CN105048742A - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机。根据本发明的一实施例，一扭斜角是根据一负载条件而作变化，从而相较于传统电机，本发明所述的电机可以减少噪音和振动。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机，尤其特别地涉及一种电机，在所述电机内的一扭斜角是根据一负载条件而作变化，从而相较于传统电机，本发明所述的电机可以减少噪音和振动。

背景技术

齿槽转矩是指通过在一永磁型电机内的一转子（磁体）和一定子（铁心）间的相互作用而产生一脉动式转矩（rippletypetorque），并且齿槽转矩包括正向转矩和反向转矩，正向转矩和反向转矩是根据电机自身的磁通量变化甚至是未输入电流的情况下而产生的。

当电机运转时，由于齿槽转矩引起脉动和噪音，因此，应该会适当地减小齿槽转矩。

一种用于减小齿槽转矩的传统方法是一应用扭斜结构的转子或定子以均匀由转子旋转所引起的磁通量变化，这样，正向转矩和反向转矩彼此抵消（counterbalanced）。

此处，扭斜（skew）是指配置一永磁体在周向上具有一磁相位差。根据电机的结构，例如通过一环形磁体附着于(attachedto)一转子，或者通过一定子的槽孔扭斜，或者通过多排（rows）段状（segment-shaped）的磁体附着于一转子，或者通过弧段状的磁体附着于一转子以获得一扭斜结构。

图1绘示了根据现有技术的一应用磁体扭斜结构的一转子和一定子的一范例。

如图1所示，一定子101为一相对两端开口的圆柱形。在所述定子的内表面上形成多个开口槽103，且沿着周向规则地间隔开。通过T型部(slottees)105以使所述开口槽103彼此分离，所述T型部105从所述定子101的内表面径向突出。

一转子107包括在垂直方向上两段(stages)附着的段状磁体109和111，其中通过在周向上的一预定角度使上段(upperstage)磁体109设置为偏离于下段(lowerstage)磁体111，于是形成扭斜结构。

然而，应用上述扭斜结构的转子与定子的结构会存有一问题，其在于转矩的变动幅度是基于通过一施加的电流所产生的电磁力以施加至转子的负载大小而改变，于是，不可能在不同负载条件下来优化噪音和振动。

发明内容

在这样的背景下，本发明的一目的在于提供一种电机，在所述电机内的扭斜角是根据一负载条件而变化，从而相较于传统的电机，本发明所述的电机可以减少噪音和振动。

本发明的目的不限于此，并且本领域技术人员可以根据下文的描述更清楚地理解本发明的其他未述的目的。

根据本发明的一实施例，提供一种电机，其包括：转子组件，设置在一定子内旋转并在轴向上层层堆叠以彼此相互地相对旋转。每一转子组件包括：一第一转子，包括：一具有中空状的第一外部转子，其中在所述第一外部转子的外周表面上安装有多个第一磁体构件且在所述第一外部转子的一中空内周表面上形成有一径向内凹的第一支撑凹部；一第一内部转子，所述第一内部转子插入至所述第一外部转子，其中一第一闩锁形成于所述第一内部转子的外周表面以插入至所述第一支撑凹部；以及，一第一弹性支撑部，所述第一弹性支撑部设置于所述第一支撑凹部，以弹性支撑所述第一闩锁至一周向上的一侧；以及，一第二转子，包括：一具有中空状的第二外部转子，其中在所述第二外部转子的外周表面上安装有多个第二磁体构件且在所述第二外部转子的一中空内周表面上形成有一径向内凹的第二支撑凹部；一第二内部转子，所述第二内部转子插入至所述第二外部转子，其中一第二闩锁形成于所述第二内部转子的外周表面以插入至所述第二支撑凹部；以及，一第二弹性支撑部，所述第二弹性支撑部设置于所述第二支撑凹部，以弹性支撑所述第二闩锁至一周向上的另一侧。所述第一转子和所述第二转子设置为彼此偏离，以形成一扭斜角。

根据本发明的一实施例，一扭斜角是根据一负载条件而作变化，从而相较于传统的电机，本发明所述的电机可以减少噪音和振动。

附图说明

结合参考以下的附图和详细说明将更好地理解本发明的上述和其他的目的、特性和优势，其中：

图1是根据现有技术的一磁体扭斜结构应用于一转子和一定子的示意图；

图2是根据发明一实施例一电机的转子组件的透视图；

图3是图2所示的转子组件的爆炸透视图；

图4是图3所示的一第一转子的截面示意图；

图5中的（A）和（B）分别绘示在无负载条件下和在负载条件下的第一转子和第二转子的扭斜角的变化；以及

图6描绘了根据一电流的一最佳扭斜角。

具体实施方式

以下，本发明的实施例将结合参照附图来具体描述。在下文描述中可以理解的是，当描述一个组件与另一个组件“连接”、“耦接”或“接合”时，尽管第一个组件可能是直接地与第二个组件“连接”、“耦接”或“接合”，一第三个组件也可能与第一个组件或第二组件“连接”、“耦接”或“接合”。

