CN119561293A - 外转子马达及其定子结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种外转子马达及其定子结构。外转子马达包含一转子及一定子结构。转子具有一定子容置空间。定子结构位于定子容置空间内且包含一轭部及多个定子齿。轭部包含多个容置槽。这些定子齿环绕设置于轭部之外，每一定子齿包含一定子齿本体及一卡合部，其中每一定子齿通过卡合部间隔地卡合于这些容置槽其中的一者。

Description

外转子马达及其定子结构

技术领域

本发明是关于马达定子结构，特别是外转子马达及其定子结构。

背景技术

为求马达绕线占积率提升，一般多会采用组合式定子，将各定子齿先绕线完成后依序组装为定子半成品，再将定子半成品入框，通过框体约束使其成形。

然而，现行的外转子马达无外框约束，无法将上述组合式定子的概念应用于外转子(内定子)设计上。具体而言，此作法应用于外转子马达，因定子轭部在内，其承靠面尺寸较小，难以维持组装真圆度及机构强度。

此外，此作法单齿绕线起始点与终点位于定子轭部，改为外转子设计，将导致结线空间不足，且起点与终点位置相近，易有接触短路的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在于提出一种外转子马达及其定子结构，借以解决上述先前技术的问题。

为达成上述目的，依据本发明的一些实施例，一种定子结构包含一轭部及多个定子齿。该轭部包含多个容置槽。这些定子齿环绕设置于轭部之外，每一定子齿包含一定子齿本体及一卡合部，其中每一定子齿通过该卡合部间隔地卡合于这些容置槽其中的一者。

在本发明的一些实施例中，每一定子齿还包含一绝缘架，该绝缘架包覆该定子齿本体以形成一绕线槽。

在本发明的一些实施例中，该绕线槽包含一绕线本体及一靴部，该绕线本体与该靴部的连接处形成一直角。

在本发明的一些实施例中，该靴部具有二绕线销，该二绕线销位于该定子结构外侧的该靴部上。

在本发明的一些实施例中，该卡合部与这些容置槽其中的一者为一对可彼此紧密卡合的公母鸠尾槽。

在本发明的一些实施例中，一种外转子马达包含一转子及一定子结构。该转子具有一定子容置空间。该定子结构位于该定子容置空间内且包含一轭部及多个定子齿。该轭部包含多个容置槽。这些定子齿环绕设置于该轭部之外，每一定子齿包含一定子齿本体及一卡合部，其中每一定子齿通过该卡合部间隔地卡合于这些容置槽其中的一者。

在本发明的一些实施例中，每一定子齿还包含一绝缘架，该绝缘架包覆该定子齿本体以形成一绕线槽。

在本发明的一些实施例中，该绕线槽包含一绕线本体及一靴部，该绕线本体与该靴部的连接处形成一直角。

在本发明的一些实施例中，该靴部具有二绕线销，该二绕线销位于该定子结构外侧的该靴部上。

在本发明的一些实施例中，该卡合部与这些容置槽其中的一者为一对可彼此紧密卡合的公母鸠尾槽。

综上所述，本发明的外转子马达及其定子结构利用其每一定子齿具鸠尾槽设计，使每一定子齿稳固定于定子结构的轭部不偏摆。每一定子齿的绕线本体与靴部的连接处形成直角，可避免绕组线圈有跳线情况发生。绕线销位于每一定子齿外侧的靴部上而非定子结构内侧的轭部上，使得定子结构可有较大的空间余裕结线，减少接触短路的风险。此外，每一定子齿在缠绕其绕组后再装设到轭部的外围，以利将绕线槽绕线占积率最大化。

附图说明

为使本发明的上述及其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为绘示依据本发明的一些实施例的外转子马达的立体图；

图2为绘示图1的外转子马达的爆炸图；

图3为绘示图2的外转子马达的定子结构的立体图；

图4为绘示依据本发明一些实施例定子结构的轭部及定子齿本体的立体图；

图5为绘示依据本发明一些实施例单一定子齿的立体图；

图6为绘示图5的单一定子齿的俯视图；

图7为绘示图5的单一定子齿的爆炸图。

【符号说明】

100:马达

110:转子

112:磁铁

130:定子容置空间

150：定子结构

150a：轴孔

151：印刷电路板

154：轭部

154a：容置槽

160:固定轴

170:定子齿

171:绝缘架

171a:上绝缘架

171b:下绝缘架

172a:绕线销

172b:绕线销

174:定子齿本体

176:卡合部

175:绕线槽

175a:绕线本体

175b:靴部

A:直角

CD:圆周方向

W1:宽度

W2:齿宽

具体实施方式

为使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例。附图中的各元件未按比例绘制，且仅为说明本发明而提供。以下描述许多实务上的细节，以提供对本发明的全面理解，然而，相关领域具普通技术者应当理解可在没有一或多个实务上的细节的情况下实施本发明，因此，这些细节不应用以限定本发明。

