CN100399681C - 具有感磁平衡片的电动机 - Google Patents
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Abstract
一种具有感磁平衡片的电动机。为提供一种提高转子启动稳定性、维持转子旋转平衡、确保转动效率、延长使用寿命的电动机，提出本发明，它包含固定部、转子及设置于固定部上的至少一个感磁平衡片；固定部设有定子组；定子组具有至少一个磁极片及线圈绕组；磁极片延伸形成由通电后线圈绕组感应产生交变磁场的数个磁极面，相邻两个磁极面形成极隙；转子包含转动结合于固定部的轴杆及环设于转子内周并对应于定子组磁极面的环形磁铁；感磁平衡片设有对应定子组极隙位置的至少两个感磁面，感磁面的跨距不小于极隙的长度，且使各感磁面之间具有间隙，感磁面面对转子环形磁铁的至少一个表面。
Description
技术领域
本发明属于电动机，特别是一种具有感磁平衡片的电动机。
背景技术
***衡构造，如公告第383818号‘具磁性定位之散热器风扇组结构’、第423760号‘无刷直流马达构造’、第422365号‘具磁性定位风扇组之散热器结构’、第428838号‘马达转子之定位构造’、第539355号‘马达平衡片构造’、第501823号‘马达之平衡环构造’、第562330号‘主轴马达预力磁铁之定位构造’、第M243848号‘马达之旋转平衡构造’及第M241969号‘风扇马达’新型专利，其大致包含固定部、转子、磁吸部及感磁部。
固定部设有基座、固定在基座上的轴管、容设于轴管内的轴承、定子组及电路板。
定子组选择使用轴向绕线型或径向绕线型的线圈及磁极片(铁芯)。
转子设有插设于固定部轴承内的轴杆及环形磁铁。
环形磁铁环绕对应于定子组磁极片形成的磁极面。
磁吸部亦可选自转子的环形磁铁本身，甚至选自定子组的磁极片所产生的交变磁场。
感磁部为由铁材制成，其构造可选自具有两个弧形缘的圆盘、转子的内铁壳、环形片、数个曲片或主轴电动机的转子壳等。在相对位置上，感磁部是选择固定设置于基座、电路板、转子内表面或转子底缘，并对应于磁吸部。
当具有上述任一种平衡结构的电动机运转时，定子组的线圈通电造成磁极片(或铁芯的极臂)的各极面产生交变磁场，因而推动转子转动。在转子转动期间，感磁部受到磁吸部的磁力吸引，因而用以辅助维持转子的转动平衡，避免转子轴向脱离定子组，其相对降低轴承的转动磨损，进而延长电动机的使用寿命。
虽然如此，但是上述转动平衡结构实际上普遍存在下述问题，例如，感磁部的金属片尺寸通常尽可能以极大面积对应磁吸部的磁铁，如环形磁铁，但此举可能造成感磁部及磁吸部提供过量平衡磁吸作用力。特别是在磁吸部选自转子的环形磁铁及感磁部选择设于固定部的架构下，感磁部常过度涵盖定子组磁极面的交变磁场范围，因而负面影响磁极面的交变磁场，进而降低转子的转动效率。另一方面，在转子转动期间，定子组磁极面之间的极隙位置实质不存在交变磁场，因此，极隙是最需设置于感磁部的部位。然而，实际上，在上述诸多转动平衡结构中，极面的极隙位置却并未设置感磁部，或仅由极大面积的感磁部不对称地涵盖部分极隙位置，结果经常导致转动平衡结构达不到预的平衡效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高转子启动稳定性、维持转子旋转平衡、确保转动效率、延长使用寿命的具有感磁平衡片的电动机。
本发明包含固定部、转子及设置于固定部上的至少一个感磁平衡片；固定部设有定子组；定子组具有至少一个磁极片及线圈绕组；磁极片延伸形成由通电后线圈绕组感应产生交变磁场的数个磁极面，相邻两个磁极面形成极隙；转子包含转动结合于固定部的轴杆及环设于转子内周并对应于定子组磁极面的环形磁铁；感磁平衡片设有对应定子组极隙位置的至少两个感磁面，感磁面的跨距不小于极隙的长度，且使各感磁面之间具有间隙，感磁面面对转子环形磁铁的至少一个表面。
其中：
固定部设有轴管；感磁平衡片呈圆盘状，感磁平衡片中央设有套设于固定部轴管外周的轴孔。
感磁平衡片的感磁面为由感磁平衡片外周缘轴向延伸形成，且感磁面对应于转子环形磁铁的内周面。
固定部设有电路板；感磁平衡片贴设于电路板的下表面。
固定部设有电路板；感磁平衡片贴设于电路板的上表面。
感磁平衡片的感磁面横跨两相邻磁极面的端部及其所夹的极隙。
感磁平衡片的感磁面与两相邻磁极面的至少一重叠长度小于磁极面总长度的1/2。
