TW543264B - A rotary electromechanical device and a pulley driving system using the rotary electromechanical device - Google Patents

Description

A7 543264 五、發明說明（i 【發明所屬技術領域】 本發明係關於一種使用在轉矩特性及低轉矩脈動上要 求較嚴格的領域的旋轉電機，及使用該旋轉電機之滑輪驅 動裝置。 【習用技術】 舉例而言，感應電導（動）機等旋轉電機中，其定子或 轉子在用以捲繞收納線圈之鐵芯中形成有沖切槽，而於空 隙部近旁則形成所謂的開溝，因該開溝部與鐵芯部的磁阻 之差異’使形成於空隙部的磁場的磁道密度，產生疏密不 均現象。因此，空隙部之磁道分佈包含許多高次諧波成份， 使感應電動機產生大小不同之轉矩。該感應電機所生轉矩 之大小，即一般所謂轉矩脈動，此種轉矩脈動為必須解決 之問題。 以往’為了解決此種問題，採用使形成於定子或轉子 之開溝，在轉軸向傾斜地錯開，亦即斜開溝方式。還有， 如曰本專利實開平4-97459號公報所揭示旋轉電機，係對 轉子叹置複數個定子，並使形成於該複數個定子的開溝 位置，彼此在旋轉方向錯開；或對一定子設置複數個轉子， 使該複數個轉子之開溝位置，彼此在旋轉方向錯開，並使 收納於開溝内之各繞線串聯連接。 【本發明欲解決之課題】 般升降梯用旋轉電機中，除對低轉矩脈動有嚴格要 求外，還嚴袼要求具備轉矩的力M旦是，㈣上述斜開溝 之旋轉電機’或實開平4-97459號公報所揭示之旋轉電 柳則過用_家標準規格咖χ挪公 ^---------^ (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 ^n〇79 543264 A7 ~· ------ Β7 ____ 五、發明說明（2 ) 機，因為會減少轉子之磁極，與定子之磁極間之對向面積， 所以有轉矩力難以滿足上述要求的問題。 、尤其，在定子構成用鐵心上所形成之磁極齒（teeth)， 、％、良木中捲繞，亦即所謂的磁極集中繞線型旋轉電機， 要將以上所述以往的轉矩脈動減低之方法，則有使轉矩力 之降低加劇之問題。 本發明係為解決以上所述問題而研創者，其目的在提 供轉矩力不降低’又可減低轉矩脈動之旋轉電機及使用該 旋轉電機之滑輪驅動裝置。 【解決之課題方案】 本發明第1態樣之旋轉電機具備：轉軸；由沿該轉軸 牟聯固定的複數個轉子，與分別與該複數個轉子對向的定 子所組合而成的複數馬達部；及分別獨立驅動該複數馬達 4的電源’其中’上述馬達部之轉子及定子之同一磁極在 上述轉軸周方向的相對距離，在各馬達部係互不相同者。 本發明第2態樣之旋轉電機，為在上述第1態樣之旋 轉電機中’以三相交流電源分別驅動2組馬達部，該馬達 部相對距離之差以相位差表示時，上述馬達部之間的相位 差為電角度90度之奇數倍。 本發明第3態樣之旋轉電機，為在上述第1態樣之旋 轉電機中，定子係在定子構成用鐵心所形成之磁極齒上， 分別施行集中繞線的磁極集中繞線型。 本發明第4態樣旋轉電機，為在上述第1態樣之旋轉 電機中’其構成定子的定子鐵心之磁極齒，係呈各自分割 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 313079 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂 ------ 線·φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 543264 A7 __B7 五、發明說明（ 狀’且用以捲繞磁極齒之線圈的繞線部，係以相鄰磁極齒 之間可加寬之方式連接。 本發明第5態樣之旋轉電機，為在上述第1態樣之旋 轉電機中，其定子與轉子之對向面係對轉軸之軸向呈平行 配置之徑向間隙型者。 本發明第6態樣之旋轉電機，為在上述第1態樣之旋 轉電機中，其定子與轉子之對向面係對轉軸之轴向呈垂直 配置之軸向間隙型者。 本發明第7態樣之旋轉電機，為在上述第5態樣之旋 轉電機中，設於定子之磁極，或設於轉子之磁極之任一者 或兩者係對轉轴之軸向呈歪斜配置者。 本發明第8態樣之旋轉電機，為在上述第6態樣之旋 轉電機中，設於定子上之磁極或設於轉子上之磁極之任一 者’或兩者係對轉軸之徑向呈歪斜配置者。 本發明第！