CN201805288U - 永磁式回转电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型永磁式回转电动机，设有：定子、转子以及转轴，该转子并形成有复数转子磁极，而各转子磁极设有一弧表面以及弧表面两侧延伸的第一、二倾斜段，而相邻转子磁极的第二倾斜段间则以一切线段连接而构成凹陷空间，复数磁铁设于各转子磁极中，且各磁铁的两端部则设于靠近二第二倾斜段处，而各磁铁中央部份朝转子中心处内凹，使整体永磁式电动机可减少磁束量改变而降低起电力波形含有的高次谐波成分，以充分提高电动机的效率，且各转子磁极上并设有复数槽孔，可进一步减少震动噪音并提升电动机操作效率。

Description

永磁式回转电动机

技术领域

本实用新型有关一种永磁式电动机，在提供一种可减少震动噪音并提升电动机操作效率的永磁式回转电动机。

背景技术

现今产业界中，常需要提供动力以驱动机械做旋转、或其它形式的运动，此时常以马达作为动力来源；由于马达可将电能或磁能转换成为机械能，故广泛地应用于各种工业、电器、运输系统等装置上，已成为一种不可或缺的设备。

马达大致可分为直流、交流、有刷、或无刷等型式，一般而言，马达的结构由一转子以及一定子所组成，藉由转子及定子问的磁通分布，促使转子进行旋转运动，将此旋转运动传导出来之后，便可提供所需的机械能。其中，利用磁铁本身具有磁性的特色，加以运用提供磁通者，为永磁式马达，由于永磁式马达可在有限的体积内形成较大的转矩、效能及精确度亦较高，故在市场上受到瞩目。

请参阅图1所示为习知永磁式马达10的结构示意图，其包含一转子11以及一定子12，该转子11上设置有复数个磁铁111，而定子12则呈一环状结构，且于内缘上环设有复数个定子磁极121，定子磁极121上则可绕设有线圈，待转子11与定子12相互套设之后，转子 11与定子12之间恰形成一气隙，当线圈通有电流时，由导磁性材质所制成的定子磁极121藉由转子11的磁铁 111彼此作用，即产生一旋转运动；该转子11可另具有一心轴13，以便在转子11进行旋转运动时，将机械能传导出来，供作进一步的使用。

其中，图1所示的转子11中，其具有复数转子磁极112，如图所示以四极马达为例，故具有四个转子磁极112，且各转子磁极112具弧线表面113，该弧线表面113上至转子11中心O1的距离，由中心点113a自两侧边113b、113c渐减，故于各弧线表面113间则具有一凹槽114，使得该弧线表面113与定子磁极121的间隙变短，而凹槽114与定子磁极121的间隙增大。因此，在相对弧线表面113中心点113a附近的定子磁极121a磁束会集中(磁束A)，磁性很容易饱合，而通过定子磁极121b、121c的磁束(磁束B)会减少，定子绕线处感应起的起电力会降低。在此情形的下，为了增大在定子绕线处感应起的起电力，必须增加定子绕线的圈数，但是增加定子绕线的圈数时，以定子绕线所致的铜损会增加，因此无法充分提高电动机的效率。

且习知永磁式马达10通电激磁时所构成的磁场，几乎完全以磁铁111与转子外缘间定子磁极121部份的低磁阻路径，作为其通过电动机转子的通路，此磁场直接对电动机磁铁逆转子旋转方向部份，造成强烈的退磁效应，使转子磁极磁场强度减弱，并造成转子磁极磁场的不对称分布。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题即在提供一种可减少震动噪音并提升电动机操作效率的永磁式回转电动机。

本实用新型的技术方案为：一种永磁式电动机，其包含有：一定子，该定子具有一环状主体部以及复数定子磁极，各定子磁极凸设于该主体部内部，而各定子磁极内并形成有一容置空间；一转子，该转子是略成圆形的片体，设置于该容置空间中，并与各定子磁极间具有气隙，该转子并形成有复数转子磁极，而各转子磁极中并设有磁铁；复数转子磁极，各转子磁极设有一弧表面以及弧表面两侧延伸的第一、二倾斜段，而相邻转子磁极的第二倾斜段间则以一切线段连接而构成凹陷空间，该第一倾斜段的斜率小于第二倾斜段的斜率；复数磁铁，设于各转子磁极中，且各磁铁的两端部则设于靠近二第二倾斜段处；复数槽孔，设于各转子磁极上，且由该磁铁处朝定子磁极处延伸；一转轴，设于转子的中心处，与转子连接为一体。

其中，该弧表面形成的夹角为θ，使转子磁极的数量为P时，其满足（120/P）度≦θ≦（200/P）度的条件，P为偶数。

该第二倾斜段与磁铁两端部相互平行。

各磁铁中央部份朝转子中心处内凹，且该磁铁中央部份为平直部，而两侧的两端部则向外扩张；或者，各磁铁中央部份朝转子中心处内凹，且该磁铁中央部份为弯弧部，且该弯弧部朝转子中心处外凸，而两侧的两端部则向外扩张。

