TWI819686B - 馬達轉子的設計系統 - Google Patents

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陳正虎
姚昱成
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Abstract

一種馬達轉子的設計系統，包括：一基本參數輸入模組，用以接收該馬達轉子的一電機極數、該馬達轉子的轉子外半徑、該馬達轉子的轉子內半徑以及該馬達轉子中一磁阻部所包括的磁障的數量；一關鍵參數輸入模組，用以接收該磁阻部中的一磁障比 ，並依據該磁障的該數量接收該磁阻部中每一個該磁障的磁障角度、每一個該磁障的磁障面積比以及一最近磁障的中心距；以及一計算及繪圖模組，藉由該電機極數、該轉子外半徑、該轉子內半徑、該磁障的該數量、該磁障比

Description

馬達轉子的設計系統
本發明係為一種馬達轉子的設計系統，特別係指一種磁阻馬達的設計系統。
磁阻馬達是一種同步電動機，係利用轉子磁阻不均勻而產生的磁阻轉矩來運作，轉子是由金屬磁性材料組成，轉子沒有永久磁鐵，也沒有繞組，其結構相對其他電機之結構較為簡易。
在磁阻馬達的結構中，磁障影響了整個轉子性能，因此是為最重要之結構。然而，磁障結構通常為複雜的幾何形狀，且由多種如長度、角度、寬度等的設計參數所定義，其中各種參數又包括多種不同細部設計參數，每項參數皆互相耦合，且對於馬達輸出特性皆有顯著的影響。因此，磁阻馬達轉子設計的優劣會直接反應在馬達整體效能。
而在現有的馬達轉子設計系統中，多數設計者在設計磁阻電機時需要輸入高達近百項的設計參數且不斷地反覆設計與驗證，並藉由非常冗長的設計及驗證時間才能得到所設計的馬達轉子結構。換言之，對於設計者而言，設計及繪製一個磁阻電機轉子的步驟是相當繁瑣且沒有一個明確的方向可以依循的，造成設計時間需較長且設計效率較低，浪費較多開發成本。
[發明所欲解決的課題] 由上述的先前技術可知，目前馬達轉子的設計流程非常冗長，且需要輸入的設計參數種類過多，造成設計時間成本過高且效率低下。因此，需要提供一種全新的馬達轉子設計系統，在設計流程中僅需要給予最精簡的關鍵參數，便能藉由該些關鍵參數得到完整的馬達轉子幾何形狀，使設計時間成本大幅減少並增加作業效率。
[解決課題的技術手段] 一種馬達轉子的設計系統，包括：一基本參數輸入模組，用以接收該馬達轉子的一電機極數、該馬達轉子的轉子外半徑、該馬達轉子的轉子內半徑以及該馬達轉子中一磁阻部所包括的磁障的數量；一關鍵參數輸入模組，用以接收該磁阻部中的一磁障比 ，並依據該磁障的該數量接收該磁阻部中每一個該磁障的磁障角度、每一個該磁障的磁障面積比以及一最近磁障的中心距；以及一計算及繪圖模組，藉由該電機極數、該轉子外半徑、該轉子內半徑、該磁障的該數量、該磁障比 、該磁障角度、該磁障面積比及該中心距自動繪出該馬達轉子的幾何形狀，其中，該電機極數對應該磁阻部的磁阻部數量。
較佳地，在該磁阻部中包括一轉子金屬面積總和 以及一磁障面積總和 ，該磁障比 的公式為 。
較佳地，該磁阻部包括一中心軸線，該中心軸線連接至該馬達轉子的一圓心，每一個該磁障的末端包括一末端軸線，該末端軸線連接至該圓心，該磁障角度為該末端軸線與該中心軸線之間的夾角。
較佳地，在該磁阻部中包括一磁障面積總和 ，該磁障面積比為每一個該磁障的面積與該磁障面積總和 之間的比值。
較佳地，該磁阻部包括一中心軸線，該中心軸線連接至該馬達轉子的一圓心，且該磁阻部中包括最靠近該圓心的該最近磁障，該中心軸線經過該最近磁障的一最近磁障中心，該中心距為該最近磁障中心與該圓心之間的距離。
較佳地，該計算及繪圖模組進一步計算與該最近磁障的末端相切的一外接圓的一外接圓半徑，並藉由該中心距與該外接圓半徑計算出除該最近磁障以外的每一個該磁障的磁障中心距。
