CN100418287C - 马达定子 - Google Patents

马达定子 Download PDF

Info

Publication number
CN100418287C
CN100418287C CNB2005100352938A CN200510035293A CN100418287C CN 100418287 C CN100418287 C CN 100418287C CN B2005100352938 A CNB2005100352938 A CN B2005100352938A CN 200510035293 A CN200510035293 A CN 200510035293A CN 100418287 C CN100418287 C CN 100418287C
Authority
CN
China
Prior art keywords
stator
nucleocapsid structure
core
motor stator
ribs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005100352938A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1877961A (zh
Inventor
童兆年
侯春树
杨志豪
黄隆伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuzhun Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Fuzhun Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=37510300&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN100418287(C) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Fuzhun Precision Industry Shenzhen Co Ltd, Hon Hai Precision Industry Co Ltd filed Critical Fuzhun Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Priority to CNB2005100352938A priority Critical patent/CN100418287C/zh
Priority to US11/308,533 priority patent/US7443071B2/en
Publication of CN1877961A publication Critical patent/CN1877961A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100418287C publication Critical patent/CN100418287C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

一种马达定子，包括一定子铁心及绕设于该定子铁心上的线圈，该定子铁心包括一中空套设部及多个支撑肋，所述支撑肋沿中空套设部外缘呈辐射状分布，每一支撑肋于外端设一吸磁体，其特征在于：该定子铁心是由磁性粉体以粉末冶金一体成型，所述粉体的材料为具有核壳结构的软磁性材料，所述核壳结构具有提供磁性力的核心主体及提供各核壳结构之间结合强度的壳层，每一支撑肋沿马达定子的轴向两侧分别在该中空套设部与吸磁体之间设置一凹陷区，该线圈绕设于所述凹陷区。

