CN103872802A - 定子结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种定子结构，其包含有：一本体，其具有多个框架，各框架具有至少一弧板、至少一主齿部、至少一副齿部、至少一主线圈与至少一副线圈，该主齿部与该副齿部设于该弧板的一面，该主线圈设于该主齿部，该副线圈设于该副齿部；其中，该定子结构穿设有一动子，该些框架于该动子的轴向位置呈多层环状排列，其在任两相邻层的该多个框架中的两个相互邻近的框架之间具有一错位角度。
Description
技术领域
本发明涉及一种定子结构，尤其是涉及一种应用于线性马达的定子结构。
背景技术
电动车辆具有洁净与低噪音的优点，而电动车辆以电池作为电动车辆的电力来源，但现有的电池的能量密度不足与价格高，而导致电动车辆的续航力不足，再加上电池充电时间长与充电设备不普及。
上述的二因素，其降低电动车辆的使用率，为此部分的电动车辆会搭配有里程延伸器，以克服上述的二因素所造成的问题。
里程延伸器为一线性电机，该线性电机能够同时具有线性马达与线性发电机功能，并要能符合高密度功率（POWER DENSITY）与高比功率（SPECIFIC POWER）的需求，但现有的线性电机以堆叠的硅钢片作为设计的考虑，然而该设计受到加工技术限制，故只能使用二维定子结构，而且会使线圈转折无法缩短有效轴长，铜线用量较多，造成铜损，不易提升整体效率，所以如何改善前述的定子结构就成为可以讨论的议题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的技术手段在于提供一种定子结构，其包含有：
一本体，其具有多个框架，各框架具有至少一弧板，每一弧板具有至少一主齿部、至少一副齿部、至少一主线圈与至少一副线圈，该主齿部与该副齿部设于该弧板的一面，该主线圈设于该主齿部，该副线圈设于该副齿部；
其中，该定子结构穿设有一动子，该些框架于该动子的轴向位置呈多层环状排列，其在任两相邻层的多个框架中两个相互邻近的框架之间具有一错位角度。
附图说明
图1为本发明的一种定子结构的立体示意图；
图2为本发明的定子结构的局部示意图。
主要元件符号说明
1 主体
10 框架
11 弧板
12 主齿部
120 主绕线部
13 副齿部
130 副绕线部
14 主线圈
15 副线圈
16 环槽
17 穿孔
2 动子
20 磁性环圈
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，所属技术领域中具有通常知识者可由本说明书所揭示的内容，轻易地了解本发明。
请配合参考图1所示，本发明一种定子结构，其将软磁复合材料（SoftMagnetic Composites，SMC）粉末冶金或者将硅钢块切削所制而成该定子结构适用于一线性马达、一动力机具的线型压缩机、一泵的动力马达、一动力机具的线型发电机。
该定子结构具有一本体1。
本体1为一圆型体。
本体1进一步具有多个框架10，该些框架10于动子2的轴向位置呈多层环状排列，各框架具有至少一弧板11，其在任两相邻层的多个框架10中相互邻近的框架10之间具有一错位角度，该错位角度为上述两个框架10弧板11上的假想中心线之间的投影角度，其中该中心线垂直于该动子轴心线，该错位角度为0至360/N度，其中不包含0与360/N度，N为一层框架的个数，即0度至360度之间任一角度皆可，较佳地可为40至65度或45度，举例而言，定子结构为将软磁复合材料粉末冶金或者将硅钢块切削所制而成。
上述的多层为至少三层，以使该定子结构产生一三相电磁力，每一层为四组框架10，N=4，故上述错位角度为0至90度，不包含0与90度，参见图1所示，也可以说，中间层的每个框架10分别与其相邻的两层的每个框架10错位设置，且中间层的每一个框架10与它相邻层的且相邻近的一个框架10具有0至90度(不包含0与90度)的错位角度，但较佳磁力分布状况可为40至65度或45度。
各框架10具有至少一弧板11，各弧板11具有至少一主齿部12、至少一副齿部13、至少一主线圈14与至少一副线圈15。
该些弧板11接续为一环圈状。
主齿部12与副齿部13位于弧板11的一面，举例，若主齿部12的数量为一，副齿部13的数量为二，则一主齿部12与二副齿部13呈一三角排列。
上述的主齿部12与副齿部13的端面121、131能够为一圆弧状或平面状。
