TWI596866B - 外轉子馬達 - Google Patents

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Description

外轉子馬達
本發明係關於一種馬達，特別是一種外轉子馬達。
永磁電機因具有結構簡單、運行可靠、體積小、損耗小與效率高的優點，且電機的形 狀和尺寸可以容易變化等優點，因而應用範圍極廣，幾乎遍及航太、國防、工農業、製造與住商民生的各領域。使用永磁無刷外轉子馬達的吊扇，其運轉狀態一般為低轉速(約50~300rpm)與高扭力。因低轉速高扭力的馬達，需要較大的電流，故銅損佔的比例會遠比鐵損高。因此，如何提升磁通量來降低電流，以進一步提升馬達效率則至為重要。
提升磁通量的方式一般可透過縮小永久磁鐵的間隙，以增加永久磁鐵的覆蓋面積來提升磁通的利用率。然而目前面臨的問題在於永久磁鐵一般是透過瓦片貼合的方式固定於外轉子的外殼，若要縮小永久磁鐵的間隙來提升磁通的利用率，則在黏貼永久磁鐵的過程，相鄰的永久磁鐵易相干涉而不易黏貼。若要黏貼方便，則永久磁鐵的間隙不宜過小，即代表磁通的利用率就會下降。因此，如何兼顧永磁無刷外轉子馬達之永久磁鐵的組裝效率與磁通利用率，則為研發人員應解決的問題之一。
本發明在於提供一種外轉子馬達，藉以解決先前技術中難以兼顧永磁無刷外轉子馬達之永久磁鐵的組裝效率與磁通利用率的問題。
本發明之一實施例所揭露之外轉子馬達包含一內定子及一外轉子。外轉子包含一環形殼體及多個磁石。環形殼體具有一環形壁面。環形壁面面向內定子，並環繞內定子。這些磁石疊置於環形殼體之環形壁面，並共同環繞內定子。其中，至少一磁石的一端具有一圓角。圓角的半徑R與磁石的厚度T的比值滿足：0.85≦R/T≦1。
根據上述實施例之外轉子馬達，圓角的半徑與磁石的厚度的比值滿足：0.85≦R/T≦1，除了可兼顧這些磁石的總磁通利用率與組裝便利性，亦可提升馬達效率。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
請參閱圖1至圖3。圖1為根據本發明第一實施例所述之外轉子馬達的分解示意圖。圖2為圖1之外轉子馬達的部分分解示意圖。圖3為圖1之剖面示意圖。
本實施例之外轉子馬達10包含一內定子100及一外轉子200。
內定子100包含一軛鐵110及多個線圈120。這些線圈120分別纏繞於軛鐵110之多個齒部。
外轉子200包含一環形殼體210及多個磁石220。環形殼體210具有一環形壁面211。環形壁面211面向內定子100，並環繞內定子100。這些磁石220疊置於環形殼體210之環形壁面211，並共同環繞內定子100。
在本實施例中，外轉子200更包含一蓋體230及多個結合件240。蓋體230透過這些結合件240組裝於環形殼體210。結合件240例如為螺栓、螺帽、圓柱、鉚釘。但並不以此為限，在其他實施例中外轉子200也可以不具有多個結合件240，即蓋體230直接透過熱壓成型的方式結合於環形殼體。
在本實施例中，每一磁石220的一端具有一圓角221。圓角221的半徑R與磁石220的厚度T的比值滿足：0.85≦R/T≦1，以兼顧這些磁石220的總磁通利用率與組裝便利性。舉例來說，圓角221的半徑R越大，則磁通利用率越低。圓角221的半徑R越小，則磁石220在貼覆於環形壁面211時越易受相鄰磁石220的阻擋，使得磁石220的組裝便利性會降低。
請參閱圖4。圖4為圖2之磁石與環形殼體的組裝示意圖。本實施例之磁石220的貼覆步驟為先定位第一塊磁石220。接著，後續之磁石220可抵靠前一塊磁石220以達到定位的效果。如此一來，將可省去後續磁石220定位的程序。最後，如圖4所示，施一外力F將最後一塊磁石220朝環形壁面211推。在推抵過程中，最後一塊磁石220會沿著圓角221的導引而被推向環形壁面211。藉此，透過圓角221能夠降低相鄰磁石220的阻擋程度。
