CN112994393A - 永磁式主轴马达 - Google Patents

永磁式主轴马达 Download PDF

Info

Publication number
CN112994393A
CN112994393A CN201911290947.XA CN201911290947A CN112994393A CN 112994393 A CN112994393 A CN 112994393A CN 201911290947 A CN201911290947 A CN 201911290947A CN 112994393 A CN112994393 A CN 112994393A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotating shaft
magnet
spindle motor
magnets
permanent magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201911290947.XA
Other languages
English (en)
Inventor
张哲玮
萧瑞滨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hiwin Mikrosystem Corp
Hiwin Technologies Corp
Original Assignee
Hiwin Mikrosystem Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hiwin Mikrosystem Corp filed Critical Hiwin Mikrosystem Corp
Priority to CN201911290947.XA priority Critical patent/CN112994393A/zh
Publication of CN112994393A publication Critical patent/CN112994393A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

本发明公开了一种永磁式主轴马达，使位于转子中的多数磁组具有特定的空间型态，使磁通集中以达到提高转速的效果，其中，各该磁组分别具有二第一磁铁，以该转子的一管状转轴的直径为镜射轴地彼此镜射分设于该转轴中，二呈孔状的磁障空间贯设于该转轴上，并分别位于该转轴介于该转轴外环面与各该第一磁铁间的部位上，且分别靠近各该第一磁铁相距该镜射轴的最远程地沿该转轴的轴向延伸贯穿该转轴的轴向两端。

