CN101494411B - 无刷直流电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风扇电机、无刷直流电机以及用于无刷直流电机的转子，其可以在提供最大的反电动势系数的同时减少齿槽转矩和转矩波动，由此实现转子的平滑旋转并获得较大的转矩。此外，这些实施例提供了一种风扇电机和无刷直流电机，其可以提供良好的转子可成形性、改进的产率以及改进的操作性能。无刷直流电机包括定子；多个齿，位于所述定子内部并缠绕有线圈；转子，间隔地位于所述定子内部；多个磁体，插入到所述转子的边缘部中；第一屏蔽件和第二屏蔽件，通过使供所述磁体插入的磁体放置部朝向两侧延伸而形成；以及至少一个或多个第三屏蔽件，形成在所述第一屏蔽件与所述第二屏蔽件之间的间隙部处。

Description

无刷直流电机

技术领域

本发明涉及一种风扇电机、无刷直流(BLDC)电机以及用于BLDC电机的转子。

背景技术

BLDC电机为无刷电机，其具有定子，其中形成有多个凸极(salient pole)并且围绕所述定子缠绕有线圈；转子，设置在定子内部并且安装有磁体。

在多种BLDC电机之中，内部永磁(internal permanent magnet，IPM)式BLDC电机为磁体安装在转子内部的电机。反电动势(EMF)系数以及齿槽转矩(cogging torque)根据磁体的安装位置和磁体的磁场线所穿过的转子的形状而显著不同。

反电动势为评测BLDC电机性能的因素，并且是评测由磁体产生的磁力线产生的转矩分量的因素。齿槽转矩为使转子移动至平衡状态的力，所述平衡状态为在磁体与定子的相互关系中磁能最小，而与电流无关。齿槽转矩为在转子旋转期间产生振动和噪音的因素。

BLDC电机构造成产生较大的转矩，以使反电动势系数的损失可被最大程度地降低。齿槽转矩要尽可能地小，以便减少在BLDC电机旋转期间产生的振动和噪音。然而，根据现有技术的各种方法不能获得充足的转矩，或产生很大的振动和噪音。

发明内容

本发明的实施例提供了一种风扇电机、BLDC电机以及用于BLDC电机的转子，其可以在提供最大反电动势系数的同时减少齿槽转矩和转矩波动，由此实现转子的平滑旋转并得到较大的转矩。此外，这些实施例提供了一种风扇电机和BLDC电机，其可以提供良好的转子可成形性、改进的产率以及改进的操作性能。

在一个实施例中，无刷直流(BLDC)电机包括：定子；多个齿，位于所述定子的内部并缠绕有线圈；转子，位于所述定子内部；多个磁体，插入到所述转子的边缘部中；第一屏蔽件和第二屏蔽件，通过使供所述磁体插入的磁体放置部朝向两侧延伸而形成；以及至少一个或多个第三屏蔽件，形成在第一屏蔽件与第二屏蔽件之间的间隙部处。

所述至少一个或多个第三屏蔽件中的至少一个可形成于旋转坐标系的q轴上。凹部可以形成于转子的外周，并且最深的凹部可以与形成有第三屏蔽件的区域在内部和在外部对准。凹部可以为一对彼此对称的直线。

第一屏蔽件和第二屏蔽件可以朝向延伸的端部加宽，并且向内的加宽率较大。相对于磁体的延伸方向，向内加宽的角度可以小于45度。

在第一屏蔽件或第二屏蔽件与转子的外周之间可以形成有第四屏蔽件或第五屏蔽件。在一对彼此相对的第一屏蔽件与第二屏蔽件之间可以形成有第六屏蔽件。

穿过形成间隙部的点的虚拟直线中的至少一条可以沿左右方向一起穿过第一屏蔽件和第二屏蔽件。第三屏蔽件的几何中心可以位于连接多个磁体中一对彼此相对的磁体的端部的中心的线的外侧。当在中心线的外部画线时，至少一条平行于所述中心线的线可以穿过至少三个屏蔽件，所述中心线连接多个磁体中至少一对相邻磁体的端部的中心。