该转子上设有复数通气孔。

该通气孔中穿设有铆钉孔。

各磁铁中央部份朝转子中心处内凹而呈V字型；或者，各磁铁中央部份朝转子中心处内凹而呈弧型；亦或者，各磁铁形成平直状。

该槽孔的宽度大于最小气隙。

该槽孔二端部分别与该磁铁以及该定子磁极的间距大于或等于0.5mm。

该槽孔的数量为偶数个。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的永磁式电动机设有：定子、转子以及转轴，该转子并形成有复数转子磁极，而各转子磁极设有一弧表面以及弧表面两侧延伸的第一、二倾斜段，而相邻转子磁极的第二倾斜段间则以一切线段连接而构成凹陷空间，复数磁铁设于各转子磁极中，且各磁铁的两端部则设于靠近二第二倾斜段处。

其中，各转子磁极上并设有复数槽孔(以偶数个为佳)，可减少其平行于转子磁极中磁铁于逆转子旋转方向部份磁场的退磁磁场分量，使电动机于重负载操作时，仍不会构成太强的电枢反应退磁磁场，以不使转子极磁场的强度过度减弱，以提高电动机操作效率，此外复数个槽孔的设置，尚可减少每一转子磁极的旋转惯量，使电动机转子于高速旋转时，减少每一转子磁极所产生的离心力量，以减少震动噪音。

附图说明

图1为一般永磁式马达中转子与定子的结构示意图。

图2为本实用新型中永磁式电动机的转子与定子的结构示意图。

图3为本实用新型中转子的结构示意图。

图4为本实用新型中转子与定子的部分放大结构示意图。

图5~9为本发明中各磁铁不同形式的结构示意图。

图10为本实用新型中槽孔的放大结构示意图。

图11为本实用新型中永磁式电动机的转子与定子的另一结构示意图。

【图号说明】

永磁式马达10

转子11

磁铁111

转子磁极112

弧线表面113

中心点113a

侧边113b、113c

凹槽114

定子12

定子磁极121、121a、121b、121c

心轴13

永磁式电动机20

定子21

环状主体部211

定子磁极212

容置空间213

转子22

转子磁极221

磁铁222

端部222a、222b

平直部222c

弯弧部222d

弧表面223

第一倾斜段224

第二倾斜段225

切线段226

凹陷空间227

通气孔228

铆钉孔229

转轴23

槽孔24。　             

具体实施方式

本实用新型主要针对一般永磁式电动机中的转子加以改良，如图2至图4所示，该永磁式电动机20包含有：定子21、转子22以及转轴23；其中：

该定子21具有一环状主体部211以及复数定子磁极212，各定子磁极212凸设于该主体部211内部，而各定子磁极212内并形成有一容置空间213。

该转子22设置于该容置空间213中，并与各定子磁极212间具有气隙，该转子22并形成有复数转子磁极221，而各转子磁极221中并设有磁铁222。

复数转子磁极221的数量为偶数设置，而本实施以四极马达为例，故具有四个转子磁极221，各转子磁极221设有一弧表面223以及弧表面223两侧依序向外延伸的第一、二倾斜段224、225，而相邻第二倾斜段225间则以一切线段226连接而构成凹陷空间227。

复数磁铁222，设于各转子磁极221中，且各磁铁222的两端部222a、222b则设于靠近二第二倾斜段225处，而各磁铁222中央部份朝转子22中心处O2内凹而略呈V字型；当然，各磁铁亦可为不同形式，如图5所示，各磁铁222中央部份朝转子22中心处O2内凹而呈弧型；亦可于各转子磁极221中设有一个以上的磁铁222，如图6所示；而如图7所示，各磁铁222中央部份朝转子22中心处O2内凹，且该磁铁222中央部份为平直部222c，而两侧的两端部222a、222b则向外扩张的形式；亦可如图8所示，各磁铁222中央部份朝转子22中心处O2内凹，且该磁铁222中央部份为弯弧部222d，且该弯弧部222d朝转子22中心处O2外凸，而两侧的两端部222a、222b则向外扩张的形式；再者，各磁铁222亦可直接形成平直状，如图9所示。

复数槽孔24，设于各转子磁极221上，该槽孔24的数量以偶数个为佳，且由该磁铁222处朝定子磁极212处延伸，请同时参阅图10所示，该槽孔24的宽度(w)大于最小气隙(g)，亦即w＞g，该槽孔24二端部分别与该磁铁222以及该定子磁极212的间距(h1、h2)大于或等于0.5mm，当然各槽孔的外型可以上述各种不同型式的磁铁，而形成直线或曲线或直线及曲线同时呈现；