Description

永磁式主轴马达
技术领域
本发明与马达有关，特别是关于一种永磁式主轴马达。
背景技术
为了使获得良好的加工精度，得以应用于工具机上的主轴(spindle)，即需具备有高旋转精度、高转速、宽广的工作转速范围、高刚性、低温度与高可靠度，而影响主轴是否具备上述特性的因素虽均非单一，但不可否认的是，作为主轴旋转动力来源的主轴马达(spindle motor)当然具有重要的地位。
相较于感应式马达而言，永磁式马达由于具有更广的转速范围(constant powerspeed ratio，CPSR)、更佳的效率以及低转速下的高输出扭力，使所驱动的主轴更适于工具机进行高速、精密的加工，但由于马达的转矩特性对于主轴转动的状态影响甚巨，例如涟波的大小影响工具机的加工刀纹，转矩大小影响工具机是否进行重切削的程度，转速的大小影响工具机的加工效率等，均使得马达输出特性的不同所造成的差异，会在工具机产业领域中被突显，并且严重地影响主轴转动的特性，纵然不同的马达间仅有些许之差异，但在工具机应用时，些许的差异将会造成重大的不同。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种永磁式主轴马达，其可提高转速范围，以增加工具机的工作效率。
为达成上述目的，本发明所提供的永磁式主轴马达，包含有：
一定子，具有一环状的定子身部，多数的定子槽是分设于该定子身部的内侧环面上；
一转子，具有一管状的转轴，同轴穿伸于该定子身部中，并使该转轴的内径大于该转轴外径的一半；
数量小于该些定子槽的多数磁组是沿该转轴的圆周依序地分设于该转轴中，各自具有二沿该转轴径向的断面呈长条状的第一磁铁，并使二该第一磁铁以该转轴的直径为镜射轴彼此镜射地对称埋设该转轴内，且使二该第一磁铁的长轴与该镜射轴间在朝向该转轴中心的方向上相隔一锐角角度，二呈孔状的磁障空间分别位于该转轴介于该转轴外环面与各该第一磁铁间的部位上，并分别靠近各该第一磁铁相距该镜射轴的最远程地沿该转轴的轴向延伸贯穿该转轴的轴向两端。
各该磁组分别更包含有一第二磁铁，介于各该第一磁铁之间。
各该磁组中，该第二磁铁的中心位于该镜射轴的轴向上。
各该磁组中，该第二磁铁两侧与各该第一磁铁间相隔开来。
各该磁组中，在沿该转轴径向的断面方向上，该第二磁铁的长度小于各该第一磁铁的长度。
各该磁组中，各该第一磁铁彼此间相隔开来。
该转子具有数量与各该磁组相同数量的容纳空间，分设于该转轴上，以分别容设各该磁组。
各该容纳空间分别为单一的穿孔，贯设于该转轴上。
该转轴的内径为该转轴外径的0.6至0.8倍。
该些定子槽的数量为该磁组数量的6倍至10倍。
本发明的有益效果：可提高转速范围，以增加工具机的工作效率。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的平面示意图。
图2是本发明一较佳实施例中，磁组及转子的立体图。
图3是本发明一较佳实施例中沿图2中3-3割面线的局部平面图。
图4A是作为对比的永磁马达磁力线图。
图4B是本发明一较价实施例的磁力线图。
图5是本发明与对比永磁马达的圆线图(circle diagram)。
(10)永磁式主轴马达(20)定子(21)定子身部(22)定子槽(30)转子(31)转轴(32)容纳空间(40)磁组(41)第一磁铁(411)最近端(412)最远程(42)第二磁铁(43)磁障空间(L1)镜射轴(L2)第一磁铁之长轴(L3)第二磁铁之长轴(α)第一磁铁之长轴与镜射轴之夹角(C1)本实施例的转速范围(C2)对照组的转速范围
具体实施方式
首先，请参阅图1至图3所示，在本发明一较佳实施例中所提供的永磁式主轴马达(10)，其主要包含了有一定子(20)、一转子(30)以及多数的磁组(40)。
该定子(20)具有一呈环状的定子身部(21)，多数的定子槽(22)辐射状地分别凹设于该定子身部(21)的内侧环面上，用以作为容纳线圈绕组的空间，其中，线圈绕组以分布绕为佳。
该转子(30)具有一转轴(31)及数量相同于该些磁组数量的容纳空间(32)。该转轴(31)呈直管状，并使内径的尺寸为外径尺寸的0.6倍至0.8倍之间，使得管壁的厚度小于管孔的半径。各该容纳空间(32)分别呈单一的孔状，而彼此沿着该转轴(31)的环周，依序等距相隔开来地分别直线贯设于该转轴(31)的轴向两端间，且在对应于该转轴(31)的径向上呈现弯折的长条形状。
各该磁组(40)分别具有二第一磁铁(41)、一第二磁铁(42)以及二磁障空间(43)，其分别使各该第一磁铁(41)与该第二磁铁(42)塞填于对应的容纳空间(32)中，而被埋藏于该转轴(31)内。更进一步来说，于各该磁组(40)中，该些第一磁铁(41)的彼此以该转轴(31)的直径为镜射轴(L1)而相互镜射地被埋设于该转轴(31)中，且使各该第一磁铁(41)靠近于该镜射轴(L1)的最近端(411)是彼此相隔开来；该第二磁铁(42)则是介于各该第一磁铁(41)间地被埋设于该转轴(31)中，并使该第二磁铁(42)的中心位置位于该镜射轴(L1)上；且其中，各该第一磁铁(41)对应于该转轴(31)径向断面的长条形状的长轴(L2)，更在朝向该转轴(31)中心的方向上，与该镜射轴(L1)间相隔一锐角角度(α)，并使该第二磁铁(42)对应于该转轴(31)径向断面的长条形状的长轴(L3)垂直于该镜射轴(L1)，以及使该第二磁铁(42)的长度小于各该第一磁铁(41)的长度；各该磁障空间(43)分别呈孔状，各自沿该转轴(31)的轴向贯设于该转轴(31)的轴向两端间，并分别靠近于各该第一磁铁(41)长轴方向远离该镜射轴(L1)的最远程(412)，且位于所相邻的第一磁铁(41)与该转轴(31)的外周环面之间。
上述构件中，该转子(30)穿伸于该定子(20)中，并接由该转轴(31)外径小于该定子身部(21)内径，而于转轴(31)的外侧环面与该定子身部(21)的内侧环面间形成一环状的气隙空间，同时，在本实施例所举例中，更进一步使各该磁组(40)所在的角度范围内所对应的定子槽数量为6，亦即使各该定子槽(22)的数量为该些磁组(40)数量的6倍，但此一数值的揭露仅为说明之目的，并非作为本发明的限制，例如将上述d6倍改为6倍至10倍等，均仅是对本发明所为的简单改变。
而从功效上来看，该永磁式主轴马达(10)主要技术特征之一是为该些磁障空间(43)对磁通集中所提供的效果，关此，请参阅图4A所示该永磁式主轴马达(10)的磁力线图，以及图4B所示不具有磁障空间的对比用的主轴马达磁力线图，由磁力线所示的差异可知，该永磁式主轴马达(10)系具有集中磁通的效果，而可提供较高的扭力与较高的转速，以满足主轴使用的需求，并且，从图5的圆线图(circle diagram)亦显示出该永磁式主轴马达(10)可供工作的转速范围(C1)，亦较如图4B所示的对比用主轴马达的转速范围(C2)为大，显见本案所揭的永磁式主轴马达确具有扭力提高与高转速应用的具体功效，正与工具机的主轴所需求的条件相符，使得本发明所提供的技术，特别适于作为主轴马达。
除此之外，需加以提出说明的是，虽在前述实施例的磁组中除了第一磁铁外，尚包含有第二磁铁，但在产业的实施应用上，第二磁铁可省略，当磁组不具有第二磁铁时，其所能达成的功效与前揭者并无显著的差异，但当磁组不具有第二磁铁时，为了有效利用转轴的有限体积，则可缩短彼此镜射的两第一磁铁的最近端彼此间的距离。