在另一实施例中，形成有供磁体插入的磁体放置部的、用于BLDC电机的转子包括：第一屏蔽件和第二屏蔽件，通过使磁体放置部朝向两侧延伸而形成；至少一个第三屏蔽件，形成在旋转坐标轴的q轴上并且穿过相邻磁体的间隙部；以及凹部，形成于在转子的外周的、靠近形成有第三屏蔽件的位置处。

凹部在第三屏蔽件的外周处被去除得最深，并且凹部可以呈直线形。在第一屏蔽件或第二屏蔽件与转子的外周之间还可以形成有第四屏蔽件或第五屏蔽件。在第一屏蔽件内部还可以形成有第六屏蔽件。

在磁体放置部的两个端部上可以形成有突起以支承所述磁体。在磁体放置部的两个端部上可以形成有线形支承部以支承所述磁体。由于具有线形支承部，至少一条连接磁体的端部的虚拟直线不会穿过屏蔽件。

B/A可以为0.85至0.89，其中A为转子的一个极的角度，B为由磁体与第一屏蔽件和第二屏蔽件在一个极处所占的角度。D/E可以为0.16至0.20，其中D为在旋转坐标系的d轴上从转子的外周至磁体的中心的距离，E为在旋转坐标系的d轴上从转子的外周至转子的中心的距离。F/E可以为0.040至0.051，其中E为在旋转坐标系的d轴上从转子的外周至转子的中心的距离，F为在旋转坐标系的q轴上的去除部的最大深度。AD/EB可以为0.1至0.5，其中A为转子的一个极的角度，B为由磁体与第一屏蔽件和第二屏蔽件在一个极处所占的角度，D为在旋转坐标系的d轴上从转子的外周至磁体的中心的距离，E为在旋转坐标系的d轴上从转子的外周至转子的中心的距离。(DF/(E^2))×1000可以为5至15，其中D为在旋转坐标系的d轴上从转子的外周至磁体的中心的距离，E为在旋转坐标系的d轴上从转子的外周至转子的中心的距离，F为在旋转坐标系的q轴上的凹部的最大深度。

在又一个实施例中，风扇电机包括：壳体；固定至壳体的定子；以及间隔地位于定子内部的转子，所述转子包括在定子内部的、缠绕有线圈的多个齿，其中转子包括：转轴；多个板元件，沿转轴的长度方向堆叠；多个磁体，插入板元件的边缘部中；第一屏蔽件和第二屏蔽件，通过使供所述磁体插入的磁体放置部朝向两侧延伸而形成；以及至少一个第三屏蔽件，形成在第一屏蔽件与第二屏蔽件之间的间隙部处，并且第三屏蔽件的几何中心位于连接多个磁体中一对彼此相对的磁体的端部的中心的线的外侧。

当在中心线的外部画线时，至少一条平行于所述中心线的线可以穿过至少三个屏蔽件，所述中心线连接多个磁体中至少一对相邻磁体的端部的中心。

为了减少漏磁通量，可以通过移除板元件或者通过将非磁性体插入被移除的部分来设置所述屏蔽件。

附图说明

参照附图和以下说明对一个或多个实施例进一步详细说明。通过说明书和附图以及所附权利要求，其他特征将会显而易见。

图1为室外单元的立体图，根据一实施例的风扇电机可应用于该室外单元；

图2为图1的室外单元的内部部件的分解立体图；

图3为根据一实施例的BLDC电机的截面图；

图4为在一种转子和定子的设置关系中磁通量状态的视图；

图5为根据一实施例的转子的局部放大视图；

图6为用于说明根据一实施例的转子的设计因素的局部放大视图；

图7为磁饱和图；

图8为图5中区域A的放大视图；

图9为在用于验证目前实施例的效果的比较示例中的转子和定子的放大截面图；

图10为图9的比较示例的反电动势曲线(diagram)和齿槽转矩曲线；

图11为根据一实施例的转子和定子的放大截面图；

图12为图11的实施例的反电动势曲线和齿槽转矩曲线；

图13为用于根据另一实施例的BLDC电机的转子的平面视图；以及

图14为图13中区域B的放大视图。

具体实施方式

参照通过附图中示出的示例，对本发明的实施例进行详细说明。

图1为室外单元的立体图，根据一实施例的风扇电机可应用于该室外单元，并且图2为图1的室外单元的内部部件的分解立体图。在图2的室外单元中没有示出其他部件，如热交换器。

