TW498591B

TW498591B - Electric motor with ice out protection

Info

Publication number: TW498591B
Application number: TW089108431A
Authority: TW
Inventors: Robert Keith Hollenbeck; James E Grimm; Gregory Alan Thompson
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2002-08-11
Also published as: WO2000057539A1; CN1160845C; CA2332394A1; US6118198A; HUP0102526A3; CN1300460A; EP1082802A1; HUP0102526A2; PL197237B1; PL344293A1; CA2332394C

Description

8591 A7 — ___B7_ 五、發明說明（1 ) 發明背景本發明係一般有關於電動機且更明確地有關一種具有簡化的、簡易組裝的結構之電動機。 ’ 電動機之組裝需要其一轉子被安裝以相對於定子旋轉以使得轉子上之磁鐵係大體上匹配（aligned )與定子上之一個以上的線圈。傳統上，此動作被執行藉由將轉子之一軸安裝’於一個被裝至定子之框上。此軸被接收通過定子以致其旋轉於定子之軸線（axis )周圍。框或者一分離之殼 (shell )可被提供以包圍定子及轉子。除了這些基本的電動機零件之外，控制零件亦被組裝。一電動整流電動機可具有一裝載數種零件之印刷電路板。電動機之組裝需要電路板零件之電連接至線圈，及同時提供電連接至一外界的電源。電路板本身被固定於適當位置，通常藉由一緊固物以裝至定子，或者藉由熔接（welding )、焊接（soldering )或者黏接。許多這些步驟被手動地執行且具有大量相關的材料勞力成本。緊固物，及任何其他僅用以連接之材料 ’均爲具有其本身相關成本及組裝所需時間的額外組件（ parts )。電動機之零組件的容限需被控制以使得所有組裝之電動機中，其轉子可自由轉動相對於定子而不會接觸定子。介於定子與轉子上的磁鐵之間的微小空氣間隙最好係用以提升介於轉子與定子之間的電磁通量，而容許轉子轉動。數個零件之尺寸的容限可能影響空氣間隙的大小。這些零件的容限爲相加性的，以致其空氣間隙之大小可能須大於本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Μ--------訂---------線一經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 -4- 498591 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（2 ) 所想要者以確保其轉子可保持自由轉動於所有組裝的電動機中。其影響空氣間隙之大小的零件數目可改變，根據電動機之結構。電動機通常被規程以操作以電動機之終端使用者所想要的某種方式。例如某些操作參數可被規程入印刷電路板零件，例如電動機之速度、在電動機之啓動以前的延遲、及其他:參數。大量生產之電動機最常被規程以相同的方式 (在最後組裝之前）且無法在組裝之後重新規程。然而，電動機之終端使用者具有對於電動機之操作的不同需求。此外，終端使用者可改變電動機之所想要的操作參數。爲此原因，電動機之大量存貨，或至少可程式的電路板，被保存以滿足各樣的應用。電動機具有各樣的應用，包含那些需要電動機工作於存在有水的環境中。水對於電動機之操作及壽命是有害的，且保持定子及控制電路不會有水之積聚是極重要的。使得定子及其他零件可防水已是眾所周知的。然而，對於大量生產的電動機，極其重要的是其用以避免水進入且積聚於電動機中的成本需被保持至一最小的量。當電動機被使用於冷凍之區域中時的另一額外考量是其電動機上之冰的形成。電動機經常會被切斷其電源，或者由於其被插入電路板之電連接器上之冰的形成而造成損害。其形成在插入連接器上的印刷電路板之間的冰可將連接器推開自印刷電路板，而致使切斷、電路板或連接器之斷開。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------1--裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 A7 B7 五、發明說明（3 ) 發明槪述於本發明之數項目標及特徵中，可注意到其提供一種具有少數零組件之電動機；提供此一電動機，其不具有緊固物以固定其零組件；提供此一電動機，其可被準確地組裝於大量生產之中；提供此一電動機，其具有零件能夠承受容限以將相加性容限之效果減至最小；提供此一電動機，其可:被重新規程於最後組裝之後；提供此一電動機，其抑制水之侵入電動機中；及提供此一電動機，其抵抗低温操作中之損害及故障。進一步於本發明之數項目標及特徵中，可注意到其提供一種方法以組裝一需要較少步驟及最少勞力之電動機；提供此一方法，其將所需製造之連接的數目減至最少；提供此一方法，其將相加性容限之效果減至最小；提供此一方法，其容許規程及測試於最後組裝之後；及提供此一方法，其係易於使用。於一種形式中，本發明包括一電動機。一定子包含一具有線圈於其上之定子核心。一轉子包含一承接於定子核心中之軸以旋轉轉子相對於軸之縱向軸線周圍的定子。一個與定子及轉子連接在一起的外殻形成一組裝的電動機，此外殼能夠支撐定子及轉子。一印刷電路板控制電動機之操作’此印刷電路板具有一電源接點安裝於其上以接收線圈之電力。外殼被形成以一插座以承接一來自一外界電源之插頭來連接與電源接點，此電源接點被承接入插頭於插頭連接至電源接點時，此外殼包含一插頭定位器以定位插本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公H ) —·—.—(— 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6- 498591 A7 __ B7 _ 五、發明說明（4 ) 頭相對於印刷電路板來使得電源接點只被部分地承接入插頭於連接至插頭時。本發明之其他目標及特徵將部分地明白顯示且部分地被指出於下文中。圖形簡述圖1爲一扇形之電動機的分解正視圖；圖2爲電動機之一定子的零件部分之分解透視圖；圖3爲組裝之電動機的垂直橫斷面圖；圖4爲定子及定子上從其安裝位置所分解之一印刷電路板；圖5爲圖1之屏蔽（shroud )從右邊所見之一放大的、片段的圖；圖6爲一中央定位器（locator )構件及轉子軸承之一圖視圖面斷向縱 ;一圖之視承正軸端及終件側構右器一位其定爲爲 7 8 正圖圖面側 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) |裝--------訂---------線{ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製端終的心核子定位定之示顯影 _ 幻之由子及定件爲構 9 器圖位定央視器中 C 有極具之子置定放此所 ,件圖構 C Τ X ο Ρ 件之1 、L·圖核含子包定由爲係 ο 1 1± 1 ~I 圖圖 ;爲圖 2 面 1 斷圖之得圖視端反相取所面平的 1—I ΊΧ I IX Γ-Η 段線之 ο 轂子轉 1 其於機電 b U h 接之子定與本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 A7 B7__ 五、發明說明（5 ) 合處的放大、片段視圖；圖1 3係由包含圖5之線段1 3 — 1 3的平面所取得之斷面圖，其顯示幻影下之印刷電路板並圖示屏蔽中之一探針至一印刷電路板的連接及一擋止（stop ); 圖1 4係由包含圖5之線段1 4 — 1 4的平面所取得之斷面圖，其顯示幻影下之印刷電路板並圖示其分解自屏蔽之一插座的一個電源連接器插頭；及圖1 5爲電動機之一放大的、片段視圖以圖示定子/ 轉子副總成與屏蔽之迅速連接。圖1 6爲依據本發明之微處理器控制的單相電動機的方塊圖。圖1 7爲依據本發明之圖1 6之電動機之電源供應的槪圖。另一方面，電源供應電路可被修改以一 D C輸入或者以一非雙重（non-doubling) A C輸入。圖1 8爲依據本發明之圖1 6之電動機之微處理器的低壓重設的槪圖。圖1 9爲依據本發明之圖1 6之電動機之霍爾（Hall )感應器的探針的槪圖。圖2 0爲依據本發明之圖1 6之電動機的微處理器的槪圖。圖2 1爲依據本發明之圖1 6之電動機之霍爾感應器的槪圖。