Claims (10)

1.一种永磁式主轴马达，其特征在于包含有：
一定子，具有一环状的定子身部，多数的定子槽是分设于该定子身部的内侧环面上；
一转子，具有一管状的转轴，同轴穿伸于该定子身部中，并使该转轴的内径大于该转轴外径的一半；
数量小于该些定子槽的多数磁组是沿该转轴的圆周依序地分设于该转轴中，各自具有二沿该转轴径向的断面呈长条状的第一磁铁，并使二该第一磁铁以该转轴的直径为镜射轴彼此镜射地对称埋设该转轴内，且使二该第一磁铁的长轴与该镜射轴间在朝向该转轴中心的方向上相隔一锐角角度，二呈孔状的磁障空间分别位于该转轴介于该转轴外环面与各该第一磁铁间的部位上，并分别靠近各该第一磁铁相距该镜射轴的最远程地沿该转轴的轴向延伸贯穿该转轴的轴向两端。
2.如权利要求1所述的永磁式主轴马达，其特征在于，各该磁组分别更包含有一第二磁铁，介于各该第一磁铁之间。
3.如权利要求2所述的永磁式主轴马达，其特征在于，各该磁组中，该第二磁铁的中心位于该镜射轴的轴向上。
4.如权利要求2或3所述的永磁式主轴马达，其特征在于，各该磁组中，该第二磁铁两侧与各该第一磁铁间相隔开来。
5.如权利要求2或3所述的永磁式主轴马达，其特征在于，各该磁组中，在沿该转轴径向的断面方向上，该第二磁铁的长度小于各该第一磁铁的长度。
6.如权利要求1所述的永磁式主轴马达，其特征在于，各该磁组中，各该第一磁铁彼此间相隔开来。
7.如权利要求1、2或3所述的永磁式主轴马达，其特征在于，该转子具有数量与各该磁组相同数量的容纳空间，分设于该转轴上，以分别容设各该磁组。
8.如权利要求7所述的永磁式主轴马达，其特征在于，各该容纳空间分别为单一的穿孔，贯设于该转轴上。
9.如权利要求1所述的永磁式主轴马达，其特征在于，该转轴的内径为该转轴外径的0.6至0.8倍。
10.如权利要求1所述的永磁式主轴马达，其特征在于，该些定子槽的数量为该磁组数量的6倍至10倍。
CN201911290947.XA 2019-12-16 2019-12-16 永磁式主轴马达 Withdrawn CN112994393A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911290947.XA CN112994393A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 永磁式主轴马达

