CN104135130B - 电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明的题目为一种电动机,包括一转子及一定子。定子邻设于该转子,且定子包括有相邻的至少一第一定子单元及至少一第二定子单元。第一定子单元具有一第一凸齿及一第二凸齿,且第二定子单元具有一第三凸齿及一第四凸齿。转子相对定子有一旋转方向或一移动方向,第一定子单元的第一凸齿及第二定子单元的第三凸齿分别沿着旋转方向或一移动方向相邻设置。且第一凸齿及第三凸齿的突出方向分别与转子的径向具有不相同的一第一夹角及一第三夹角。本发明的电动机可减少顿转转矩并具有低磁损,而且制造容易、便于组装且经济。
Description
技术领域
本发明关于一种电动机。
背景技术
当今业界,电动机为最普遍应用的动力驱动装置,且依据电动机功能的不同,又可分成马达及发电机,其中,马达还可以将电能或磁能转换成为机械能的特性,被大量且广泛地应用于各机械领域中。
一般而言,马达包括一转子以及一定子,借由转子及定子间的磁通分布,促使转子进行旋转运动(或移动),并转换成所需的机械能。然而为了提供磁通路径,熟悉马达配置复数的定子凸齿,并于定子凸齿间的定子槽内缠绕线圈,而与一内转子搭配使用。然而,此种电动机的缺点在于,定子槽内的线圈无法预先缠绕,使得整体生产速度无法提升以及成本提高;再者,为了生产制造时缠绕线圈的需要,此种配置的定子槽于各齿部间留有一间隙(换言之,各定子凸齿间有一定子槽开口),该些间隙会使转子转动时产生顿转转矩(Cogging Torque),使得转子运转不平顺。
详细而言,顿转转矩主要由转子与定子齿部之间定子槽开口导致的磁吸引力变化所引起,当定子槽上的线圈通以电流时,各定子齿部会产生相对应的磁极,进而产生磁吸引力。转子磁通面正对定子的齿部时,产生最大磁吸力;而当转子开始转动使磁力线通过定子槽开口时(换言之,转子由正对转至偏向定子的齿部时),则遭受前述磁吸力抵抗,此即为顿转转矩。此种抵抗力,会使得马达运转不顺畅、引起反电动势、凸齿震动引起噪音、扭力输出较差等缺点。且应用在发电机时,顿转转矩则会使发电机启动时有一阻力并影响发电效率。因此,如何最小化电动机的顿转转矩及其效果,为一积极追求改进的项目。
承前,熟悉改良顿转转矩的方式不外乎,借由改良电动机的定子结构,例如采用轴向马达并利用铸造的方式生产定子凸齿后再加以组合,使各定子凸齿间的间隙得以最小化。然而此种方式虽可最小化顿转的影响,但由于是采用铸造的方式生产,成本高昂。或者,采用径向马达并将一组线圈交错缠绕在复数的定子凸齿上,此种方式不仅使线圈的缠绕变得复杂,不利于生产制作,且线圈长度变长,一次需驱动多个凸齿,因此需要更高的驱动电压,而且仍然会有一定程度的顿转转矩。或者,亦可将电动机改为无槽式电动机,虽此种方式虽不须铸造定子,但此种电动机的定子须采用线圈交错缠绕的方式制成,工法繁复,故成本亦不可估量。
因此,如何提供一种可预先缠绕线圈、最小化顿转转矩、结构简单、低成本、效率较高的电动机,已成为本领域欲达成的目标以及重要课题之一。
发明内容
有鉴于上述课题,本发明的目的为提供一种可减少顿转转矩的电动机。本发明的又一目的为提供一种低磁损的电动机。本发明的再一目的为提供一种制造容易、便于组装且经济的电动机。
为达上述目的,依据本发明的电动机包括一转子及一定子。定子邻设于该转子,且定子包括有相邻的至少一第一定子单元及至少一第二定子单元。其中,第一定子单元具有一第一凸齿及一第二凸齿,且第二定子单元具有一第三凸齿及一第四凸齿。转子相对定子有一旋转方向或一移动方向,第一定子单元的第一凸齿及第二定子单元的第三凸齿分别沿着旋转方向或移动方向相邻、交错设置。且第一凸齿及第三凸齿的突出方向分别与转子的径向具有不相同的一第一夹角及一第三夹角。