圖2 2爲依據本發明用以整流圖1 6之電動機之定子的Η橋陣列多臂機（witches )的槪圖。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） -8- -----------裝--------訂---------線4^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 498591 Α7 ----- Β7 五、發明說明（6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Η 2 3爲一流程圖以顯示本發明之電動機之微處理器的操作’其以一種其中電動機被整流以一恆定空氣流動率於由排除諧振點之表所定義的速度及轉矩的模式。 Η 2 4爲一流程圖以顯示本發明之電動機之微處理器的操作’其以一種其中電動機之安全操作區域被保持而無藉由每個電源開關之最小關閉時間所得的電流感應的運轉模式（在啓動之後），其最小關閉時間係根據轉子之速度〇圖2 5爲一時序圖以顯示啓動模式，其提供一根據速度之安全操作區域（S ◦ A )控制。圖2 6爲圖2 5之時序圖之一較佳實施例的流程圖，其顯示提供一根據速度之安全操作區域（S 0 A )控制的啓動模式。圖2 7爲一時序圖以顯不運轉模式，其提供一'根據速度之安全操作區域（S〇A )控制的啓動模式。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製圖2 8爲一流程圖以顯示本發明之電動機之微處理器的操作，以一種在啓動模式下之一預定數目整流後所啓動的運轉模式，其中微處理器於運轉模式下以一恒定整流週期整流開關N次，且其中整流週期係於每μ次整流被調整爲一轉子之速度、轉矩或恆定空氣流動率的函數。於圖式之多數圖形中’相應之參考字係指示相應之組件。符號說明本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9- 498591 A7 B7 五、發明說明（7 1〇 2〇 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 3 2 3 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 8 4〇 4 2 4 4 4 6 4 8 5 0 5 2 5 4 5 6 5 8 6 0 6 2 馬達電動馬達定子轉子外殼 ψη 軟扇形葉片轉子軸插入物轉子磁鐵腿部簧舌印刷電路板零件指部霍爾裝置定位器構件軸承 Ε形夾帽罩把柄環狀邊緣開口導引溝道 -----.---卜—#裝--------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 498591 A7 B7 五、發明說明（8 4 6 6 b 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7〇 7 2 7 4 7 6 7 8 8〇 8 2 8 4 8 6 8 8 9〇 9 2 9 4 9 6 9 8 1〇〇 10 0a 10 0b 10 0c 肩部小開口徑向外邊界徑向內邊界路徑擋板外邊界電源接點插座插頭翼片接點管狀埠擋止探針槽定子核心線圈終端袋終端梢極件徑向內腿部徑向外腿部連接跨件 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 498591 A7 B7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（9 1〇〇d 10 2 10 4 10 4a 1〇6 1〇8 1 1 0 112 114 116 118 1 2 〇，1 1 2 6 12 8 1 3〇 13 2 5 0 0 5 0 1 5 0 2 5 0 3 5 0 4 5 0 6 5 0 8 5 1 〇，5 凹口中央開口中央定位器構件席位肋柱凹口軸承肋柱定位柄腳部件凸柱止推墊圈開口凹陷制動器舌狀物單相馬達 A C電源定子電源供應電路 Η橋磁鐵轉子霍爾感應器線路本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- 4^8591 五、發明說明（1〇 ) 5 14 5 18 5 2 0 5 2 2 5 2 4 5 2 8 6 0 0 6 0 2 6 0 4 6 0 控制電路微處理器重設電路霍爾探針控制輸入溫度感應器警報器軌道接地軌道線路 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製較佳實施例之詳細敘述現在參考圖形，而尤其是圖1及圖3 ，一電動機係依據本發明之原理·而建構，其包含一定子22、一轉子 2 4及一外殼2 6 (參考數字一般係指定其對象）。於所不之貝施例中’電動機1 〇爲一種型式，其轉子磁鐵位於定子外部之上’且被顯示以一種扇狀之形式。因此，轉子 2 4包含一具有扇形葉片3 0之轂2 8，其扇形葉片3 〇係整體地形成與且徑向·地伸出自轂。轂2 8及扇形葉片 3 0被形成爲一件聚合物材料。轂被開啓於一端且界定_ 凹穴（cavUy ) ’其中有一轉子軸3 2被安裝於轂之軸線上（圖3)。軸3 2被裝置轂2 8藉由一插入物3 4，其被模製入轂中，連同軸之終端，當轂與扇形葉片3 0被形時分解自圖1中之轉子的轉子磁鐵3 5包含磁性 -裝--------訂---------線j 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X297公釐） -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 A7 B7 五、發明說明（11 ) 物質及一鐵質裡襯（backing )。爲了簡化之，轉子磁鐵 3 5被顯示於圖形中爲單一的物質。裡襯鐵質亦被模製入轂凹穴中，當轂被形成時。定子2 2，其將被進一步詳細地描述於下，大致上被封入一種熱塑性物質中。封入物質亦形成其軸向地伸出定子2 2之腿部3 6。腿部3 6各具有一形成於腿部之末端上的簧舌（catch ) 3 8。一印刷電路板，其一般被指示以 4 0，被承接於組裝電動機1 0中的腿部3 6之間，且包含安裝於板上之零件4 2 (至少其中之一爲可程式的）。一伸出自板4 0之指部4 4設有一霍爾裝置4 6，其被承接於封裝內部，當電路板被配置於定子2 2的腿部3 6之間時。於組裝之電動機1 0中，霍爾裝置4 6極接近於轉子磁鐵3 5以用來檢測轉子位置以控制電動機之操作。定子2 2亦包含一般被指示以4 8之一中央定位器構件，及其定位器構件所被模製於周圍之一軸承5 0。軸承5 0透過定子2 2承接軸3 2以裝設轉子2 4於定子上來形成一副總成。轉子2 4被固定於定子2 2上藉由一 E形夾5 2 ，其被裝至轉子之自由終端，在它被插入通過定子之後。外殼2 6包含一帽罩（cup) 5 4，其係藉由三個把柄 5 6而被結合至一環狀邊緣5 8。把柄5 6及環狀邊緣 5 8 —般界定一圍繞扇形葉片3 0之屏蔽，當電動機χ 〇被組裝時。帽罩5 4、把柄5 6及環狀邊緣5 8被形成爲一件，其於所示之實施例中係來自一種聚合物材料。帽罩 5 4被大致上關閉於左邊終端上（如圖1及3中所顯示）本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) -14- 498591 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（12 ) ，但是打開於右邊終端上以致其帽罩可承接定子/轉子副總成之一部分。環狀邊緣5 8具有開口 6 0以承接緊固物 (透過邊緣）以裝設電動機於一所欲之位置中，例如於一冷凍之殼體中（未顯示）。帽罩5 4之內部被形成以導引溝道6 2 (圖5 )，其承接個別的腿部3 6。一肩部6 4 被形成於接近帽罩5 4之封閉端的每個導引溝道6 2中，其嚙合一腿部上之簧舌3 8以連接腿部至帽罩（參見圖3 及1 6 )。帽罩5 4之直徑變窄自其朝向帽罩之封閉端的開口處以致其腿部3 6被彈性地彎曲，其軸向地朝內自其組裝電動機1 0中之放鬆位置以固定簧舌3 8於肩部6 4 上。於帽罩5 4之封閉端中的小開口 6 6 (圖5 )容許一種工具（未顯示）被插入帽罩內以撬起腿部3 6離開肩部 6 4以鬆脫定子/轉子副總成之連接自帽罩。因此，有可能非破壞性地拆卸電動機1 0以修理或重組（例如，藉由更換印刷電路板4 0 )。電動機可被重組，僅藉由重新插入腿部3 6至帽罩5 4中直到其快速連接。