態樣之滑輪驅動袭置，係具備：轉轴；由 沿該轉軸串聯固定的複數轉子，與分別與該複數轉子對向 的定子所組成的複數馬達部；扃 … 1隹上述轉轴之軸向上，與上 述轉子串聯配置，並固定於鐮缸 疋於轉軸之滑輪部；及分別獨立驅 動上述複數馬達部的電源，复φ /、 ’上述馬達部之轉子及定 子之同一磁極在上述轉軸周方& …门土 向的相對距離，係各馬達部 互不相同者。 本發明第2態樣之滑輪 /衣罝，馮在上途第1離槎 之滑輪驅動裝置中，構成轉子 乐1怎樣 卞之鐵芯部與滑輪部為一體形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4 313079 --------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 543264 A7 B7 五、發明說明（4 ) 本發明第3態樣之滑輪驅動裝置，為在上述第1態樣 之滑輪驅動裝置中，複數馬達部係配置在轉軸軸向的滑輪 部之單側。 本發明第4態樣滑輪驅動裝置，為在上述第1態樣之 滑輪驅動裝置中，複數個馬達部係配置在轉軸軸向的滑輪 部之兩側。 【發明之實施形態】 以下，依據附圖說明本發明之實施形態。 實施形旗 第1圖為表示本發明第1實施形態之構成的部份剖面 圖。圖中，1為旋轉機體部，2為驅動旋轉機體部丨之驅動 部。因為旋轉機體部1為概略旋轉性對稱，所以，只表示 轉軸之單邊側。 首先，說明旋轉機體部1之構成。旋轉機體部i配置 有馬達A3及馬達B4。轉子6a、6b為以軛鐵部（鐵芯部）3a、 4a —體形成，並固定於轉軸5。在軛鐵部“固定有永久磁 鐵3e，在軛鐵部4a固定有永久磁鐵耗。固定在外框7之 定子3b與轉子6a成為一組，而固定在外框7之定子仆 與轉子6b亦成一組，而構成馬達A3及馬達b4。換言之， 馬達A3及馬達B4係在轉轴5之同轴上沿轉轴5串聯配置 構成。在外框7及托架（braeket)8與轉轴$之間配置有轴 承9，支持轉軸5成可旋轉狀態。 在馬達A 3的轉子6 a內立β你·其彡a、 a円邛所形成空間内，配置有提供 旋轉位置檢出裝置功能的編礁装 --- 4 m碼菇1()〇編碼器10之旋轉部 本紙張尺度適用令國國冢標準（CNS)A4規格（2107^7"^------_ 313079 ^請先閲讀背面之滇意事項存填寫本頁) n ϋ* flu >OJ§ n n n an n el 11 I ϋ 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 4 543264 A7 B7 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 固定於轉輛5 ’編碼器1 〇之固定都目^ < u疋#則固定於托架8。 其次，說明旋轉機體部1與驅動 功峠2之關係。在旋轉 機體部1設置2個驅動用電壓及頻率 用手均為可變之可變電源 2a及2b，分別連接於馬達A3及馬達β4。馬達八3以電源 部A供應電源，而馬達B4以電源部3供給電流。換言之， 馬達A3及馬達B4分別以獨立的可變電源“及可變電源 2b驅動。由編碼器10輸出之旋轉位置信號係傳送至可變 電源2a之控制器A，再由控制器A傳送至可變電源几之 控制Is B。亦即，使編碼器信號由控制器a及控制器b共 其次，說明馬達A3與馬達B4。馬達A3與馬達B4為 相同之構造。轉子6a、6b含有軛鐵部3a、4a及永久磁鐵 3e' 4e。定子3b、4b具有電樞繞線3c、4c及定子鐵心3d、 4d’係屬於所謂旋轉磁場型之同步電動機。 第2圖（a)、（b)分別表示第1圖π-π線之剖面圖及 ΙΙΙ-ΙΙΙ線之剖面圖（但省略繞線）。第3圖為用以說明第2 圖繞線的形態之部份放大圖。第4圖為電樞繞線之接線 圖。第5圖為表示構成定子鐵心之磁極來連接狀態之俯視 圖。以下以各圖示說明馬達A3及馬達Β4之構造。 本實施形態為如第2圖所示，固定在轉子6a、6b之永 久磁鐵3e、4e之極數為16，而定子3b及4b所形成之開 溝數為18。又，如第3圖所示，配置在定子3b、4b之電 樞繞線3c、4c為分別在磁極齒3f、4f集中捲繞線3c、4c， 亦即α所謂磁極集中繞線構成。形成於定子鐵心3d、4d之 i--- (請先閱讀背面之注意事項再填·寫本頁) 訂- --線·