感磁平衡片形成对应于定子组磁极面的数个缺口，同时形成对应定子组极隙的数个延伸部。
感磁平衡片延伸部的端部上表面形成数个感磁面；感磁面对位于定子组各极隙位置及面对转子环形磁铁的底表面。
感磁平衡片的感磁面横跨两相邻磁极面的端部及其所夹的极隙。
感磁平衡片的感磁面与两相邻磁极面的至少一重叠长度小于磁极面总长度的1/2。
固定部设有基座及电路板；感磁平衡片呈U形，感磁平衡片设有内感磁面、外感磁面及下感磁面。
感磁平衡片固定设置于固定部的电路板上，并分别对位于定子组各极隙位置，以便使感磁平衡片的内感磁面、外感磁面及下感磁面分别面对转子环形磁铁的内周面、外周面及底表面。
感磁平衡片固定设置于固定部的基座上，并分别对位于定子组各极隙位置，以便使感磁平衡片的内感磁面、外感磁面及下感磁面分别面对转子环形磁铁的内周面、外周面及底表面。
感磁平衡片的内感磁面、外感磁面及底感磁面横跨两相邻磁极面的端部及其所夹的极隙。
感磁平衡片的内感磁面、外感磁面及底感磁面与两相邻磁极面的至少一重叠长度小于磁极面总长度的1/2。
固定部设有基座及电路板；感磁平衡片呈短矩形，感磁平衡片的上表面形成感磁面。
感磁平衡片固定设置于固定部的电路板上，并分别对位于定子组各极隙位置，以便使感磁平衡片的感磁面面对转子环形磁铁的底表面。
感磁平衡片固定设置于固定部的基座上，并分别对位于定子组各极隙位置，以便使感磁平衡片的感磁面面对转子环形磁铁的底表面。
感磁平衡片的感磁面横跨两相邻磁极面的端部及其所夹的极隙。
感磁平衡片的感磁面与两相邻磁极面的至少一重叠长度小于磁极面总长度的1/2。
固定部的定子组为径向绕线型或轴向绕线型定子组。
由于本发明包含固定部、转子及设置于固定部上的至少一个感磁平衡片；固定部设有定子组；定子组具有至少一个磁极片及线圈绕组；磁极片延伸形成由通电后线圈绕组感应产生交变磁场的数个磁极面，相邻两个磁极面形成极隙；转子包含转动结合于固定部的轴杆及环设于转子内周并对应于定子组磁极面的环形磁铁；感磁平衡片设有对应定子组极隙位置的至少两个感磁面，感磁面不小于极隙的长度，且使各感磁面之间具有间隙，感磁面面对转子环形磁铁的至少一个表面。电动机运转时，转子环形磁铁表面连续性的感应定子组磁极面的交变磁场，并适当磁吸感磁平衡片的感磁面，使感磁面及环形磁铁可在不影响定子组的交变激磁效率下提供适量的对应磁吸平衡效果，以有效避免环形磁铁的各极区在转动行经极隙所产生的抖动、震动或转动稳定性，有效确保转动效率及延长电动机的使用寿命。另外，在电动机静止时或启动瞬间，环形磁铁表面仍持续磁吸感磁平衡片的感磁面，因此，亦可有效避免电动机在启动瞬间产生短暂失衡现象，确保启动平衡及稳定性。不仅提高转子启动稳定性、维持转子旋转平衡，而且确保转动效率、延长使用寿命，从而达到本发明的目的。
附图说明
图1、为本发明实施例一分解结构示意立体图。
图2、为本发明实施例一结构示意剖视图。
图3、为图2中A-A剖视图。
图4、为本发明实施例二分解结构示意立体图。
图5、为本发明实施例二结构示意剖视图。
图6、为图5中B-B剖视图。
图7、为本发明实施例三分解结构示意立体图。
图8、为本发明实施例三结构示意剖视图。
图9、为图8中C-C剖视图。
图10、为本发明实施例四分解结构示意立体图。
图11、为本发明实施例四结构示意剖视图。
图12、为图11中D-D剖视图。
图13、为本发明实施例五分解结构示意立体图。
图14、为本发明实施例五结构示意剖视图。
图15、为图14中E-E剖视图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本发明包含固定部10、转子20及感磁平衡片30，本发明可应用于散热风扇或光碟机主轴电动机等高科技电动机领域。
如图1、图2、图3所示，固定部10包含结合于电动机壳体的基座11、轴管12、容设于轴管12内部的至少一个轴承13、定子组14及电路板15。
轴管12可选择单独制成组装于基座11上或直接一体成型于基座11上。
电路板15及定子组14套设于轴管12外周。
轴承13可选自含油轴承、滚珠轴承、液态轴承或磁浮轴承等习知的轴承。
定子组14可选择为径向绕线型定子组，定子组14具有至少一个磁极片141及径向绕匝在磁极片141上的线圈绕组142。
磁极片141径向延伸形成数个磁极面140，各相邻两个磁极面140的端部E1、E2之间分别形成极隙143。
