B)会减少，定子绕线处感应起的起电力会降低。在此情形之下，为了增大在定子绕线处感应起的起电力，必须增加定子绕线的圈数，但是增加定子绕线的圈数时，以定子绕线所致的铜损会增加，因此无法充分提高电动机的效率。

发明内容

本发明的主要目的即在提供一种可减少磁束量改变而降低起电力波形含有的高次谐波成分，以充分提高效率的永磁式电动机。

本发明的永磁式电动机设有：定子、转子以及转轴，该转子并形成有复数转子磁极，而各转子磁极设有一弧表面以及弧表面两侧延伸的第一、二倾斜段，而相邻转子磁极的第二倾斜段间则以一切线段连接而构成凹陷空间，复数磁铁设于各转子磁极中，且各磁铁的两端部则设于靠近二第二倾斜段处，而各磁铁中央部份朝转子中心处内凹。

其中，该弧表面所形成的夹角为θ，使转子磁极的数量为P(为偶数)时，其满足(120/P)度≤θ≤(200/P)度的条件。

附图说明

图1为一般永磁式马达中转子与定子的结构示意图；

图2为本发明中永磁式电动机的转子与定子的结构示意图；

图3为本发明中转子的结构示意图；

图4为本发明中转子与定子的部分放大结构示意图；

图5A～E为本发明中各磁铁不同形式的结构示意图。

【图号说明】

永磁式马达 10                       转子 11

磁铁 111                               转子磁极 112

弧线表面 113                           中心点 113a

侧边 113b、113c                        凹槽 114

定子磁极 121、121a、121b、121c         定子 12

心轴 13                                永磁式电动机 20

定子 21                                环状主体部 211

定子磁极 212                           容置空间 213

转子 22                                转子磁极 221

磁铁 222                               端部 222a、222b

平直部 222c                            弯弧部 222d

弧表面 223                             第一倾斜段 224

第二倾斜段 225                         切线段 226

凹陷空间 227                           通气孔 228

铆钉孔 229                             转轴 23

具体实施方式

本发明主要针对一般永磁式电动机中的转子加以改良，如图2至图4所示，该永磁式电动机20包含有：定子21、转子22以及转轴23；其中：

该定子21具有一环状主体部211以及复数定子磁极212，各定子磁极212凸设于该主体部211内部，而各定子磁极212内并形成有一容置空间213。

该转子22略成圆形的片体，设置于该容置空间213中，并与各定子磁极212间具有气隙，该转子22并形成有复数转子磁极221，而各转子磁极221中并设有磁铁222。

复数转子磁极221的数量为偶数设置，而本实施以四极马达为例，故具有四个转子磁极221，各转子磁极221设有一弧表面223以及弧表面223两侧依序向外延伸的第一、二倾斜段224、225，而相邻第二倾斜段225间则以一切线段226连接而构成凹陷空间227。

复数磁铁222，设于各转子磁极221中，且各磁铁222的两端部222a、222b则设于靠近二第二倾斜段225处，而各磁铁222中央部份朝转子22中心处O2内凹而略呈V字型；当然，各磁铁亦可为不同形式，如图5A所示，各磁铁222中央部份朝转子22中心处O2内凹而呈弧型；亦可于各转子磁极221中设有一个以上的磁铁222，如图5B所示；而如图5C所示，各磁铁222中央部份朝转子22中心处O2内凹，且该磁铁222中央部份为平直部222c，而两侧的两端部222a、222b则向外扩张的形式；亦可如图5D所示，各磁铁222中央部份朝转子22中心处O2内凹，且该磁铁222中央部份为弯弧部222d，且该弯弧部222d朝转子22中心处O2外凸，而两侧的两端部222a、222b则向外扩张的形式；再者，各磁铁222亦可直接形成平直状，如图5E所示。

一转轴23，设于转子22的中心处O2，与转子22连接为一体。

其中，该第一倾斜段224的斜率小于第二倾斜段225的斜率，而第二倾斜段225与磁铁两端部222a、222b相互平行，使得弧表面223至转子22的中心处O2的距离(D1)相同，而第一倾斜段224至转子22的中心处O2的距离(D2)，由弧表面223朝第二倾斜段225渐减，而二倾斜段225至转子22的中心处O2的距离(D3)，由第一倾斜段224朝切线段226渐减，故转子磁极221至转子22的中心处O2的距离，由弧表面223(D1)朝切线段226(D4)逐渐减小，而每一弧表面223所形成的夹角为θ，使转子磁极的数量为P时，其满足(120/P)度≤θ≤(200/P)度的条件，而如本图实施例中，该转子磁极的数量为4，故30度≤θ≤50度。

再者，该转子22上进一步设有复数通气孔228，并可穿设有铆钉孔229，可加强转子22的结构强度，或不穿设铆钉孔而保持各通气孔228的空洞状态时，可减少转子的转动惯量，并可作为散热之用。

值得一提的是，本发明相较于习有电动机结构具有下列优点：

1、本发明转子的弧表面与转子中心的距离皆相同，使得磁束不会集中。

2、各转子间所形成的凹陷空间，其与转子中心的距离由弧表面朝切线段逐渐减小，可减少磁束量的改变，进而降低起电力波形含有的高次谐波成分，以充分提高电动机的效率。

3、转子上所设置的复数通气孔，可减少转子的转动惯量，并可作为散热之用。

4、于各通气孔穿设有铆钉孔，可加强转子的结构强度。

本发明的技术内容及技术特点巳揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本案发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。

Claims (10)

1、一种永磁式电动机，其包含有：

一定子，该定子具有一环状主体部以及复数定子磁极，各定子磁极凸设于该主体部内部，而各定子磁极内并形成有一容置空间；

一转子，该转子略成圆形的片体，设置于该容置空间中，并与各定子磁极间具有气隙，该转子并形成有复数转子磁极，而各转子磁极中并设有磁铁；

其中，各转子磁极设有一弧表面以及由弧表面两侧依序延伸的第一、二倾斜段，该第一倾斜段的斜率小于第二倾斜段的斜率，而相邻转子磁极的第二倾斜段间则以一切线段连接而构成一凹陷空间；

各磁铁的两端部则设于靠近二第二倾斜段处，而各磁铁中央部份朝转子中心处内凹；

一转轴，设于转子的中心处，与转子连接为一体。

2、如权利要求1所述永磁式电动机，其中，该弧表面形成的夹角为θ，使转子磁极的数量为P时，其满足(120/P)度≤θ≤(200/P)度的条件。

3、如权利要求1所述永磁式电动机，其中，该转子磁极的数量为P为偶数。

4、如权利要求1所述永磁式电动机，其中，该第二倾斜段与磁铁端部相互平行。

5、如权利要求1所述永磁式电动机，其中，该转子上设有复数通气孔。

6、如权利要求5所述永磁式电动机，其中，该通气孔中可穿设有铆钉孔。

7、如权利要求1所述永磁式电动机，其中，各磁铁中央部份朝转子中心处内凹而略呈V字型或弧型。

8、如权利要求1或7所述永磁式电动机，其中，各转子磁极中设有一个以上的磁铁。

9、如权利要求4所述永磁式电动机，其中，各磁铁中央部份朝转子中心处内凹，且该磁铁中央部份为平直部，而两侧的两端部则向外扩张；或者各磁铁中央部份朝转子中心处内凹，且该磁铁中央部份为弯弧部，且该弯弧部朝转子中心处外凸，而两侧的两端部则向外扩张。

10、如权利要求1所述永磁式电动机，其中，各磁铁形成平直状。

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