再者，本發明的設計系統進一步包括一附加參數輸入模組，該附加參數輸入模組用以接收一切向肋寬度，該計算及繪圖模組藉由該切向肋寬度使每一個該磁障包括該切向肋寬度。
此外，本發明的設計系統進一步包括一附加參數輸入模組，該附加參數輸入模組用以接收一徑向肋寬度，該計算及繪圖模組藉由該徑向肋寬度分別使每一個該磁障包括該徑向肋寬度，其中，該附加參數輸入模組進一步包括一附加設定單元，該附加設定單元設定每一個該磁障的該徑向肋寬度為相等、不相等或為零。
較佳地，該磁障的該數量為至少一個。
較佳地，該馬達轉子的類型為C型轉子、U型轉子、混合式轉子或其他形式轉子的其中之一。
[發明功效] 由上述內容可知，本發明提供一種全新的馬達轉子設計系統。本發明將馬達轉子的眾多設計參數簡化至只需輸入基本參數及四個關鍵設計參數即可完成轉子之繪製。轉子基本參數包含電機極數、轉子外徑、內徑等。四個關鍵參數分別為磁障比、磁障角度、磁障面積比與中心距，透過更動這四個關鍵參數，本發明的設計系統會自動計算轉子所需之幾何形狀參數，並自動繪製出轉子圖形。本發明不僅協助電機設計者快速繪製轉子圖，且使電機設計者在面臨眾多設計參數時，可更直觀且有所依循，如此可省下許多設計時間並提高作業效率。
以下配合圖式及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。
圖1為一方塊圖，用以說明本發明一實施例的馬達轉子的設計系統；圖2為一流程圖，用以說明本發明一實施例的馬達轉子的設計系統的實現流程；圖3為一示意圖，用以說明U型馬達轉子的結構；圖4為一示意圖，用以說明本發明一實施例的U型馬達轉子的前視結構。請參照圖1至圖4，本發明所要設計的馬達轉子1結構說明如下，馬達轉子1包括一由多個金屬鋼片堆疊而成的金屬芯10以及複數個磁阻部20。其中，金屬芯10的金屬元件101的材質可為矽鋼片、鋼板等軟磁性材料板。金屬芯10包括複數個金屬元件101及一中心孔103，中心孔103貫穿金屬芯10，而一旋轉軸30可設置於中心孔103中。磁阻部20環繞中心孔103設置，每一個磁阻部20包括至少一個磁障201，磁障201貫穿金屬芯10，因此磁障201指的是金屬芯10被挖空的部分。
在本發明一實施例中，馬達轉子1的設計系統包括一基本參數輸入模組1001、一關鍵參數輸入模組1003以及一計算及繪圖模組1005。應了解的是，基本參數輸入模組1001與關鍵參數輸入模組1003皆會提供輸入介面(未於圖中示出)來接收設計者所輸入各種參數，意即，本發明的設計系統可藉由電子計算機、平板電腦、智慧型手機等電腦裝置來實施。基本參數輸入模組1001可執行步驟S10至步驟S20，步驟S10：設定馬達轉子1的一電機極數、馬達轉子1的轉子外半徑及馬達轉子1的轉子內半徑；步驟S20：設定馬達轉子1中一磁阻部20所包括的磁障201的數量。
關鍵參數輸入模組1003可執行步驟S30至步驟S40，步驟S30：設定一磁阻部20中的一磁障比 ；步驟S40：依據磁障201的數量，設定磁阻部20中每一個磁障201的磁障角度、每一個磁障201的磁障面積比以及一最近磁障的中心距。
計算及繪圖模組1005可執行步驟S50，步驟S50：藉由電機極數、轉子外半徑、轉子內半徑、磁障201的數量、磁障比 、磁障角度、磁障面積比及中心距自動繪製出馬達轉子1的幾何形狀，其中，電機極數對應磁阻部20的數量，舉例而言，圖3中示出的電機極數為四，因此就會包括四個磁阻部20。此外，因為馬達轉子1為對稱的圓柱形，因此只要設定好上述參數，即可自動產生並繪製出對應的整個馬達轉子1。
圖5為一示意圖，用以說明本發明一實施例的一磁阻部的結構。請參照圖1至圖5，在步驟S10中，是設定馬達轉子1的基本參數，包括電機極數、馬達轉子1的轉子外半徑R1及馬達轉子1的轉子內半徑R2。