为达上述目的,依据本发明还可提供一电动机,其包括一转子以及一定子。定子邻设于该转子,且定子包括有相邻的至少一第一定子单元以及至少一第二定子单元。其中,第一定子单元具有一第一凸齿及一第二凸齿,且第二定子单元具有一第三凸齿及一第四凸齿。本发明的转子相对定子有一旋转方向或一移动方向,且第一定子单元的第一凸齿及第二定子单元的第三凸齿沿着旋转方向或移动方向相邻、交错设置,且该第一凸齿的一突出长度与该第三凸齿的突出长度不同。
为达上述目的,依据本发明又可提供一电动机,其包括一转子以及一定子。定子邻设于转子,且定子包括有相邻的至少一第一定子单元以及至少一第二定子单元。其中,第一定子单元与第二定子单元沿着转子的旋转方向或移动方向相邻、交错排列,且二者沿着该方向错位设置。
承上所述,本发明借由电动机的定子单元设计或排列,以减少顿转转矩、达成低磁损、结构简单、降低成本以及效率较高的电动机。
附图说明
图1A为本发明的第一实施例定子的立体示意图。
图1B为图1A的定子的前视图。
图1C为图1A的定子的侧视图。
图1D为本发明的第一实施例的电动机的侧视图。
图2A为本发明的第二实施例的定子的立体示意图。
图2B为图2A的定子搭配一转子的前视图。
图3A为本发明的第三实施例定子的立体示意图。
图3B为图3A的定子的前视图。
图4A为本发明的第四实施例的应用于径向磁通马达的立体示意图。
图4B为图4A的定子单元的立体示意图。
图4C为本发明的定子单元应用于径向磁通马达另一实施态样的立体示意图。
图4D为本发明的定子单元应用于径向磁通马达的再一实施态样的定子的前视图。
图4E为本发明的定子单元应用于径向磁通马达的再一实施态样的定子的前视图。
图4F、4G为传统电动机转子分段移动时磁通面变化的示意图。
图4H、4I为本发明的电动机转子分段移动时磁通面变化的示意图。
图5为本发明的第五实施例的定子的立体示意图。
图6A为本发明的第六实施例的定子的立体示意图。
图6B为本发明的第六实施例另一实施态样的定子的前视图。
图7为本发明的第七实施例的定子的立体示意图。
图8A为本发明的第八实施例的二圆环形定子单元的上视图。
图8B为图8A的二圆环形定子单元的侧视图。
图8C为图8A的二圆环形定子单元的半圆剖面示意图。
图8D则为图8C的二圆环形定子单元组装后的半圆剖面示意图。
图9A为本发明的定子搭配内转子的配置示意图。
图9B为本发明的定子搭配外转子的配置示意图。
图9C为本发明的定子搭配侧转子的配置示意图。
图9D为本发明的电动机为一线性马达的配置示意图。
图9E为本发明的电动机为一线性马达的又一配置示意图。
【本代表图的符号简单说明】:
14:定子
141:第一定子单元
1412、1422:线圈
141A:第一凸齿
141B:第二凸齿
141C:第一本体
142:第二定子单元
142A:第三凸齿
142B:第四凸齿
142C:第二本体
具体实施方式
以下将参照相关附图,说明依本发明多个实施例的一种电动机,其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
请一并参照图1A至图1C,其分别为本发明的第一实施例的定子立体图、前视图及侧视图。
本发明的电动机1的第一实施例包括一转子12及一定子14。定子14邻设于转子12,且定子14包括有相邻的至少一第一定子单元141及至少一第二定子单元142,为了容易说明,于此仅画出二第一定子单元141及二第二定子单元142,且转子12内部的磁铁省略不绘出。第一及第二定子单元141、142交错排列、或错位排列。此外,本实施例的定子单元141与相邻的一第二定子单元142,实质上是无缝隙地紧接排列。