参照图1和图2，室外单元10包括：至少一个限定外部框架的室外单元壳体12、执行热交换的室外热交换器11、导引从室外单元壳体12顶部排出的气流的顶盖13以及压缩冷却剂的压缩机(未示出)。在室外单元10内部，还设有风扇电机17和风扇16以在室外单元内部形成强制的(forced)风洞。

顶盖13具有近似圆形的框架。在顶盖13内部形成有竖直的圆形排气孔。在顶盖13上设有排气格栅(exhaust grille)14。排气格栅14可以通过沿圆周与径向交叉(intersected)或以其他形式联接的多根金属线(wire)形成。

风扇电机17从排气格栅14的中心部向下固定。风扇电机17接收外部电能以产生转矩。固定螺栓19一体地形成在风扇电机17的上部。由于固定螺栓19与固定螺母22的联接，风扇电机17可以固定至排气格栅14。这就是说，在固定螺栓19穿过排气格栅14之后，通过从上方将固定螺母22联接至固定螺栓19，风扇电机17就被固定至排气格栅14。风扇电机17可以按照其他联接方法联接至室外单元。

鼓风扇16(blower fan)设置在风扇电机17之下。鼓风扇16通过由风扇电机17的转轴18传递的转矩而旋转，并且室外单元10内部的空气通过排气导管(exhaust guide)被向上排出。

在排气格栅14的上中心部还设有具有预定尺寸的电机盖(motor cap)15。电机盖15具有与风扇电机17的顶面相对应的圆形形状，并且防止雨水滴落在风扇电机17上。

BLDC电机安装在限定风扇电机17的外部框架的风扇电机壳体21内部。以下对BLDC电机进行更详细地描述。

图3为根据一实施例的BLDC电机的截面图。

参照图3，根据该实施例的BLDC电机包括设置在外部的定子1以及设置在定子1内部的转子2。在定子1中设有多个齿3，围绕所述齿3缠绕有线圈。与多个极相对应的多个磁体4固定至转子2。在多个板沿上下方向在单个电机轴处对齐的情况下，转子2可以插入。磁体4插入到转子2中的穿孔的(perforated)磁体放置部(magnet placement portion)  (图6中的附图标记6)中。磁体4的位置被固定至在磁体放置部6两端形成的磁体固定部。为了得到较强的磁通量，钕磁体可以用作磁体4。转轴18插入在转子2的中心部以将转子2的转矩传递至鼓风扇16。

在目前的实施例中，通过改进转子2的形状可以使齿槽转矩最小化而不会损失反电动势系数。以下参照图4描述为了实现上述目的的考虑因素，其中图4示出了转子和定子的设置关系。

图4为用于说明转子和定子的设置关系的视图。图4的设置关系辅助用于说明目前的实施例，并且这种结构对于本发明并非是必要的。

参照图4，由于一对磁体4在磁体4彼此相对的区域中与齿3对准的状态为转子接收较强的转矩的状态，所以这种旋转的状态和位置可被以定义为旋转坐标系的q轴。由于一个磁体4与齿3对准的状态为转子2停止旋转的状态，所以这种旋转的状态和位置可以定义为旋转坐标系的d轴。参照图4，可以容易地理解旋转坐标系的q轴和d轴。

同时，根据图4的设置状态，通过一对相邻的磁体4形成磁通量。磁通量可以被分类成有效磁通量31和漏磁通量32，其中有效磁通量31有助于在穿过齿3时产生电磁力；漏磁通量32因为不穿过齿3而无助于产生电磁力。由于漏磁通量32无助于电机的旋转力，即转矩，必须尽可能地减少所产生的漏磁通量32的量。这是因为决定电机转矩的反电动势力与单位时间内有效磁通量的变化率成比例。

