CN1269284C - 径向绕线单相马达定子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种径向绕线单相马达定子，其由多个相同的硅钢片重迭而成。各硅钢片包含一轴毂及六磁极。轴毂的中央设有一通孔，各磁极与该轴毂一体成型，且自该轴毂周围径向延伸而于末端呈切向扩展。其中，各磁极的径向延伸部分重迭成该径向绕线单相马达定子的一磁极柱，各磁极的切向扩展部分重迭成该径向绕线单相马达定子的一磁极端面，且所有该磁极柱上缠绕有金属导线。

Description

径向绕线单相马达定子

技术领域

本发明涉及一种外转子(outer rotor)风扇马达(fan motor)的定子(stator)，尤其是关于一种径向绕线单相马达定子。

背景技术

图1A及1B分别显示一现有径向绕线外转子风扇马达的定子1的上视图及A-A剖面图。就该四磁极的定子而言，由于只有穿过转子的永久磁石部分(未显示)的磁力线对于提供风扇马达运转动力有贡献，因此该四极径向绕线定子1的磁柱(magnetic noth)12上所缠绕的金属导线2在轴向方向上突出磁端面11的部分，亦即绕线的转弯部分21，对于马达的运转力并无贡献。

因此，对该现有的四极径向绕线定子1来说，当金属导线2的缠绕圈数为了要提供较大的磁动力而增加时，在轴向方向上突出磁端面11两端的金属导线转弯部分21的比例就会愈来愈大，进而导致无效区域愈来愈多。如此一来，自然无法有效提高四极径向绕线定子的风扇马达的效率。

另一方面，图1C显示组成上述径向绕线定子1的一硅钢片3，其由轴毂31及自轴毂31延伸出的磁极32所组成，各磁极32分别形成有一柱部321及端部322，端部322外表面为一弧面，其弧长S1由θ1及R1所决定，θ1为各个端部322在整个圆周上所占据的角度，而R1为轴毂31中心与端部外表面之间的距离。请同时参照图1B及图1C，由于定子由硅钢片3所迭置而成，因此当上述突出磁端面11两端的金属导线转弯部分21愈来愈多时，其在整个定子的轴向方向上所占的空间亦会愈来愈大，进而相对地影响一定子的固定高度H中所能迭置的硅钢片个数，如此一来，便有无法将转子的永久磁石部分(未显示)的磁力线完全导通的缺点。

又，在一风扇马达的配置中，径向绕线定子的配置高度有一定的限制，就该现有四极径向绕线定子1而言，当轴向方向上突出磁端面11两端的金属导线转弯部分21过大时，将无法进一步地增加更多硅钢片。举例而言，在图1B中，硅钢片的高度L1以及突出磁端面11两端的部分x恰等于定子的极限高度H，因此，欲增加硅钢片的个数来进一步提高风扇的效率根本无法实行。

一现有四极径向绕线定子因轴向方向上突出磁极两端的金属导线缠绕部分的比例增大而导致有效的磁力线的减少以及导致用以迭置磁极的硅钢片个数无法进一步增加，进而影响风扇马达效率无法进一步提高。

发明内容

为解决该问题，本发明提出一种磁极数大于四极的径向绕线定子，实验结果证明，就尺寸大小相同的定子而言，根据本发明实施例所提出的径向绕线定子相较于四极的定子可多提供约20％的风扇效率。

本发明的一目的在于，提供一种径向绕线单相马达定子，该定子的磁极数目大于四极，较佳为六极或八极，且各磁极上的轴向方向上突出于磁极两端的导线部分比例较少，可有效增加有效磁力线的部分。

本发明的另一目的在于，提供一种径向绕线单相马达定子，该定子的磁极数目大于四极，较佳为六极或八极，且磁极上可缠绕的金属导线的总匝数较多，因而可有效提高风扇马达的效率。