本紙張尺度―中Γ國家標格⑵〇 x 297TF 5 313079 543264 A7 B7 五、發明說明（ 磁極齒3f、4f，係分割成一個個，於繞線工程之 1无，《^形 成環圈狀，成為分割構造型之鐵心。在該分割構造上，亦 可使各磁極齒3f、4f完全分離。如第5圖（a)所示為分開的 磁極齒3f、4f以薄層部3h、4h連接之構造；亦可如第5 圖（b)所不’以分開的磁極齒3f、4f在連接部3』、句·連接 的構造。亦即，設置薄層部3h、4h，或連接部3j、的銜 接部使在各磁極齒3f、4f之線圈繞線部3k、4k之間隔， 於繞線時較寬，繞線後為較狹而成圓形狀。又，如第4圖 所示之電樞繞線3c、4c之接線係以同相之集中繞線各串聯 3個，再以2組並聯所成之三相星型接線。 如第2圖所示，馬達A3之轉子6a與馬達B4之轉子 6b的磁極，係以相同極性之磁極配置在轉軸5周方向之相 同位置，而馬達A3之定子3b的磁極（ + U1)，與馬達B4的 定子4b之磁極（ + U1)，則在轉轴5周方向之位置錯開配置。 舉例來說，假定某基準位置設為0，轉子6a、6b之N極 中心皆到達馬達A3及馬達B4 0 == 〇。之位置。另一方面， 對定子3b、4b而言，馬達A3的一個U相繞線軸之中心雖 在0 = 0 °之位置，但馬達B4相同U相繞線軸之中心則在 0 = 11.25。之位置。換言之，相對於轉軸5，轉子6a、6b 係安裝於轉轴5周方向之相同位置，相對地，定子3b ' 4b 之設置角度則可產生機械角11.25。之相位差。因為本實 施形態為16極機，如果該設置角度偏差，則如下述’將相 當於之電氣角11·25 X (16/2) = 90。。如上所述’本發明 係使馬達A3、B4之轉子6a、6b及定子3b、4b的1^ ~ # 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 广 313079 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 丨線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 543264 B7 五、 發明說明（ 極在轉軸5 方向之相對距離互相不同。 其人’依據馬達A3及馬達B4所產生轉矩脈動，予以 日月 〇 m ^ ^周知，永久磁鐵馬達中，由於永久磁鐵所形成 的磁場分佈所含的空間高次諧波成份會引起轉矩脈動。在 本實％形怒中’以三相星型接線驅動馬達，因3次高次諧 波磁束引起的感應電壓會被抵消，所以產生5次、7次、 •之感應電壓南次譜波成份。該感應電壓 11次、1 3次、 〃電Μ之乘積即為轉矩，但如考慮三相繞線的機械配置， 則一般轉矩可以下式（1)表示。 Τ=Τ^. 〇 6 · cos ( 6 · ω · t -f c? ^ 6 ) +Τ^ 12 . c〇s(12 · ω · t + δ 〜π ) +.......⑴ ’、T- 〇為平均轉矩，ω為電源電流之角頻率，τ n 為η次轉矩脈動成份之振幅，[η為η次成份轉矩脈動 之初期相位。 如所周知，一般而言在該 線 $ ’較低次成份者 的、名對值較大。實用上會成為問題的是6次成份。 其次’在定子有工作誤差時’-般會產生；：次之轉 矩脈動。亦即，此時之轉矩T可如次式⑺所 成份之值特別大。 飞f -人 丁 = τ—“Τ—2·_(2·ω·ί + ω · 4)+ 〜）T—4·_(4· cos (8 · c〇 Τ— 6 · cos ( 6 · ω · t +占〜6 ) + 丁 t + 一 8 ) + ' • 丁-10 · cos (10 · ω ·Η—10) + Τ ” 本紙張尺糾財關家鮮（CNS)A4麟⑵G--J2 · cos (12 · 7 313079 543264

五、發明說明（8 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X 消 費 合 作 社 印 製 8 ω · t + (5 一 12 ) +…· （2) 其中，T— 0為平均轉矩，ω為電源電流之角頻率，τ η為η次轉矩脈動成份之振幅，6 — 11為^次成份轉矩脈動 之初期相位。 如上式（1)及（2)，由於永久磁鐵所形成的高次諧波的成 份，與由於定子的工作誤差之成份會合成而產生轉矩脈 動，此時，尤其是2次及6次成份較大。 工作誤差所引起之轉矩脈動的主要原因，可舉出有各 相繞線之不平衡（unbalance)、偏心、及定子内徑變形等。 這些主要原因中，尤其使用分割構造的鐵心（c0re)時，定 子内徑之變形，對轉矩脈動有很大影響。 經本發明者實驗’定子之變形大致有以溶接位置決定 之傾向’尤其在分割構造的鐵心時，其傾向特別顯著。