电路板15适当设有至少一个感应元件151。感应元件151用以感应转子20的转动状态。当电路板15的控制电路导通电流时，电路板15的控制电路交互控制线圈绕组142的电流方向，进而使磁极片141的磁极面140产生交变磁场。
转子20包含轴杆21、铁壳22及环形磁铁23。
轴杆21的一端固定在铁壳22内表面的中央位置，轴杆21的另一端向下延伸，以供可转动地插设于固定部10的轴承13中。
环形磁铁环23设于铁壳22内周面。环形磁铁23的内周面具有相异的数段N、S极区(图中未示)，且对应于定子组14磁极片141的磁极面140。如此，磁极面140的交变激磁即可用以驱动转子20转动。
感磁平衡片30呈圆盘状，感磁平衡片30由铁金属等导磁性材质制成，感磁平衡片30的中央设有轴孔31，感磁平衡片30外周缘轴向向上或向下延伸形成至少两个感磁面32。
感磁平衡片30利用轴孔31套设在固定部10的轴管12外周，并选择贴设于电路板15的下表面或上表面。
组装时，感磁面32较佳对位于定子组14各极隙142位置，同时面对转子20环形磁铁23的内周面。更具体而言，感磁面32不小于极隙143的长度。当感磁面32的跨距大于极隙143的长度时，感磁面32与两相邻磁极面140的重叠长度分别为L1、L2，至少一重叠长度L1、L2较佳是小于磁极面140总长度的1/2。特别是1/3，以便使各感磁面32之间具有适当间隙。借此，本发明可有效避免感磁面32过度影响定子组14磁极面140的交变激磁效率。
电动机组装后，感磁平衡片30的感磁面32是固定在固定部10上，且对位于定子组14的各极隙143位置及面对转子20环形磁铁23的内周面。同时，感磁面32横跨各两相邻磁极面140的端部E1、E2及其所夹的极隙143。借此，电动机运转时，转子20环形磁铁23的内周面是连续性的适当感应定子组14磁极面140的交变磁场，或适当磁吸感磁平衡片30的感磁面32。更具体而言，感磁面32及环形磁铁23可在不影响定子组14的交变激磁效率下提供适量的对应磁吸平衡效果，以有效避免环形磁铁23的各极区在转动行经极隙143所产生的抖动、震动或转动稳定性。另外，在电动机静止时或启动瞬间，环形磁铁23的内周面仍持续磁吸感磁平衡片30的感磁面32，因此，亦可有效避免电动机在启动瞬间产生短暂失衡现象，如此，增益转子30的启动平衡及启动稳定性。
实施例二
如图4、图5、图6所示，相较于实施例一，本发明的感磁平衡片30a亦可由外周缘轴向延伸形成至少两个感磁面32a，感磁面32a亦分别对位于定子组14的各极隙143位置，同时面对转子20环形磁铁23的内周面。再者，感磁面32a的跨距大于极隙143的长度，感磁面32a与各相邻两磁极面140具有不等长的两个重叠长度L1、L2。其中，至少一个重叠长度L1较佳是小于磁极面140总长度的1/2，特别是1/3。同时，另一重叠长度L2可选择大于磁极面140总长度的1/2。借此，各感磁面140之间将具有适当间隙，且感磁平衡片30a的感磁面32a及转子20的环形磁铁23同样可在不影响定子组14的交变激磁效率下提供适当的对应磁吸平衡效果，以适当维持转子20的启动平衡、启动稳定性、旋转平衡及转动稳定性。另外，至少一个感磁面32a选择开设缺角321。在组装时，固定部10电路板15的感应元件151较佳对位于缺角321。借此，在转子20转动时，感应元件151可经由缺角321顺利感应转子20的环形磁铁23的磁性变化，以便输出讯号控制电路板15的控制电路。
实施例三
如图7、图8、图9所示，相较于实施例一，本发明感磁平衡片30b形成对应于定子组14磁极面140的数个缺口33，同时形成对应定子组14极隙143的数个延伸部34，并由延伸部34的端部上表面直接形成数个感磁面32b。感磁平衡片30b同样可选择贴设于电路板15的下表面或上表面。在组装时，感磁面32b较佳对位于定子组14各极隙143位置，同时面对转子20环形磁铁23的底表面。再者，延伸部34的感磁面32b不小于极隙143的长度。当延伸部34感磁面32b的跨距大于极隙143的长度时，感磁面32b与相邻两个磁极面140的至少一个重叠长度L1、L2较佳小于磁极面140总长度的1/2，特别是小于磁极面140总长度的1/3。借此，各感磁面32b之间将具有适当间隙，且感磁平衡片30b的感磁面32b及转子20的环形磁铁23同样可在不影响定子组14的交变激磁效率下提供适量的对应磁吸平衡效果，以适当维持转子20的启动平衡、启动稳定性、旋转平衡及转动稳定性。
实施例四