请配合参考图2所示，上述的主齿部12具有一主绕线部120，主绕线部120为一具有一深度的凹槽1201。
上述的副齿部13具有一副绕线部130，副绕线部130为一具有一深度的凹槽1301。
上述的主体1具有多个环槽16，该些环槽16位于副齿部13与主齿部12之间，该主体1还具有一穿孔17，该穿孔17供一动子2穿设于其中，动子2具有多个磁性环圈20，该磁性环圈20能够为使用永久磁铁或其他具磁性效果的材料或结构。
主线圈14设于主齿部12的主绕线部120。
二副线圈15分别设于二副齿部13的副绕线部130，并且其中一个框架10的主线圈14设于另二个框架10的副线圈15之间且呈多边形分布。
上述的主线圈14与二副线圈15能够由软磁复合材料所制成或硅钢块切削成型。软磁复合材料具有低导磁性，并且其相对导磁率（RelativePermeability）约为500至700；因软磁复合材料为粉末冶金所制，所以能够制造出较为复杂的形状，故软磁复合材料可通过三维磁路结构设计，而使磁通路径较短，以使其推力大于相同体积下的二维的设计。
硅钢片材料具有铁损低、磁感应强度高、叠装系数高、表面对绝缘膜的附着性和焊接性良好与磁时效佳，磁时效为磁性材料的磁性随使用时间而变化的现象，因硅钢片材料的磁感应强度高，所生产的线性电机、定子或转子等，其体积与重量较小，而能节省材料。本定子结构可将硅钢材料先成型为块状在进行切削，具有与硅钢片材料相同优点，但可达到三维形状需求。
另外，主齿部12与副齿部13的侧面122、132能够为圆弧状，所以设于主齿部12与副齿部13的主线圈14与副线圈15于相同绕线面积下可缩短有效轴长，大幅降低铜线用量，并减少铜耗，以提升效率。再者，软磁复合材料的颗粒间互相绝缘，并配合上述的圆弧状的主齿部12与副齿部13，其可防止铜线绝缘漆剥落，而且减少制作工艺上可能额外所加入的绝缘层厚度，所以能够提升绕线密度；因该软磁复合材料的颗粒间互相绝缘，其使磁通所产生的涡流局限于该颗粒中，以降低涡流损失。
若主绕线部120与副绕线部130为一凹槽，而软磁复合材料具有灵活状的特点与磁路特性，其能够提升30至40%的主绕线部120与副绕线部130的槽面积，该绕线面积若以图2说明，主线圈14具有一宽度W1，主线圈14于主齿部12的长度为L，主线圈14的绕线面积为W1×L，同理，副线圈15具有一宽度W2，副线圈15于副齿部13的长度也为L，则副线圈15的绕线面积为W2×L。槽面积的增加可提升绕线匝数，故于有限的电流密度，其能够提供较大的安匝数，进而提供高推力密度。
以上所述的具体实施例，仅用于例释本发明，而非用于限定本发明的可实施范畴，在未脱离本发明上揭的精神与技术范畴下，任何运用本发明所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应为上述的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种定子结构，其包含有：
本体，其具有多个框架，各框架具有至少一弧板，每一弧板具有至少一主齿部、至少一副齿部、至少一主线圈与至少一副线圈，该主齿部与该副齿部设于该弧板的一面，该主线圈设于该主齿部，该副线圈设于该副齿部；
其中，该定子结构穿设有一动子，该些框架于该动子的轴向位置呈多层环状排列，其在任两相邻层的该多个框架中的两个相互邻近的框架之间具有一错位角度。
2.如权利要求1所述的定子结构，其中，该错位角度为0至360/N度，其中不包含0与360/N度，且N为一层的框架个数。
3.如权利要求1所述的定子结构，其中，该框架的至少一主齿部与该至少二副齿部呈一多边排列。
4.如权利要求1所述的定子结构，其中，该主齿部与该副齿部的端面能够为一圆弧状或平面状。
5.如权利要求1所述的定子结构，其中，该主齿部还包含有主绕线部，该主线圈设于该主绕线部；该副齿部还包含有副绕线部，该副线圈设于该副绕线部。
6.如权利要求5所述的定子结构，其中，该主绕线部为凹槽；该副绕线部为凹槽。
7.如权利要求1所述的定子结构，其中，该主体具有多个环槽，该些环槽设于该框架、该副齿部与该主齿部之间。
8.如权利要求1所述的定子结构，其中，该主体还包含有穿孔，该穿孔供该动子穿设于其中。
9.如权利要求1所述的定子结构，其中，该多层的框架为至少三层。
10.如权利要求1所述的定子结构，其中，该些弧板接续为一环圈状。
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