CN101442225B - 径向绕线定子磁极片结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种径向绕线定子磁极片结构，所述磁极片包括：一轴毂，中央具有一孔；多个极柱，各所述极柱均与所述轴毂一体成型，且各所述极柱自所述轴毂周围的径向呈辐射状延伸，并在末端处呈切向扩展而形成有极靴；其特征在于：单一极靴的角度除以二相邻极柱的极距角度所得比值介于0.86～0.95之间。本发明以最佳化比值α来定义磁极片的形状，以增加电感和转矩的重叠区，可降低马达的顿转扭矩，并使马达的自启动能力强、转矩涟波小，提升马达整体性能。

Description

径向绕线定子磁极片结构

技术领域

本发明涉及一种径向绕线定子磁极片结构，特别是指一种以最佳化比值α来定义磁极片的形状，以增加电感和转矩的重叠区，可降低马达的顿转扭矩，并使马达的自启动能力强、转矩涟波小，提升马达整体效能。

背景技术

径向绕线定子结构由多个形状相同的磁极片重叠，并在极齿上缠绕金属导线而成。

其中，磁极片结构如图1所示，磁极片由一适当厚度且具有良好导磁特性的板材冲制而成，其包含：

一轴毂10，轴毂10中央具有一孔11；

多个极柱12(图中所示为六个)，各极柱12均与轴毂10呈一体成型，且各极柱12为自轴毂10周围的径向呈幅射状延伸，并且在末端处呈切向扩展而形成有极靴13；

其中，各径向延伸的极柱12可供缠绕金属导线而成一径向绕线定子结构，各切向扩展的极靴13则为该径向绕线定子结构的感应磁极端面。

当径向绕线定子结构的感应磁极端面(即极靴)越大时，马达的相间电感和转矩的重叠区域就越大，使马达的自启动能力越强，输出转矩大、转矩涟波小。但是相对的，当磁极片的极靴13越大时，即表示二相邻极靴13之间的间隙越小，从而造成金属导线的绕线困难。

若以极靴13宽度的机械角度β除以二相邻极柱12极距的机械角度θ，可得一比值α：

$\frac{\mathrm{\β}}{\mathrm{\θ}}=\mathrm{\α}$

且该α值与β角度成正比，即β角度越大则α值越大；而现有的径向绕线定子磁极片结构，其α值均介于0.65～0.85之间。

但现今电子信息产品与消费性电子所讲求的是高效率运作，故对于马达性能的要求也越来越高，此一比值(0.65～0.85)所界定的磁极片形状，并不能将马达的最大效能完全发挥，因此已逐渐无法满足业界对于马达效能日渐严苛的要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种径向绕线定子磁极片结构，其以最佳化比值a来定义磁极片的形状，以增加电感和转矩的重叠区，可降低马达的顿转扭矩，并使马达的自启动能力强、转矩涟波小，进而将马达的性能发挥到极致。

为达到上述目的，本发明所提供的一种径向绕线定子磁极片结构，所述磁极片包括：一轴毂，中央具有一孔；多个极柱，各所述极柱均与所述轴毂一体成型，且各所述极柱自所述轴毂周围的径向呈辐射状延伸，并在末端处呈切向扩展而形成有极靴；其特征在于：单一极靴的角度除以二相邻极柱的极距角度所得比值介于0.86～0.95之间。

上述本发明的技术方案中，所述磁极片由适当厚度并具有良好导磁特性的板材冲制而成。

上述本发明的技术方案中，所述磁极片外径介于13～16mm之间。

上述本发明的技术方案中，所述极柱数量为至少6个以上的3的倍数。

上述本发明的技术方案中，所述极靴为以极柱为中线呈对称型态。

上述本发明的技术方案中，所述极靴为以极柱为中线呈非对称型态。

采用上述技术方案，本发明可增加马达的感应磁极端面(即极靴)，使马达的相间电感和转矩的重叠区域增大、自启动能力增强，输出转矩大、转矩涟波小，可提升马达的整体性能。

附图说明

图1是六极式径向绕线定子的磁极片示意图；

图2是九极式径向绕线定子的磁极片示意图；

图3是六极式径向绕线定子的另一型态磁极片示意图。

具体实施方式

为了让本发明的目的、特征与功效更明显易懂，以下特别列举出六极式径向绕线定子的磁极片(如图1所示)与九极式径向绕线定子的磁极片(如图2所示)两种实施型态，并配合附图进行详细说明。