图2是根据发明一实施例一电机的转子组件的透视图。图3是图2所示的转子组件的爆炸示意图。图4是图3所示的一第一转子的截面示意图。图5中的（A）和（B）分别绘示在无负载条件下和在负载条件下的第一转子和第二转子的扭斜角的变化。图6描绘了根据一电流的一最佳扭斜角。

如附图所示，根据本发明一实施例的一电机包括：转子组件203，设置在一定子201内旋转并在轴向上层层堆叠（stackedoneonanother）以彼此相互地相对旋转。每一转子组件203包括：一第一转子313，其包括：一具有中空状的第一外部转子305，其中在所述第一外部转子305的外周表面上安装有多个第一磁体构件301且在所述第一外部转子305的一中空内周表面上形成有一径向内凹的第一支撑凹部303；一第一内部转子309，所述第一内部转子309插入至所述第一外部转子305，其中一第一闩锁307形成于所述第一内部转子309的外周表面以插入至所述第一支撑凹部303；以及，一第一弹性支撑部311，所述第一弹性支撑部311设置在所述第一支撑凹部303内，以弹性支撑所述第一闩锁307至一周向上的一侧；以及，一第二转子327，包括：一具有中空状的第二外部转子319，其中在所述第二外部转子319的外周表面上安装有多个第二磁体构件315且在所述第二外部转子319的一中空内表面上形成有一径向内凹的第二支撑凹部317；一第二内部转子323，所述第二内部转子323插入至所述第二外部转子319，其中一第二闩锁321形成于所述第二内部转子323的外周表面以插入至所述第二支撑凹部317；以及一第二弹性支撑部325，所述第二弹性支撑部325设置在所述第二支撑凹部317内，以弹性支撑所述第二闩锁321至一周向上的另一侧。所述第一转子313和所述第二转子327设置为彼此偏离，以形成一扭斜角。

所述定子201具有一圆柱形，且多个T型部205（tees）形成于所述定子201的内表面，其中所述T型部205朝内轴向突出，并且在周向上规则地间隔开。

同时，在每一所述T型部205的一端形成脊207，并且延伸至周向的相对两侧，在每两个相邻T型部205间形成一槽孔，并设有线圈209。

转子组件203被设置为在所述定子201内旋转，并且在轴向上层层堆叠以彼此相互地相对旋转。

以下将更详细地描述所述转子组件203的一示例。每一所述转子组件203包括：一第一转子313和一第二转子327。

所述第一转子313和所述第二转子327被设置为彼此相互地相对旋转，并且在所述第一转子313和所述第二转子327之间形成一扭斜角。

所述第一转子313包括：一第一外部转子305、一第一内部转子309以及一第一弹性支撑部311。

所述第一外部转子305为一中空圆柱状。在所述第一外部转子305的外周表面上安装有多个第一磁体构件301。所述多个第一磁体构件301安装于所述第一外部转子305的外周表面且在外周向上规则地间隔设置。一径向内凹的第一支撑凹部303形成于所述第一外部转子305的内周表面。一对第一支撑凹部303可以形成于所述第一外部转子305的内周表面，以彼此相对（faceeachother）。

同时，所述第一外部转子305可以具有(分别)与所述第一支撑凹部303连通的第一通孔401，其中所述第一通孔401起到一通道的作用，以使一装置插入，从而当装配第一转子313时，按压设置于所述第一支撑凹部303内的所述第一弹性支撑部311。

此处，作为按压所述第一弹性支撑部311的装置可以例如为一细长条形状。以下将描述所述第一转子313的装配方法。

所述第一内部转子309插入至所述第一外部转子305，并且一第一闩锁307形成于所述第一内部转子309的外周表面，以插入至所述第一支撑凹部303。

另外，在所述第一内部转子309的内部形成第一凹槽403，以使所述第一闩锁307可以被引入至所述第一内部转子309的内部，并且第一弹性构件405设置于所述第一凹槽403内以(分别)弹性支撑所述第一闩锁307。此处，形成所述第一凹槽403以使所述第一凹槽403的中心轴彼此平行。

由于所述第一弹性构件405如上文所述设置于所述第一凹槽403内，因此当所述第一内部转子309插入至所述第一外部转子305，所述第一闩锁307(分别)完全地被引入至所述第一凹槽403，并且在所述第一内部转子309完全插入至所述第一外部转子305之后，第一闩锁307通过所述第一弹性构件405的弹性回复力而突出，以(分别)位于所述第一支撑凹部303内。