Description

马达定子
【技术领域】
本发明涉及一种新颖的散热风扇的马达定子结构，尤指运用粉末冶金技术以一体成型方式制作的马达定子。
【背景技术】
随着高速计算机的快速进步，CPU消耗的热量愈来愈高，因此散热风扇已经被广泛的采用，以往，散热风扇的基本要求是要寿命长、噪音低、低功率损耗、散热效果好。目前大部分业者均致力于风扇扇叶的设计、轴承设计及材料的改良、电路板的设计、散热鳍片设计及材料选用、高热传导系数材料的引用，极少数人会针对马达的制造及设计做一深入的研究改良。
在讲求轻、薄、短、小的时代，如何善用空间更显得非常重要。由生产线实际组装经验得知，缠绕铜线的线包高度影响风扇高度，在实际组装过程中线包的高度经常会被扇叶刮破及造成吸磁动作，而造成风扇功能失效或降低；同时在设计风扇马达时，在有限的空间下考量输出功率、转速、电流值可能必须选择线径较细的铜线，习知线径越小其阻值越大且成本越高，因此选择最佳的线径尺寸将能有效提升效能降低成本。另外由磁学理论得知作用力主要与绕线圈数有直接的关系，所以如何在有限的空间中，以增加绕线圈数或增加线径是同业汲汲努力的目标。
按，一般习知的马达定子的铁心材料为传统硅钢片所冲压、堆叠而成，只可制作等断面形状的平面定子铁心，如图1所示，硅钢片100上下分别置放绝缘片101及102，再将铜线300依设计的圈数缠绕于绝缘片101、102上。参考图2可知其硅钢片200为平面硅钢片，因此缠绕铜线的线包，理想设计应低于上下绝缘片的最高凸点，因此在组装上将会发生的主要问题有二：(1)马达定子由若干片硅钢片相互上下堆栈而成一总极吸磁体，在组装上极为不便，同时降低原材料的磁特性；(2)当缠绕线圈时，在上下两侧线包会裸露于外，当线圈组藉由总极吸磁体与风扇转子(永久磁铁)做吸磁动作时，上述的裸露线圈亦会跟着做吸磁，而减少硅钢片的吸磁效果及扭力，进而影响到扇叶的转动力量及速度。若要制作具非等断面形状的马达定子，势必需要更多的冲压模具组来配合，造成制作及组装成本的增加。
而另一方面，如中国台湾专利公告号245670『硅钢片结构改良』其代表图为图3所示，马达定子由至少两片冲压硅钢片组合方式，再将上绝缘片201与下绝缘片202分别置于上下硅钢片表面，最后再缠绕设计圈数的铜线300，如此，在与图1缠绕相同的圈数时，其绕线线包不会裸露于上下绝缘片外，所以可以有效降低风扇的高度，增加扭力。此设计有优于传统硅钢片，但仍有下列问题产生：(1)冲压制程的厚度限制：吸磁体厚度受到硅钢片最大厚度的限制而无法有自由的设计空间；(2)磁通路不连续：至少由两组件组装所以会有间隙存在，因此将造成局部磁路的不连续性或磁漏现象；(3)组装困难度：至少由两组件组成，所以在组装时会增加对位问题及增加组装困难度，一般认知当吸磁体不对称时其磁作用力亦不对称，最后将造成磁作用力不均而导致风扇运转时亦造成偏摆现象。
因此，要如何解决上述习用的问题与缺失，即为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
【发明内容】
因此，有必要提出一种新型的马达定子，制造简便且提高效率。
根据本发明的一个实施例，该马达定子包括一定子铁心及绕设于该定子铁心上的线圈，该定子铁心包括一中空套设部及多个支撑肋，所述支撑肋沿中空套设部外缘呈辐射状分布，每一支撑肋于外端设一吸磁体，该定子铁心为磁性粉体以粉末冶金一体成型，所述粉体的材料为具有核壳结构的软磁性材料，所述核壳结构具有提供磁性力的核心主体及提供各核壳结构之间结合强度的壳层，每一支撑肋沿马达定子的轴向两侧分别在该中空套设部与吸磁体之间设置一凹陷区，该线圈绕设于所述凹陷区。
根据本发明的一个实施例，该马达定子包括一定子铁心及一线圈，该定子铁心包括一中空套设部，自该中空套设部向外延伸的若干支撑肋及设于每一支撑肋外端的吸磁体，该线圈绕设于该支撑肋上，该定子铁心是由磁性粉体以粉末冶金一体成型，所述粉体的材料为具有核壳结构的软磁性材料，所述核壳结构具有提供磁性力的核心主体及提供各核壳结构之间结合强度的壳层，每一支撑肋沿马达定子轴向的尺寸小于对应吸磁体的轴向尺寸。
根据本发明的一个实施例，该马达定子包括一定子铁心，该定子铁心包括一中空套设部及设于中空套设部外缘的若干支撑肋，该定子铁心由磁性粉体以粉末冶金工艺一体成型，该磁性粉体的材料为具有核壳结构的软磁性材料，所述核壳结构具有提供磁性力的核心主体及提供各核壳结构之间结合强度的壳层。