需说明的是,此处所称[邻设」指定子单元141、142沿着转子12外周缘的转动方向路径排列,且「邻设」可为接触或不接触的排列。而本说明书所称的「错位排列」或「错位设置」,指相邻的定子单元141、142的几何中心相对于转子径向或轴向或移动方向的错位(misalign),换言之,任一定子单元其几何中心与转子径向或轴向或移动方向的相对位置,与相邻定子单元几何中心的相对位置不相同。且本说明书所指的「交错排列」或「交错设置」,指第一定子单元141夹置于二第二定子单元142的穿插排列方式。另外,本发明定子14所包括的定子单元数量不限定,虽本实施例例示二第一定子单元141及二第二定子单元142,但不以此为限。亦可有一实施态样为多个第一定子单元141搭配多个第二定子单元142,且可以形成一封闭路径(例如图1D)。
本实施例的第一定子单元141及第二定子单元142分别包括两个L型本体的磁轭,并由本体的二端分别延伸出二个凸齿。其中,第一定子单元141包括一L形第一本体141C,且第一本体141C的两端延伸出第一凸齿141A及第二凸齿141B,以构成类C形的磁轭。且第二定子单元142包括一L形第二本体142C,且第二本体142C的两端延伸出第三凸齿142A及第四凸齿142B,以构成类C形的磁轭。
此外,第一定子单元141还包括至少一线圈1412;而第二定子单元142包括至少一线圈1422。其中,该些第一定子单元141的第一凸齿141A与相邻的第二定子单元142的第三凸齿142A相邻且交错设置,也就是间隔排列交错的设置。
此外,各该线圈1412、1422设置的位置与转子12的径向的相对位置不相同,线圈1412绕置于第一凸齿141A、第二凸齿141B或第一本体141C至少其一之上,以及线圈1422则绕置于第三凸齿142A、第四凸齿142B或第二本体142C至少其一之上。且本实施例的类C形磁轭可较佳地应用于一轴向磁通与径向磁通混用的马达上。
本实施例以二线圈1412分别缠绕在第一凸齿141A及第二凸齿141B上,以及二线圈1422分别缠绕到第三凸齿142A及第四凸齿142B上为例,且缠绕在第一凸齿141A与第三凸齿142A的线圈1412、1422的相对位置(相对于转子12的径向)不相同,但线圈1412、1422缠绕的位置以及数量不应此为限,亦可具有一实施态样的定子单元为一定子单元搭配一线圈的形式。
由前述可知,本发明的第一定子单元141及第二定子单元142各自独立的单元,因此可为单独制作(可为冲压成型的金属片组合而成),且不需搭配定子槽及预留定子槽开口,生产制造时并可采用先将线圈分别缠绕于第一定子单元141及第二定子单元142后再组装的方式,或事先缠绕线圈成形后再套入凸齿的方式,以提升生产速度。
所述转子12相对所述定子14有一旋转(或移动)方向(也就是转子12的外周缘相对于定子14的移动方向),第一定子单元141的第一凸齿141A及第二定子单元142的第三凸齿142A分别沿着旋转(或移动)方向相邻设置。请再参考图1B,第一凸齿141A及第三凸齿142A的突出方向(分别以中心线表示)分别与转子12的径向方向具有不相同的一第一夹角θ1及一第三夹角θ3(本实施例的θ3为零度,亦即第三凸齿142A的突出方向与转子12的径向平行)。且与转子12的径向具有相同夹角的该些凸齿可形成一非连续平面的磁通面,以本实施例而言,第一凸齿141A与第三凸齿142A面对、朝向转子12并分别形成一磁通面,当第一及第二定子单元141、142上的线圈通以电流,则可对转子12产生一吸力或一推力。
补充说明的是,此处定义凸齿「突出方向」为凸齿由磁轭延伸而出的方向,转子12的径向与任一凸齿的突出方向皆可定义出一夹角。