例 如第6圖中，如將由9個磁極齒3f、4f所成之鐵心塊3g、 4g熔接而加工為圓形鐵心時，將如第7圖之模型所示，兩 處溶接部3y、4y會在上下箭頭方向產生變形，而變形成橢 圓形。因此，如使馬達A3及馬達B4的熔接部3y、4y之 位置相同，則可將上述說明的相位差設於馬達A3與馬達 B4之間，而可穩定且再現性良好地減少轉矩脈動。 其次，說明馬達A3及馬達B4以獨立可變之電源2a、 2b驅動且獨立控制時的轉矩脈動抑制方法。 將馬達A3及馬達B4之6次轉矩脈動及2次轉矩脈動 的相位反轉，即可抵消轉矩脈動。反轉之角度，以6次轉 矩脈動而言，因為是基本波成份（電源頻率）的1/6，所以電 本紙張尺度適用中國國家標準（cns)a^^2i〇 χ 297公釐）------— 313079 AW. ^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 543264 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 9 A7 B7 五、發明說明（9 ) 角度只要是180/6 = 30°的奇數倍（30。、90。、15〇。、...） 即可。又，對於2次轉矩脈動’因為是基本波成份（電源頻 率）的1/2,所以電角度只要是180/2 =90。的奇數倍（9〇。、 270。 、450° 、…·）即可。換言之，這些電角度之共同相 位差’只要是電角度90 之可數倍’即可使6次及2次雙 方的轉矩脈動互相抵消。 此時之驅動電流波形為以對馬達A3及馬達B4最適當 的通電相位進行通電。亦即，馬達A3及馬達B4的通電正 時（timing)係相差電角度90 ° 。 由以上說明可知，由定子3b、4b及轉子6a、6b組合 所成的馬達A3及馬達B4中，定子3b、4b與轉子6a、6b 之磁極的位置關係，係在轉拍5的周方向互相錯開，並使 馬達A3及馬達B4在轉軸5的軸向串聯配置，且分別以獨 立的可變電源2a、2b驅動馬達A3及馬達B4，如此，即 可降低轉矩力，並減低轉矩脈動。 尤其，對於因轉矩脈動對策而使轉矩力的降低加劇的 習知集中繞線馬達來說，在具備本實施形態之馬達A3及 馬達B4時’尤其，不會降低轉矩力，且會使抑制轉矩脈 動之效果更顯著。 又’馬達A3及馬達B4分別以三相交流可變電源驅動 之旋轉電機中，使馬達A3及馬達B4間的相植差設在電角 度90度之奇數倍時，可使因高次諧波磁束所產生之轉矩脈 動（電源頻率之6倍周期），與因定子之工作誤差（轉子對向 面之變形或偏心)所產生之轉矩脈動（電源頻率之2倍周期） 本紙張尺度適用(CNS)A4規格咖⑽ ）---- 313079 --------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 543264 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --------B7_____ 五、發明說明（10 ) 兩相抵消。 又’如上述本實施形態之說明中，係利用2個馬達部 之相位關係減低轉矩脈動，且不採用斜溝的構成情形予以 說明。但是’各馬達部採用斜溝(Skew)之構成亦可。採用 斜溝之構成可更確實地去除轉矩脈動。還有，亦可消除因 高次諧波磁束所生之轉矩脈動及因定子的工作誤差所生之 轉矩脈動以外之轉矩脈動。 第14圖為歪斜構造成之一例，其中表示將轉子側之永 久磁鐵（磁極）形成歪斜構造之一例。第14圖0)表示轉子與 定子之對向面係與轉軸之軸向平行配置之徑向間隙型的轉 子永久磁鐵之平面展開圖。第14圖（1))表示後述軸向間隙 型的轉子永久磁鐵之俯視圖。在第14圖（a)中，永久磁鐵 3e為對於轉軸之軸向箭頭呈歪斜設置。如此，藉由使永久 磁鐵3e對於轉軸之轴向呈歪斜設置，而使鏈交於定子磁道 之位相在軸向上偏離，結果，可抵消轉矩脈動。 歪斜角係對轴向歪斜之比例，如第14圖（a)所示，使 用a(軸向歪斜時之下端偏離量），b(s+N磁鐵之寬度）之定 義時’則電角度可表示成360x a/b(度）。適當調整歪斜角 即可獲得以下效果。 詳言之，如果使歪斜角與電角度1 80 °相當，則可使. 持有電源頻率的6倍周期的成份，與持有電源頻率的2倍 周期的成份相互抵消，故設置2個獨立馬達，並與相位偏 離之設計相配合，即可更確實減低轉矩脈動。 又，使歪斜角設為電角度180°以外之值時，如產生 ·--------tT----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

