TWM330677U - Improved structure of permanent magnet motor - Google Patents

Description

M330677 八、新型說明： ^ 【新型所屬之技術領域】 ； 本創作係有關一種永磁式電動機，在提供一種可減少 ^ 磁束量改變而降低起電力波形含有之高次諧波成分，以充 ， 分提面效率之永磁式電動機結構改良。 【先前技術】 現今產業界中，常需要提供動力以驅動機械做旋轉、 • 或其他形式之運動，此時常以馬達作為動力來源；由於馬 達可將電能或磁能轉換成為機械能，故廣泛地應用於各種 工業、電器、運輸系統等裝置上，已成為一種不可或缺的 設備。 馬達大致可分為直流、交流、有刷、或無刷等型式， 一般而言，馬達之結構係由一轉子以及一定子所組成，藉 由轉子及定子問的磁通分佈，促使轉子進行旋轉運動，將 此旋轉運動傳導出來之後，便可提供所需之機械能。其中， Φ 利用磁鐵本身具有磁性之特色，加以運用提供磁通者，係 為永磁式馬達，由於永磁式馬達可在有限的體積内形成較 大之轉矩、效能及精確度亦較高，故在市場上受到矚目。 ‘ 請參閱第一圖所示為習知永磁式馬達10之結構示意 • 圖，其包含一轉子11以及一定子12,該轉子11上設置有 複數個磁鐵111，而定子12則呈一環狀結構，且於内緣上 環設有複數個定子磁極121，定子磁極121上則可繞設有 線圈，待轉子11與定子12相互套設之後，轉子11與定 M330677 子12之間恰形成一氣陴，木 質所製成之定子磁極121^=f電流時’由導磁性材 用，即產生一旋轉運之磁鐵111彼此作 以便在轉子η進行師運亥二1可另具有-心軸’ 進-步之使用 動時，將機械能傳導出來，供作 112其如中Θ:-，所示之轉子U中，其具有複數轉子磁極 112女圖所不係以四極黾；查盔办丨从·曰士 112,且各轉子磁極112^達為例’故具有四個轉子磁極 仏具弧線表面113,該弧線表面113 113brm 、^心01之距離，由中心點113a自兩側邊 /減，故於各弧線表面113間則具有一凹槽 凹辦ιιΓΓ仏線表Φ 113與定子磁極121之間隙變短’而 定子磁極121之間隙增大。因此，在相對弧線 ^點1丨如附近之定子磁極1213磁束會集中（磁 、A ’磁性很容易餘合’而通過定子磁極121b、121c之 磁束(磁束B)會減少’定子繞線處感應起之起電力會降 Γ:在此情形之下，為了增大在定子繞線處感應起 之起電 日士必須增加定子繞線之圈數，但是增加定子繞線之圈數 :機IS繞線所致之銅損會增加’因此無法充分提高電 【新型内容】 ^ 本創作係之主要目的即在提供一種可減少磁束量改 =而卩牛低起電力波形含有之高次諧波成分，以充分提高效 率之永磁式電動機。 M330677 本創作之永磁式電動機係設有：定子、轉子以及轉 軸’該轉子並形成有複數轉子磁極，而各轉子磁極係設有 一弧表面以及弧表面兩側延伸之第一、二傾斜段，而相鄰 轉子磁極之第二傾斜段間則以一切線段連接而構成凹陷空 間’ 4旻數磁鐵係設於各轉子磁極中，且各磁鐵之兩端部則 設於靠近二第二傾斜段處，而各磁鐵中央部份係朝轉子中 心處内凹。 其中，該弧表面所形成之夾角為0，使轉子磁極之數 莖為p(係為偶數）時，其滿足（120/P)度S 0 ( 200/P) 度之條件。 【貫施方式】 本釗作之特點，可參閱本案圖式及實施例之詳細說明 而獲得清楚地瞭解。 本創作主要針對一般永磁式電動機中之轉子加以改 良如第二圖至第四圖所示，該永磁式電動機20係包含 有·定子21、轉子22以及轉軸23 ;其中： 讀定子21係具有一環狀主體部211以及複數定子磁極 212 ’各定子磁極212係凸設於該主體部211内部，而各定 子磁極212内並形成有一容置空間213。 讀轉子22係設置於該容置空間213中，並與各定子 '極212間具有氣隙，該轉子22並形成有複數轉子磁極 221，而各轉子磁極221中ϋ設有磁鐵222。 唆數轉子磁極221之數量係為偶數莰置，而本實施係 7 M330677 以四極馬達為例，故具有四個轉子磁極221，各轉子磁極 221係設有一弧表面223以及弧表面223兩側依序向外延 ； 伸之第一、二傾斜段224、225，而相鄰第二傾斜段225間 ★ 則以一切線段226連接而構成凹陷空間227。 ‘ 複數磁鐵222，係設於各轉子磁極221中，且各磁鐵 222之兩端部222a、222b則設於靠近二第二傾斜段225 處，而各磁鐵222中央部份係朝轉子22中心處〇2内凹而 略呈V字型；當然，各磁鐵亦可為不同形式，如第五圖（A) φ 所示’各磁鐵222中央部份係朝轉子22中心處〇2内凹而 呈弧型；亦可於各轉子磁極221中設有一個以上之磁鐵 222 ’如第五圖（β)所示；而如第五圖（c)所示，各磁鐵222 中央部份係朝轉子22中心處〇2内凹，且該磁鐵222中央 部份係為平直部222c，而兩側之兩端部222a、222b則向 外擴張之形式；亦可如第五圖（D)所示，各磁鐵222中央部 伤係朝轉子22中心處〇2内凹，且該磁鐵222中央部份係 為彎弧部222d，且該彎弧部222d係朝轉子22中心處〇2 # 外凸’而兩側之兩端部222a、222b則向外擴張之形式；再 者’各磁鐵222亦可直接形成平直狀，如第五圖（E)所示。 , —轉軸23，係設於轉子22之中心處02，與轉子22 連接為一體。 其中，該第一傾斜段224之斜率係小於第二傾斜段225 之斜率，而第二傾斜段225係與磁鐵兩端部222a、222b 相互平行，使得弧表面223至轉子22之中心處02之距離 (D1)相同，而第一傾斜段224至轉子22之中心處〇2之距 8 M330677 離（D2)，由弧表面223朝第二傾斜段225漸增，而二傾斜 段225至轉子22之中心處02之距離（D3)，由第一傾斜段 ； 224朝切線段226漸增，故轉子磁極221至轉子22之中心 ^ 處02之距離，係由弧表面223(D1)朝切線段226(D4)逐漸 • 增加，而每一弧表面223所形成之夾角為0，使轉子磁極 之數量為P時，其滿足（120/P)度$ 0 g ( 200/P)度之 條件，而如本圖實施例中，該轉子磁極之數量為4，故30 度$ 0 $ 50度。 鲁 再者’該轉子22上係進一步設有複數通氣孔228’並 可穿設有鉚釘孔229，可加強轉子22之結構強度，或不穿 設鉚釘孔而保持各通氣孔228之空洞狀態時，可減少轉子 之轉動慣量，並可作為散熱之用。 值得一提的是，本創作相較於習有電動機結構係具有 下列優點： 1、本創作轉子之弧表面係與轉子中心之距離皆相 同，使得磁束不會集中。 鲁 2、各轉子間所形成之凹陷空間，其與轉子中心之距 • 離係由弧表面朝切線段逐漸增加，可減少磁束量的改變， - 進而降低起電力波形含有之高次諧波成分，以充分提高電 動機之效率。 3、 轉子上所設置之複數通氣孔，可減少轉子之轉動 慣量，並可作為散熱之用。 4、 於各通氣孔穿設有鉚釘孔，可加強轉子之結構強 度。 9 M330677 本創作之技術内容及技術特點巳揭示如上，然而熟悉 本項技術之人士仍可能基於本創作之揭示而作各種不背ς 精神之替換及修飾。因此’本創作之保護範圍應 換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。創作之曰 【圖式簡單說明】 示 ^ 一圖係為-般永磁式馬達巾轉子蚊 =圖係為本創作中永磁式電動機之轉子與定 ^三圖係為本創作中轉子之結構示意圖。 第四圖係為本創作中轉子與定子 第五圖⑷〜⑻係為本發明中夂错：：大、-構示意圖。 圖。 磁鐵不同形式之結構示意 【主要元件代表符號說明】 永磁式馬達10 轉子11 磁鐵111 轉子磁極112 弧線表面113 中心點113a 側邊 113b、113c 凹槽114 M330677 定子12 定子磁極 121、121a、121b、121c 心軸13 " 永磁式電動機2 Ο . 定子21 環狀主體部211 定子磁極212 容置空間213 φ 轉子22 轉子磁極221 磁鐵2 2 2 端部222a、222b 平直部222c 彎弧部222d 弧表面2 2 3 第一傾斜段224 φ 第二傾斜段225 切線段226 * 凹陷空間227 - 通氣孔228 - 鉚釘孔229 轉軸23