预期功能为马达定子的吸磁体在吸磁时能不受过大线包影响、可增加绕线圈数或线径、提高马达扭力及转速、有效降低磁能损，在相同单位输出功率下缩小马达尺寸，突破现有马达定子的设计观念，而一体成型的制程较现有硅钢片的组装简单，并从根本上解决了磁路不连续或漏磁的问题，从而提高了效率。
【附图说明】
图1为一种现有马达定子的立体图。
图2为图1中的硅钢片的立体图。
图3为另一种现有马达定子的立体图。
图4为本发明马达定子一个实施例的立体图。
图5为一种核壳结构的示意图。
图6为另一种核壳结构的示意图。
图7为又一种核壳结构的示意图。
【具体实施方式】
请参阅图4，马达定子具有一定子铁心，该定子铁心的主体结构中央设计一中空套设部40，以供套设在马达底座的轴管(图未示)，在中空套设部40外侧有具有辐射状分布的多个支撑肋50，且在每一支撑肋50中心线的外端垂直环设有相对应数目的吸磁体60。该多个支撑肋50沿马达定子轴向的尺寸小于中空套设部40及对应吸磁体60的轴向尺寸，从而每一支撑肋50的轴向两侧分别于中空套设部40与吸磁体60之间形成一凹陷区52，如此形成具有非等断面的定子铁心。该凹陷区52正对应于绕线位置，因此在定子轴向高度不变的条件下可以绕设更多线圈，从而增加扭矩。
此吸磁体60的单位总体积沿一与马达转子转动方向平行的方向递减，亦即其各相关位置所产生的单位磁能积为一递减函数关系，以利于控制风扇沿单一固定方向旋转。该等吸磁体60的设计可在Z轴、X轴或Y轴方向做形状变化曲线。
该定子铁心利用粉末冶金技术一体烧结而成，其制程包括成型、脱蜡、烧结、热处理、表面处理等过程。其所使用粉体可以是软磁性金属材料、软磁性复合材料、具有核壳结构的软磁性材料、非晶质磁性材料及其复合材料。该定子铁心形状，如中空套设部40、吸磁体60或凹陷区52的形状可根据实际所需作相应变化，由于采用粉末冶金技术一体成型，上述变化可很容易达成。
为增强定子磁特性及机械强度，定子铁心的磁性原料可采用具有核壳结构的复合性软磁性材料，其主要是利用添加低固溶量或无固溶量的非主相材料，并运用粉末烧结理论的扩散析出机制，再以高(低)温处理方式，使其晶粒与晶粒间或粉团与粉团间产生核壳结构(Core-Shell Structure)。
请参阅图5，该核壳结构包括一核心主体1及一壳层2，该核心主体1提供磁性力，而壳层2的功能为抑制金属涡电流损产生及提供各核壳结构之间的结合(Bond)强度。所以，在核心主体1的磁性材料方面选择以高初导磁率低磁损的软磁性材料为主，如软磁性金属材料、非晶质铁基磁粉(Amorphous Iron Base)、纯铁粉及其复合材料、软磁性非金属材料；而在壳层2部分以易形成高电阻值材料为主要考虑因素，如金属复合材料、氧化物、中间化合物(Intermediate Compound)、氧化复合材料、压电材料(Piezoelectricity)、超导体材料，使得壳层的电阻值高于核心主体的电阻值。
请参阅图6，该复合性软磁性材料亦可以具有多重核壳结构。该种结构主要由多个磁性核心主体1’及多个壳层2’所组成。为达此目的，可经过多次喷雾造粒、干燥成形以制作多个核壳结构的磁性粉体。
如图7所示，该复合性软磁性材料亦可以具有类似洋葱形结构的核壳结构，其是由多个单一核壳结构外还包覆一壳层2”’，而每一单一核壳结构包括一核心主体1”及一壳层2”。
该定子铁心表面的绝缘可使用绝缘片或涂布绝缘高分子方式，使用涂布绝缘高分子可以降低材料成本及简化制造流程。该表面处理可以是涂布绝缘层、功能性薄膜等。
上述实施例的主要考量方向是磁特性、机械强度、量产性三方向。在磁特性方面是选择高初导磁率及低磁损的软磁性材料作为核心主体，同时将粉体处理成具有核壳结构体。而在机械强度方面是运用烧结理论的扩散-析出机制，使磁性体形成或保有核-壳层结构(Core-Shell Structure)，同时在晶粒与晶粒间形成金属键结。在量产性方面配合粉末冶金制程，以一体成型方式来烧结具有非等断面的马达定子。
上述实施例的马达定子的部分优点可概括如下：
(一)运用粉末冶金成型烧结技术，一体成型制作马达定子，无组件对位组装问题发生，其组装更为简便，更可以降低组装时间及制造成本。
(二)运用粉末冶金成型烧结技术，一体成型制作具有非等断面的马达定子，可增加绕线圈数、增加线径尺寸。
(三)表面处理可大量涂布绝缘高分子，可简化制程，并可节省上下绝缘片材料及制程成本。
上述介绍的马达定子可应用于多种场合，如风扇马达、磁盘马达等。