其中,相邻的第一凸齿141A及第三凸齿142A实质上相连接或在沿着转子旋转(或移动)的方向上两者之间实质上无间隙;第二凸齿141B及第四凸齿142B相邻设置,两者实质上相连接或在沿着转子旋转(或移动)的方向上两者之间实质上无间隙。以本实施例为例,第一凸齿141A与第三凸齿142A可形成一非连续但是无间隙的磁通面,而第二凸齿141B与第四凸齿142B则可形成另一个非连续但是无间隙的磁通面。
请再参考图1A及图1C,第一定子单元141与第二定子单元142交错排列时具有一平面,于平面上还可搭配一散热板16(图1C),可借由直接接触散热板16的方式以提升电动机的整体散热效率。
此外,借由上述配置,当转子12沿定子14旋转(或移动),转子12与定子14的第一定子单元141及第二定子单元142之间的垂直磁通面面积,实质上维持不变或是变化的程度低于传统的电动机(例如变动量的峰值低于平均磁通面积的10%)。换言之,即可有效地减少顿转转矩,以提高电动机的整体效率并降低能量耗损。
接着,请参考图1D,为本发明的第一实施例的电动机1的侧视图,且图1D沿着线段AA的剖面亦类似图1B的形态,此外,从图1D可清楚看出本案的各定子单元相对于转子12具有不同的径向(以锁链线表示)。且各该径向方向可与任一凸齿的突出方向定义出一夹角。第一定子单元与第二定子单元的相对位置以及关系将不在此赘述。为了方便示意,电动机1中的转子12及其它组件皆被省略,但本领域的通常技术人员应可理解并应用。
本实施例应用于一电动机(例如马达)时,可将第一定子单元141与第二定子单元142依序排列成一封闭的圆,此外,由图1A及图1D中可得知,第一定子单元141及第二定子单元142的截面厚度为不均匀(外周缘较厚),亦即越靠近转子12轴心(图未绘出)定子单元141、142的厚度越薄。当然,本发明亦可具有定子单元排列成一直线、一曲线或一封闭路径的实施态样。简言之,本发明的定子单元141、142可依据不同需求以及不同排列方式,调整其厚度,以达成相似的效果。
请一并参考图2A及图2B,其分别为第二实施例的定子24的立体示意图及图2A的定子24搭配一转子22的前视图。为了方便理解及示意,图2A的第一定子单元241与第二定子单元242的线圈2412、2422已被省略,但其缠绕方式可参考图2B。图2B中还绘示将一磁铁(图未标出)埋设于转子22中,使在高速运转的情况下磁铁不会脱离转子22并提供一均匀的磁力以供作动的实施方式。
与第一实施例相异处在于本实施例的定子24的第一定子单元241及第二定子单元242的该些凸齿前缘为一斜面。换言之,相邻的第一定子单元241的第一凸齿241A与第二定子单元242的第三凸齿(图未标出)两者的磁通面实质上共平面,并形成一实质上连续的磁通面。相似地,第二凸齿241B与第四凸齿242B两者的磁通面实质上共平面,并形成一连续的磁通面。
请特别参考图2B,本实施例的转子22接近定子24的一端为一楔型,更进一步而言,为了得到最大的磁通量,转子22接近定子24可配置具有与第一定子单元241与第二定子单元242的磁通面平行的截面,且不以楔型为限。
本实施例其余的组件以及组件间的关系与第一实施例相似,将不再赘述。
请参考图3A及图3B,其分别为第三实施例的定子34的立体示意图及侧视图。须说明的是,为了方便标示第三夹角θ3,图3B将第二定子单元342显示于前方,但其与第一定子单元341的关系不变。
与第二实施例不同的是,本实施例的第一定子单元341的第一凸齿341A与第二定子单元342的第三凸齿342A前端的突出方向相同,而本实施例的第一定子单元341的第一凸齿341A的一突出长度L1与第二定子单元342的第三凸齿342A的突出长度L2不同。换言之,第一凸齿341A与第三凸齿342A前端分别与转子(图未绘出)的径向的夹角相同(皆为90度),且第一凸齿341A与第三凸齿342A前端的突出长度不相等。