在步驟S20中，是設定馬達轉子1中一磁阻部20所包括的磁障201的數量，舉例而言，圖4及圖5中係示出一個磁阻部20包括四個磁障，即磁障2021、磁障2023、磁障2025及磁障2027。應了解的是，磁障的數量為至少一個，因此可為二個、三個、四個或四個以上的數量。
在步驟S30中，是設定一磁阻部20中的一磁障比 。如圖5所示，在一磁阻部20中會包括一轉子金屬面積總和 以及一磁障面積總和 ，該磁障比 的公式為 。詳細而言，在一磁阻部20中，金屬元件1011、金屬元件1013、金屬元件1015、金屬元件1017及金屬元件1019的面積加總即為一磁阻部20的轉子金屬面積總和 ，磁障2021、磁障2023、磁障2025、磁障2027的面積加總即為一磁阻部20的磁障面積總和 。磁障面積總和 與轉子金屬面積總和 的總和為一轉子有效面積總和，磁障面積總和 與轉子有效面積總和的比值即為一磁障比 。
圖6為一示意圖，用以說明本發明一實施例的一磁阻部的部分結構。請參照圖1至圖6，在步驟S40中會依據磁障201的數量來設定磁阻部20中每一個磁障201的磁障角度。詳細而言，磁阻部20會包括一中心軸線L1，中心軸線L1連接至馬達轉子1的一圓心C，每一個磁障的末端包括一末端軸線，例如磁障2021的末端E1包括一末端軸線EL1，磁障2023的末端E2包括一末端軸線EL2，磁障2025的末端E3包括一末端軸線EL3，磁障2027的末端E4包括一末端軸線EL4，末端軸線EL1、末端軸線EL2、末端軸線EL3及末端軸線EL4皆連接至圓心C。
該磁障角度為該末端軸線與該中心軸線之間的夾角，意即，末端軸線EL1與中心軸線L1之間的夾角為角度θ1，末端軸線EL2與中心軸線L1之間的夾角為角度θ2，末端軸線EL3與中心軸線L1之間的夾角為角度θ3，末端軸線EL4與中心軸線L1之間的夾角為角度θ4，磁障2021的磁障角度即為θ1，磁障元2023的磁障角度即為θ2，磁障2025的磁障角度即為θ3，磁障2027的磁障角度即為θ4。此外，因為每一個磁障會對稱於中心軸線L1，因此只要設定完成後即可自動繪製出另一半的磁障。
另一方面，在步驟S40中會依據磁障201的數量來設定磁阻部20中每一個磁障201的磁障面積比，意即，在磁阻部20中會包括一磁障面積總和 ，該磁障面積比為每一個該磁障的面積與該磁障面積總和 之間的比值。舉例而言，在一磁阻部20中，磁障2021、磁障2023、磁障2025、磁障2027的面積加總即為一磁阻部20的磁障面積總和 ，而磁障2021的磁障面積比即為磁障2021的面積與磁障面積總和 之間的比值，磁障2023的磁障面積比即為磁障2023的面積與磁障面積總和 之間的比值，後續磁障的磁障面積比可依此類推。
另一方面，再次參照圖6，當設定好上述參數及磁障比 後，本發明的設計系統即可藉由上述數據計算出轉子的有效總面積、磁障的總面積、每一個磁障的面積及一磁阻部20中的角度α及角度β。此外，角度α及角度β之和為90度。應了解的是，角度β會因應馬達極數的數量不同而作調整，其計算式為 ，其中，P為電機極數。
圖7為一示意圖，用以說明本發明一實施例的一U型馬達轉子的中心距的結構。請參照圖2、圖3及圖7，在步驟S40中會設定一最近磁障的中心距。詳細而言，磁阻部10包括一中心軸線L1，中心軸線L1連接至馬達轉子的一圓心C，且磁阻部20中包括最靠近圓心C的一最近磁障，在圖6中該最近磁障即是磁障2021，中心軸線L1經過磁障2021的一最近磁障中心C21，中心距C1即為最近磁障中心C21與圓心C之間的距離。
再者，當藉由基本參數輸入模組1001及關鍵參數輸入模組1003設定好上述參數後，本發明設計系統中的計算及繪圖模組1005即可藉由磁障的磁障角度、最近磁障的中心距及其他係數，例如與磁障2021的末端E1相切的一外接圓的一外接圓半徑R3來計算出每一個磁障的長度 及長度 ，例如圖6中示出的長度 、長度 、長度 、長度 、長度 、長度 、長度 及長度 。此外，當得知每一個磁障的面積及長度後，本發明設計系統中的計算及繪圖模組1005即可計算出每一個磁障的寬度。類似地，因為每一個磁障會對稱於中心軸線L1，因此只要設定完成後即可自動繪製出另一半的磁障。