n I n I 線— φ. 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 10 313079 543264 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11 A7 五、發明說明（u ) 與上述電源頻率相關成份以外的成份時，亦可將該成份抵 消。例如’因轉子的工作誤差（磁場磁極之位置偏離），而 產生與每1旋轉之開溝數相同數目的轉矩脈動（本實施形 癌中’ 1旋轉為約1 8次轉矩脈動）時，但若使歪斜角為電 角度160° ’則可使上述18次轉矩脈動減低。 第14圖（b)所示軸向間隙型時，與不歪斜之設計相比， 只要使永久磁鐵之轉軸徑向角度偏離即可。此種偏離之角 度即為歪斜角。藉由調整該歪斜角，可得與第14圖（&)之 徑向間隙型同樣之效果。 又’如第14圖（c)所示，令永久磁鐵3e以2段構成， 並使各段橫方向偏離而呈歪斜構成時，亦可獲得與第 圖（a)之歪斜構成相同之效果。 又，第14圖係以在轉子側的磁極呈歪斜構造之例來說 明，但亦可令定子側的磁極呈歪斜構成，而且，亦可使轉 子側及定子側兩方磁極互相相反向之方式形成歪斜構造。 第2實施形錐 第8圖為本發明第2實施形態的部份剖面圖，其為使 用上述第1實施形態之旋轉電機的馬達一體型滑輪驅動裝 置之一例。其中，與第i實施形態相同之符號表示相·同部 伤或相當部份’並省略其說明。 如圖所示，捲揚機11在中央配置有滑輪部12，滑輪 部12左右配置有馬達A3及馬達B4。馬達A3及馬達 之轉子6a、6b之軛鐵部（鐵心部）3a ' 4a與滑輪部12之滑 輪13為構成一體，該一體構成之機構固定於轉轴％亦即， 氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 313079 ^--------^----------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

543264 五、發明說明（12 馬達A3及馬達B4經由滑輪13以一體型配置在轉軸5的 同軸上。 馬達A3及馬達B4的轉子6a、6b之内部空間配置有 I煞車14a ' 14b，該等煞車I4a、：ub則固定於外框7及托 架卜 驅動捲揚機11之驅動部2與第1實施形態同樣，設置 有2個可變電源2a、2b分別連接馬達A3及馬達β4。亦 即，馬達A3及馬達B4可分別以不同的可變電源“、汕 驅動。 本實施形態係使用如第i實施形態所示之旋轉電機而 構成滑輪驅動裝置，所以可減低轉矩脈動，並可以不降低 捲揚機11之轉矩力。 又，承吊負載之滑輪部12係配置在馬達A3與馬達B4 之間，且馬達A3與馬達B4係對負荷呈對稱配置，故對滑 輪部12所生之負載得以平衡，作用於滑輪部12及馬達μ 與馬達B4力量可分散，而滑輪部與馬達部之連接部份的 強度可以不必大於所需強度，故可小型化。 上述第1及第2實施形態，係如第2圖所示，將轉子 6b、6b的相同磁極安裝在轉軸5周方向之相同位置並使 定子3b、4b之磁極在轉軸5周方向上偏離電角度％。， 但只要是轉矩脈動可互相抵消之配置，則不以此為限。第 9圖（a)及（b)即為一例，其分別表示第1圖π_π線剖面及 ΙΙΙ-ΙΙΙ線剖面。帛9圖表示定子3b、4b的相同磁極安裝在 轉轴_5周方向之相同位置’轉子6b、6b的相同磁性之磁極 7紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G χ 297公爱y--------------- 313079

12 543264 __ Β7 五、發明說明（13 在轉軸5周方向上偏離電角度90。之構成。 又W上所述係轉子6b、6b的極數為Μ，定子之開 屢數為18為例之情形，但並不以此為限。 又’以上係以馬達A3盘民、去η /1 ^ 一 ”運Α：ί與馬達B4兩個馬達的情況來揭 仁亦可以使用三個以上馬達。此時，與兩個馬達的情 况相同，只要使馬達部的轉子與定子的相同磁極之轉轴周 方向的相對距離設定成各馬達部偏離即可。 雖二以、扁碼器作為旋轉位置檢出裝置例來說明， 但不以此為限，亦可使用例如分相器(resolver)。 又，來自編碼器之旋轉位置信號亦可共用原來的感測 器信號，且在雙方之控制器執行演算處理，或亦可構成例 如主從（maSter_slave)模式，只在一方（masur之一側）進行 信號處理，另一方卜“…側）則只由主側接收切換（switching) 時序資訊。 