另外,本实施例的第一定子单元341的第一凸齿341A平行第二定子单元342的第三凸齿342A。详言之,第一凸齿341A与第二凸齿341B相对,且第三凸齿342A与第四凸齿342B相对,此种配置可用于制作轴向磁通马达,亦可达到与前述实施例相似的效果。
本实施例其余的组件以及组件间的关系与前述实施例相似,将不再赘述。
接下来请参考图4A至图4D,分别为本发明应用于径向磁通马达的不同实施态样,图4A则为定子搭配转子并应用于径向磁通马达的立体示意图,图4B为图4A的定子单元的立体示意图。图4C至图4D则为本发明的第四实施例应用于径向磁通马达的另外两种实施态样。
请先参考图4A,本实施例的第一定子单元441与第二定子单元442沿着转子42的一旋转(或移动)方向(如图中箭头所示)相邻且第一定子单元441与第二定子单元442的凸齿交错设置。本实施例例示的第一定子单元441与第二定子单元442为一ㄇ形,或称倒U型(亦可有一实施态样为U型,适用于外转子马达),且本实施例可应用于一径向马达,但不以此为限。
与第二实施例相同的是第一凸齿与相邻的第三凸齿的突出方向不同,而与第二与第三实施例相异处则为:本实施例的第一定子单元441与第二定子单元442的本体与转子42的径向的夹角不同,且两定子单元的凸齿间夹一角度θ4,角度θ4介于0度至180度之间。此外,第一定子单元441的第一凸齿(图未标出)与第二凸齿(图未标出)的突出方向相同(与转子42的径向夹角相同);且第二定子单元442的第三凸齿(图未标出)与第四凸齿(图未标出)的突出方向相同。且实质上第一定子单元441与第二定子单元442仅有靠近该些凸齿处实质上相互邻设、甚至是相接触。
请接续参考图4B至图4D,其例示本发明的第四实施例的定子单元搭配不同的线圈缠绕方式。图4B的第一定子单元441与第二定子单元442分别缠绕二线圈4412、4422于两个凸齿上,而图4C的实施态样则为第一定子单元441与第二定子单元442分别搭配一线圈4412、4422的实施态样。而图4D则为另一种线圈缠绕方式,可将线圈4412、4422以渐进的方式缠绕成一锥状线圈,在同样的定子单元上,设置锥状线圈可以增加定子单元整体磁通量、更有效的利用空间以外,可以较小的定子达成与熟悉定子的相同效果,以达到电动机微型化的目的。
请参考图4E,其例示本发明的第四实施例的不同实施态样,图4E的第一定子单元441与第二定子单元442具有相同的形状,并相邻且交错配置。
须说明的是,与前述实施例略有差异的部分为,本实施例的凸齿实质突出方向定义为各定子单元磁轭本体441m与由磁轭本体441m延伸而出的凸齿441a的两个方向的各自延伸方向的突出方向的向量总合。
详细而言,第一定子单元441的磁轭本体441m具有一突出方向a1,凸齿441a则具有一突出方向b,且突出方向a1与突出方向b具有一突出方向的向量总和c1;相似地,第二定子单元442的磁轭本体442m具有一突出方向a2,凸齿(图未标出)的具有一突出方向b,且突出方向a2与突出方向b具有一突出方向的向量总和c2。所以,在本实施例第一定子单元441与第二定子单元442两者凸齿的实质突出方向向量总和c1与c2,且c1、c2相异。换言之,第一定子单元441及二定子单元442的凸齿实质突出方向亦分别与转子42的径向方向具有不相同的一第一夹角及一第三夹角。