Claims (8)

1. 一种马达定子，包括一定子铁心及绕设于该定子铁心上的线圈，该定子铁心包括一中空套设部及若干支撑肋，所述支撑肋沿中空套设部外缘呈辐射状分布，每一支撑肋于外端设一吸磁体，其特征在于：该定子铁心是由磁性粉体以粉末冶金一体成型，所述粉体的材料为具有核壳结构的软磁性材料，所述核壳结构具有提供磁性力的核心主体及提供各核壳结构之间结合强度的壳层，每一支撑肋沿马达定子的轴向两侧分别在该中空套设部与吸磁体之间设置一凹陷区，该线圈绕设于所述凹陷区。
2. 如权利要求1所述的马达定子，其中所述核壳结构的核心主体的材料部分从以下材料中选择其一：软磁性金属材料、非晶质铁基磁粉、纯铁粉及其复合材料、软磁性非金属材料；而壳层材料部分从以下材料中选择其一：金属复合材料、氧化物、中间化合物、氧化复合材料、压电材料、超导体材料；其中该核心主体及该壳层的材料选择应满足该壳层的电阻值高于该核心主体的电阻值。
3. 如权利要求1所述的马达定子，其中所述具有核壳结构的软磁性材料具有多重核壳结构。
4. 如权利要求1所述的马达定子，其中该定子铁心的外表面涂布有高分子绝缘材料，以将定子铁心与线圈绝缘。
5. 如权利要求1所述的马达定子，其中该定子铁心的外表面设置有绝缘片，以将定子铁心与线圈绝缘。
6. 一种马达定子，包括一定子铁心及一线圈，该定子铁心包括一中空套设部，自该中空套设部向外延伸的若干支撑肋及设于每一支撑肋外端的吸磁体，该线圈绕设于该支撑肋上，其特征在于：该定子铁心是由磁性粉体以粉末冶金一体成型，所述粉体的材料为具有核壳结构的软磁性材料，所述核壳结构具有提供磁性力的核心主体及提供各核壳结构之间结合强度的壳层，每一支撑肋沿马达定子轴向的尺寸小于对应吸磁体的轴向尺寸。
7. 如权利要求6所述的马达定子，其中所述核壳结构的核心主体的材料部分从以下材料中选择其一：软磁性金属材料、非晶质铁基磁粉、纯铁粉及其复合材料、软磁性非金属材料；而壳层材料部分从以下材料中选择其一：金属复合材料、氧化物、中间化合物、氧化复合材料、压电材料、超导体材料；其中该核心主体及该壳层的材料选择应满足该壳层的电阻值高于该核心主体的电阻值。
8. 一种马达定子，包括一定子铁心，该定子铁心包括一中空套设部及设于中空套设部外缘的若干支撑肋，其特征在于：该定子铁心由磁性粉体以粉末冶金工艺一体成型，该磁性粉体的材料为具有核壳结构的软磁性材料，所述核壳结构具有提供磁性力的核心主体及提供各核壳结构之间结合强度的壳层。
CNB2005100352938A 2005-06-10 2005-06-10 马达定子 Expired - Fee Related CN100418287C (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100352938A CN100418287C (zh) 2005-06-10 2005-06-10 马达定子
US11/308,533 US7443071B2 (en) 2005-06-10 2006-04-04 Motor stator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100352938A CN100418287C (zh) 2005-06-10 2005-06-10 马达定子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1877961A CN1877961A (zh) 2006-12-13
CN100418287C true CN100418287C (zh) 2008-09-10

Family

ID=37510300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100352938A Expired - Fee Related CN100418287C (zh) 2005-06-10 2005-06-10 马达定子