由以上說明可知，在本發明的設計系統中只要輸入幾個基本參數及關鍵參數，本發明的設計系統即可自動繪製出一個完整的馬達轉子。其中，若以表格來表示輸入介面，基本參數輸入模組1001的輸入表格如下表一所示，關鍵參數輸入模組1003的輸入表格如下表二所示，本發明一實施例的數據如下表三所示，其中，磁障的數量是以四個為例。
基本參數
電機極數(P) 可輸入
磁障數量 可輸入
轉子外半徑(R1) 可輸入(單位mm)
轉子內半徑(R2) 可輸入(單位mm)
表一
關鍵參數
磁障比 可輸入
磁障編號 磁障2021 磁障2023 磁障2025 磁障2027
磁障角度 可輸入 可輸入 可輸入 可輸入
磁障面積比 可輸入 可輸入 可輸入 可輸入
最近磁障的中心距 可輸入(單位mm)         
表二
基本參數
電機極數(P) 4
磁障數量 4
轉子外半徑(R1) 59.5mm
轉子內半徑(R2) 19mm
關鍵參數
磁障比 0.35
磁障編號 磁障2021 磁障2023 磁障2025 磁障2027
磁障角度 37 30 23 16
磁障面積比 38.5% 29.5% 20.5% 11.5%
最近磁障的中心距 24mm         
表三
此外，當設定好最近磁障，即磁障2021的中心距C1後，可藉由中心距C1乘上一係數而得到磁障2023的中心距C2，並再藉由中心距C2乘上一係數而得到磁障2025的中心距C3，依此類推。
圖8為一流程圖，用以說明本發明另一實施例的馬達轉子的設計系統的實現流程。請參照圖1、圖2、圖3、圖6及圖8，在本發明另一實施例中，馬達轉子1的設計系統中的計算及繪圖模組1005可進一步執行以下步驟：步驟S101：計算與最近磁障，即磁障2021的末端E1相切的一外接圓的一外接圓半徑R3；以及步驟S103：藉由中心距C1與外接圓半徑R3計算出除該最近磁障，即磁障2021以外的每一個磁障的磁障中心距。
詳細而言，當藉由基本參數輸入模組1001及關鍵參數輸入模組1003設定好最近磁障，即磁障2021的中心距C1後，計算及繪圖模組1005可藉由外接圓半徑R3乘上一係數後再與中心距C1加總而得到磁障2023的中心距C2，並再藉由外接圓半徑R3乘上一係數後再與中心距C2加總而得到磁障2025的中心距C3，以及藉由外接圓半徑R3乘上一係數後再與中心距C3加總而得到磁障2027的中心距C4。其中，中心軸線L1分別經過磁障2023的一磁障中心C22、磁障2025的一磁障中心C23以及磁障2027的一磁障中心C24；中心距C2為磁障中心C22與圓心C之間的距離，中心距C3為磁障中心C23與圓心C之間的距離，以及中心距C4為磁障中心C24與圓心C之間的距離。
換言之，在本發明中，當設定好最近磁障的中心距後，可直接藉由最近磁障的中心距乘上一係數而得到每一個磁障的中心距，或者可另外計算與最近磁障的末端相切的一外接圓的一外接圓半徑，再藉由外接圓半徑乘上一係數後再與中心距加總而得到每一個磁障的中心距，這部份的設計及計算系統可因應使用者的實際需求而做調整。
圖9為一方塊圖，用以說明本發明再一實施例的馬達轉子的設計系統；圖10為一流程圖，用以說明本發明再一實施例的馬達轉子的設計系統的實現流程；圖11a為一示意圖，用以說明本發明再一實施例的U型馬達轉子的結構；圖11b為一示意圖，用以說明圖11a中一磁阻部的部分放大結構。請參照圖9、圖10、圖11a及圖11b，在本發明再一實施例中，設計系統進一步包括一附加參數輸入模組1007，附加參數輸入模組1007可進一步執行步驟S105及/或步驟S107，應了解的是，附加參數輸入模組1007亦會提供輸入介面(未於圖中示出)來接收設計者所輸入各種參數。步驟S105：設定一切向肋寬度Wt，計算及繪圖模組1005藉由切向肋寬度Wt使每一個磁障包括切向肋寬度Wt。步驟S107：設定一徑向肋寬度Wn，計算及繪圖模組1005藉由分別使每一個該磁障包括該徑向肋寬度Wn。其中，附加參數輸入模組1007可進一步包括一附加設定單元10071，附加設定單元10071設定每一個該磁障的該徑向肋寬度可選擇為相等或不相等，亦可設定為0。