於特定實施例中所示之電動機1 〇所被特定地調適的一種應用，爲一冷凍殼體中之蒸發器風扇。於此環境中，電動機將被接觸到水。例如，其殼體可被淸潔藉由噴灑水入殼體中。水易於從上部被噴灑至電動機1 〇之上以及以圖3中之方向而被噴灑至電動機的右邊，並且可能進入電動機內於電動機之結構中任何有開口或接合處。定子2 2 之封裝提供了保護，但是最好是能限制其進入電動機之水量。一個水可能進入之處所係位於轉子之轂2 8與定子本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----*---l·--裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- 498591 A7 B7 ___ 五、發明說明（13 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 2之接合處。此接合之一放大的片段視圖被顯示於圖 1 2中。其封裝定子之熱塑性材料被形成於此接合處以產生一曲折的路徑6 8。此外，一擋板（skirt ) 7 0被形成，其徑向地延伸朝外自定子。擋板7 0之一外邊界7 2被傾斜以致其導向自右邊的水被偏移離開接合處。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製其容許轉子/定子副總成之連接鬆脫的開口 6 6係可能易於容許水進入帽罩中，其中水可能干擾電路板之操作。印刷電路板4 0 (包含零件4 2 )被封裝以保護其不受濕氣侵害。然而，仍不希望有大量水進入帽罩。因此，開口 6 6被構成以禁止水之進入。現在參考圖15，開口 6 6之一的一個放大視圖顯示一徑向的外邊界6 6 a及一徑向的內邊界6 6b。這些邊界位於一平面P 1中，其具有至少約4 5 °之角度與一平面P 2，此平面P 2 —般平行於轉子軸之縱向軸線。已被相信其水被噴灑於電動機上以一個不大於4 5 °之角度。因此，可預見其水並無直接途徑以進入開口 6 6，當水行進以一個4 5 °或更小角度之路徑時，其將擊打帽罩5 4之側面，或者通過開口上方，但是將不會進入開口。外殼2 6之帽罩5 4亦被建構以禁止其可能由於帽罩內冰之形成所導致的電動機失效，當電動機1 0被用於一種冷凍的環境中時。更明確地，印刷電路板4 0具有電源接點7 4，其被安裝於且朝外伸出自電路板（圖4 )。這些接點係對準與其被形成於帽罩5 4中之一插座7 6的內終端。參考圖1 4，插座7 6承接一插頭7 8，其被連接本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- 498591 A7 B7 五、發明說明（14 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 至一遠離電動機之電源。外界控制（未顯示）亦經由插頭 7 8而被連接至印刷電路板4 0。插座7 6與插頭7 8具有相對應的、矩形的橫斷面以使得當插頭被插入時，其大致上閉合插座。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製當插頭7 8被完全插入插座7 6時，則印刷電路板 4 0上之電源接點7 4被承接於插頭中，但只是部分地。插座7'6被形成以翼片（tab ) 8 0 (接近其內終端），其嚙合插頭7 8並限制其插頭插入插座之深度。結果，插頭 7 8被隔開自印刷電路板4 0，即使當其被完全插入插座 7 6時。於較佳實施例中，此間隔約爲〇 · 2英吋。然而，已被相信其約〇 . 〇 5英吋之間隔將可令人滿意地工作。儘管電源接點7 4係部分承接於插頭7 8中，其電連接仍可被達成。電源接點7 4之暴露部分（其係由金屬所製 )易於致使冰之形成，當電動機1 0被使用於某種冷凍之環境下時。然而，因爲插頭7 8與印刷電路板4 0被隔開，所以冰之形成不會加注壓力於插頭與電路板之間，其將會把插頭更進一步推離開電路板，而導致電力之切斷。冰可能並且將仍會形成於暴露的電源接點7 4之上，但是此將不會導致斷路，或者損害到印刷電路板4 0或插頭7 8 〇如圖1 3中所示，印刷電路板4 0亦具有一分開組的接點8 2用以規程電動機1 0。接點8 2係對準與一形成於帽罩5 4中之管狀璋8 4，其通常係由一可移動地承接於埠中之擋止8 6所閉合。當擋止8 6被移動時’則埠可本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 A7 B7 五、發明說明（15 ) 承接一探針8 8以連接與印刷電路板4 0上之接點8 2。探針8 8被連接至一微處理器或類似者（未顯示）以規程或（重要地）重新規程電動機之操作在其被完整組裝之後。例如，電動機之速度可被改變，或者其啓動前之延遲可被改變。於冷凍之背景下的另一範例是其電動機可被重新規程以操作於不同的輸入，例如當請求解凍被使用時。璋 8 4及可移動擋止8 6之出現容許電動機被重新規程，在電動機之最後組裝很久以後以及電動機之安裝於一特定應用中。璋8 4被鎖上以使得探針可被插入璋中只以一種方式。如圖5中所示，該鎖被顯示爲璋8 4之一側上的槽（ trough ) 90。探針具有一相應之脊（ridge )，其被承接入槽中，當探針被定向以相對於槽之一適當方向時。以此方式，則不可能不正確地連接探針8 8至規程接點。假如探針8 8未被適當地定向時，則其將不會被承接入埠8 4 中0 如圖2中所顯示，定子包含一定子核心（或線軸），一般地標示爲9 2，其係由一種聚合物材料所製且有一線圏9 4纏繞於核心周圍。線圈頭係終止於一終端袋9 6 ，其係藉由承接於終端袋中之終端梢（pins ) 9 8而與定子核心9 2形成爲一件。終端梢9 8被裝入以一適當的方式，例如藉由焊接至印刷電路板4 0。然而，應瞭解到其達成電連接之其他方式亦可被使用而不背離本發明之範圍。可想得到其一種插入式連接（未顯示）可被使用以使得無本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -18- 498591 A7 ___ B7 五、發明說明（16 ) 須利用焊接。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製用以傳導磁通量於定子2 2中之強磁性材料被提供以八個分離的極件，其一般地被標示爲1 〇〇。每個極件具有一通常爲U的形狀且包含一徑向內腿部1 〇〇 a、一徑向外腿部1 0 0 b及一連接跨件1 〇〇 c。極件χ 〇〇最好是各被形成藉由衝壓U形疊片自一種鋼鐵網且堆疊這些疊片在一起以形成極件1 0 0。疊片被固定在一起以一種適當的方式，例如藉由熔接或機械互連。疊片之一種形式 (具有一長的徑向外腿部）形成極件1 〇〇之中間部分而疊片之另一形式則形成側邊部分。將被注意到其一極件（圖2中標示爲1 0 〇 >)不具有一側邊部分。此被故意地製成以留下一間隔以便插入霍爾裝置4 6，如下文中所述。極件1 0 0被安裝於定子核心2 2之個別終端上以使得每個極件之徑向內腿部1 0 0 a被承接於定子核心之一中央開口 1 0 2中，且徑向外腿部1 〇〇 b軸向地延伸沿著定子核心之外部而橫越線圈之一部分。徑向外腿部 1〇0 b之徑向面朝外側邊的中間部分，其係最接近於組裝後電動機中之轉子磁鐵3 5 ，被形成以一凹口 1 〇〇 d 。磁性地，凹口 1 0 0 d幫助其相對於極件1 〇〇之轉子磁鐵3 5的確實定位，當電動機被停止時。極件亦可被模製自磁性物質而不會背離本發明之範圍。於某些低電力之應用中，可能有單一極件被衝壓自金屬（未顯示），但是具有多數（例如，四個）腿部，其界定極件向下彎曲以軸向地延伸橫越線圈。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- 498591 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（17 ) 極件1 0 0被固定且定位以定子核心9 2及一中央定位器構件，其被一般地標示以1 〇 4。極件之徑向內腿部 1 〇 0 a被定位於中央定位器構件1 〇 4與定子核心9 2 的內直徑之間，在定子核心的中央開口 1 〇 2中。徑向內腿部1 0 0 a之中間部分被形成自相同的疊片，其構成徑向外腿部1 0 0 b之中間部分，且較內腿部之側邊部分爲寬。每個徑向內腿部1 0 0 a之中間部分的徑向內邊界被承接於一形成在中央定位器構件1 0 4中的個別席位 1 0 4 a ，以接收極件之中間部分。席位1 〇 4 a被配置以不對稱地定位極件1 〇〇於中央定位器構件1 〇 4周圍。