同时，当彼此相对的单独磁体成对时，既会产生有效磁通量31又会产生漏磁通量32。因此，穿过相对于任何一个磁体端部的中心部的下侧(换句话说，当从磁体端部的中心部观察时靠近转子中心的一侧)的磁通量(无论有效磁通量31或漏磁通量32)不会穿过齿3，因此对电机转矩没有太大的影响。然而，穿过相对于任何一个磁体端部的中心部的上侧(换句话说，当从磁体端部的中心部观察时远离转子中心的一侧)的磁通量穿过齿3，如果所述磁通量为有效磁通量31，将会因此增强电机转矩。然而，如果所述磁通量为漏磁通量32，其不会穿过齿3而只穿过转子2，因此不会使电机转矩增强。这就是说，漏磁通量32不产生电机转矩。

此外，为了减小齿槽转矩，必须使有效磁通量的直径D最小化。这是因为齿槽转矩是根据旋转角的变化的磁能的变化，并且当磁通量的变化率高时齿槽转矩增加。

参照图5更详细地描述BLDC电机及其转子的结构。

图5为根据一实施例的转子的局部放大视图。参照图5，为了降低反电动势系数的损失，在转子的外周8上，在一对相邻的磁体4的接触区域(即q轴)中形成有凹入状的凹部81。凹部81可以通过斜切(chamfering)而形成。换句话说，凹部81以下述方式形成为直线形，即在q轴上的位置凹入最深并且凹入的深度随着其远离中心而变浅。在q轴上的定子与转子间的空隙变得较长，由此减少漏磁通量。

如果空隙向上延伸至第三屏蔽件73(barrier)，这有利于减少漏磁通量32。然而，在这种情况下，转子2的边缘部的刚度被减弱。在这一点上，在转子的高速旋转时，磁体4可能会脱离或者转子可能会受损，导致电机发生故障。因此，凹部81形成为使凹部81不会接触第三屏蔽件73。这就是说，第三屏蔽件73和凹部81形成为具有预定间隙t1。

此外，凹部81形成为直线形从而减少齿槽转矩。具体地，如果凹部81形成为曲线形，则空隙可能会增加，但有效磁通量31的直径D增加。

此外，放置磁体4的磁体放置部6还朝向磁体4的两侧延伸。延伸部为磁通量不会穿过的屏蔽件。第一屏蔽件71和第二屏蔽件72设置成彼此相对以使漏磁通量最小化。用作磁体固定部5的突起77形成在磁体放置部6与第一屏蔽件71之间的边界处以及磁体放置部6与第二屏蔽件72之间的边界处。当磁体4插入磁体放置部6中时，突起77支承磁体4。

此外，为了进一步增加有效磁通量，第一屏蔽件71和第二屏蔽件72随着它们朝向其两端延伸而沿上下方向逐渐加宽。尽管第一屏蔽件71和第二屏蔽件72的宽度随着它们朝向其两端延伸而沿上下方向逐渐加宽，但是在上部(即外周)宽度几乎没有增加，而宽度沿向下的方向进一步增加。漏磁通量32可以通过将磁体4尽可能远地放置在外侧以使磁体4更靠近定子设置而得以减少。有效磁通量的直径D可以通过将相邻的磁体4进一步彼此靠近地设置而得以减少。第一屏蔽件71和第二屏蔽件72的宽度以相对于磁体4的延伸方向成小于约45度的角度沿向下的方向加宽。如果加宽的角度极大则并非是优选的，因为有效磁通量的直径D增加。

此外，第三屏蔽件73还形成在第一屏蔽件71与第二屏蔽件72之间。由于具有第三屏蔽件73，所以减少了漏磁通量32的量。显而易见，这由穿过第三屏蔽件73内部的空气(air)的磁通量的传播(propagation)的突然减少而导致。此外，为了进一步减少漏磁通量32的量，第三屏蔽件73可以形成为近似梯形的形状。具有预定厚度t1的薄肋设置在第三屏蔽件73与凹部81之间以便增强转子外周的刚度。可以看出，仅在肋的间隙之间产生漏磁通量。

如上所述，空气可以被引入第三屏蔽件73内部以进一步减少漏磁通量，并且导磁率低于空气的材料可以插入第三屏蔽件73内部。例如，第三屏蔽件73的内部可以填充有橡胶。显而易见，通过用橡胶填充第三屏蔽件73来减少漏磁通量也可以用于其他屏蔽件。