本发明的又一目的在于，提供一种径向绕线单相马达定子，该定子的磁极数目大于四极，较佳为六极或八极，且组成各磁极的硅钢片总厚度较大，可有效增加磁力线数。

根据本发明一实施例的径向绕线单相马达定子，由多个相同的硅钢片重迭而成，各硅钢片包含：一轴毂；及六磁极，与该轴毂一体成型，各磁极自该轴毂周围径向延伸且于末端呈切向扩展；其中，该磁极的径向延伸部分重迭成该径向绕线定子的一磁极柱，该磁极的切向扩展部分重迭成该径向绕线定子的一磁极端面，且所有该磁极柱上缠绕有金属导线。

本发明另一实施例的径向绕线单相马达定子，由多个相同的硅钢片重迭而成，各该硅钢片包含：一轴毂；及八磁极，其与该轴毂一体成型，各磁极自该轴毅周围径向延伸出且于末端呈切向扩展；其中，该磁极的径向延伸部分重迭成该径向绕线定子的一磁极柱，该磁极的切向扩展部分重迭成该径向绕线定子的一磁极端面，且所有该磁极柱上缠绕有金属导线。

根据本发明的上述二实施例的一种径向绕线外转子风扇马达定子，由多个相同硅钢片对齐迭置而成，其特征在于，该定子包含；一轴毂；及六磁极单元或八磁极单元，位于该轴毂的周围，各磁极单元包含一自该轴毂径向延伸出的磁极柱及一自该磁极柱末端切向扩展的磁极端面；其中，各磁极单元的该磁极柱绕有金属导线，且该磁极端面的弧长与其轴向高度的比值的最小值为0.5且最大值为2。

本发明的优点在于：第一、由于本发明的极数较多，因此各磁极柱上所需缠绕的金属导线自然变少，相对地，在轴向方向上突出磁端面两端的金属导线部分的尺寸自然变少。第二、本发明中，各磁极柱因为极数的增加而自然变细，因此在单一磁极柱上所能缠绕的金属导线匝数比现有四极的定子多。第三、本发明中，金属导线所形成的磁力线与各磁极端面相切的有效部分因为极数的增加而增加。第四、本发明中，因为在轴向方向上突出磁端面两端的金属导线部分的尺寸自然变少的关系，使得本发明可迭置的硅钢片总厚度比现有四极定子的硅钢片总厚度大，进而提高风扇马达的效能。

附图说明

图1A为一上视图，显示一现有径向绕线外转子风扇马达的四极定子；

图1B为一A-A剖面图，显示现有径向绕线外转子风扇马达的四极定子；

图1C为一上视图，显示组成现有径向绕线外转子风扇马达的四极定子的一硅钢片结构；

图2A为一上视图，显示根据本发明的一实施例的径向绕线外转子风扇马达的六极定子；

图2B为一B-B剖面图，显示根据本发明的一实施例的径向绕线外转子风扇马达的六极定子；

图2C为一上视图，显示组成根据本发明的一实施例的径向绕线外转子风扇马达的六极定子的一硅钢片结构；

图3A为一上视图，显示根据本发明的另一实施例的径向绕线外转子风扇马达的八极定子；

图3B为一C-C剖面图，显示根据本发明的另一实施例的径向绕线外转子风扇马达的八极定子；及

图3C为一上视图，显示组成根据本发明的另一实施例的径向绕线外转子风扇马达的八极定子的一硅钢片结构。

具体实施方式

请参见图2A及图2B，分别为根据本发明一实施例的径向绕线外转子风扇马达(在此指单相马达)定子4的上视图及B-B剖面图。本实施例的径向绕线定子4，由多个硅钢片5迭置而成。如图2C所示，每一硅钢片5一体成型出相同的轴毂51及六磁极52，其中轴毂51的中央设有一通孔，各磁极52自轴毂51的周围径向延伸出且于末端呈切向扩展。值得注意的是，各磁极52的呈切向扩展部分522的外侧表面为一弧面，且其弧长S2由各磁极52切向扩展部分522所占据的角度θ2以及其任一端与轴毂中心的距离R2所决定。