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7443071B2 (zh)
CN (1) CN100418287C (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100418287C (zh) * 2005-06-10 2008-09-10 富准精密工业(深圳)有限公司 马达定子
CN100514793C (zh) * 2005-09-23 2009-07-15 富准精密工业(深圳)有限公司 马达及采用该马达的风扇
CN201461555U (zh) * 2009-04-24 2010-05-12 东莞动利电子有限公司 风扇防尘防漏油结构
JP5606077B2 (ja) * 2010-01-19 2014-10-15 サムスン電機ジャパンアドバンスドテクノロジー株式会社 ディスク駆動装置
CN102255409A (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 佶庆电机有限公司 马达装置
TW201244339A (en) * 2011-04-20 2012-11-01 Delta Electronics Inc Motor and fan using the same
CN103855815A (zh) * 2012-11-30 2014-06-11 中山大洋电机股份有限公司 一种无刷外转子电机定子及其制造方法
EP3073612B1 (en) * 2015-03-26 2019-10-09 Skf Magnetic Mechatronics Stator assembly and magnetic bearing or electric motor comprising such a stator assembly
CN115691933A (zh) * 2021-07-30 2023-02-03 华为技术有限公司 磁性粉末材料及磁性器件、电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5331237A (en) * 1992-04-28 1994-07-19 Minebea Kabushiki Kaisha Stepping motor
US5506557A (en) * 1992-03-18 1996-04-09 Sumitomo Special Metals Company, Limited Radial anisotropic cylinder type ferrite magnets and their manufacturing methods and motors
CN2566523Y (zh) * 2002-08-30 2003-08-13 建准电机工业股份有限公司 径向绕线的定子构造
CN1503435A (zh) * 2002-11-23 2004-06-09 深圳易拓科技有限公司 磁碟驱动器电机定子的制造方法
CN2624511Y (zh) * 2003-04-17 2004-07-07 易亨电子股份有限公司 无刷直流马达
CN1525622A (zh) * 2003-02-27 2004-09-01 Lg������ʽ���� 马达定子组件及其制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5283418A (en) 1992-02-27 1994-02-01 Westinghouse Electric Corp. Automated rotor welding processes using neural networks
JP3612715B2 (ja) * 1996-03-07 2005-01-19 セイコーエプソン株式会社 モータ及びその製造方法
CN100481674C (zh) * 2005-06-03 2009-04-22 富准精密工业(深圳)有限公司 马达定子
CN1877756A (zh) * 2005-06-10 2006-12-13 富准精密工业(深圳)有限公司 磁性粉体
CN100418287C (zh) * 2005-06-10 2008-09-10 富准精密工业(深圳)有限公司 马达定子
CN100514793C (zh) * 2005-09-23 2009-07-15 富准精密工业(深圳)有限公司 马达及采用该马达的风扇
JP5040220B2 (ja) * 2006-08-30 2012-10-03 日本電産株式会社 ブラシレスモータ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5506557A (en) * 1992-03-18 1996-04-09 Sumitomo Special Metals Company, Limited Radial anisotropic cylinder type ferrite magnets and their manufacturing methods and motors
US5331237A (en) * 1992-04-28 1994-07-19 Minebea Kabushiki Kaisha Stepping motor
CN2566523Y (zh) * 2002-08-30 2003-08-13 建准电机工业股份有限公司 径向绕线的定子构造
CN1503435A (zh) * 2002-11-23 2004-06-09 深圳易拓科技有限公司 磁碟驱动器电机定子的制造方法
CN1525622A (zh) * 2003-02-27 2004-09-01 Lg������ʽ���� 马达定子组件及其制造方法
CN2624511Y (zh) * 2003-04-17 2004-07-07 易亨电子股份有限公司 无刷直流马达

Also Published As

Publication number Publication date
CN1877961A (zh) 2006-12-13
US20060279157A1 (en) 2006-12-14
US7443071B2 (en) 2008-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100418287C (zh) 马达定子
CN100453820C (zh) 散热风扇
CN100481674C (zh) 马达定子
CN100514793C (zh) 马达及采用该马达的风扇
CN100529428C (zh) 散热风扇
EP3941546B1 (en) Blood pump
WO2021031973A1 (zh) 一种单元模块组合式定子轴向磁场有齿轮毂电机
CN1877756A (zh) 磁性粉体
CN101888147A (zh) 用于轴向间隙式旋转机的冷却机构
CN201222666Y (zh) 高频电动机用非晶合金定子铁芯
CN105978295B (zh) 一种集成化的五自由度磁悬浮电机
WO2003067740A1 (en) Rotary electric motor having at least three axially aligned stator poles and/or rotor poles
JPH0919095A (ja) モータ
TWI299601B (en) Motor stator
JP2005110372A (ja) アキシャルギャップモータ
CN103779976B (zh) 电机转定子结构
US8624461B2 (en) Motor stator
JP2001061240A (ja) 一方向回転モータ
TW201433052A (zh) 永磁無刷馬達之轉子結構
CN107612254A (zh) 一种鼠笼式节能电机
CN202134974U (zh) 隐极式微型永磁直流电机
CN102255409A (zh) 马达装置
JP4665080B2 (ja) Ｄｃブラシレスモータ
CN201623543U (zh) 一种串激电机冲片
WO2021031696A1 (zh) 一种轻型电动自行车有齿轮毂电机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080910

Termination date: 20150610

EXPY Termination of patent right or utility model