第3實施形能 Φ 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 第1 〇圖表示本發明第3實施形態的剖面圖，其中，與 第8圖相同之符號表示與其相同部份或相當部份。 本實施形態中，外框由其中心部份分割為外框7a、 7b。以此種構成，分別將馬達A3之定子3b實施熱套合 (Shrinkage Htting)於外框7a，而將馬達B4之定子4b施以 熱套合於外框7b後，即可組裝構成定子3b、4b。亦即， 以工作時需要高精確定位的熱套合工程中，可獨立施行定 子3b及定子4b之熱套合，故可提高生產性。 又，如第11圖所示，將外框四分割成外框7a、7b及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 13 f 313079 543264 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 14 五、發明說明（U ) 托架8a、8b亦可。此時，亦如第丨〇圖所示，獨立施行定 子3b、4b之熱套合。於是，由於分成外框7心几及托架“、 8b，使對轉子6的内徑側空間之進出更容易，而使例如安 裝編碼器等零件時之安裝作業性提高。 盖4實施形態 第12圖表示本發明第4實施形態的剖面圖，其中，與 第8圖相同之符號係表示與其相同部份或相當部份。 本實施开v態中，係將馬達A3，馬達B4集中配置於滑 輪部12之單側’且外框7及托架8為3分割構成。此種構 成有以下優點。 1 ·因為馬達A3與馬達B4之間的距離縮小，故該馬 達間之扭轉剛性變高，使該扭轉作用所導致的控制嚮應延 遲得以消除。故可以不論負載轉矩如何，均可抵消轉矩脈 動。 2·可以在單一方向安裝，提高生產性。 3.與第3實施形態同樣地，在將馬達A3之定子3b 熱套合於外框7a，將馬達B4之定子4b熱套合於外框7b 後，即可組裝構成定子3b、4b。亦即，以工作時要求高定 位精確度之熱套合工程，可分別獨立施行熱套合，故可提 南生產性。 4 ·因為可以獲得更寬廣的轉子6内徑侧空間，故可增 加在該空間配置機器的設計自由度。 如第2圖所示，將定子3b、4b之位置關係在轉軸的周 .方向錯開，並將轉子6設於轉軸周方向之相同位置時，可 本紙張尺度_中_家標準（CNS)A4規格（21Q x 297 ------ 313079 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 543264 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 15 五、發明說明（15 ) 以在轉子6之加工工程中對2個i、去… 1固馬達部同時施行永久磁鐵 3e、4e的周方向定位加工，提高生產性 第5實施形態 第13圖為表示本發明第5訾始# #丄 〒J貝施形態的剖面圖，其中， 與第8圖相同之符號表示相同部份或相當部份。 在本實施形態中，馬達A3另民、去^ ^ < ^及馬達B4係將定子3b、 4b與轉子6之對向面不設成圓钤工 J囬个又战III同面，而設在具有與轉軸5 垂直之面的側面（平面部），而成所袖认 取所明的軸向道量（Axial flux) 型之馬達。此種構造中，有必要#用以把 > 从m a n 文1定用以抵抗作用於對向面 的電磁力以保持空隙長度的支持構造更為強固，但與圓筒 面相比，機械的表面精確度提高，而可使因該表面精確度 導致之轉矩脈動減低。 【本發明之效果】 依據本發明之第一樣態旋轉電機，由於具備：轉軸； 由沿該轉軸串聯固定之複數轉子，分別與該複數轉子對向 的定子所組合而成之複數馬達部；及分別獨立驅動該複數 馬達部之電源，其中，使上述馬達部的轉子與定子之同一 磁極在上述轉軸周方向之相對距離在各馬達部係彼此不 同’所以不會使轉矩降低，而減低轉矩脈動，故可提供高 性能旋轉電機。 本發明第2態樣之旋轉電機’係以三相交流電源分別 驅動2組馬達部，在以相位差表示該馬達部之相對距離 時’上述馬達部之間的電角度為90度之奇數倍，所以有因 _高次諧波磁束所導致之轉矩脈動（電源頻率之6倍周期） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 313079 ^--------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 543264 A7 B7 16 五、發明說明（ 及因定子之工作誤差（與轉子對向 ^ 〜雙形，或偏心等）所 導致之轉矩脈動（電源頻率之2倍周 门W )兩者皆抵消之效 果。 