其中，磁极片由一适当厚度并具有良好导磁特性的板材冲制而成，且直径介于13～16mm之间为最佳，其包含：

一轴毂10，轴毂10中央具有一孔11；

若干极柱12，各极柱12均与轴毂10呈一体成型，其数量为至少6个以上的3的倍数，且各极柱12为自轴毂10周围的径向呈辐射状延伸，并且在末端处呈切向扩展而形成有极靴13，形成对称形态。

其中，各径向延伸的极柱12可供缠绕金属导线而形成一径向绕线定子结构，且金属导线的绕制又以三相绕线方式为最佳，各切向扩展的极靴13则为该径向绕线定子结构的感应磁极端面。

其中，二相邻极柱12之间的角度为θ

N为极柱12的数量，所以图1所示的六极式径向绕线定子的磁极片其θ值为60°，图2所示的九极式径向绕线定子的磁极片其θ值则为40°。

再者，单一极靴13的宽度的机械角度为β，若以该β值除以二相邻极柱12极距的机械角度θ，可得一比值α

$\frac{\mathrm{\β}}{\mathrm{\θ}}=\mathrm{\α}$

且该α值以介于0.86～0.95之间为最佳。

再如图1所示，根据上述公式，若将极靴13宽度的机械角度设定为52°，即可得其α值为0.867，若将图2所示极靴13宽度的机械角度设定为36°，即可得其α值为0.9，均符合0.86～0.95的最佳范围。

由于α值与β角度成正比，即β角度越大则α值越大，由此即可推知，本发明所界定的最佳极靴13的宽度略大于现有习用的径向绕线定子磁极片结构，表示本发明具有较大的感应磁极端面(即极靴)，所以在磁极片的内、外径一定的条件下，可使马达的相间电感和转矩的重叠区域增大，马达的自启动能力增强，输出转矩大、转矩涟波小。

而且根据本发明人实际进行绕线测试得知，以图1所示的磁极片绕制线径0.36mm的金属导线，仍然可以顺利完成自动绕线作业程序，而一般13～16mm的径向绕线定子，其金属导线的线径要求不会超过0.23mm，所以本发明不会造成金属导线的绕线困难。

另外，如图3所示，为六极式径向绕线定子的另一型态的磁极片，其中极靴14仍然是由极柱12末端处呈切向扩展，但形成非对称型态。

若以极靴14的角度β除以二相邻极柱12极距的机械角度θ，可得一比值α

$\frac{\mathrm{\β}}{\mathrm{\θ}}=\mathrm{\α}$

该α值仍以介于0.86～0.95之间为最佳。

综上所述，本发明以最佳化比值α来定义磁极片的形状，增加马达相间电感和转矩的重叠区，以降低马达的顿转扭矩，使马达的自启动能力强、转矩涟波小，进而将马达的性能发挥到极致，这在同类产品当中实属首创。

以上所述，仅为本发明的较佳实施型态，举凡应用本发明说明书、权利要求书或附图所作的等效结构变化，均应包含在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种径向绕线定子磁极片结构，所述磁极片包括：

一轴毂，中央具有一孔；

多个极柱，各所述极柱均与所述轴毂一体成型，且各所述极柱自所述轴毂周围的径向呈辐射状延伸，并在末端处呈切向扩展而形成有极靴；

其特征在于：单一极靴的角度除以二相邻极柱的极距角度所得比值介于0.86～0.95之间。

2.如权利要求1所述的径向绕线定子磁极片结构，其特征在于：所述磁极片由适当厚度并具有良好导磁特性的板材冲制而成。

3.如权利要求1所述的径向绕线定子磁极片结构，其特征在于：所述磁极片外径介于13～16mm之间。

4.如权利要求1所述的径向绕线定子磁极片结构，其特征在于：所述极柱数量至少为6个，并且为3的倍数。

5.如权利要求1所述的径向绕线定子磁极片结构，其特征在于：所述极靴为以极柱为中线呈对称型态。

6.如权利要求1所述的径向绕线定子磁极片结构，其特征在于：所述极靴为以极柱为中线呈非对称型态。

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