如图10、图11、图12所示，相较于实施例一，本发明设置至少两个感磁平衡片40，感磁平衡片40概呈U形的弧曲金属片，感磁平衡片40设有内感磁面41、外感磁面42及下感磁面43。同时，转子20c环形磁铁23c的底端凸出于转子20c铁壳22的底端外。在组装时，感磁平衡片40固定设置于固定部10基座11或电路板15上，并分别对位于定子组14各极隙143位置，以便使感磁平衡片40的内感磁面41、外感磁面42及下感磁面43分别面对转子20c环形磁铁23c的内周面、外周面及底表面。再者，感磁平衡片40不小于极隙143的长度。当感磁平衡片40的跨距大于极隙143的长度时，感磁平衡片40与相邻两个磁极面140的至少一个重叠长度L1、L2较佳小于磁极面140总长度的1/2，特别是小于磁极面140总长度的1/3。借此，各感磁平衡片40之间将具有适当间隙，且感磁平衡片40的内感磁面41、外感磁面42、下感磁面43及转子20c的环形磁铁23c同样可在不影响定子组14的交变激磁效率下提供适当的对应磁吸平衡效果，以适当维持转子20c的启动平衡、启动稳定性、旋转平衡及转动稳定性。
实施例五
如图13、图14、图15所示，相较于实施例四，本发明设置至少两个感磁平衡片50，感磁平衡片50为短矩形金属片，感磁平衡片50的上表面形成感磁面51。同时，固定部10d选用轴向绕线型定子组14’，定子组14’设有数个磁极片141’及轴向绕匝在磁极片141’之间的一个线圈绕组142’。磁极片141’径向延伸形成数个磁极面140’，各磁极面140’之间分别形成极隙143’。在组装时，感磁平衡片50固定设置于固定部10d基座11或电路板15上，并分别对位于定子组14’各极隙143’位置，且使感磁平衡片50的感磁面51面对转子20环形磁铁23的底表面。再者，感磁平衡片50不小于极隙143’的长度。当感磁平衡片50的跨距大于极隙143’的长度时，感磁平衡片50与相邻两个磁极面140’的至少一个重叠长度L1、L2较佳小于磁极面140’总长度的1/2，特别是小于磁极面140’总长度的1/3。借此，各感磁平衡片50之间将具有适当间隙，且感磁平衡片50的感磁面51及转子20的环形磁铁23同样可在不影响定子组14’的交变激磁效率下提供适当的对应磁吸平衡效果，以适当维持转子20的启动平衡、启动稳定性、旋转平衡及转动稳定性。另外，至少一个感磁平衡片50选择开设缺口52。在组装时，固定部10d电路板15上的感应元件151较佳对位于缺口52。借此，在转子20转动时，感应元件151可经由缺口52顺利感应转子20环形磁铁23的磁性变化，以便输出讯号控制电路板15的控制电路。
如上所述，相较于各种***衡片30，且使感磁面32对位于定子组14各相邻两个磁极面140之间形成的极隙143，且同时面对转子20的环形磁铁23，其确实可在不影响定子组14的交变激磁效率下提供适量的对应磁吸平衡效果，以适当维持转子20启动稳定性及旋转平衡，并有效确保转动效率及延长电动机的使用寿命。
Claims (22)
1.一种具有感磁平衡片的电动机，它包含固定部及转子；固定部设有定子组；定子组具有至少一个磁极片及线圈绕组；磁极片延伸形成由通电后线圈绕组感应产生交变磁场的数个磁极面，相邻两个磁极面形成极隙；转子包含转动结合于固定部的轴杆及环设于转子内周并对应于定子组磁极面的环形磁铁；其特征在于所述的固定部上设有至少一个感磁平衡片；感磁平衡片设有对应定子组极隙位置的至少两个感磁面，感磁面的跨距不小于极隙的长度，且使各感磁面之间具有间隙，感磁面面对转子环形磁铁的至少一个表面。
2.根据权利要求1所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的固定部设有轴管；感磁平衡片呈圆盘状，感磁平衡片中央设有套设于固定部轴管外周的轴孔。
3.根据权利要求2所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片的感磁面为由感磁平衡片外周缘轴向延伸形成，且感磁面对应于转子环形磁铁的内周面。
4.根据权利要求1所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的固定部设有电路板；感磁平衡片贴设于电路板的下表面。
5.根据权利要求1所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的固定部设有电路板；感磁平衡片贴设于电路板的上表面。