本發明第3態樣之旋轉電機中，定子係在定子構成用 鐵心所形成之磁極齒上，分別施行集令繞線的磁極华中繞 線型，所以，相對於以往因轉矩脈動對策而使轉矩特性之 降低加劇的集中繞線馬達來說，本發明不會降低轉矩特 性，且可抑制轉矩脈動’又有提高生產性之效果。 本發明第4態樣之旋轉電機中，構成定子之定子鐵心 的磁極齒，係呈個個分割狀，而且捲繞磁極齒的線圈之繞 線部係以相鄰磁極齒之間可以加寬的方式連接，故有提高 繞線時的生產性之效果。 本發明第5態樣之旋轉電機中，定子與轉子之對向面 係對轉轴之軸向呈平行配置之徑向間隙型，故可將作用於 疋子與轉子間之電磁力在周方向上相抵消，並使作用在轴 承之力量抑制成較小，有延長軸承壽命之效果。 本發明第6態樣之旋轉電機中，定子與轉子之對向面 係對轴向呈垂直配置之軸向間隙型，故可提高對向面之表 面精確度’可抑制工作誤差所導致之脈動。 本發明第7態樣之旋轉電機中，設於定子之磁極，或 設於轉子之磁極的任一者或兩方皆對轉轴之轴向呈歪斜配 置’所以可極確實減低轉矩脈動，且在產生與電源頻率之 各成份有關的轉矩脈動，或電源頻率成份以外之成份時， 亦可使該成份抵消。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4g⑵〇χ 297公餐1---- ---- 313079 ^-----------------^ I i^wi (請先間讀背面之注意事頊再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 16 543264 A7 B7 17 五、發明說明（ 本發明第8癌樣之旋轉電機中，設於定子之磁極或設 於轉子之磁極的任一者或兩方皆對轉轴之徑向呈歪斜配 置所以可極確實減低轉矩脈動，且在產生與電源頻率之 各成份有關的轉矩脈動，或電源頻率成份以外之成份時， 亦可使該成份抵消》 本發明第1態樣之滑輪驅動裝置，係具備：轉軸；由 沿該轉軸率聯固定之複數個轉子及與該複數個轉子分別對 向的定子所組成之複數個馬達部；在上述轉軸之軸向上， 與上述轉子串聯配置，並固定於上述轉軸之滑輪部；及分 別獨立驅動該複數個馬達部之電源，其中，上述馬達部的 轉子與定子之同一磁極在上述轉轴周方向之相對距離，係 各馬達部彼此不同所以不會使轉矩降低，並可減低轉矩脈 動’而可提供南性能之滑輪驅動袭置。 本發明第2態樣之滑輪驅動裝置中，構成轉子之鐵心 部與滑輪部為一體成形，所以各連接部份的剛性可以較 高，可使轉矩脈動之相位正確地與逆相位相合，故可穩定 減低轉矩脈動。 本發明第3悲樣之滑輪驅動裝置中，複數個馬達部係 以轉軸之轴向，配置在滑輪部之單邊側，所以可以在組裝 工程中’由單側依序施行，提高生產性。又，因馬達間距 離較近，所以，可使其間的機械剛性提高，轉矩脈動的相 位對合更谷易，且大徑馬達的定子内徑側之空間亦可有效 活用。 本發明第4態樣滑輪驅動襄置中，複數個馬達部係g ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵〇x29l公爱y ^ 313079 ^ ^--------- (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 17 543264 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（18 置在轉軸軸向的 量平衡，且使作用，之兩㈣，故可使作用於滑輪部之力 部與馬達部之連IS輪部與馬達部之力量分散，故滑輪 而可小型化。份，可以不需提高到所需強度以上，【圖式簡單說明】 第1圖為表干士& '、本發明第1實施形態的部份剖面圖。 ⑻之剖面表示第1圖㈣線剖面⑷及111仙線剖面 放大ί Ϊ圖為說明本發明第1實施形態之繞線形態之部份 第4圖為說明本發明第1實施形態之繞線的接線狀態 之圖。 第5圖（a)、（b)為表示第丨實施形態之定子鐵芯的磁極 齒之連接狀態之俯視圖。 第6圖為說明本發明第1實施形態之馬達鐵芯之熔接 形態之圖。 第7圖為說明本發明第1實施形態之馬達鐵芯熔接 時，定子内徑變形之形態圖。 第8圖為表示本發明第2實施形態之部份剖面圖。 第9圖（a)、（b)為將第1實施形態及第2實施形態之定 子及轉子之其他位置關係例之俯視圖。 第1 〇圖為表示本發明第3實施形態的剖面圖。 第11圖為表示本發明第3實施形態另一構成的剖面 圖0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂i 線 ⑽狀反㈣r酬豕標準（CNS)A4規格⑵〇 χ 297公 18 313079 543264 A7