同时，一第一脊407形成于每一所述第一凹槽403的径向端，一朝外延伸的第一停止部409形成于所述第一闩锁307的外周表面，以被所述第一脊407挡住。由于所述第一脊407形成于每一所述第一凹槽403，并且所述第一停止部409形成于每一所述第一闩锁307，因此，每一所述第一闩锁307从相应的第一凹槽403突出至外侧的长度受到限制。

另外，一固定突出部307a形成于每一所述第一闩锁307的下部（也就是说，沿径向的底部内侧），以使相应的第一弹性构件405安装在所述突出部307a上而被固定。

所述第一弹性支撑部311设置于所述第一支撑凹部303内，用以(分别地)弹性支撑所述第一闩锁307至一周向上的一侧。

也就是说，如图4所示，所述第一弹性支撑部311适合逆时针地弹性支撑所述第一闩锁307，由此，逆时针地弹性支撑所述第一内部转子309。

现在，将描述根据上述配置的第一转子313的装配方法。一技者首先将所述第一内部转子309插入至所述第一外部转子305，在这种情况下所述第一闩锁307受压，以使所述第一闩锁307保持其被引入至所述第一内部转子309时的状态。

在此时，所述第一磁体构件301仍未安装于所述第一外部转子305。所述第一弹性支撑部311插入至所述第一支撑凹部303，按压所述第一弹性支撑部311的装置被引入至相应的第一通孔401，以按压所述第一弹性支撑部311，接着，所述第一内部转子309完全插入至所述第一外部转子305。

当所述第一内部转子309完全插入至所述第一外部转子305时，所述第一闩锁307通过所述第一弹性构件405的弹性回复力(分别地)突出至所述第一支撑凹部303。此时，当按压所述第一弹性支撑部311的装置被移除时，所述第一弹性支撑部311弹性地恢复，以压住所述第一闩锁307的侧表面。

此后，该技者安装第一磁体构件301至第一外部构件305，以完成所述第一转子313的装配过程。

随后，所述第二转子327包括：一第二外部转子319、一第二内部转子323以及一第二弹性支撑部325。

由于所述第二转子的具体结构和装配方法与上文所述的第一转子的具体结构和装配方法一样，因此将省略其具体描述。根据要求，所述第二凹槽、所述第二弹性构件、所述第二脊以及所述第二停止部与所述第一转子313的第一凹槽403、所述第一弹性构件405、所述第一脊407以及所述第一停止部409相对应。

然而，所述第二弹性支撑部325(分别)设置于所述第二支撑凹部317内，以弹性支撑所述第二闩锁321至一周向上的另一侧，其中所述第一弹性支撑部311和所述第二弹性支撑部325彼此平行，并且所述第一弹性支撑部311和所述第二弹性支撑部325在支撑方向上彼此相反。

也就是说，如上所述，所述第一转子313的所述第一弹性支撑部311弹性支撑所述第一闩锁307至一周向上的一侧（例如参考图4的逆时针），但是所述第二转子327的所述第二弹性支撑部325弹性支撑所述第二闩锁321至一周向上的另一侧（例如顺时针）。

参考图5，描述在一无负载条件下和在一负载条件下根据本发明一实施例的转子组件203的第一转子313和第二转子327的扭斜角变化。

首先，在无负载条件下（如图5中的（A）所示），所述第一转子313和所述第二转子327旋转且形成一扭斜角θ1。

此时，所述第一闩锁307通过所述第一弹性支撑部311(分别)与所述第一支撑凹部303的侧表面紧密接触，并且所述第二闩锁321通过所述第二弹性支撑部325(分别)与所述第二支撑凹部317的侧表面紧密接触。

同时，由于一电流施加于所述电机，在所述第一外部转子305和第二外部转子319内产生一旋转扭矩，以至在一施加负载的负载条件下（图5中的（B）），所述第一转子313和所述第二转子327旋转且形成一扭斜角θ2。

此时，所述第一闩锁307分离于所述第一支撑凹部303的侧表面，且所述第一弹性支撑部311受压。随后，所述扭斜角θ2变得比所述扭斜角θ1更小。

因此，当处于负载条件下和处于无负载条件下，所述第一转子313和所述第二转子327的扭斜角发生变化。例如，当所述第一弹性支撑部311和所述第二弹性支撑325的弹性模数被调整，从而可以实现如图6所示的相对于一施加电流的一最佳扭斜角，在负载条件下，可以改变所述扭斜角来减少噪音和振动。