並無任何通過中央定位器構件1 0 4之軸線且貫穿席位 1 0 4 a的縱向軸線會二等分席位，或者由席位所定位之極件1 0 0。結果，其介於徑向外腿部1 0 〇 b與轉子 2 4的永久磁鐵3 5之間的縫隙是不對稱的以幫助啓動電動機。徑向內腿部1 0 0 a之徑向外邊界嚙合其位於定子核心中央開口 1 0 2之內直徑上的肋柱（ribs ) 1 0 6。肋柱1 0 6之結構可最淸楚見於圖9至1 1。一對肋柱（ 1 0 6 a 、1 0 6 b ，等等）被提供給每個極件1〇〇。其圖9與1 0中明顯可見之1 0 6的不同角度反應出極件 1〇0之角度補償。極件及中央定位器構件1 〇 4已被顯示於圖9中之虛線以說明其每對肋柱是如何關連與定子核心之一終端上的特定極件。肋柱1 0 6 d ’之一被特定地建構以利不平衡極件1 〇〇 ’之定位，且爲可嚙合與內腿部本紙張尺度適用中國國家標準_織格⑵㈣97公髮）—％ _ --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 498591 A7 B7 五、發明說明（18 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 0 a /之側邊而非其徑向外邊界。另一關連與不平衡極件之肋柱1 0 6 d具有一較小的徑向厚度，因爲其嚙合內腿部1 0 0 a >之較寬中間部分的徑向外邊界。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製中央定位器構件1 0 4建立每個極件1 0 〇之徑向位置。如以下所更完整地討論，肋柱1 0 6之某些起始徑向厚度可於組裝時被剪切以容納其定子核心9 2、極件 1 0 0及中央定位器構件1 0 4中之容限。每個徑向外腿部1 0 0 b之徑向內邊界被置於一凹口 1 0 8中，其係被形成於定子核心9 2之周邊上。現在參考圖6至8，中央定位器構件1 0 4具有相反端區段，其具有大致上相同的形狀，但是被角度上地補償以4 5 °於中央定位器構件之縱向軸線周圍（明確地參見圖7 )。此補償提供相對應之補償給四個極件1 0 0之每個，於定子核心9 2之每個終端上以安裝至定子核心上而不會干擾相反端上的任一極件。很明顯的其角度補償係由極件1 0 0之數目所決定（亦即，3 6 0 °除以極件之數目），且將是不同的假如有一不同數目之極件被應用時。中央定位器構件1 0 4之形狀將被相應地改變以符合不同數目之極件1 0 0。如圖8中所顯示，中央定位器構件1 0 4被模製於一金屬轉子軸承 1 1 0周圍，其係自我潤滑以延長電動機1 0之壽命。定子核心9 2、線圈9 4、極件1 0 0、中央定位器構件 1 0 4及軸承1 1 0均被封入一’熱塑性物質中以形成定子 2 2。轉子軸承1 1 〇之末端未被覆蓋以封裝材料以致轉子軸3 2可被承接透過軸承以設置轉子2 4於定子2 2之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 A7 B7_ 一五、發明說明（19 ) 上（參見圖3 )。組裝之方法以上描述電動機1 0之結構，而一組裝之較佳方法將被描述。首先，電動機之零組件將被製造。這些組件之結構的明確訂單並非極關鍵的，而將瞭解到其某些或所有組件可被製造於一遙遠位置，且運載至最後的組裝站。轉子 2 4被形成藉由安置轉子磁鐵3 5及轉子軸3 2，其具有插入物3 4於一端，於一鑄模中。轂2 8及扇形葉片3〇被模製於轉子磁鐵3 5及軸3 2周圍以使得它們被牢固地固定於轂上。外殼2 6亦被形成藉由模製帽罩5 4、把柄 5 6、及環狀邊緣5 8以成爲單一件。帽罩5 4被內部地形成以肋柱1 1 2 (圖5 )，其被用以固定印刷電路板 4 0，如以下所將敘述。印刷電路板4 0被形成以一種傳統的方式，藉由將零件4 2連接至電路板上。於較佳實施例中，規程接點8 2及電源接點7 4被射入電路板4 0中，而非藉由焊接以安裝（圖4 )。霍爾裝置4 6被安裝於指部4 4上，其延伸自電路板且電連接至板上之零件4 2 〇定子2 2包含數個零組件，其被形成在一定子組裝之前。中央定位器構件1 0 4被形成藉由模製於軸承1 1 0 周圍，此軸承1 1 0係由青銅所製。軸承1 1 0之末端突出自中央定位器構件1 0 4。軸承1 1 〇被接著注入以足夠的潤滑劑來延續電動機1 0之壽命。定子核心9 2 (或本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------裝--------訂---------線I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -22- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 A7 B7___ 五、發明說明（20 ) 線軸）被模製且纏繞以磁鐵線且終止以形成線圈9 4於定子核心上。極件1 0 0被形成藉由衝壓多數、薄的、通常爲U形的疊片自一鋼鐵網。疊片最好是被製作以兩種不同的形式，如上所述。疊片被堆疊在一起並熔接以形成每個 U形的極件1 0 〇，其具有較長外腿部及較寬內腿部之疊片形成了極件之中間部分。然而，一極件1 0 0 ’被形成而無一側:邊部分以致其一間隔將被留給霍爾裝置4 6。定子2 2之零組件被組裝以一種壓製設備（未顯示）。其將被安裝於定子核心9 2之一端上的四個極件1 0 0 被首先置於設備中，在由設備所設定之位置上，其分開 9〇> 於其將變爲轉子軸3 2之旋轉的軸線周圍。極件 1〇0被定位以使得它們朝上地打開。中央定位器構件 1 0 4及軸承1 1 0被置入設備中以一個所需的方向並延伸通過定子核心9 2之中央開口 1 0 2。極件之內腿部 1 0 0 a之中間部分的徑向內邊界被承接於個別的席位 1 〇 4 a中，其被形成於中央定位器構件1 〇 4之一末端上。纏繞之定子核心9 2被設置入設備中，通常於其被先前置入設備中之極件的頂部上。另四個極件1 0 0被置入設備中於定子核心9 2之上，但是以它們將假設相對於定子核心（當組裝完成時）之相同的角度位置。定子核心 9 2上之極件1 0 0朝下開口且被置於其爲4 5 °補償自極件位置之處，在設備之底部。壓製設備（fixture )被關閉且啓動以推進極件1 〇〇至至定子核心9 2上。極件1 0 0之內腿部1 0 0 a的徑本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----— h —--------訂---------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -23- 498591 A7 B7 五、發明說明（21 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 向內邊界嚙合中央定位器構件之其個別的席位1 0 4 a。席位1 0 4 a設定其所嚙合之極件1 〇 0的徑向位置。極件1 0 0之內腿部1 〇〇 a進入定子核心9 2之中央開口 1〇2並嚙合其伸入中央開口之定子核心上的肋柱1 〇 6 。於中央定位器構件1 〇 4、極件1 0 0及定子核心9 2 中，其來自設計規格之徑向尺寸的差異（由於製造容限）被適應，藉由剪切部分其由極件所嚙合之肋柱1 〇 6的材料。此剪切動作係發生當極件1 0 〇被傳送至定子核心 9 2之上時。因此，定子核心9 2之容限被完全移除自極件之徑向定位。極件1 〇〇之徑向位置須被緊密地控制以保持其介於極件與轉子磁鐵3 5之間的空氣間隙儘可能的小而無定子22及轉子24之機械干擾。組裝之定子核心9 2、極件1 0 0、中央定位器構件經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 〇 4及軸承1 1 〇被置入一鑄模中且被大致上封入一適當的防火熱塑性材料。於某些應用中，模製材料可不需爲防火的。軸承1 1 〇之末端被覆蓋以模製程序且不含封裝材料。用以製造電連接與線圈9 4之終端稍9 8亦非完全地覆蓋以封裝材料（參見圖4 )。檔板7 0及腿部3 6被形成自相同的材料，其封裝定子之剩餘部分。腿部3 6最好是相當長的，以構成其已完成、封裝好的定子之長度的大約三分之一。它們的長度容許腿部3 6被製成較厚的以達成一更強韌的結構，而容許其需用來快速連接至外殼 2 6之必要的彈性彎曲。