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911290947.XA CN112994393A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 永磁式主轴马达

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112994393A true CN112994393A (zh) 2021-06-18

Family

ID=76343032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911290947.XA Withdrawn CN112994393A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 永磁式主轴马达

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112994393A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006280195A (ja) * 2005-03-01 2006-10-12 Toshiba Corp 永久磁石式回転電機
JP2006311772A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Nissan Motor Co Ltd 電動機
CN201846151U (zh) * 2010-03-22 2011-05-25 株洲南车时代电气股份有限公司 一种永磁电机转子装置
TW201325031A (zh) * 2011-12-01 2013-06-16 Adlee Powertronic Co Ltd 內置式永久磁鐵馬達
CN107017750A (zh) * 2017-05-08 2017-08-04 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机
CN109510344A (zh) * 2018-12-28 2019-03-22 哈尔滨工业大学 带双层磁障的磁路分割式v型并联组合磁极可调磁通电机
CN110022016A (zh) * 2019-04-24 2019-07-16 广东金霸智能科技股份有限公司 一种转子芯片及其转子和电机
US20190222076A1 (en) * 2018-01-15 2019-07-18 Otis Elevator Company Electric machine including magnets having different magnetic characteristics

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006280195A (ja) * 2005-03-01 2006-10-12 Toshiba Corp 永久磁石式回転電機
JP2006311772A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Nissan Motor Co Ltd 電動機
CN201846151U (zh) * 2010-03-22 2011-05-25 株洲南车时代电气股份有限公司 一种永磁电机转子装置
TW201325031A (zh) * 2011-12-01 2013-06-16 Adlee Powertronic Co Ltd 內置式永久磁鐵馬達
CN107017750A (zh) * 2017-05-08 2017-08-04 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机
US20190222076A1 (en) * 2018-01-15 2019-07-18 Otis Elevator Company Electric machine including magnets having different magnetic characteristics
CN109510344A (zh) * 2018-12-28 2019-03-22 哈尔滨工业大学 带双层磁障的磁路分割式v型并联组合磁极可调磁通电机
CN110022016A (zh) * 2019-04-24 2019-07-16 广东金霸智能科技股份有限公司 一种转子芯片及其转子和电机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10256708B2 (en) Electric machine
US20100308680A1 (en) Rotor and Motor
EP3297130B1 (en) Rotor lamination assembly
US10693330B2 (en) Electric motor
WO2013098921A1 (ja) 永久磁石埋込型モータの回転子ならびにこれを用いた圧縮機、送風機および冷凍空調装置
EP1628380A1 (en) Stator slot openings of a permanent magnet motor
US9590466B2 (en) Rotor and rotating electric machine having the same
EP2527098B1 (en) Electric power tool
JP2018078788A (ja) モータ及びそのロータ
JP2008312321A (ja) 回転子および回転電機
US11374449B2 (en) Permanent-magnet spindle motor
WO2020194390A1 (ja) 回転電機
CN108683315A (zh) 爪极盘式异步电动机
JP3207418U (ja) 単相モータ
JP5947230B2 (ja) モータ
CN112994393A (zh) 永磁式主轴马达
JP2021108507A (ja) 永久磁石式スピンドルモータ
CN212086044U (zh) 无刷电动机
CN108683316A (zh) 爪极盘式永磁同步电动机
JP2018182968A (ja) ロータおよび回転電機
TW202123579A (zh) 永磁式主軸馬達
KR20210091847A (ko) 영구자석식 스핀들 모터
JP2012060709A (ja) 永久磁石型モータ
US20230101565A1 (en) Rotary electric machine
US20230115303A1 (en) Rotary electric machine

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210618