请参考图4F及图4G,图中显示了传统电动机转子42’与凸齿441A’、441B’、441C’、441D’间的位置关系,且为了方便示意,图面的传统电动机转子42’仅以一矩形磁铁表示,并非实际转子的形状,但本领域的通常技术人员应可理解。在图4F中传统电动机转子42’会与凸齿441A’、441B’、441C’间具有非连续的有效垂直磁通面。当传统电动机转子42’继续沿箭头方向移动一个凸齿的宽度后,如图4G所示,传统电动机转子42’的有效垂直磁通面则于其与二凸齿441B’、441C’间具有有效垂直磁通面。简言之,有效垂直磁通面积的大小会随着传统电动机转子42’的移动而改变。
请再参考图4H及图4I,图中显示了本发明的一实施例,图中的多个凸齿紧密排列的侧视图,为了清楚说明,定子单元的其它部分则省略。其中,转子42的磁铁在图4H的位置时,有效垂直磁通面实质上为五个凸齿的宽度(横跨三个第一凸齿441A以及二第三凸齿442A);当转子42继续沿横向箭头移动后,如图4I所示,其有效垂直磁通面仍然保持为实质上五个凸齿的宽度(此时为横跨二个第一凸齿441A以及三第三凸齿442A),故本实施例的有效垂直磁通面积将不会随着转子42的移动而改变。
本实施例其余的组件以及组件间的关系与前述实施例相似,将不再赘述。
请参考图5,为本发明第五实施例的定子54的立体示意图。与第二实施例相同处在于,本实施例的第一定子单元541的第一凸齿541A的实质突出方向与第二定子单元542的第三凸齿(图未标出)的实质突出方向不同。此外,本实施例的第一定子单元541与第二定子单元542不但其凸齿突出方向不同,其定子单元的形状及大小亦不相同(前述第一至第四实施例的第一定子单元与第二定子单元的形状及大小皆为相似或相同。)在此种配置下,亦可达到与前述实施例相似的效果。
但本实施例其余的组件、组件间的关系及效果与前述实施例相似,将不再赘述。
请继续参考图6A及图6B,分别为本发明的第六实施例两种不同态样的定子的立体示意图及侧视图。
与前述实施例不同处在于,本实施例的电动机6包括一第一定子单元641及二第二定子单元642、643,且第一定子单元641与第二定子单元642、643的任一沿着转子62的移动(或旋转)方向相邻排列且错位设置。简言之,本实施例的定子由三个定子单元所构成,且两两相邻的定子单元夹一角度θ5。如图所示,第一定子单元641与第二定子单元643、第一定子单元641与第二定子单元642所夹置的角度虽相同,但应不以为限,而本实施例具有三个不同方向设置的定子单元,但应不以为限,也可以有四种不同方向或更多种方向来设置定子单元。
与第四实施例相似地,本实施例的第一定子单元641的第一凸齿与第二凸齿的突出方向皆相同(与转子62的径向有相同的夹角)且凸齿前端皆共面,且第二定子单元642、643的第三凸齿与第四凸齿的突出方向皆相同(与转子62的径向有相同的夹角)且凸齿前端皆共面。虽本实施例例示为三线圈6412、6422、6432分别缠绕在第一定子单元641以及二第二定子单元642、643的中段,但亦可如图4B般,二线圈搭配一定子单元的形式。且线圈6412、6422、6432亦可缠绕成锥状线圈(图6B)。
本实施例其余的组件以及组件间的关系与前述实施例相似,将不再赘述。
请参考图7,其为本发明的第七实施例的定子的立体示意图。与第六实施例相似地,定子74由三个定子单元所构成(第一定子单元741以及二第二定子单元742、743)。而与第六实施例相异处在于,本实施例的磁轭为E型磁轭非U型磁轭,然而其它组件、组件间的关系及产生的效果与前述实施例相似,因此将不再赘述。
请参考图8A至图8C,图8A及图8B为本发明的第八实施例的二圆环形定子单元83、84的上视图与侧视图,图8C为第一定子单元83及第二定子单元84的半圆形剖面示意图,图8D则为图8B的第一定子单元83(仅显示半圆)与第二定子单元84(仅显示半圆)组装后的示意图。