除了第三屏蔽件73之外，还可以设有其他屏蔽件以增加有效磁通量。更具体而言，还可以在第一屏蔽件71与凹部81之间以及在第二屏蔽件72与凹部81之间形成第四屏蔽件74和第五屏蔽件75。在这种情况下，还可以包括有效磁通量31的数目，因为可以防止磁通量穿过转子2的本体。第四屏蔽件74和第五屏蔽件75可以根据其位置而设置成三角形。

此外，还可以在第三屏蔽件73的下部形成第六屏蔽件76。由于具有第六屏蔽件76，可以进一步增加有效磁通量31的量。

此外，即使如上所述第三屏蔽件73可以被一体地设置，但是其还可以沿左右方向、或上下方向、或倾斜的方向以分离的形状设置。换句话说，尽管第三屏蔽件73可以一体地设置在一对相邻的磁体之间，但是第三屏蔽件73还能以分离的形状设置以增强转子的刚度或减少漏磁通量。

本发明人通过大量实验提出了用于优化转子的形状的值和上述示意性结构。

图6为用于说明根据本实施例的转子的设计因素的局部放大视图。

参照图6，“A”表示转子的一个极的角度，“B”表示由磁体4在一个极所占的角度以及包括第一屏蔽件和第二屏蔽件的角度。“D”表示相对于d轴的、从转子2的外周至磁体4的中心的距离。“E”表示在d轴上的、从转子2的外周至转子2的中心的距离。“F”表示相对于q轴的、凹部81的最大深度。

在这些设计因素中，由B/A确定的极效率、D/E的值以及F/E的值被用作转子的主要设计因素。

以下将说明这些设计因素的物理涵义。如果B/A的值较大，磁体占据较大的间隙，因而预期磁通量增加。然而，如果B/A的值过大，则漏磁通量增加，并且不会顺利地产生与齿相关的电机转矩。D/E的值表示磁体沿直径方向的放置位置。随着D/E值的增加，磁体变得更靠近齿，因而有效磁通量增加。然而，磁体间的距离变得过大并且磁体的位置受限以便牢固地支承磁体。随着F/E值的增加，有效磁通量可以增加，但是磁体的支承会变得困难，如上所述。因此，F/E的值受限。

通过集中于上述设计因素的实验可以发现最优设计因素。

B/A的最优值为0.85至0.89，更优选为0.87。D/E的最优值为0.16至0.20，更优选为0.18。F/E的最优值为0.041至0.051，更优选为0.047。同时，根据另一设计因素，AD/EB的最优值为0.1至0.5，更优选为0.206。此外，(DF/(E^2))×1000为5至15，更优选为8.46。

上述值为没有单位的无量纲值。根据上述值的关系，可以清楚地理解第一屏蔽件、第二屏蔽件、第三屏蔽件以及形成转子的钢板的大致位置关系。

上述最优值的范围并不是简单的设计变型(design modification)。上述最优值的范围是本发明人通过大量实验发现的，它们不是简单的数字限制。

以下对凹部81与第三屏蔽件73的相互关系进行说明，其对与转子的齿3相关的位置中漏磁通量的减少影响最大。

如上所述，影响电机转矩的有效磁通量仅为从磁体端部的中心部至远离转子中心的一侧穿过的磁通量之中的穿过齿的磁通量。相反地，由于从磁体端部的中心部至远离转子中心的一侧穿过的磁通量之中的穿过转子的磁通量成为漏磁通量，所以它不会对使电机转矩更强产生影响。因此，以任意方式减少漏磁通量都会对电机转矩的增加产生影响。

为此目的，在转子2的转动期间，形成凹部81与第三屏蔽件73之间的间隙的转子区域必须在使刚度得以保持的范围内为小的。在另一方面，在根据构成转子2的材料的B-H图(磁饱和图)上，即使在弱磁场(H)的作用下，凹部81与第三屏蔽件73之间的间隙也可以产生磁饱和。按照此方法，就去除了穿过凹部81与第三屏蔽件73之间的间隙的磁场(H)的增加现象，因而漏磁通量不会增加。