除了腿部3 6及擋板7 0之外，兩個定位柄腳（tangs ) 1 1 4被形成，其軸向地伸出以如本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） - 24- 498591 A7 B7 五、發明說明（22 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 同腿部之相同的方向且需要定子2 2位於其相對於外殼 2 6之一特定的角度方向，當連接被製成時。更進一步，印刷電路板支撐被形成。兩個這種支撐具有部件（blocks )1 1 6之形式，其中終端梢9 8伸出自其中之一，而其他兩個爲凸柱1 1 8 (只顯示其中之一）。封裝之定子2 2被接著組裝與轉子2 4以形成轉子/ 定子副總成。一止推墊圏（thrust washer ) 1 2 0被放置經濟部智慧財產局員工消費合作社印製於轉子軸3 2之上且滑下至轂2 8中之轉子軸的固定末端。止推墊圈1 2 0具有一種能夠吸收震動的橡膠型式材料於一側邊上，以及一低摩擦材料於另一側邊上以幫助一滑動嚙合與定子2 2。墊圈1 2 0之低摩擦材料側邊軸向朝外地面對轂2 8之開口端。定子2 2被接著降入轂2 8中，以軸3 2被承接透過軸承1 1 〇於定子之中央。軸承 1 1 0之一末端嚙合止推墊圈1 2 0之低摩擦側邊以致其轂2 8可自由地轉動相對於軸承。另一止推墊圈1 2 2被置於軸承1 1 0之自由端上且E形夾5 2被成形於軸3 2 之末端上以使得軸無法往回穿過軸承。因此，轉子2 4被牢固地安裝於定子2 2之上。印刷電路板4 0被固定至轉子/定子副總成。印刷電路板4 0之組裝被顯示於圖4中，除了其轉子2 4已被移除以利淸楚之顯示。印刷電路板4 0被推進於定子2 2的三個腿部3 6之間。印刷電路板4 0之指部4 4被承接於一開口 1 2 4中，其被形成於封裝中以使得指部之末端上的霍爾裝置4 6被置入緊鄰著不平衡極件1 〇〇 —之封裝本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） -25- 498591 A7 B7 五、發明說明（23 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 內’其被製成而無一側邊部分以使得其空間將被提供給霍爾裝置。最接近定子2 2之印刷電路板4 0的側邊係嚙合部件1 1 6及凸柱1 1 8，其固持電路板以一離開定子之預疋的間隔位置。突出自定子2 2之終端梢9 8被承接透過印刷電路板4 0中之兩個開口 1 2 6。終端梢9 8被電連接至零件4 2電路板以一種適當的方式，例如以焊接。終端梢9 8之連接至板4 0爲印刷電路板之唯一的固定連接至定子2 2。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製印刷電路板4 0之轉子/定子副總成被接著連接至外殻2 6以完成電動機之組裝。腿部3 6被對齊與帽罩5 4 中之個別的溝道6 2而柄腳1 1 4被對齊與其形成於帽罩中之凹陷12 8 (參見圖5及14)。腿部3 6將被承接入帽罩5 4中只以一種方向，由於柄腳1 1 4之存在。轉子/定子副總成被推入帽罩5 4。腿部3 6之自由端被傾斜於其外末端上以幫助腿部進入帽罩5 4中。帽罩稍微地變細朝向其封閉端且腿部3 6被徑向地彎曲朝內自其鬆脫的結構，當它們進入帽罩且被進一步推入時。當位於每個腿部之末端上的簧舌3 8離開肩部6 4於溝道6 2之內端上時，則腿部3 6徑向地朝外快速關上以使得簧舌嚙合肩部。腿部3 6仍被彎曲自其鬆脫位置以使得其被徑向地朝外偏移以固持簧舌3 8於肩部6 4上。簧舌3 8之嚙合與肩部6 4預防其轉子/定子副總成及印刷電路板4 0被拉開自帽罩5 4。電動機1 0現在被完全地組裝，無須使用任何緊固物，以快速組合在一起的結構。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 A7 _ B7 五、發明說明（24 ) 印刷電路板4 0被固定於適當位置，藉由一干擾接頭 (fh )與帽罩5 4中之肋柱1 1 2。當轉子/定子副總成推進入帽罩5 4時，則印刷電路板4 〇之周緣邊界便嚙合肋柱1 1 2 °肋柱較印刷電路板爲硬以致於印刷電路板因肋柱1 1 2而部分地變形以產生干擾接頭。以此方式，則印刷電路板4 0被固定於適當位置而無須使用任何緊固物。印刷’電路板4 0之角度定向被設定，藉由將它從定子 2 2連接至終端梢9 8。規程接點8 2因而被對準與埠 8 4 ’且電源接點7 4被對準與帽罩5 4中之插座7 6。亦可想見其印刷電路板4 0可被固定至定子2 2而無任何干擾接頭與帽罩5 4。例如，一形成於定子2 2之上的凸柱（未顯示）可延伸通過電路板並承接一推按螺母（nut ) 於其上，對著電路板以固定電路板於定子上。於較佳實施例中，電動機1 〇未被規程或測試在電動機之最後組裝以前。在組裝之後，一組連接器（未顯示，但實質上爲一探針8 8及一插頭7 8 )被連接至印刷電路板4 4經由埠及插座7 6。電動機被接著規程，例如藉由設定其速度及啓動延遲，並測試。假如印刷電路板4 0被發現有瑕疵，則有可能非破壞性地拆解電動機並更換電路板而無須丟棄電動機之其他部分。此動作可被達成藉由插入一種工具（未顯示）至帽罩5 4之封閉端的開口 6 6中並撬起簧舌3 8自肩部6 4。假如電動機通過了品質確保測試，則擋止8 6便被置入8 4中且電動機被準備好運載本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----·---η. — --------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -27- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 A7 B7__ 五、發明說明（25 ) V- 以本發明之電動機，則有可能重新規程電動機1〇，在其已被運載自電動機組裝站之後。終端使用者，例如一冷凍箱製造商，可將擋止8 6移除自埠8 4並透過埠以將探針8 8連接至規程接點8 2。電動機可被重新規程如所需以順應由終端使用者所執行之改變，於電動機之操作規格中。電動機1 0可被安裝，例如於一冷凍箱中，藉由透過開口 6 0以插入緊固物（未顯示）於環狀邊緣5 8中且進入箱內。因此，外殼2 6能透過環狀邊緣5 8之連接以支撐整個電動機至一支撐結構。電動機被連接至一電源藉由將插頭78插入插座76 (圖14)。插頭78之側邊上的制動器（detents ) 1 3 0 (只顯示一個）被承接於狹縫中，在一舌狀物（tongue ) 1 3 2之個別側邊上以鎖定插頭於插座7 6中。在嚙合印刷電路板4 0之前，插頭7 8 嚙合插座7 6中之定位翼片8 0以使得於其整個插入之位置上，插頭被隔開自印刷電路板。結果，電源接點7 4被插入插頭7 8夠深入以達成電氣連接，但是並未完全承接於插頭中。因此，雖然冰可能形成於電源接點7 4之上在冷凍箱環境下，但是將不會增長於插頭7 8與印刷電路板 4 0之間而導致斷路及/或損壞。圖1 6爲依據本發明之微處理器控制之單相電動機 5 0 0的方塊圖。電動機5 0 0係由一 AC電源5 0 1所供電。電動機5 0 0包含一具有單相線圈之定子5 0 2。來自電源5 0 1之直流電源經由一電源供應電路5 0 3而本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公i ~ ' -----·---η---0Μ--------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 498591 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（26 ) 被供應至一電源轉換電路。電源轉換電路可爲任何電路以整流定子5 0 2，例如一具有電源開關之Η橋5 0 4以選擇性地連接A C電源5 0 1至定子5 0 2之單相線圈。一永久磁鐵轉子5 0 6係以磁性耦合關連至定子且被旋轉藉由線圈及其所產生之磁場的整流。理想地，電動機爲一裡朝外的電動機，其中定子位於轉子之內部而外部轉子旋轉於內部’定子之周圍。然而，亦可預期轉子可被置於一外部定子之內部。一位置感應器，例如一霍爾感應器5 0 8，被置於定子5 0 2上以檢測轉子5 0 6相對於線圈之位置，並且經由線路5 1 0以提供一位置信號來指示轉子5 0 6之檢測到的位置。參考數字5 1 2 —般是指一控制電路，其包含經由線路5 1 0以回應且接收位置信號之一微處理器 5 1 4。