第12圖為表不本發明第4實施形態之剖面圖。 第13圖為表示本發明第$實施形態之剖面圖。 第14圖（a)至（c)為表示本發明定子之歪斜構成之俯視 【符號說明】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 旋轉機體部 2 驅動部 2a、2b 可變電源 3 馬達A 3a λ 4a 捲輛部 3b、4b 定子 3c、4c 電樞繞線 3d、4d 定子鐵芯 3e、4e 永久磁鐵 3f > 4f 磁極齒組 3g ' 4g 鐵芯塊 3h ^ 4h 薄層部 3j、4j 連接部（joint) 3k、4k 繞線部 3y、4y 溶接部 4 馬達B 5 轉轴 6 ^ 6a λ 6b轉子 Ί、Ί芑、 7b外框 8 λ 8 3. λ 8b 托架（bracket) 9 軸承 10 編碼 11 捲揚機 12 滑輪部 13 滑輪 14 ^ 14a 、14b煞車 丨裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . ;線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 19 313079

Claims (1)

1. :、申請專利範圍 ::轉電機，具備：轉轴；由沿該轉轴串聯固 543264 =邱與該複數轉子分別對向的定子所組合而成之複 馬達。卩，及分別獨立驅動 把勒^複數馬達部之電源，复 上述馬達部的轉+盘卞1 /、 之同一磁極在上述轉軸周 方向之相對距離，在各馬達部彼此μ者。 轴月 2·如申請專利範圍第ϋ項之旋轉 你\ 爽褥冤機，其中，2組馬達部 =別以三相交流電源驅動，將該馬達部之相對距離之 以相位差表示時，上述馬達部之間的為 90度之奇數倍者。 角度 3·如申請專利範圍第i項之旋轉電機，其中，定子係在定 子構成用鐵芯所形成之磁極齒上，分別施行集中繞線之 磁極集中繞線型者。 4·如申請專利範圍第1項之旋轉電機，其中，定子構成用 鐵芯所形成之磁極齒上，係個個分割狀，且用以捲繞磁 極齒線圈的繞線部，係以相鄰磁極齒之間可加寬之方式 連接著。 5·如申請專利範圍第丨項之旋轉電機，其中，定子與轉子 之對向面係對轉轴之轴向呈平行配置之徑向間隙型 者。 ’、 如申明專利祀圍第1項之旋轉電機，其中，定子愈轉子 之對向面係對轉軸之軸向呈垂直配置之轴向間隙型 者。 7·如申請專利範圍第5項之旋轉電機，其中，設於定子之 磁極，或設於轉子之磁極的任一者或兩者，係對轉轴之 ---I----------------t·! (請先閲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 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 20 313079

   -------------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訇· •線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 543264 六、申請專利範圍 軸向呈歪斜配置者。 S.如申請專利範圍第6項之旋轉電機，其中，設於— 磁極或設於轉子之磁極的任一去 X ;定子之 向呈歪斜配置者。 I或兩者，係_轴之徑 9. -種滑輪驅動裝置，具備：轉轴；由沿該轉軸串 之複^轉子，與該複數轉子分別對向的定子所組合而成 之複數馬達部，在上述轉軸之軸 袖向上，與上述轉軸串聯 配置，並固定於上述轉軸之滑輪 /月輸部，及分別獨立驅動該 複數馬達部之電源’其中，使上述馬達部的轉子與定子 之同一磁極在上述旋轉周方向之相對距離係各馬達部 彼此不同者。 1〇•如申請專利範圍第9項之滑輪驅動裝置，其中，構成轉 子之鐵心部與滑輪部為一體形成者。 Π.如申請專利範圍第9項之滑輪驅動裝置，其中，複數馬 達部為配置在轉軸之軸向的滑輪部之單側者。 12·〜如申請專利範圍第9項之滑輪驅動裝置，其中，複數馬 達部為配置在轉軸之軸向的滑輪部之兩側者。

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