一转轴23，设于转子22的中心处O2，与转子22连接为一体。

其中，该第一倾斜段224的斜率小于第二倾斜段225的斜率，而第二倾斜段225与磁铁两端部222a、222b相互平行，使得弧表面223至转子22的中心处O2的距离(D1)相同，而第一倾斜段224至转子22的中心处O2的距离(D2)，由弧表面223朝第二倾斜段225渐增，而二倾斜段225至转子22的中心处O2的距离(D3)，由第一倾斜段224朝切线段226渐增，故转子磁极221至转子22的中心处O2的距离，由弧表面223(D1)朝切线段226(D4)逐渐增加，而每一弧表面223所形成的夹角为θ，使转子磁极的数量为P时，其满足（120/P）度≦θ≦（200/P）度的条件，而如本图实施例中，该转子磁极的数量为4，故30度≦θ≦50度。

再者，该转子22上进一步设有复数通气孔228，并可穿设有铆钉孔229，可加强转子22的结构强度，或不穿设铆钉孔而保持各通气孔228的空洞状态时，可减少转子的转动惯量，并可作为散热的用；当然，本实用新型可适用于如图2所示的分布卷绕方式，或者可用于集中卷绕方式，如图11所示。

值得一提的是，本实用新型相较于习有电动机结构具有下列优点。

1、本实用新型转子的弧表面与转子中心的距离皆相同，使得磁束不会集中。

2、各转子间所形成的凹陷空间，其与转子中心的距离由弧表面朝切线段逐渐增加，可减少磁束量的改变，进而降低起电力波形含有的高次谐波成分，以充分提高电动机的效率。

3、复数槽孔的设置可减少其平行于转子磁极中磁铁于逆转子旋转方向部份磁场的退磁磁场分量，使电动机于重负载操作时，仍不会构成太强的电枢反应退磁磁场，以不使转子极磁场的强度过度减弱，以提高电动机操作效率。

4、复数个槽孔的设置，尚可减少每一转子磁极的旋转惯量，使电动机转子于高速旋转时，减少每一转子磁极所产生的离心力量，以减少震动噪音。

5、转子上所设置的复数通气孔，可减少转子的转动惯量，并可作为散热之用。

6、于各通气孔穿设有铆钉孔，可加强转子的结构强度。

Claims (10)

1.一种永磁式回转电动机，其特征在于，其包含有：

一定子，该定子具有一环状主体部以及复数定子磁极，各定子磁极凸设于该主体部内部，而各定子磁极内并形成有一容置空间；

一转子，该转子是略成圆形的片体，设置于该容置空间中，并与各定子磁极间具有气隙，该转子并形成有复数转子磁极，而各转子磁极中并设有磁铁；

复数转子磁极，各转子磁极设有一弧表面以及弧表面两侧延伸的第一、二倾斜段，而相邻转子磁极的第二倾斜段间则以一切线段连接而构成凹陷空间，该第一倾斜段的斜率小于第二倾斜段的斜率；

复数磁铁，设于各转子磁极中，且各磁铁的两端部则设于靠近二第二倾斜段处；

复数槽孔，设于各转子磁极上，且由该磁铁处朝定子磁极处延伸；

一转轴，设于转子的中心处，与转子连接为一体。

2.如权利要求1所述永磁式回转电动机，其特征在于，该弧表面形成的夹角为θ，使转子磁极的数量为P时，其满足（120/P）度≦θ≦（200/P）度的条件，P为偶数。

3.如权利要求1所述永磁式回转电动机，其特征在于，该第二倾斜段与磁铁两端部相互平行。

4.如权利要求3所述永磁式回转电动机，其特征在于，各磁铁中央部份朝转子中心处内凹，且该磁铁中央部份为平直部，而两侧的两端部则向外扩张；或者，各磁铁中央部份朝转子中心处内凹，且该磁铁中央部份为弯弧部，且该弯弧部朝转子中心处外凸，而两侧的两端部则向外扩张。

5.如权利要求1所述永磁式回转电动机，其特征在于，该转子上设有复数通气孔。

6.如权利要求5所述永磁式回转电动机，其特征在于，该通气孔中穿设有铆钉孔。

7.如权利要求1所述永磁式回转电动机，其特征在于，各磁铁中央部份朝转子中心处内凹而呈V字型；或者，各磁铁中央部份朝转子中心处内凹而呈弧型；亦或者，各磁铁形成平直状。

8.如权利要求1或所述永磁式回转电动机，其特征在于，该槽孔的宽度大于最小气隙。

9.如权利要求1所述永磁式回转电动机，其特征在于，该槽孔二端部分别与该磁铁以及该定子磁极的间距大于或等于0.5mm。

10.如权利要求1所述永磁式回转电动机，其特征在于，该槽孔的数量为偶数个。

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