就本实施例而言，由于磁极52的个数为六，所以该角度θ2小于等于60度，即π/3。因此，相较于图1A的现有四极定子1，在轴毅中心距磁极端面均相同(R1＝R2)的情况下，由于θ2必然小于θ1，因此S2必然小于S1。另一方面，如图2A及2B所示，在硅钢片5迭置一高度L2之后，重迭的各磁极52的径向延伸部分521形成磁极柱42，用以供金属导线6缠绕，各磁极52的呈切向扩展部分522的外侧表面在重迭之后构成一磁极端面41。磁极端面41的高度决定于所迭置的硅钢片5的个数，亦即硅钢片5所迭出的高度L2即为磁极端面41的高度。

今参照图2B及图1B，当本实施例的六极径向绕线定子4的硅钢片高度L2与现有四极径向绕线定子1的硅钢片高度L1相同时，比较本实施例与现有的径向绕线定子：

第一、以同一长度的金属导线对本实施例的径向绕线定子4及现有的径向绕线定子1缠绕时，由于本实施例的极数较多，因此各磁极柱42上所需缠绕的金属导线6自然变少，相对地，在轴向方向上突出磁端面41两端的金属导线部分61的尺寸y亦自然变少。换言之，图2B中的y小于图1B中的x。

第二、本实施例中，各磁极柱42因为极数的增加而自然变细，亦即图2C中的P2小于图1C中的P1。因此在单一磁极柱42上所能缠绕的金属导线匝数比现有四极的定子多。

第三、本实施例中，金属导线6与各磁极端面41相切割的有效部分因为极数的增加而提高。

此外，如图2B所示，在本实施例中，由于在轴向方向上突出定子磁极端面41两端的线圈部分61已被减少，即y小于x，因此本实施例的定子的硅钢片总高度L2及突出部分的高度2y的总和并未达到定子的高度上限H，在此情况下，还可多迭置一些硅钢片，使得本实施例六极定子的总厚度(或总硅钢片数)大于现有四极定子的总厚度(或总硅钢片数)，以提高风扇马达的效能。

需注意的是，为了更有效发挥风扇马达的效能，在本实施例中，各磁极52的呈切向扩展部分522的外侧表面，或各磁极端面41的弧长S2与所迭置硅钢片高度L2的比值被限定成具有一最小值0.5及一最大值2。

接着，请参见图3A及图3B，分别为根据本发明另一实施例的径向绕线外转子风扇马达(在此指单相马达)定子7的上视图及B-B剖面图。本实施例的径向绕线定子7，由多个硅钢片8迭置而成。如图3C所示，每一硅钢片8一体成型出相同的轴毂81及八磁极82，其中轴毂81的中央设有一通孔，各磁极82自轴毂81的周围径向延伸出且于末端呈切向扩展。值得注意的是，各磁极82的呈切向扩展部分822的外侧表面为一弧面，且其弧长S3由各磁极82切向扩展部分822所占据的角度θ3以及其任一端与轴毂中心的距离R3所决定。

就本实施例而言，由于磁极82的个数为八，所以该角度θ3小于等于45度，即π/4。因此，相较于图1A的现有四极定子1，在R3与R1相同的情况下，由于θ3必然小于θ1，因此S3必然小于S1。另一方面，如图3A及3B所示，在硅钢片8迭置一高度L3之后，重迭的各磁极82的径向延伸部分821形成磁极柱82，用以供金属导线9缠绕，各磁极82的呈切向扩展部分822的外侧表面在重迭之后构成一磁极端面71。磁极端面71的高度决定于所迭置的硅钢片8的个数，亦即硅钢片8所迭出的高度L3即为磁极端面71的高度。

今参照图3B、图2B及图1B，当本实施例的八极径向绕线定子7的硅钢片高度L3、上述实施例的六极径向绕线定子4的硅钢片高度L2与现有四极径向绕线定子1的硅钢片高度L1相同时，可以发现：

第一、以同一长度的金属导线对定子的磁极柱进行缠绕，则由于本实施例的极数较多，因此各磁极柱72上所需缠绕的金属导线7均比前两者少，相对地，在轴向方向上突出磁端面71两端的金属导线部分91的尺寸z自然小于y，亦小于x。换言之，z＜y＜x。