当然，当处于负载条件下，所述转子组件203按如图5所示方向的相反方向旋转，所述第一闩锁307与第一支撑凹部303的侧表面紧密接触，并且所述第二闩锁321与所述第二支撑凹部317的侧表面分离。

如上所述，根据本发明一实施例，所述扭斜角是根据一负载条件而作变化，从而相较于传统的电机，本发明所述的电机可以减少噪音和振动。

甚至如上文所述，本发明的实施例中所有组件是以单个单元结合而成，或是以单个单元结合地进行操作，本发明的实施例不仅仅限于此。本发明的范围要根据附属的权利要求，例如所有的技术想法包括等同于本发明的权利要求范围，来进行解释。

Claims (20)

1.一种电机，其特征在于，所述电机包括转子组件，所述转子组件在一定子内旋转，并且在轴向上层层堆叠，以彼此相互地相对旋转，

其中每一转子组件包括：

一第一转子，包括：一具有一中空状的第一外部转子，其中在所述第一外部转子的一外周表面上安装有多个第一磁体构件，并且在所述第一外部转子的一中空内周表面上形成有一径向内凹的第一支撑凹部；一第一内部转子，所述第一内部转子插入至所述第一外部转子，其中一第一闩锁形成于所述第一内部转子的一外周表面以插入至所述第一支撑凹部；以及，一第一弹性支撑部，所述第一弹性支撑部设置于所述第一支撑凹部，以弹性支撑所述第一闩锁至一周向上的一侧；以及，

一第二转子，包括：一具有一中空状的第二外部转子，其中在所述第二外部转子的一外周表面上安装有多个第二磁体构件，并且在所述第二外部转子的一中空内周表面上形成有一径向内凹的第二支撑凹部；一第二内部转子，所述第二内部转子插入至所述第二外部转子，其中一第二闩锁形成于所述第二内部转子的一外周表面以插入至所述第二支撑凹部；以及，一第二弹性支撑部，所述第二弹性支撑部设置于所述第二支撑凹部，以弹性支撑所述第二闩锁至一周向上的另一侧；

其中所述第一转子和所述第二转子设置为彼此偏离，以形成一扭斜角。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，在所述第一外部转子的内周表面形成一对第一支撑凹部，且彼此相对。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，形成一对关于所述第一内部转子的中心轴相互对称的第一闩锁。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，在所述第一内部转子的内部形成第一凹槽，以使所述第一闩锁被引入至所述第一内部转子的内部。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，形成的所述第一凹槽的中心轴相互平行。

6.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，第一弹性构件设置于所述第一凹槽内，以分别地弹性支撑所述第一闩锁。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，每一所述第一闩锁包括一固定突出部，所述固定突出部形成于所述第一闩锁的下部，以使每一所述第一弹性构件安装于所述固定突出部以被固定。

8.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，每一所述第一凹槽包括一第一脊，所述第一脊形成于所述第一凹槽的径向外端。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，每一所述第一闩锁包括一第一停止部，所述第一停止部形成于所述第一闩锁的外周表面且朝外延伸，用以被所述第一脊挡住。

10.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，在所述第二外部转子的内周表面形成一对第二支撑凹部，且彼此相对。

11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，形成一对关于所述第二内部转子的中心轴相互对称的第二闩锁。

12.根据权利要求11所述的电机，其特征在于，在所述第二内部转子的内部形成第二凹槽，以使所述第二闩锁被引入至所述第二内部转子的内部。

13.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，形成的所述第二凹槽的中心轴相互平行。

14.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，第二弹性构件设置于所述第二凹槽内，以分别地弹性支撑所述第二闩锁。

15.根据权利要求14所述的电机，其特征在于，每一所述第二闩锁包括一固定突出部，所述固定突出部形成于所述第二闩锁的下部，以使每一所述第二弹性构件安装于所述固定突出部以被固定。

16.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，每一所述第二凹槽包括一第二脊，所述第二脊形成于所述第二凹槽的径向外端。

17.根据权利要求16所述的电机，其特征在于，每一所述第二闩锁包括一第二停止部，所述第二停止部形成于所述第二闩锁的外周表面且朝外延伸，用以被所述第二脊挡住。

18.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一外部转子包括一第一通孔，所述第一通孔与所述第一支撑凹部连通，以当装配所述第一转子时，按压所述第一弹性支撑部的装置插入至所述第一通孔。

19.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第二外部转子包括一第二通孔，所述第二通孔与所述第二支撑凹部连通，以当装配所述第二转子时，按压所述第二弹性支撑部的装置插入至所述第二通孔。

20.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一弹性支撑部和所述第二弹性支撑部彼此平行，并且所述第一弹性支撑部和所述第二弹性支撑部在支撑方向上彼此相反。