图7示出了磁饱和曲线的示例。

在图7中，水平轴是磁场(H)，竖直轴是根据磁场在板元件处产生的磁通量密度(B)。在磁饱和曲线中，如果磁场施加在形成转子2的钢板上，由转子2产生的磁通量密度(B)在时期A-B期间增加。然而，磁通量密度(B)在B点处达到磁饱和状态，即使磁场变得更强，由转子2产生的磁通量密度也几乎不再增加。当磁通量密度到达磁饱和曲线中的B点时，可以认为磁通量密度到达磁饱和状态。当元件沿一个方向伸长时，这种现象表现得更加明显。在伸长的元件的一个尖端(point)设置得很薄以形成颈(neck)的情况中，只要最后的点(net point)磁饱和，则磁通量密度就不再增加，即使其他部分没有磁饱和。

再次参照图5，通过仅使凹部81与第三屏蔽件73之间的厚度t1尽可能小的部分磁饱和，穿过凹部81与第三屏蔽件73之间的间隙的磁通量的量进一步减少。即使仅凹部81与第三屏蔽件73之间的间隙最小化，这也可以实现。

然而，如果凹部81与第三屏蔽件73之间的间隙过小，则在转子具有由薄的板元件构成的堆叠结构的情况(sense)下难以加工板元件。换句话说，在通过冲压板元件或其他方法对转子进行加工时，如果凹部81与第三屏蔽件73之间的间隙过小，则对应的部分可能会在冲压工艺中损坏。此外，由于较差的刚度，转子可能会由于高速旋转期间或旋转速度变化期间的冲击而受损。

图8示出了可以解决上述问题、改进电机转矩并减少齿槽转矩的转子的详细结构。图8为图5中区域A的放大视图。

参照图8，第三屏蔽件73设置在第一屏蔽件71与第二屏蔽件72之间的间隙处。更具体而言，第一屏蔽件71与第二屏蔽件72彼此相对的间隙部在图8中由“α”表示。第三屏蔽件仅设置在“α”区域中并且不向外延伸。第三屏蔽件73设置成远离转子2的中心，第一屏蔽件71和第二屏蔽件72设置成离转子2更远。按照这种方式，第一屏蔽件71与第三屏蔽件73之间的间隙以及第二屏蔽件72与第三屏蔽件73之间的间隙t2被进一步减小。因此，绕过凹部81和第三屏蔽件73而不穿过它们的磁通量进一步减小，并且在穿过远离转子中心的一侧的磁通量之中的漏磁通量在磁体端部的中心位置处减少，由此使得漏磁通量最小化。

在第一屏蔽件71和第二屏蔽件72之间的间隙部处形成的第三屏蔽件73的几何中心设置在线l1的外侧，所述线l1连接成对磁体的端部的中心。按照这种方式，可以增强第三屏蔽件73的下部的刚度，并且可以防止在加工转子的过程中的缺陷。此外，在穿过远离转子中心的一侧的磁通量之中的漏磁通量，在磁体端部的中心位置处可以减少。

当平行于连接彼此相对的成对磁体的端部的中心的线l1画一条线时，至少一条线l2穿过至少三个由不同于转子的材料形成的屏蔽件(例如第一屏蔽件、第二屏蔽件和第三屏蔽件)。因此，在磁体端部的中心位置处的穿过远离转子中心的一侧的磁通量之中，穿过漏磁通量路径的磁通量的流被中断，由此进一步减小电机转矩。

为了验证上述实施例相对于比较示例是最优的，将进行以下说明。

图9为在用于验证目前实施例的效果所提出的比较示例中转子和定子的局部放大截面图，图10为该比较示例的反电动势曲线36和齿槽转矩曲线37。

参照图9和图10，该比较示例的凹部为曲线形，并且屏蔽件随着朝向其两端延伸而加宽，但是屏蔽件朝向上部(即：外周)进一步加宽。不设置第三屏蔽件和其他屏蔽件。

在这种情况下，齿槽效应的量由H1表示。

图11为根据目前实施例的转子和定子的放大截面图，其中省略第四屏蔽件、第五屏蔽件和第六屏蔽件。图12为目前实施例的反电动势曲线34和齿槽转矩曲线35。齿槽效应的量由H2表示。