微處理器5 1 4被連接至Η橋5 0 4以選擇性地整流其電源開關來整流定子5 0 2之單相線圏成爲位置信號之一函數。加至微處理器5 1 4之電壓V D D被提供經由線路 5 1 6自電源供應電路5 0 3。一低壓重設電路5 1 8監督線路5 1 6上以及施加至微處理器5 1 4的電壓V D D 。重設電路5 1 8選擇性地重設微處理器5 1 4，當其經由線路5 1 6以施加至微處理器之電壓V D D從低於一預定臨限値轉變至高於此預定臨限値時。臨限値一般爲其微處理器5 1 4所需用來操作之最小電壓。因此，重設電路 5 1 8之目的是用以保持微處理器之操作及重建操作，當本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ——---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -29- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 A7 B7 五、發明說明（27 ) 其經由線路5 1 6所供應之電壓V D D下降低於其微處理器5 1 4之操作所需的預設最小値時。可選配地，爲了節省電力，霍爾感應器5 0 8被間歇地供電以一霍爾探針5 2 0，其係由微處理器5 1 4所控制以脈寬調變其供應至霍爾感應器之電源。微處理器5 1 4具有一控制輸入5 2 2以接收其影響電動機’5 0 0之控制的信號。例如，信號可以是一個速度選擇信號，當其微處理器被規程以操作轉子以致其定子被整流於兩個或更多之分離的速度時。另一方面，電動機可被控制於連續不斷改變之速度或轉矩，依據溫度。例如，取代或者除了霍爾感應器5 0 8之外，一選配的溫度感應器5 2 4可被提供以感應電動機附近之周遭空氣的溫度。此實施例是特別有用的，當轉子5 0 6驅動一風扇，其移動空氣透過一冷凝器以移除冷凝器產生之熱或者其移動空氣透過一蒸發器以冷卻時，例如圖1 - 1 5所顯示者。於一貫施例中’處理器間隔時鐘相應於其移動在電動機周圍之空氣的溫度，並用以提供一指示所檢測之溫度的溫度信號。對於冷凝器應用（其中風扇將空氣吹入冷凝器中），溫度代表周遭溫度且速度（空氣流）被調整以提供 (於測量溫度下）最小所需的空氣流來最佳化熱轉移程序。當風扇吸引空氣透過冷凝器時，則溫度代表周遭溫度加上溫度之變化（Δΐ)，其係由於移除自冷凝器（藉由空氣氣流）之熱而被加入。於此例中，電動機速度被增加以回應較高的結合溫度（速度被增加藉由增加電動機轉矩，亦本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----,—^--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -30- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 A7 B7__ 五、發明說明（28 ) 即，減少電力裝置切斷時間PDOFFTIM ;參見圖2 6 )。此外，電動機之速度可被設定於不同的溫度區段以供給不同的空氣流，其將是個別的恆定空氣流於一既定的風扇靜態壓力條件下。同樣地，於一冷凝器應用中，其運轉電動機於所要速度下之所需的轉矩代表電動機上之靜態負載。較高的靜態負載可被引發由於安裝在一受限制的環境下，亦即，一種安裝爲內建式的冰箱，或者因爲冷凝器空氣流變得受限制（由於灰塵堆積或者垃圾）。這兩種情況均可招致一增加的空氣流/速度。類似地，於蒸發器之應用中，增加之靜態壓力可能指示蒸發器結冰或者其被冷卻之項目之增加的包裝密度。於商用冷卻應用之一中，蒸發器風扇吸引空氣自空氣幕並且從排出之空氣冷卻食物。此風扇之排出空氣被吹經過蒸發器。入口空氣溫度代表空氣幕及食物排出空氣溫度。風扇速度將被適當地調整以保持所要的溫度。另一方面，微處理器5 1 4可整流其開關於一可變的速度率以保持其藉由連接至轉子5 0 6之風扇所被移動的空氣之一大致上恆定的空氣流動率。於此例中，微處理器 5 1 4藉由啓動警報器5 2 8以提供一警報信號，當電動機速度大於其相應於電動機操作之恆定空氣流動率之一所要的速度時。如同所要的轉矩，所要的速度可被決定藉由微處理器作爲電動機之一起始靜態負載及在一段時間內之靜態負載之改變的一個函數。圖2 3顯不本發明之一較佳實施例，其中微處理器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂---------線 ^一^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -31 - 498591 A7 B7 五、發明說明（29) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 1 4係依據其中之流程圖而被規程。明確地，圖2 3之流程圖顯示一種模式，其中電動機被整流以一恆定的空氣流動率’其相應於由排除諧振點之表所定義的速度及轉矩。例如’當轉子驅動一風扇以移動空氣透過一冷凝器時，則電動機將具有某種速度，其中一諧振將發生而導致增加的震動及/或增加的音頻噪音。此震動及/或噪音所發生時之速度通常是相同的或者類似的並且是可預測的，尤其當電動機及其相關風扇被製造以完全地關閉容限時。因此 ’震動及噪音可被減至最小藉由規程微處理器以避免操作於某些速度或者於其中會發生震動及噪音之某些速度範圍內。如圖2 3中所示，微處理器5 1 4將操作以下列方式。在啓動之後，微處理器設定目標變數I以相應於一初始啓動速度指針，其界定一恆定空氣流動率於步驟5 5 0。例如’ 1=0。接下來，微處理器前進至步驟552並選經濟部智慧財產局員工消費合作社印製擇一速度設定點（SSP)自一個表，其將每個變數位準 0至η關連至一相應的速度設定點，至一相應的最小電力之電力裝置切斷時間（PD〇FFTIM = Pmin )及至一相應的最大電力之電力裝置切斷時間（PD〇FFTIM = Pmin)。注意到當PDOFFTIM增加時，則電動機電力便減少，因爲控制電源開關被切斷以長的時期在每次整流間隔期間。因此，圖2 3之流程圖係特定於此方法。其他熟知本項技術人士將認知其他的相等技術以控制電動機電力。在步驟5 5 4之一延遲以容許電動機穩定之後，則微處理器5 1 4便從此表選擇最小電力位準（Pmm )之一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -32- 498591 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（3〇) pdofftim，其提供現時的控制藉由將一最小電力位準關連至變數I之所選擇的位準。於步驟5 5 8，微處理器從此表選擇最大電力位準（Pmax )之一 PDOFFTIM，其提供現時的控制藉由將一最大電力位準關連至所選擇的變數位準 I ° 於步驟5 6 0，微處理器將其代表實際電力位準之實際PDOFFTIM比較與此I之最小PDOFFTIM ( Pmin )。假如實際的PDOFFTIM大於最小的PDOFFTIM時（PDOFFTIM〉 Pmin )，則微處理器前進至步驟5 6 2並將變數位準I比較與一最大値η。假如I大於或等於η，則微處理器前進至步驟5 6 4以設定I等於η。否則，I必定小於I之最大値，所以微處理器5 1 4前進至步驟5 6 6來增加I以一刻度。假如，於步驟5 6 0，微處理器5 1 4決定其實際的 P D〇F F Τ I Μ是小於或等於最小PDOFFTIM ( PDOFFTIM S Pmin )，則微處理器便前進至步驟5 6 8並將其代表實際電力位準之實際PDOFFTIM比較與此I之最大PDOFFTIM ( Pmax )。假如實際的PDOFFTIM是小於最大PDOFFTIM ( PDOFFTIM < Pmax )，則微處理器便前進至步驟5 7 0並將變數位準I比較與一最小値〇。假如I 小於或等於0，則微處理器便前進至步驟5 7 2以設定I 等於0。否則，I必定大於I之最小値，所以微處理器 5 1 4便前進至步驟5 7 4來減少I以一刻度。假如實際的PDOFFTIM小於或等於最小値以及大於或本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -33- 498591 A7 B7 五、發明說明（31 ) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 等於最大値以致步驟5 6 0及5 6 8之答案均爲否，則電動機便操作以其提供所要之空氣流所需的速度及電力，故微處理器回到步驟5 5 2以維持其操作。