请参照图1、2，图1绘示依据本发明的一些实施例的外转子马达100的立体图，图2为绘示图1的外转子马达100的爆炸图。外转子马达(也称为外部转子马达)是一种电动马达的设计类型，其中旋转部分(转子)位于定子的外部。另一种与外转子马达不同的马达是内转子马达，它的转子位于定子的内部。两者主要的差异性在于转子和定子的相对位置。外转子马达的特点在于转子在定子的外部旋转，故转子通常由永磁体或由磁场产生器提供磁场，而定子则包含电磁铁性材料。外转子马达通常具有高功率密度和高转矩输出，因此适用于需要较大动力输出的应用。本发明的外转子马达100包含一转子110及一定子结构150。中空圆筒形的转子110具有一定子容置空间130可供定子结构150容置于其内。转子110还具有多个磁铁112粘贴于中空圆筒的内壁，借以与定子结构150产生磁耦合。当外转子马达100运转时，激磁的定子结构150即能与转子110产生磁耦合并驱动其旋转。外转子马达100还包含一固定轴160插设于定子结构150的轴孔150a内。

请参照图1、2及3，其绘示图2的外转子马达100的定子结构150的立体图。在图3中，定子结构150的一端上的圆形印刷电路板151已移除，以利清楚呈现定子结构150的内部结构。印刷电路板151用以作为定子结构150的单颗定子齿分别绕设绕组线圈后的结线结构或方式。定子结构150基本上包含一圆环形的轭部154及多个定子齿170。定子齿170沿圆周方向间隔地环绕设置于轭部154的外围。在本发明的一些实施例中，每一定子齿170是可拆卸地环绕设置于轭部154的外围。每一定子齿170包含一绕线槽175供一绕组的导线缠绕于其内，并将导线的二端分别缠绕于绕线销172a及绕线销172b上，以利后续的结线。每一定子齿170在缠绕其绕组后再装设到轭部154的外围，以利将绕线槽175缠绕满槽后再装设到轭部154的外围，降低缠绕导线的制程难度，同时将绕线槽绕线占积率最大化。在本发明的一些实施例中，绕线销172a及绕线销172b可为导电销或绝缘销。

请参照图4，其绘示依据本发明一些实施例定子结构的轭部154及定子齿本体174的立体图。在本发明的一些实施例中，硅钢片经切割、堆迭后形成多个定子齿本体174。多个定子齿本体174沿圆周方向CD排列轭部154的外围成一圈。这些定子齿本体174的数量和形状会根据马达的设计需求和工作原理而有所变化。定子齿本体174的主要作用是增加定子与转子之间的磁耦合，这是通过提供一个更长的磁路来实现的。当电流通过定子齿本体174时，它们会产生磁场，这个磁场与转子的磁场交互作用，从而产生转矩，推动马达运转。在本发明的一些实施例中，每一定子齿本体174通过其卡合部176间隔地卡合于轭部154的多个容置槽154a其中的一者，因此轭部154上的容置槽154a的数量等于欲配置的定子齿本体174的数量。在本发明的一些实施例中，每一卡合部176与容置槽154a为一对可彼此紧密卡合的公母鸠尾槽，彼此紧密卡合，依靠鸠尾槽与定子齿本体174齿宽等宽的结合面，约束各定子齿本体174不偏摆。例如，每一容置槽154a的槽底的宽度W1等于定子齿本体174的齿宽W2，使得定子齿本体174能稳固地卡合于容置槽154a内而不易偏摆。在本发明的一些实施例中，轭部154具有多个圆形的镂空，借以节省材料并减少重量。在本发明的一些实施例中，每一定子齿本体174具有多个圆形的或矩形的镂空，借以节省材料并减少重量。在本发明的一些实施例中，每一定子齿本体174与轭部154通常由电磁铁性材料制成，例如硅钢片，以提供足够的支撑和连接定子与转子的结构。这些材料的选择能够提高马达的效率和性能。

请同时参照图2、5～7，图5绘示依据本发明一些实施例单一定子齿170的立体图，图6绘示图5的单一定子齿170的俯视图，图7绘示图5的单一定子齿170的爆炸图。多个定子齿170分别套设绝缘架171以形成绕线槽175以供绕设绕组线圈(未绘示于图面)并提供绝缘支撑。绕组线圈是由导线组成的，用于产生磁场以驱动马达运转。绝缘架171的主要功能是保持绕组线圈的形状，防止线圈内的导线互相接触或短路，同时提供绝缘性，以防止电流漏到其他零件或接地。绝缘架171通常由绝缘材料制成，以确保电流不会通过绝缘架导致电路短路或故障。常见的绝缘材料包括塑料，如聚酰亚胺(polyimide)或玻璃纤维增强塑料。这些材料具有良好的绝缘性能，可以承受高温、电压及应力，同时具有足够的强度和耐久性。绝缘架171的设计和材料选择在马达的性能和可靠性方面起着重要作用，可以确保绕组线圈的正确配置和固定，同时提供必要的绝缘保护，以确保马达的正常运作和安全性能。在本发明的一些实施例中，绕线槽175包含一绕线本体175a及一靴部175b，绕线本体175a与靴部175b的连接处形成一直角A。由于绕线本体175a与靴部175b的连接处设计成直角，可使绕组线圈不容易有跳线情况发生。在本发明的一些实施例中，绕线槽175的靴部175b具有二绕线销(172a、172b)，绕组线圈缠绕于绕线本体175a后，绕组线圈的两端的导线可分别缠绕于绕线销172a及绕线销172b上，以利后续的结线。绕线销172a及绕线销172b位于定子结构150外侧的靴部175b上而非定子结构150内侧的轭部154上，使得定子结构150可有较大的空间余裕结线，减少接触短路的风险。这里所谓的“内侧”是指距离轴孔150a较近，而“外侧”是指距离轴孔150a较远。例如，靴部175b相较于轭部154距离轴孔150a较远，而称为位于定子结构150的外侧。相对地，轭部154相较于靴部175b距离轴孔150a较近，而称为位于定子结构150的内侧。在本发明的一些实施例中，绝缘架171包含上绝缘架171a与下绝缘架171b，由上绝缘架171a与下绝缘架171b一起组合而成一完整的绝缘架171以包覆定子齿本体174。在本发明的一些实施例中，绝缘架171包覆定子齿本体174而外露其卡合部176，使得卡合部176能可拆卸地卡合于容置槽154a，而不会与上绝缘架171a及/或下绝缘架171b产生干涉。此外，绝缘架171亦会外露定子齿本体174的靴部175b的侧壁，使定子齿本体174能与转子110产生更佳的磁耦合。在本发明的一些实施例中，定子齿本体174沿轴向具有近似T字型的剖面，T字型的顶部为其靴部175b，而T字型的底部设计成卡合部176，并借以卡合于容置槽154a中。

综上所述，本发明的外转子马达及其定子结构利用其每一定子齿具鸠尾槽设计，使每一定子齿稳固定于定子结构的轭部不偏摆。每一定子齿的绕线本体与靴部的连接处形成直角，可避免绕组线圈有跳线情况发生。绕线销位于每一定子齿外侧的靴部上而非定子结构内侧的轭部上，使得定子结构可有较大的空间余裕结线，减少接触短路的风险。此外，每一定子齿在缠绕其绕组后再装设到轭部的外围，以利将绕线槽绕线占积率最大化。

尽管本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，于不脱离本发明的精神及范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种外转子马达的定子结构，其特征在于，包含：

一轭部，包含多个容置槽；以及

多个定子齿，环绕设置于该轭部之外，每一所述定子齿包含一定子齿本体及一卡合部，

其中每一所述定子齿通过该卡合部间隔地卡合于所述多个容置槽其中的一者。

2.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，每一所述定子齿还包含一绝缘架，该绝缘架包覆该定子齿本体以形成一绕线槽。

3.根据权利要求2所述的定子结构，其特征在于，该绕线槽包含一绕线本体及一靴部，该绕线本体与该靴部的连接处形成一直角。

4.根据权利要求3所述的定子结构，其特征在于，该靴部具有二绕线销，该二绕线销位于该定子结构外侧的该靴部上。

5.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，该卡合部与所述多个容置槽其中的一者为一对可彼此紧密卡合的公母鸠尾槽。

6.一种外转子马达，其特征在于，包含：

一转子，具有一定子容置空间；以及

一定子结构，位于该定子容置空间内，其中该定子结构包含：

一轭部，包含多个容置槽；以及

多个定子齿，环绕设置于该轭部之外，每一所述定子齿包含一定子齿本体及一卡合部，其中每一所述定子齿通过该卡合部间隔地卡合于所述多个容置槽其中的一者。

7.根据权利要求6所述的外转子马达，其特征在于，每一所述定子齿还包含一绝缘架，该绝缘架包覆该定子齿本体以形成一绕线槽。

8.根据权利要求7所述的外转子马达，其特征在于，该绕线槽包含一绕线本体及一靴部，该绕线本体与该靴部的连接处形成一直角。

9.根据权利要求8所述的外转子马达，其特征在于，该靴部具有二绕线销，该二绕线销位于该定子结构外侧的该靴部上。

10.根据权利要求6所述的外转子马达，其特征在于，该卡合部与所述多个容置槽其中的一者为一对可彼此紧密卡合的公母鸠尾槽。