由图11和图12可见，在目前实施例中的齿槽效应的量相对于比较示例减少约40％。反电动势为在峰值处减少的值，但是由其积分值(integral value)来看却增加。

由于根据这些实施例的风扇电机、BLDC电机以及用于BLDC电机的转子，反电动势系数增加并且所产生的齿槽转矩的量减少。此外，可以防止转子的刚度下降，由此减少产品的故障率并改进生产效率。

BLDC电机、用于BLDC电机的转子以及使用它们的风扇电机的问题在于，磁体4的支承结构较差并且突起(图8中的附图标记77)的可成形性衰退。更具体而言，用作磁体支承件5的突起77形成峰端(peak point)以便支承磁体并增加第一屏蔽件71和第二屏蔽件72的尺寸。然而，在转子高速旋转和旋转速度变化时，从磁体对突起77施加的冲击很大以致突起77受损，导致风扇电机发生故障。由于突起77设置为具有峰端的小的突出物(protruding object)，转子的可成形性在其加工期间降低。在加工之后，即使遭受很小的冲击，突起77也会弯曲或变形。

以下将对能够解决上述限制的风扇电机、BLDC电机以及用于BLDC电机的转子进行描述。没有进行详细说明的部分可引用第一实施例的说明并且省略对它们的描述。

图13为根据另一实施例的用于BLDC电机的转子的平面视图，图14为图13中区域B的放大视图

参照图13和图14，凹部181以及第三屏蔽件173、第四屏蔽件174、第五屏蔽件175和第六屏蔽件176与前述相同。然而，第一屏蔽件171和第二屏蔽件172的形状不同。在第一屏蔽件171和第二屏蔽件172中，靠近转子中心的一侧用作磁体固定部并且线形支承部177以直线形伸长。换句话说，线形支承部177以伸长的直线形设置在第一屏蔽件171和第二屏蔽件172的内边缘，使得磁体4可以被更稳固地支承。即使线形支承部177被沿主边缘(major edge)方向推动，磁体仍然可以由于具有线形伸长的形状而被稳固地支承。因此，可以增强磁体的稳固支承。

根据这种形状，由于线形支承部177并非设置为突起状而是伸长的直线形，所以峰端消失，因而便于转子形成。此外，线形支承部177随后不会发生变形。此外，在磁体端部的中心位置处穿过靠近转子中心的一侧的磁通量是不会极大地影响漏磁通量和有效磁通量的变化的部分，并且电机转矩的量几乎不变。连接一对相邻磁体的端部的线中的至少一条线不会穿过屏蔽件。为了方便起见，没有示出第四屏蔽件、第五屏蔽件和第六屏蔽件。

除了上述实施例，还可以提供其他实施例。

例如，第四屏蔽件、第五屏蔽件和第六屏蔽件可被移除，以便增强转子的刚度并便于进行转子的冲压工艺。对比图9和图11可见，本发明的效果得以保持。可设置更多的屏蔽件，以增加效果。

即使已经描述了凹部以直线形设置的情况，但本发明不限于此。显而易见，即使凹部以有点曲线的形状设置，也可以实现漏磁通量的减少和有效磁通量的直径(D)的减小。然而，如上所述，当凹部以直线形设置时，可以实现减小有效磁通量的直径的效果。

根据这些实施例，减少了齿槽效应，并且电机以低噪音且低振动的状态旋转。此外，转矩增加。而且，因为通过简单的形状改进就可以实现低噪音且低振动的状态，所以可以减少电机的制造成本并且可以容易地制造电机。此外，转子的加工性和加工后的稳定性得以增加。

根据这些实施例，转子平滑地旋转并且转矩增加。此外，不需要用于减少振动和噪音的分离的电流控制(current control)，并且不需要隔音材料和减震材料。因此，降低了材料成本并减少了能源消耗。此外，由于改进了转子的加工性，增加了产率并使电机转矩最大化。

尽管已经参照本发明的多个示例性实施例描述了这些实施例，应该理解的是，本领域技术人员可以实现的各种其他变型和实施例均落入本发明原理的精神和保护范围内。更特别地，在本发明的保护范围、附图以及所附权利要求的范围内，可以对主题组合的设置的零部件和/或设置方式进行多种变化和改型。除了对于零部件和/或设置方式的变化和改型之外，本领域技术人员将显而易见替代应用。