另一方面，微處理器5 1 4可被規程以一種演算法，其界定可變率於開關所被整流者。此可變率持續地改變於至少一最小速度Sm i η與不大於一最大速度Sm a X的預設範圍之間，除了其一預定之速度範圍S 1 +/ - S 2 被排除自此預設範圍之外。結果，對於S 1 - S 2與S 1 之間的速度，微處理器操作電動機於S 1 - S 2 ，而對於 S 1與S 1 + S 2之間的速度，微處理器操作電動機於速度 S 1 + S 2。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製圖2 2爲Η橋5 0 4之一槪圖，此Η橋5 0 4依據本發明以構成具有電源開關之電源轉換電路，雖然其他的結構亦可被使用，例如其爲單一末端之兩個線圏或者美國專利編號5，8 5 9，5 1 9之Η橋結構，其被倂入於此以利參考。d c輸入電壓經由一軌道6 0 0而被提供至輸入開關Q 1及Q 2。一輸出開關Q 3完成一電路藉由選擇性地將開關Q 2及定子5 0 2連接至一接地軌道6 0 2。一輸出開關Q 4完成另一電路藉由選擇性地將開關Q 1及定子5 0 2連接至一接地軌道6 0 2。輸出開關Q 3被控制以一開關Q 5，其經由埠B Q 5以接收一控制信號。輸出開關Q 4被控制以一開關Q 8，其經由埠B Q 8以接收一控制信號。當開關Q 3被關閉時，則線路6 0 4便拉引 Q 1之閘門向下以開啓開關Q 1以致其開關Q 1總是開啓本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -34 - 498591 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（32 ) 的當開關Q 3被關閉時。同樣地，線路6 0 6確保其開關 Q 2是開啓的當開關Q 4被關閉時。定子5 0 2之單相線圈具有一第一終端F及一第二終端S。結果，開關Q 1構成一第一輸入開關，其被連接於終端S與經由軌道6 0 0所提供的電源供應之間。開關 Q 3構成一連接於終端S與接地軌道6 0 2之間的第一輸出開關。開關Q. 2構成一連接於終端F與經由軌道6 0 0 所提供的電源供應之間的第二輸入開關。開關Q 4構成一連接於終端F與接地軌道6 0 2之間的第二輸出開關。結果，微處理器控制第一輸入開關Q 1及第二輸入開關Q 2 及第一輸出開關Q 3及第二輸出開關Q 4以致其透過移動之電流被提供於圖2 7中所示之整流週期的第一個9 0 °期間。第一個9 0 °是極重要的因爲其噪音及效率之原因，並且可應用至此電力裝置拓撲學（亦即，任一 Q 1或Q 2總是'' ο η 〃當任一 Q 3或Q 4是〇 f f時，個別地）。 PDOFFTIM是使用於軟體電力控制演算法中的術語。當第一輸出開關Q 3爲開時，則第一輸入開關Q 1爲關閉的。同樣地，第二輸入開關Q 2被連接至且回應於第二輸出開關 Q 4以致當第二輸出開關Q 4爲關時，則第二輸入開關 Q 2是開的。同時，當第二輸出開關Q 4爲開時，則第二輸入開關Q 2爲關閉的。此被顯示於圖2 7，其中顯示 Q 1之狀態是相反於Q 3之狀態而Q 2之狀態是相反於 Q 4之狀態，於任何時刻。圖2 6爲一時序流程圖以顯示具有一電流最大値之啓本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------I — ------— II--訂---I----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -35- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 A7 ______ B7 五、發明說明（33) 動模式，此電流最大値係由PDOFFTIM’相對於電動機速度之設定所決定。於此模式中，電力裝置被脈寬調變以一連續模式中之軟體來使得電動機啓動。目前之啓動演算法維持於啓動模式八次整流且接著進入運轉（R U N )模式。一類似之演算法可模擬恆定加速藉由選擇PDOFFTIM相對於速度之正確的設定。於步驟6 5 0，値HALLIN爲一常數以定義霍爾裝置讀値之起始値。當實際的霍爾裝置讀値改變於步驟6 5 2時，則HALLIN被設定爲等於HALLOUT於步驟6 5 4而PDOFFTIM被改變於步驟6 5 6根據 R P M s 〇圖25顯示微處理器輸出（8〇5及6〇8)，其控制電動機當選通之霍爾效應輸出（H S 3 )改變狀態時。於此範例中，B Q 5被脈寬調變於H S 3爲0時。當 H S 3 (選通的）改變至1時，則微處理器有一有限的時間週期（LATENCY )以辨識磁性之改變’在其B Q 5於〇 f f狀態下之後，以使得其B Q 8開始脈寬調變（於 PWMTIM 期間）。圖2 4顯示本發明之另一型態，其中微處理器操作於一運轉模式安全操作區域內而無須電流感應。明確地’根據圖2 4，微處理器5 1 4控制輸入開關Q 1 — Q4以致其每個輸入開關爲開或關以一最小的時間週期（PDOFFTIM )，於每個脈寬調變週期，藉此過溫保護被提供而無須電流感應。明確地’最小週期可爲轉子之速度的函數’藉此過溫保護可被提供而無須電流感應藉由限制整個時間內之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱1 ------—*—--------訂---------線 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 498591 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（34 ) 總電流的。如圖2 4中所顯示，假如速度大於一最小値（亦即，假如A < 1 6 5 )，則A被設定至1 6 5且S〇A 限制被略過且是不需要的；假如速度小於（或等於）一最小値（亦即，A 2 1 6 5 )，則圖2 4之常式確保其開關爲〇 f ί以一段最小時間週期以限定電流。、、Α 〃爲一變數且被計算以一方程式，其代表一給定速度下之PDOFFTIM 最小値（速度爲一常數乘以1/丁 I NP S，其中TINPS 爲電動機週期）。然後，假如PDOFFTIM係< A ，則 PDOFFTIM被設定至A以使得電動機電流被保持至一最大之所要的値，在電動機所運轉之速度下。如圖1 8中所顯示，電動機包含一重設電路5 1 2以選擇性地重設微處理器，當電源供應之一電壓v d d從低於一預定臨限値轉變至高於一預定臨限値時。明確地，開關Q 6經由埠M C L R / V P P以除能微處理器，當介於電阻R 1 6與R 1 7之間的分離電壓下降低於一預定臨限値時。微處理器被重新啓動且重設當電壓回復至高於預定臨限値時，藉以致使開關Q 6關閉。圖1 9顯示霍爾感應器5 0 8之一選通電路5 2 0的一個較佳實施例。微處理器產生一脈寬調變信號G Ρ 5，其間歇地供電給5 0 8如圖2 1中所示’藉由間歇地關閉開關Q 7，並經由線路H S 1以提供電壓V Β 2至霍爾感應器5 0 8。圖1 7爲電源供應電路5 0 3之一槪圖，其供應電壓 V i η以經由Η橋5 0 4來加能定子單相線圈’且其供應 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽X 297公釐） -37- 498591 A7 B7_ 五、發明說明（35 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 數種其他的電壓以控制Η橋5 0 4並驅動微處理器5 1 4 。明確地，用以提供控制電壓至開關Q 1 _ Q 4之包含 V Β 2的較低驅動電壓、用以驅動微處理器之V D D、用以驅動霍爾感應器5 0 8之H S 2、及其爲控制電路參考接地（不一定參考輸入AC或DC電壓）之VS S均被供應自輸入電壓V i η，經由無耗損之同軸串聯電容C 1。圖2 0顯示微處理器5 1 4之輸入及輸出。明確地，只有來自位置感應器之一單一輸入G Ρ 4被使用以提供資訊，其控制供應至開關Q 5之控制信號B Q 5的狀態以控制輸出開關Q 3及輸入開關Q 1，且其控制供應至開關 Q 8之控制信號B Q 8的狀態以控制輸出開關Q 4及輸入開關Q 2。輸入G Ρ 2爲一選配的輸入以選擇電動機速度或其他特徵，或者可被連接以承接一溫度輸入比較器輸出，當結合使用與電熱調節器5 2 4時。圖2 8顯示一運轉模式之一較佳實施例的一個流程圖，其中電力裝置被電流控制。