詳細而言，切向肋寬度Wt即為每一個磁障與轉子邊緣之間的距離，例如圖11b中示出的磁障2025、磁障2027與轉子邊緣之間的距離。而設定徑向肋寬度Wn即會讓每一個磁障的正中間包括一肋部，例如圖11b中磁障205、磁障2027正中間的區域，此為實體金屬元件的部分，徑向肋寬度Wn即為肋部的寬度，因肋部係位於每一個磁障的正中間，所以可發現中心軸線L1會經過每一個磁障正中間的肋部。應了解的是，在本發明的設計系統中，可以僅藉由附加參數輸入模組1007設定切向肋寬度Wt或僅設定徑向肋寬度Wn，或是二者同時設定，係可因應實際需求而做調整。
圖12為一示意圖，用以說明本發明又一實施例的馬達轉子的結構。請參照圖12，在本發明又一實施例中，係將電機極數設定為六個，每一個磁阻部20中磁障的數量設定為三個，而磁阻部20的數量會對應電機極數的數量，因此即可得到圖12中示出的結構。
圖13為一示意圖，用以說明本發明又一實施例的馬達轉子的結構。請參照圖13，在本發明又一實施例中，當藉由本發明的設計系統設定好基本參數及關鍵參數後，可再藉由一馬達轉子類型模組(未於圖中示出)設定馬達轉子的類型，例如為C型轉子、U型轉子、混合式轉子或其他形式轉子的其中之一，而圖13中即是示出混合式轉子的示意圖，混合式轉子意即其磁障會包括C型磁障及U型磁障，如圖13中示出的，磁障2027、磁障2025及磁障2023為C型磁障，磁障2021為U型磁障。
由上述設計系統可知，本發明的設計系統包括由數學模型建立之參數化系統，且所述參數化系統可以連動於繪圖軟體。使用本發明的設計系統，設計者在更改設計參數的同時，便可立即得到轉子幾何形狀，不僅提高設計者設計效率，也可使設計者更清楚知道更動參數後所得到之結果。本發明更將磁阻電機轉子的眾多設計參數簡化至只需輸入基本參數及四個關鍵設計參數即可完成轉子之繪製。轉子基本參數包含電機極數、轉子外徑、內徑等。上述四個關鍵參數分別為磁障比、磁障角度、磁障面積比與中心距，透過更動這四個關鍵參數，本發明的設計系統會自動計算並生成轉子所需之幾何形狀參數，並自動繪製出轉子圖形。本發明不僅協助電機設計者快速繪製轉子圖，且使電機設計者在面臨眾多設計參數時，可更直觀且有所依循。再一貢獻為，本發明適用於不同大小、電機極數、磁障數量等等的磁阻電機轉子。
1:馬達轉子
10:金屬芯
101:金屬元件
103:中心孔
1011、1013、1015、1017:金屬元件
1001:基本參數輸入模組
1003:關鍵參數輸入模組
1005:計算及繪圖模組
1007:附加參數輸入模組
10071:附加設定單元
20:磁阻部
201:磁障
2021、2023、2025、2027:磁障
30:旋轉軸
L1:中心軸線
E1、E2、E3、E4:末端
EL1、EL2、EL3、EL4:末端軸線
C:圓心
C1、C2、C3、C4:中心距
C21:最近磁障中心
C22、C23、C24:磁障中心
R1:轉子外半徑
R2:轉子內半徑
R3:外接圓半徑
θ1、θ2、θ3、θ4:角度
α、β:角度
、 、 、 、 、 、 、 :長度
Wt:切向肋寬度
Wn:徑向肋寬度
S10-S50:步驟
S101-S107:步驟
本領域中具有通常知識者在參照附圖閱讀下方的詳細說明後，可以對本發明的各種態樣以及其具體的特徵與優點有更良好的了解，其中，該些附圖包括： 圖1係本發明一實施例的馬達轉子的設計系統的方塊圖。 圖2係本發明一實施例的馬達轉子的設計系統的實現流程圖。 圖3係本發明一實施例的U型馬達轉子的結構示意圖。 圖4係本發明一實施例的U型馬達轉子的前視結構示意圖。 圖5係本發明一實施例的一磁阻部的結構示意圖。 圖6係本發明一實施例的一磁阻部的部分結構示意。 圖7係本發明一實施例的一U型馬達轉子的中心距的結構示意圖。 圖8係本發明另一實施例的馬達轉子的設計系統的實現流程圖。 圖9係本發明再一實施例的馬達轉子的設計系統的方塊圖。 圖10係本發明再一實施例的馬達轉子的設計系統的實現流程圖。 圖11a係本發明再一實施例的U型馬達轉子的結構示意圖。 圖11b係圖11a中一磁阻部的部分放大結構示意圖。 圖12係本發明又一實施例的U型馬達轉子的結構示意圖。 圖13係本發明又一實施例的混合型馬達轉子的結構示意圖。
1001:基本參數輸入模組
1003:關鍵參數輸入模組
1005:計算及繪圖模組

Claims (5)

  1. 一種馬達轉子的設計系統，包括：一基本參數輸入模組，用以接收該馬達轉子的一電機極數、該馬達轉子的轉子外半徑、該馬達轉子的轉子內半徑以及該馬達轉子中一磁阻部所包括的磁障的數量；一關鍵參數輸入模組，用以接收該磁阻部中的一磁障比K A ，並依據該磁障的該數量接收該磁阻部中每一個該磁障的磁障角度、每一個該磁障的磁障面積比以及一最近磁障的中心距；以及一計算及繪圖模組，藉由該電機極數、該轉子外半徑、該轉子內半徑、該磁障的該數量、該磁障比K A 、該磁障角度、該磁障面積比及該中心距自動繪出該馬達轉子中的每一個該磁障的幾何形狀，其中，該電機極數對應該磁阻部的磁阻部數量，其中，該馬達轉子的類型為U型轉子，該設計系統藉由電子計算機、平板電腦、智慧型手機等電腦裝置來實施，其中，在該磁阻部中包括一轉子金屬面積總和ΣA metal 以及一磁障面積總和ΣA air ，該轉子金屬面積總和ΣA metal 及該磁障面積總和ΣA air 的加總為一轉子有效面積總和，該磁障比K A 的公式為
    Figure 111125164-A0305-02-0013-1
    ，該計算及繪圖模組藉由該磁障比K A 確定該磁阻部中所有該磁障的該磁障面積總和佔該轉子有效面積總和多少的比例，其中，該磁阻部包括一中心軸線，該中心軸線連接至該馬達轉子的一圓心，每一個該磁障的末端包括一末端軸線，該末端軸線連接至該圓心，該磁障角度為該末端軸線與該中心軸線之間的夾角，該計算及繪圖模組藉由該磁障角度確定每一個該磁障的該末端在該磁阻部中所在的位置， 其中，該磁障面積比為每一個該磁障的面積與該磁障面積總和ΣA air 之間的比值，該計算及繪圖模組藉由該磁障面積比確定每一個該磁障的該面積的大小，其中，該磁阻部中包括最靠近該圓心的該最近磁障，該中心軸線經過該最近磁障的一最近磁障中心，該中心距為該最近磁障中心與該圓心之間的距離，且該計算及繪圖模組藉由該中心距計算出除該最近磁障以外的每一個該磁障的磁障中心距。
  2. 如請求項1的設計系統，其中，該計算及繪圖模組進一步計算與該最近磁障的末端相切的一外接圓的一外接圓半徑，並藉由該中心距與該外接圓半徑計算出除該最近磁障以外的每一個該磁障的該磁障中心距。
  3. 如請求項1的設計系統，進一步包括一附加參數輸入模組，該附加參數輸入模組用以接收一切向肋寬度，該計算及繪圖模組藉由該切向肋寬度使每一個該磁障包括該切向肋寬度。
  4. 如請求項1的設計系統，進一步包括一附加參數輸入模組，該附加參數輸入模組用以接收一徑向肋寬度，該計算及繪圖模組藉由該徑向肋寬度分別使每一個該磁障包括該徑向肋寬度，其中，該附加參數輸入模組進一步包括一附加設定單元，該附加設定單元設定每一個該磁障的該徑向肋寬度為相等、不相等或為零。
  5. 如請求項1的設計系統，其中，該磁障的該數量為至少一個。
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