Claims (1)

1. M330677 九、申請專利範圍： 1. 一種永磁式電動機之結構改良，其係包含有： 一定子，該定子係具有一環狀主體部以及複數定子磁 極，各定子磁極係凸設於該主體部内部，而各定子磁極内 並形成有一容置空間； 一轉子，該轉子係略成圓形之片體，係設置於該容置 空間中，並與各定子磁極間具有氣隙，該轉子並形成有複 數轉子磁極，而各轉子磁極中並設有磁鐵； 複數轉子磁極，各轉子磁極係設有一弧表面以及弧表 面兩侧延伸之第一、二傾斜段，而相鄰轉子磁極之第二傾 斜段間則以一切線段連接而構成凹陷空間，該第一傾斜段 之斜率係小於第二傾斜段之斜率； 複數磁鐵，係設於各轉子磁極中，且各磁鐵之兩端部 則設於靠近二第二傾斜段處，而各磁鐵中央部份係朝轉子 中心處内凹； 一轉軸，係設於轉子之中心處，與轉子連接為一體。 2. 如請求項1所述永磁式電動機之結構改良，其中， 該弧表面形成之失角為Θ，使轉子磁極之數量為P時，其 滿足（120/P)度$ 0 $ ( 200/P)度之條件。 3. 如請求項1所述永磁式電動機之結構改良7其中’ 該轉子磁極之數量為P係為偶數。 4. 如請求項1所述永磁式電動機之結構改良’其中’ 該第二傾斜段係與磁鐵兩端部相互平行。 5. 如請求項1所述永磁式電動機之結構改良，其中，

   電動 機之結構改良，其中， M330677 / 該轉子上係設有複數通氣孔。 6·如請求項5所述永磁式 * 該通氣孔中可穿設有鉚釘孔。 7. 如請求項二所述永磁式電動機之 各磁鐵中央部份係朝轉子中心處内凹：、:4 ’ ”中’ 〇 , ^ , 、門四而略呈V字型。 8. 如h未項1所述永磁式電動 各磁鐵中央部份係朝轉子中心處、;J、中’ 9. 如請求項卜7或8所述永弧型。 /、中各轉子磁極中設有—m之磁鐵。#文良， 1ϋ·如睛求項4所述永磁式雷#德 各磁鐵中央部份餘轉子中^=^=良，其中， 係為平直部，而兩側之兩端部則向外擴張相鐵中央部份 11 ·如β奢求項4所述永磁式雷 各磁鐵中央部份係朝-構改良’其中’ 係她部，且該驚二;；該磁鐵中央部份 兩端部則向外擴張。 ^中〜處外凸，而兩側之 中，以=述水磁式電動機之結構改良，其