值得注意的是，在本實施例中，每一磁石220的相對兩端皆具有圓角221。但並不以此為限，在其他實施例中，也可以僅一個磁石220的其中一端具有圓角221或僅一個磁石220的相對兩端皆具有圓角221。
此外，在本實施例中，每一圓角221的半徑皆相同，但並不以此為限，在其他實施例中，這些圓角的半徑也可以相異。
在本實施例中，每一片磁石220具有兩個極對，8片磁石220共具有16極對。相較於採用單極對磁石的外轉子馬達來說，採用具雙極對磁石220的外轉子馬達10，磁石220的數量可以減半，以進一步縮短磁石220貼附於環形壁面211的時間。
此外，採用雙極對磁石220除了有上述可縮短組裝時間的好處外，更可進一步減小震動與噪音。請參閱圖5。圖5為馬達轉速與加速度均值的曲線示意圖。在相同馬達轉速下，採用8片16極磁石的外轉子馬達10的加速度均值皆較採用16片16極磁石的馬達低。也就是說，採用8片16極磁石的外轉子馬達10的震動與噪音都會相對比較小。
在本實施例中，每一磁石220具有一展開角θ，展開角θ為磁石220之相對兩端和內定子100之中心所構成的圓心角。並且磁石展開角比值(θ/(360/a))滿足：θ/(360/a)=1，a為磁石220的數量。磁石展開角比值θ/(360/a)=1代表相鄰的二磁石220彼此相抵，無間隙。舉例來說，本實施例之磁石的數量為八個，滿足的展開角θ為45度。但並不以此為限，在其他實施例中，磁石展開角比值(θ/(360/a))也可以滿足：0.8≦θ/(360/a)＜1。
請參閱圖6至圖8。圖6為磁石展開角比值與線圈耗功的曲線示意圖。圖7為磁石展開角比值與磁石耗功的曲線示意圖。圖8為磁石展開角比值與馬達效率的曲線示意圖。
當磁石展開角比值(θ/(360/a))滿足：0.8≦θ/(360/a)＜1時，線圈120耗功(W)大約從16降低7左右(如圖6所示)，磁石220耗功(W)大約從0.12升至0.25左右(如圖7所示)。雖然，磁石220耗功會上升，但上升的量遠小於線圈120耗功下降的量，使得整體來看，外轉子馬達10的馬達效率大約會從52%大幅上升至80%左右。換言之，雖然犧牲了些許磁石220的功耗，但卻可大幅壓低線圈120的功耗，因此可大幅提升外轉子馬達的馬達效率。
根據上述實施例之外轉子馬達，圓角的半徑與磁石的厚度的比值滿足：0.85≦R/T≦1，除了可兼顧這些磁石的總磁通利用率與組裝便利性，亦可提升馬達效率。
再者，採單片雙極對之磁石除了可縮短組裝時間外，亦可降低震動與噪音。
此外，磁石展開角比值(θ/(360/a))滿足：0.8≦θ/(360/a) ≦1，雖然會犧牲了些許磁石的功耗，但卻可大幅壓低線圈的功耗，因此可大幅提升外轉子馬達的馬達效率。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧外轉子馬達
100‧‧‧內定子
110‧‧‧軛鐵
120‧‧‧線圈
200‧‧‧外轉子
210‧‧‧環形殼體
211‧‧‧環形壁面
220‧‧‧磁石
221‧‧‧圓角
230‧‧‧蓋體
240‧‧‧結合件
θ‧‧‧展開角
R‧‧‧半徑
T‧‧‧厚度
圖1為根據本發明第一實施例所述之外轉子馬達的分解示意圖。 圖2為圖1之外轉子馬達的部分分解示意圖。 圖3為圖1之剖面示意圖。 圖4為圖2之磁石與環形殼體的組裝示意圖。 圖5為馬達轉速與加速度均值的曲線示意圖。 圖6為磁石展開角比值與線圈耗功的曲線示意圖。 圖7為磁石展開角比值與磁石耗功的曲線示意圖。 圖8為磁石展開角比值與馬達效率的曲線示意圖。
210‧‧‧環形殼體
211‧‧‧環形壁面
220‧‧‧磁石
221‧‧‧圓角
θ‧‧‧展開角
R‧‧‧半徑
T‧‧‧厚度