於此模式中，下列操作參數可適用：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製電動機運轉電力裝置（電流）控制 •於每次整流之末端，此時電力裝置將爲〇 f f ’下一次整流週期被計算。 ◦ FFTIM == TINP/2.(整流週期除以 2 = 90 ° )。而於起始常式中，此亦被計算。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -38 - 498591 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（36) •在八次整流（1電動機循環）之後且在起始常式退出時，PWMTIM被計算： PWMTIM = 0FFTIM/4 •在每個整流週期開始時，一計數器（C0UNT8 )被設定至五以容許電力裝置將被開啓四次於此整流期間： PWMSUM = PWMTIM PDOFFSUM = PWMTIM - PDOFFTIM TIMER = 0 (PDOFFTIM被用以控制電動機中之電流量且被調整以控制演算法（速度、轉矩、C F Μ，等等）。 •整流時間設定至0於每次選通之霍爾改變時， HALLOLD爲儲存之霍爾選通値。於電動機運轉期間，圖2 8之流程圖被執行於每個整流週期期間。尤其於步驟7 0 2，整流時間被首先檢查以觀察電動機是否已於此電動機位置一段太長的時間週期，於此例中爲3 2 m S。假如是的話，一鎖定之轉子被指示且程式前進至鎖定轉子常式於步驟7 0 4。否則，程式便檢查以觀察整流時間是否大於〇F F T I Μ於步驟7 0 6 ;假如是的話，則整流週期便大於9 0電度且程式分支至本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----'—一·------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -39- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498591 Α7 Β7 五、發明說明（37 ) 步驟7 0 8 ，其將較低的電力裝置關閉且退出常式於步驟 7 1 0。接下來，整流時間被比較與PWMSUM於步驟 7 1 2。假如其小於PWMSUM，則整流時間被檢查於步驟 7 1 4以觀察其是否小於或等於PDOFFSUM ，其中假如是的話，則常式被退出於步驟7 1 6 ;否則常式便分支至步驟7 0 8 (假如步驟7 1 4爲是的話）。對於其中整流時間大於或等於PWMSUM之其他情況，於步驟7 1 8，PWMSUM及PDOFFSUM加入PWMTIM以準備下一個脈寬調變週期且一變數A被設定至COUNT 8-1。假如A等於零於步驟7 2 0，則此整流週期之脈寬調變（4脈衝）是完整的且程式分支至步驟7 0 8以將較低的電力裝置關閉並退出此常式。假如A不等於零，貝[j C0UNT8 (其爲定義每次整流之PWMs之數字的一個變數）被設定至A於步驟7 2 2 ;適當的較低電力裝置被開啓；而此常式被退出於步驟7 1 6。每個整流週期之較多的P W Μ計數可被實施以一較快的處理器。每個整流週期之四（4 ) P W M s對於較慢的處理器是較佳的，而八（8 )對於較快的處理器是較佳的。此狀況之時序圖被顯示於圖2 7。於步驟7 0 4之鎖定轉子常式中，於進入時，較低的電力裝置被關閉以 1 . 8秒，在此之後便嘗試一正常的啓動。綜上所述，可得知其本發明之數項目標可被達成且其他有利的結果被獲得。雖然各種改變可被實施於上述結構而不會背離本發明本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線| -40- 498591 A7 _^_ 五、發明說明（38) 之範圍，但是其目的在於上述說明或者其伴隨圖形中所顯示之所有內容將被解讀爲作例證的而非一種限定之意圖。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -41 -

Claims

498591 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種電動機，包括：一定子，其包含一定子核心，一定子核心上之線圈；一轉子，其包含一承接於定子核心中之軸以旋轉轉子相對於軸之縱向軸線周圍的定子；一外殻，其與定子及轉子連接在一起以形成一組裝的電動機，此外殻能夠支撐定子及轉子；一印刷電路板，用以電動機之操作，此印刷電路板具有一電源接點安裝於其上以接收線圈之電力；外殼被形成以一插座以承接一來自一外界電源之插頭來連接與電源接點，此電源接點被承接入插頭於插頭連接至電源接點時，此外殼包含一插頭定位器以定位插頭相對於印刷電路板來使得電源接點只被部分地承接入插頭於連接至插頭時。 2 ·如申請專利範圍第1項之電動機，其中插座具有翼片形成於其中，以間隔的相關於印刷電路板且可嚙合與插頭來隔開插頭自印刷電路板。 3 ·如申請專利範圍第1項之電動機，其中外殼具有一瑋於其中，此埠通常配合與印刷電路板上之接點，此埠被製作且成型以承接一探針，其被連接至一內接到外殼內部之接點的微處理器以規程此電動機；此埠被成型以承接探針以探針之唯一方向來連接探針至接點。 4 ·如申請專利範圍第2項之電動機，進一步包括一可移除地承接於埠中之擋止以關閉此璋。 5 ·如申請專利範圍第1項之電動機，其中印刷電路本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -42- 498591 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍板具有一電連接至線圈且無其他連接至定子，印刷電路板具有一干擾接頭（fit)與外殼且無其他連接至外殼。 6 ·如申請專利範圍第5項之電動機，其中外殼具有內部肋柱形成於其中且嚙合印刷電路板之周緣邊界以形成該干擾接頭與電路板。 7 ·如申請專利範圍第1項之電動機，其中定子包含突出自定子之多數腿部，每個腿部被彈性地'彎曲且具有一簧舌（catch )形成其末端上，且其中外殼包含多數肩部，每個腿部之簧舌嚙合與外殼中之一個別的開口以快速鎖定連接轉子及安裝於轉子上之定子至外殻。 8 ·如申請專利範圍第7項之電動機，其中外殼包括一承接定子之一部分於其中的帽罩，此帽罩包含開口於其中，其被配置以出入外殻中之腿部的自由末端來非破壞性地鬆脫簧舌自帽罩中之肩部，以利電動機之拆卸。 9 ·如申請專利範圍第8項之電動機，其中外殻中之每個開口包含一徑向外邊界及一徑向內邊界，這些邊界位於一平面上，其形成至少約4 5 n之角度與轉子軸之縱向軸線，藉以阻絕水透過開口而進入外殼。 1 0 .如申請專利範圍第7項之電動機，其中定子核心及線圈被大致上封入一種熱塑性材料中，定子之腿部被形成爲來自其封入定子核心及線圈之熱塑性材料的一件。 1 1 .如申請專利範圍第1項之電動機，其中定子進一步包括多數分離的極件及一中央定位器構件，中央定位器構件被承接於定子核心之中央開口中且嚙合極件之徑向 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製訂---------線——_-------------------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 43 498591 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍內邊界以徑向地定位極件。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之電動機，其中定子核心包含肋柱，其徑向地朝內突出進入定子核心之中央開口且嚙合極件，極件剪切材料自肋柱之至少一個於組裝極件及中央定位器構件與定子核心時，以致該一肋柱具有一減少之厚度。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之電動機，進一步包括一轉子軸承，其一般被配置於定子核心之中央開口中且承接轉子軸於其中，中央定位器構件被模製於軸承周圍。 1 4 ·如申請專利範圍第1項之電動機，其中定子包括多數安裝於定子核心上之分離的極件，每個極件一般呈 U形且包含一承接於定子核心之中央開口中的內腿部及一徑向延伸於定子核心之中央開口外部一位置上的外腿部，外腿部之一徑向朝外指向的面具有一徑向朝外之開口凹口於其中。 -------^---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱）