CN104242516A - 无刷永磁马达 - Google Patents

Abstract

一种无刷永磁马达，其包含有一定子、一转子、一磁铁组以及二固定板，其中转子与定子同轴且可转动地设于定子内，磁铁组由复数个磁铁单元所组成，各磁铁单元环设于该转子的周缘且与定子呈一间隙，以及二固定板为导磁材料，且分别固设于转子的二端面；由此，本发明的结构稳固，且可有效地增加气隙磁通密度及额定转速下的电磁转矩，以提升整体效率。

Description

无刷永磁马达

技术领域

本发明是关于一种无刷永磁马达，特别是指一种具有二固定板结构的无刷永磁马达，其结构稳固，且可有效地增加气隙磁通密度及额定转速下的电磁转矩，以提升整体效率。

背景技术

与传统马达相比，无刷永磁达具有较高的效率及转矩密度，也因此被广泛地应用于各种驱动***上，例如：船舶推进器，除草机、电梯牵引机等。其公知的无刷永磁马达50如图1所示，是由一定子51、复数个磁铁单元52以及一转子53所组成，其中定子51于内周缘面设有复数个齿部54，以及各齿部54之间具有复数个定子槽55，各齿部54上可缠绕线圈，而转子53的周缘装设有复数个相互连结且彼此相邻具不同极性的磁铁单元52，并且各磁铁单元52与定子51的齿部54存有一间隙，当通入一直流电于线圈时，对应于设置在转子53上的各磁体单元52即产生一旋转磁场，以此使该转子53进行旋转。

然而，当公知无刷永磁马达50因电能与动能于转换过程产生高热时，涂敷于转子53的外周缘面与磁铁单元52之间的黏胶即会产生变质，久而久的磁铁单元则可能因高转速的离心力而使其脱离于转子53，致使马达50损坏且失去功效；又因公知无刷永磁马达50的定子51具复数个齿部54的结构，且各齿部54相邻处形成有一较小的间隙，故当线圈通入直流电产生一旋转磁场时，各齿部54的间隙的磁通密度将高于齿部54朝磁铁单元52的一侧，此时，各磁铁单元52相连接的纵切面通过各齿部54相邻的间隙时，转子53的磁通无法平均地导入定子51，而使得气隙磁通密度降低且整体效率下降。

综上所陈，公知的结构仍有气隙磁通密度低以及整体效率不佳的缺失而有待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无刷永磁马达，其结构稳固，且可有效地增加气隙磁通密度及额定转速下的电磁转矩，以提升整体效率。

为实现上述目的，本发明提供的无刷永磁马达包含有一定子、一转子、一磁铁组以及二固定板，其中该转子与该定子同轴且可转动地设于该定子内，而该磁铁组是由复数个磁铁单元所组成，各该磁铁单元环设于该转子的周缘且与该定子呈一间隙，以及各该固定板分别固设于该转子的二端面。

其中该转子包括有复数个连通该转子二端面的贯孔，而各该固定板于各该贯孔的相对位置设有复数个通孔，各该贯孔可定位于各该通孔，以供各该固定板相对该转子作同步的运转。

其中各该贯孔与各该通孔沿该转子的中心轴且呈环状等间距地排列。

其中各该固定板包括有一外周缘面以及一沿该外周缘面设置的复数个嵌槽，以供各该磁铁单元嵌卡于各该嵌槽内。

其中各该嵌槽由该转子朝该定子的方向依序具有一第一容置空间及一第二容置空间，该第一容置空间的容积大于该第二容置空间。

其中各该磁铁单元分别具有一外弧面、一内弧面以及二侧面，其中各该侧面邻近该内弧面之处分别设有一凸缘，以供各该磁铁单元嵌卡于各该嵌槽的第一、第二容置空间。

其中该转子包括有复数个通道，各该通道同轴向地设于该转子的周缘。

其中各该通道是沿该转子的中心轴且呈环状等间距地排列。

其中该定子包括有一内周缘面、一沿该内周缘面设置的复数个齿部，以及于各该齿部之间形成复数个定子槽，可供线圈缠绕于各该齿部且位于各该定子槽，各该齿部远离该内周缘面的一端具有一前端部。

由此，本发明利用各该固定板的结构将各该磁铁单元牢固地结合于该转子上，使马达于转动过程，各该磁铁单元不会因离心力及黏胶失效而脱离于该转子，此外，各该固定板系为一导磁材料，如此使该转子的磁通能较平均地导入该定子，以达到增进气隙磁通密度及额定转速下的电磁转矩，相对地提升马达整体的效率。

附图说明

图1为公知的无刷永磁马达的剖面示意图。

图2为本发明第一较佳实施例的无刷永磁马达的剖面示意图，主要显示各组件装配后的相对位置。

图3为本发明该第一较佳实施例的无刷永磁马达的立体分解图。

图4为本发明第二较佳实施例的无刷永磁马达的剖面示意图，主要显示各组件装配后的相对位置。

图5为本发明该第二较佳实施例的无刷永磁马达的立体分解图。

图6为本发明第三较佳实施例的无刷永磁马达的剖面示意图，主要显示各组件装配后的相对位置。

图7为本发明该第三较佳实施例的无刷永磁马达的立体分解图。

图8为本发明该第三较佳实施例的无刷永磁马达的气隙磁通密度曲线比较图。

图9为本发明上述三种型式的无刷永磁马达于额定转速下的电磁转矩曲线比较图。

附图中主要组件符号说明：

1-3无刷永磁马达，10定子，11内周缘面，13齿部，15定子槽，17前端部，20转子，21贯孔，23通道，30磁铁组，31磁铁单元，311外弧面，313内弧面，315侧面，317凸缘，40固定板，41外周缘面，43嵌槽，431第一容置空间，433第二容置空间，45通孔，50无刷永磁马达，51定子，52磁铁单元，53转子，54齿部，55定子槽。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的构成、特征及其目的，以下举本发明的若干实施例，并配合附图详细说明如后，同时让熟悉该技术领域者能够具体实施，惟以下所述，仅为了说明本发明的技术内容及特征而提供的一实施方式，凡为本发明领域中具有一般通常知识，于了解本发明的技术内容及特征之后，以不违背本发明的精神下，所为之种种简单的修饰、替换或构件的减省，皆应属于本发明意图保护的范畴。

请参阅图2所示，为本发明第一较佳实施例的无刷永磁马达1，其包含有一定子10、一转子20、一磁铁组30以及二固定板40。

该定子10包括有一内周缘面11、一沿该内周缘面11设置的复数个齿部13，以及于各该齿部13之间形成复数个定子槽15，可供线圈缠绕于各该齿部13且位于各该定子槽15，各该齿部13远离该内周缘面11的一端具有一前端部17。

该转子20与该定子10同轴且可转动地设于该定子10内。

该磁铁组30由复数个磁铁单元31所组成，各该磁铁单元31分别具有一外弧面311、一内弧面313以及二侧面315，其中各该磁铁单元31的内弧面313分别贴合且环设于该转子20的周缘，而各该磁铁单元31的外弧面311分别与该定子10的前端部17形成有一间隙，各该侧面315邻近该内弧面313之处分别设有一凸缘317。

各该固定板40为导磁材料，且各该固定板40分别固设于该转子20的上下二端面，且可供该磁铁组30与该转子20同步运转，而各该固定板40包括有一外周缘面41以及一沿该外周缘面41设置的复数个嵌槽43，以供各该磁铁单元31嵌卡于各该嵌槽43内。各该嵌槽43由该转子20朝该定子10的方向依序具有一第一容置空间431及一第二容置空间433，该第一容置空间431的容积大于该第二容置空间433，由此，各该磁铁单元31可透过该凸缘317的结构而嵌卡于各该嵌槽43的第一、第二容置空间431、433。由此，本发明于该转子20与该磁铁组30透过各该固定板40的嵌卡结构可避免当无刷永磁马达2因能量转换过程中，能量损失而产生的高热，使得涂敷于该转子20的外周缘与该磁铁组30的内弧面313之间的黏胶产生变质，久而久之，该磁铁组30则可能因高转速的离心力而使各该磁铁单元31脱离于该转子20，致使无刷永磁马达1损坏且失去功效。

请再参阅图4所示，为本发明第二较佳实施例的无刷永磁马达2，其中该第二较佳实施例与该第一较佳实施例的结构大致相同，其差异在于该转子20包括有复数个连通该转子20上下二端面的贯孔21，而各该固定板40于各该贯孔21的相对位置设有复数个通孔45，各该贯孔21可利用铆合方式与各该通孔45作相互定位，以供各该固定板40相对该转子20作同步的运转，且各该贯孔21与各该通孔45是沿该转子20的中心轴且呈环状等间距地排列。由此，各该贯孔21与各该通孔45不仅可达相互定位同步运转的用，且可加强转子20的结构强度，更可形成一磁力断路而使磁通密度集中。

请再参阅图6所示，为本发明第三较佳实施例的无刷永磁马达3，其中该第三较佳实施例与该第一、第二较佳实施例的结构大致相同，其差异在于该转子20包括有复数个通道23，各该通道23同轴向地设于该转子20的周缘，且各该通道23是沿该转子20的中心轴且呈环状等间距地排列，以此使马达3的运转更有效率。

为了更清楚地陈述本发明的功效，请再参阅图8及图9，为前述三种不同型式的无刷永磁马达1、2、3的比较图，如图8为本发明各该较佳实施例的气隙磁通密度曲线比较图，由图中得知该第一、第二、第三较佳实施例的气隙磁通密度分别为0.7649Tesla、0.7952Tesla、0.8002Tesla，尤以该第二、第三较佳实施例更是趋近于于一锥型的上升及下降曲线，又如图9所示，为本发明各该较佳实施例于一额定转速下的电磁转矩曲线比较图，由图中得知该第一、第二、第三较佳实施例的电磁转矩的平均值分别为1.7690N-m、1.9419N-m、1.9411N-m。综合上述数据及图式可发现本发明通过各该固定板40的导磁作用，使得该转子20的磁通能较平均地导入该定子10，以达到增进气隙磁通密度和额定转速下的电磁转矩的目的，相对地提升马达整体的效率。

总括来说，本发明的无刷永磁马达具有下列的优点：

1)本发明利用各该固定板40的嵌槽43结构，以供各该磁铁单元31可嵌卡于相对应的嵌槽43中，以此避免无刷永磁马达于长期高热、高转速的状况下，因黏胶变质而让各该磁铁单元31脱离于该转子20，致使马达损坏且失去功效。

2)本发明的各固定板40为一导磁材料，以此使该转子20的磁通能较平均地导入该定子10，以达到增进气隙磁通密度及额定转速下的电磁转矩的目的，并提升马达整体的效率。

本发明于前述实施例中所揭示的构成组件，仅为举例说明，并非用来限制本发明的范围，其他等效组件的替代或变化，亦应为本发明申请的权权要求范围所涵盖。

Claims (9)

1.一种无刷永磁马达，包含有：

一定子；

一转子，与该定子同轴且可转动地设于该定子内；

一磁铁组，由复数个磁铁单元所组成，各该磁铁单元环设于该转子的周缘且与该定子具一间隙；以及

二固定板，为导磁材料，且各该固定板分别固设于该转子的二端面。

2.根据权利要求1的无刷永磁马达，其中，该转子包括有复数个连通该转子二端面的贯孔，而各该固定板于各该贯孔的相对位置设有复数个通孔，各该贯孔可定位于各该通孔，以供各该固定板相对该转子作同步的运转。

3.根据权利要求2所述的无刷永磁马达，其中，各该贯孔与各该通孔是沿该转子的中心轴且呈环状等间距地排列。

4.根据权利要求1所述的无刷永磁马达，其中，各该固定板包括有一外周缘面以及一沿该外周缘面设置的复数个嵌槽，以供各该磁铁单元嵌卡于各该嵌槽内。

5.根据权利要求4所述的无刷永磁马达，其中，各该嵌槽由该转子朝该定子的方向依序具有一第一容置空间及一第二容置空间，该第一容置空间的容积大于该第二容置空间。

6.根据权利要求5所述的无刷永磁马达，其中，各该磁铁单元分别具有一外弧面、一内弧面以及二侧面，其中各该侧面邻近该内弧面之处分别设有一凸缘，以供各该磁铁单元嵌卡于各该嵌槽的第一、第二容置空间。

7.根据权利要求1、2或4所述的无刷永磁马达，其中，该转子包括有复数个通道，各该通道同轴向地设于该转子的周缘。

8.根据权利要求7所述的无刷永磁马达，其中，各该通道是沿该转子的中心轴且呈环状等间距地排列。

9.根据权利要求1所述的无刷永磁马达，其中，该定子包括有一内周缘面、一沿该内周缘面设置的复数个齿部，以及于各该齿部之间形成复数个定子槽，可供线圈缠绕于各该齿部且位于各该定子槽，各该齿部远离该内周缘面的一端具有一前端部。