Claims (15)

1.一种无刷直流电机，包括：

定子；

多个齿，位于所述定子的内部并缠绕有线圈；

转子，位于所述定子的内部；

多个磁体，插入到所述转子的边缘部中；

第一屏蔽件和第二屏蔽件，通过使供所述磁体插入的磁体放置部朝向两侧延伸而形成，其特征在于，该电机还包括

至少一个或多个第三屏蔽件，形成在所述第一屏蔽件与所述第二屏蔽件之间的间隙部处，

其中，所述转子包括去除部，该去除部形成在该转子外周的、靠近形成有所述第三屏蔽件的位置处，该去除部在所述第三屏蔽件的外周处被去除得最深，并且所述去除部呈直线形。

2.如权利要求1所述的无刷直流电机，其中所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件的宽度在端部加宽，并且相对于所述磁体的延伸方向在转子中心的方向上的加宽率大于相对于所述磁体的延伸方向在向转子的外围的方向上的加宽率。

3.如权利要求2所述的无刷直流电机，其中相对于所述磁体的延伸方向，在向转子中心的方向上加宽的角度小于45度。

4.如权利要求1所述的无刷直流电机，还包括位于所述第一屏蔽件或所述第二屏蔽件与所述转子的外周之间的第四屏蔽件或第五屏蔽件。

5.如权利要求1所述的无刷直流电机，还包括位于一对彼此面对的所述第一屏蔽件与所述第二屏蔽件之间的第六屏蔽件。

6.如权利要求1所述的无刷直流电机，其中所述第三屏蔽件的几何中心位于连接所述多个磁体中一对在端部彼此相对的磁体的端部的中心的线的外侧。

7.如权利要求1所述的无刷直流电机，其中当在中心线的外侧画线时，至少一条平行于所述中心线的线穿过至少三个屏蔽件，所述中心线连接所述多个磁体中的一对在端部彼此面对的相邻磁体的端部的中心。

8.如权利要求1所述的无刷直流电机，其中B/A为0.85至0.89，其中A为所述转子的一个极的角度，B为由所述磁体与所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件在一个极处所占的角度。

9.如权利要求1所述的无刷直流电机，其中D/E为0.16至0.20，其中D为在旋转坐标系的d轴上从所述转子的外周至所述磁体的中心的距离，E为在所述旋转坐标系的d轴上从所述转子的外周至所述转子的中心的距离。

10.如权利要求1所述的无刷直流电机，其中AD/EB为0.1至0.5，其中A为所述转子的一个极的角度，B为由所述磁体与所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件在一个极处所占的角度，D为在旋转坐标系的d轴上从所述转子的外周至所述磁体的中心的距离，E为在所述旋转坐标系的d轴上从所述转子的外周至所述转子的中心的距离。

11.如权利要求1所述的无刷直流电机，其中(DF/(E^2))×1000为5至15，其中D为在旋转坐标系的d轴上从所述转子的外周至所述磁体的中心的距离，E为在所述旋转坐标系的所述d轴上从所述转子的外周至所述转子的中心的距离，F为在所述旋转坐标系的q轴上的去除部的最大深度。

12.如权利要求1所述的无刷直流电机，其中F/E为0.040至0.051，其中E为在旋转坐标系的d轴上从所述转子的外周至所述转子的中心的距离，F为所述去除部在所述旋转坐标系的q轴上的最大深度。

13.如权利要求1所述的无刷直流电机，还包括突起，所述突起形成于所述磁体放置部的两个端部上以支承所述磁体。

14.如权利要求1所述的无刷直流电机，还包括线形支承部，所述线形支承部形成于所述磁体放置部的两个端部上以支承所述磁体，其中由于具有所述线形支承部，至少一条连接所述磁体的端部的虚拟直线不会穿过所述屏蔽件。

15.如前述权利要求1至12中任一项所述的无刷直流电机，其中通过移除转子中沿转轴的长度方向堆叠的板元件，或者通过将非磁性体插入到被移除的板元件中来设置所述屏蔽件。

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