Claims (9)

  1. 一種外轉子馬達，其包含有： 一內定子；以及一外轉子，包含一環形殼體及多個磁石，該環形殼體具有一環形壁面，該環形壁面面向該內定子，並環繞該內定子，該些磁石疊置於該環形殼體之該環形壁面，並共同環繞該內定子；其中，至少一該磁石的一端具有一圓角，該圓角的半徑R與該磁石的厚度T的比值滿足：0.85≦R/T≦1。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之外轉子馬達，其中至少一該磁石的相對兩端各具有一圓角，該二圓角的半徑R與該磁石的厚度T的比值滿足：0.85≦R/T≦1。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之外轉子馬達，其中每一該磁石的相對兩端各具有一圓角，該二圓角的半徑R與該磁石的厚度T的比值滿足：0.85≦R/T≦1。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之外轉子馬達，其中0.8≦θ/(360/a)≦1，θ為每一該磁石的展開角，a為該些磁石的數量。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之外轉子馬達，其中θ/(360/a)=1。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之外轉子馬達，其中該外轉子更包含一蓋體及多個結合件，該蓋體透過該些結合件組裝於該環形殼體。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之外轉子馬達，其中該外轉子更包含一蓋體，該蓋體以熱壓成型的方式結合於該環形殼體。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之外轉子馬達，其中每一片該磁石具有雙極對。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之外轉子馬達，其中該些磁石的數量為8片，該些磁石的總極對為16極對。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI723493B (zh) 2019-08-14 2021-04-01 財團法人工業技術研究院 組合式馬達定子
JP2022053268A (ja) * 2020-09-24 2022-04-05 株式会社やまびこ ヘッジトリマー

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008109838A (ja) * 2006-09-25 2008-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 永久磁石モータおよびその製造方法
JP2012039807A (ja) * 2010-08-10 2012-02-23 Yaskawa Electric Corp 回転電機、風力発電システムおよび回転電機の製造方法
CN203119645U (zh) * 2013-01-31 2013-08-07 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 永磁体、包括这种永磁体的电机转子以及相应的电机
CN205283355U (zh) * 2015-05-08 2016-06-01 德昌电机(深圳)有限公司 单相外转子电机及其转子
TW201622305A (zh) * 2014-12-05 2016-06-16 財團法人工業技術研究院 外轉子永磁無刷馬達

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI337439B (en) 2006-12-21 2011-02-11 Delta Electronics Inc Permanent magnet rotary structure of electrical machinery and method for determining the structure thereof
TWI343689B (en) 2006-12-28 2011-06-11 Delta Electronics Inc Permanent magnet rotary structure of electric machinery
US20090072648A1 (en) 2007-09-18 2009-03-19 Li Mei-Han Outward turning motor rotor for a ceiling fan
TW200926559A (en) 2007-12-04 2009-06-16 Ind Tech Res Inst A rotating electric machine with a permanent magnet type pole core structure to monimizing cogging torque
TWI408868B (zh) 2008-12-19 2013-09-11 Ind Tech Res Inst 旋轉電機頓轉轉矩最小化之互補式永久磁石結構
US8384262B2 (en) 2010-06-17 2013-02-26 Fairchild Semiconductor Incorporated Motor rotor and a motor having the same
US20120043843A1 (en) * 2010-08-19 2012-02-23 System General Corporation Motor rotor and motor having the motor rotor
TWI441417B (zh) 2011-11-15 2014-06-11 Ind Tech Res Inst 風扇直流馬達之圓弧形磁石轉子結構
TWI477034B (zh) 2011-12-01 2015-03-11 Adlee Powertronic Co Ltd Built-in permanent magnet motor
JP6220662B2 (ja) * 2013-01-11 2017-10-25 アスモ株式会社 ブラシレスモータ
TWM461248U (zh) 2013-02-20 2013-09-01 Teco Elec & Machinery Co Ltd 永磁馬達及應用其之吊扇

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008109838A (ja) * 2006-09-25 2008-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 永久磁石モータおよびその製造方法
JP2012039807A (ja) * 2010-08-10 2012-02-23 Yaskawa Electric Corp 回転電機、風力発電システムおよび回転電機の製造方法
CN203119645U (zh) * 2013-01-31 2013-08-07 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 永磁体、包括这种永磁体的电机转子以及相应的电机
TW201622305A (zh) * 2014-12-05 2016-06-16 財團法人工業技術研究院 外轉子永磁無刷馬達
CN205283355U (zh) * 2015-05-08 2016-06-01 德昌电机(深圳)有限公司 单相外转子电机及其转子

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Publication number Publication date
TW201822443A (zh) 2018-06-16
CN108155769A (zh) 2018-06-12
US20180159393A1 (en) 2018-06-07
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CN108155769B (zh) 2020-06-30

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