6.根据权利要求1所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片的感磁面横跨两相邻磁极面的端部及其所夹的极隙。
7.根据权利要求6所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片的感磁面与两相邻磁极面的至少一重叠长度小于磁极面总长度的1/2。
8.根据权利要求2所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片形成对应于定子组磁极面的数个缺口，同时形成对应定子组极隙的数个延伸部。
9.根据权利要求8所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片延伸部的端部上表面形成数个感磁面；感磁面与定子组的各极隙位置相对位及面对转子环形磁铁的底表面。
10.根据权利要求9所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片的感磁面横跨两相邻磁极面的端部及其所夹的极隙。
11.根据权利要求9所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片的感磁面与两相邻磁极面的至少一重叠长度小于磁极面总长度的1/2。
12.根据权利要求1所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的固定部设有基座及电路板；感磁平衡片呈u形，感磁平衡片设有内感磁面、外感磁面及下感磁面。
13.根据权利要求12所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片固定设置于固定部的电路板上，并分别与定子组的各极隙位置相对位，以便使感磁平衡片的内感磁面、外感磁面及下感磁面分别面对转子环形磁铁的内周面、外周面及底表面。
14.根据权利要求12所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片固定设置于固定部的基座上，并分别与定子组的各极隙位置相对位，以便使感磁平衡片的内感磁面、外感磁面及下感磁面分别面对转子环形磁铁的内周面、外周面及底表面。
15.根据权利要求12所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片的内感磁面、外感磁面及底感磁面横跨两相邻磁极面的端部及其所夹的极隙。
16.根据权利要求12所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片的内感磁面、外感磁面及底感磁面与两相邻磁极面的至少一重叠长度小于磁极面总长度的1/2。
17.根据权利要求1所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的固定部设有基座及电路板；感磁平衡片呈短矩形，感磁平衡片的上表面形成感磁面。
18.根据权利要求17所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片固定设置于固定部的电路板上，并分别与定子组的各极隙位置相对位，以便使感磁平衡片的感磁面面对转子环形磁铁的底表面。
19.根据权利要求17所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片固定设置于固定部的基座上，并分别与定子组的各极隙位置相对位，以便使感磁平衡片的感磁面面对转子环形磁铁的底表面。
20.根据权利要求17所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片的感磁面横跨两相邻磁极面的端部及其所夹的极隙。
21.根据权利要求17所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的感磁平衡片的感磁面与两相邻磁极面的至少一重叠长度小于磁极面总长度的1/2。
22.根据权利要求1所述的具有感磁平衡片的电动机，其特征在于所述的固定部的定子组为径向绕线型或轴向绕线型定子组。
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