本实施例的第一定子单元83与第二定子单元84为两个独立的圆环形磁轭,且两定子单元的磁轭本体具有多个朝圆心并沿着轴向往外延伸且具有一倾斜角度的凸齿。且第一定子单元83与第二定子单元84对向错位交叉设置后,使两者的凸齿末端交错并且相邻接,并利用该些凸齿末端截面形成一个圆形封闭状的连续磁通面。图8C是图8A的圆环形磁轭切成半圆后转90度的剖面图,图8D则是图8C的两个半圆形磁轭的凸齿末端交叉设置后形成一半圆形连续磁通面的示意图。
此外,为了便于理解,本实施例的线圈皆被省略不绘出,实际操作时可在各凸齿上套设线圈或预先缠绕线圈再套入凸齿的方式,以达到与前述实施例相似的效果。然而其它组件、组件间的关系及产生的效果与前述实施例相似,因此将不再赘述。
最后,请一并参考图9A至图9E,图9A至图9C,其分别为本发明的定子94搭配一内转子92(可参考图9A)、一外转子92(可参考图9B)及一侧转子92(可参考图9C)的可能实施态样。图9D是本发明定子94搭配外转子92应用于线性马达,此时转子92可为一长条型,而图9E则是本发明定子94搭配外转子92应用于线性马达的示意图,此时转子92可为一长条型。且虽图面未绘出,本发明皆可应用于永磁马达、磁阻马达以及感应马达中。
需补充说明的是,为了使图面便于理解,本发明的电动机的其余构件皆省略未绘出,但本领域的通常技术人员应可理解并应用。且定子94的第一定子单元941及第二定子单元942可为前述任一实施例,不应以图面绘制的实施态样为限。此外,虽本说明书多以马达作为例示,但本领域的通常技术人员应可理解并应用于一发电机中。
综上所述,本发明的定子为独立的定子单元所组成,该些定子单元可分别制作且缠绕线圈后再组装,此种配置可使整体的组装成本降低、简化结构、增快生产速度。再借由将该些定子单元相邻、交错且凸齿间无缝隙的排列,无需定子槽开口,使转子运转时的顿转效应影响降到最小、磁损最小化,进而提升电动机的效率。
以上所述仅为举例性,而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范围,而对其进行的等效修改或变更,均应包括于权利要求中。
【符号说明】
1、2、3、4、6、9:电动机
12、22、42、62、92:转子
14、24、34、44、54、64、74、94:定子
141、241、341、441、541、641、741、83、941:第一定子单元
141A、241A、341A、441A、541A:第一凸齿
141B、241B、341B:第二凸齿
141C:第一本体
1412、1422、2412、2422、4412、4422、5412、5422、6412、6422、6432:线圈
142、242、342、442、542、642、643、742、743、84、942:第二定子单元
142A、342A、442A:第三凸齿
142B、242B、342B:第四凸齿
142C:第二本体
θ1:第一夹角
θ3:第三夹角
θ4、θ5:角度
16:散热板
42’:传统电动机转子
441A’、441B’、441C’、441D’:凸齿
441m、442m:磁轭本体
441a:凸齿
a1、a2、b:突出方向
c1、c2:突出方向的向量总和
AA:线段
L1、L2:突出长度
Claims (11)
1.一种电动机,包括:
一转子;以及
一定子,邻设于所述转子,所述定子包括有相邻的至少一第一定子单元及至少一第二定子单元,所述第一定子单元具有一第一本体、至少一第一线圈、一第一凸齿及一第二凸齿,所述第一凸齿及所述第二凸齿突出于所述第一本体,所述第一线圈绕置于所述第一凸齿、所述第二凸齿或所述第一本体至少其一之上,且所述第二定子单元具有一第二本体、至少一第二线圈、一第三凸齿及一第四凸齿,所述第三凸齿及所述第四凸齿突出于所述第二本体,所述第二线圈绕置于所述第三凸齿、所述第四凸齿或所述第二本体至少其一之上;