第二、本实施例中，各磁极柱72因为极数的增加而自然变细，即P3＜P2＜P1，因此在单一磁极柱72上所能缠绕的金属导线匝数比现有四极的定子多。

第三、本实施例中，金属导线9与各磁极端面71相切割的有效部分因为极数的增加而提高。

此外，如图3B所示，在本实施例中，由于在轴向方向上突出定子磁极端面71两端的线圈部分已被减少，因此本实施例的定子的硅钢片高度L3及突出部分的高度2z的总和并未达到定子的高度上限H，在此情况下，相较于第一实施例，本实施例还可多迭置一些硅钢片，使得本实施例八极定子的总厚度(或总硅钢片数)大于现有四极定子的总厚度(或总硅钢片数)，以提高风扇马达的效能。

需注意的是，为了更有效发挥风扇马达的效能，在本实施例中，各磁极82的呈切向扩展部分822的外侧表面，或各磁极端面71的弧长S3与所迭置硅钢片高度L3的比值被限定成具有一最小值0.5及一最大值2。

综上，本发明已由上述实施例及变化的实施例详加描述。然而，本领域技术人员应当了解的是，本发明的所有的实施例在此仅为例示性而非为限制性，亦即，在不脱离本发明实质精神及范围之内，上述所述及的径向绕线单相马达定子的其它变化的实施例及修正例均为本发明所涵盖。因此，本发明由所附的权利要求加以界定。

Claims (10)

1.一种径向绕线单相马达定子，由多个相同的硅钢片重迭而成，其特征在于，各硅钢片包含：

一轴毂；及

六磁极，与该轴毂一体成型，各磁极自该轴毂周围径向延伸且于末端呈切向扩展；

其中，该磁极的径向延伸部分重迭成该径向绕线单相马达定子的一磁极柱，该磁极的切向扩展部分重迭成该径向绕线单相马达定子的一磁极端面，且所有该磁极柱上缠绕有金属导线。

2.根据权利要求1的径向绕线单相马达定子，其特征在于，该磁极端面为一弧面。

3.根据权利要求1的径向绕线单相马达定子，其特征在于，该轴毂的中央设有一通孔。

4.根据权利要求2的径向绕线单相马达定子，其特征在于，该磁极端面的弧长与该磁极端面的轴向高度的比值的最小值为0.5且最大值为2。

5.一种径向绕线外转子风扇马达定子，由多个相同硅钢片对齐迭置而成，其特征在于，该定子包含；

一轴毂；及

六磁极单元，位于该轴毂的周围，各磁极单元包含一自该轴毂径向延伸出的磁极柱及一自该磁极柱末端切向扩展的磁极端面；

其中，各磁极单元的该磁极柱绕有金属导线，且该磁极端面的弧长与其轴向高度的比值的最小值为0.5且最大值为2。

6.一种径向绕线单相马达定子，为由多个相同的硅钢片重迭而成，其特征在于，各硅钢片包含：

一轴毂；及

八磁极，与该轴毂一体成型，各磁极自该轴毂周围径向延伸出且于末端呈切向扩展；

其中，该磁极的径向延伸部分重迭成该径向绕线单相马达定子的一磁极柱，该磁极的切向扩展部分重迭成该径向绕线单相马达定子的一磁极端面，且所有该磁极柱上缠绕有金属导线。

7.根据权利要求6的径向绕线单相马达定子，其特征在于，该磁极端面为一弧面。

8.根据权利要求6的径向绕线单相马达定子，其特征在于，该轴毂的中央设有一通孔。

9.根据权利要求7的径向绕线单相马达定子，其特征在于，该磁极端面的弧长与该磁极端面的轴向高度的比值的最小值为0.5且最大值为2。

10.一种径向绕线外转子风扇马达定子，由多个硅钢片对齐迭置而成，其特征在于，该定子包含；

一轴毂；及

八磁极单元，位于该轴毂的周围，各磁极单元包含一自该轴毂径向延伸出的磁极柱及一自该磁极柱末端切向扩展的磁极端面；

其中，各磁极单元的该磁极柱绕有金属导线，且该磁极端面的弧长与其轴向高度的比值的最小值为0.5且最大值为2。

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