其中,所述转子相对于所述定子有一转动方向或一移动方向,所述第一凸齿及所述第三凸齿沿着所述转动方向或所述移动方向相邻设置,且所述第一凸齿及所述第三凸齿的突出方向分别与所述转子的径向具有不相同的一第一夹角及一第二夹角,
相邻的所述第一凸齿及所述第三凸齿沿着所述转动方向或所述移动方向上没有间隙,所述第二凸齿与所述第四凸齿相邻设置且沿着所述转动方向或所述移动方向上没有间隙,当所述转子转动或移动时,所述转子的一分段与所述第一定子单元及所述第二定子单元之间的有效垂直磁通面的面积维持不变。
2.如权利要求1所述的电动机,其中所述第一线圈与所述第二线圈各与所述转子的径向的相对设置位置不相同。
3.如权利要求1所述的电动机,其中相邻的所述第一凸齿及所述第三凸齿的前端形成一连续磁通面。
4.如权利要求1所述的电动机,其中当所述电动机具有多个第一定子单元或多个第二定子单元时,所述第一凸齿及所述第三凸齿相邻且交错设置。
5.一种电动机,包括:
一转子;以及
一定子,邻设于所述转子,所述定子包括有相邻的至少一第一定子单元以及至少一第二定子单元,所述第一定子单元具有一第一本体、至少一第一线圈、一第一凸齿及一第二凸齿,所述第一凸齿及所述第二凸齿突出于所述第一本体,所述第一线圈绕置于所述第一凸齿、所述第二凸齿或所述第一本体至少其一之上,且所述第二定子单元具有一第二本体、至少一第二线圈、一第三凸齿及一第四凸齿,所述第三凸齿及所述第四凸齿突出于所述第二本体,所述第二线圈绕置于所述第三凸齿、所述第四凸齿或所述第二本体至少其一之上;
其中,所述转子相对于所述定子有一转动方向或一移动方向,且所述第一凸齿及所述第三凸齿沿着所述转动方向或所述移动方向相邻设置,且所述第一定子单元的形状与所述第二定子单元的形状不同或所述第一凸齿的突出长度与所述第三凸齿的突出长度不同,
相邻的所述第一凸齿及所述第三凸齿沿着所述转动方向或所述移动方向上没有间隙,所述第二凸齿与所述第四凸齿相邻设置且沿着所述转动方向或所述移动方向上没有间隙,当所述转子转动或移动时,所述转子的一分段与所述第一定子单元及所述第二定子单元之间的有效垂直磁通面的面积维持不变。
6.如权利要求5所述的电动机,其中所述第一线圈与所述第二线圈各与所述转子的径向的相对设置位置不相同。
7.如权利要求5所述的电动机,其中相邻的所述第一凸齿及所述第三凸齿的前端形成一连续磁通面。
8.如权利要求5所述的电动机,其中当所述电动机具有多个第一定子单元或多个第二定子单元时,所述第一凸齿及所述第三凸齿相邻且交错设置。
9.一种电动机,包括:
一转子;以及
一定子,邻设于所述转子,所述定子包括有相邻的至少一第一定子单元以及至少一第二定子单元;
其中,所述转子相对于所述定子有一转动方向或一移动方向,且所述第一定子单元与所述第二定子单元沿着所述转动或所述移动方向相邻排列且错位设置,
各所述定子单元具有至少二凸齿,其中任二相邻设置的所述定子单元的凸齿在所述转动方向或所述移动方向上没有间隙,当所述转子转动或移动时,所述转子的一分段与所述第一定子单元及所述第二定子单元之间的有效垂直磁通面的面积维持不变。
10.如权利要求9所述的电动机,其中所述第一定子单元包括至少一第一线圈,所述第二定子单元包括至少一第二线圈,其中所述第一线圈与所述第二线圈各与所述转子的径向的相对设置位置不相同。
11.如权利要求9所述的电动机,其中当所述电动机具有多个第一定子单元或多个第二定子单元时,其中所述第一定子单元与至少一所述第二定子单元交错设置。
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