TW201639274A - 轉子軛鐵 - Google Patents

Abstract

一種轉子軛鐵適用於供複數個永久磁鐵安裝，並繞著一條軸線旋轉。該轉子軛鐵包含一個中心部、一個圍繞該中心部的外圍繞部，及一個設置在該中心部及該外圍繞部之間的連接部。該外圍繞部形成複數個分別供該等永久磁鐵安裝的外貫穿槽。該連接部形成複數個分別與該等外貫穿槽徑向相對的內貫穿槽，及複數個跨設在對應之兩個相鄰外貫穿槽之間的磁阻槽單元。每一個磁阻槽單元包括至少兩個沿著一通過該軸線的徑向方向排列之相間隔的磁阻槽，且每一個磁阻槽垂直於該軸線的截面形狀是沿著所對應的兩個相鄰的永久磁鐵產生的磁力線路徑延伸。

Description

轉子軛鐵

本發明是有關於一種永磁馬達之轉子，特別是指一種該轉子之轉子軛鐵。

參閱圖1，中華民國專利公開號201240282中揭示一種永磁馬達(permanent-magnet motor)的轉子。該轉子包含一個繞著一條軸線11旋轉的轉子鐵心1(亦即，一般所稱的轉子軛鐵)，及十六個安裝在該轉子鐵心1內的永久磁鐵2。該轉子鐵心1是由複數個具有磁場強度在8000A/m時，磁束密度B8000在1.65T以上，且保磁力在100A/m以上的鋼板以堆疊方式所形成。

該轉子鐵心1包括一個圍繞該軸線11的中心部12、一個圍繞該中心部12的外圍繞部13，及一個設置在該中心部12及該外圍繞部13之間的連接部14。該外圍繞部13形成八個外貫穿槽單元131。每一個外貫穿槽單元131等角度相間隔地圍繞該軸線11，並沿著一平行該軸線11之方向延伸。每一個外貫穿槽單元131具有兩個分別供兩個永久磁鐵2安裝的相間隔外貫穿槽1311，且該等外貫穿槽1311相配合呈V形排列。該連接部14形成八個內貫穿槽 141。每一個內貫穿槽141等角度相間隔地圍繞該軸線11，並沿著平行該軸線11之方向延伸，且跨設在對應之兩相鄰外貫穿槽單元131之間。

透過該轉子鐵心1的結構設計及材料的選用， 該轉子的轉速得以提高，繼而提高該永磁馬達的輸出轉矩，使得永磁馬達的運轉效率得以增進。然，該轉子的磁力線3會朝向該軸線11的方向分佈並發散，且彼此間較鬆散，而導致磁場強度不佳且該永磁馬達的輸出轉矩的提升受阻，繼而影響該永磁馬達的運轉效率。

因此，本發明之目的，即在提供一種能集中磁力線並提高磁場強度的轉子軛鐵。

於是，本發明轉子軛鐵適用於供複數個永久磁鐵安裝，並繞著一條軸線旋轉。該轉子軛鐵包含一個中心部、一個圍繞該中心部的外圍繞部，及一個設置在該中心部及該外圍繞部之間的連接部。該外圍繞部形成複數個等角度相間隔地圍繞該軸線，並分別供該等永久磁鐵安裝的外貫穿槽。該連接部形成複數個鄰近該中心部的內貫穿槽，及複數個鄰近該外圍繞部的磁阻槽單元。該等內貫穿槽等角度相間隔地圍繞該軸線，並分別與該等外貫穿槽徑向相對。該等磁阻槽單元等角度相間隔地圍繞該軸線，且每一個磁阻槽單元跨設在對應之兩相鄰外貫穿槽之間，並包括至少兩個沿著一通過該軸線的徑向方向排列之相間隔的磁阻槽，且每一個磁阻槽垂直於該軸線的截面形狀是沿著 所對應的兩個相鄰的永久磁鐵產生的磁力線路徑延伸。

本發明之功效在於透過該等內貫穿槽及該等磁 阻槽單元的設計，使磁力線密集且朝向該外圍繞部集中，而降低磁阻(magnetic reluctance)以提高磁通密度(magnetic flux)，繼而提高磁場強度。

3‧‧‧轉子軛鐵

31‧‧‧軸線

4‧‧‧中心部

41‧‧‧穿孔

5‧‧‧連接部

51‧‧‧內貫穿槽

52‧‧‧磁阻槽單元

521‧‧‧磁阻槽

6‧‧‧外圍繞部

61‧‧‧外貫穿槽

611‧‧‧容置槽部

612‧‧‧磁阻槽部

613‧‧‧延伸槽部

7‧‧‧永久磁鐵

8‧‧‧定子

9‧‧‧磁力線

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一習知轉子的側視圖，說明複數個永久磁鐵安裝至一個轉子鐵心內；圖2是一本發明轉子軛鐵的一個實施例的側視圖；圖3是一放大的局部側視圖，說明該實施例中的其中一個外貫穿槽；圖4是一磁力線分佈圖，說明安裝有該實施例的一永磁馬達的磁力線分佈情況；圖5是一磁力線分佈圖，說明安裝有一個缺少磁組槽單元的轉子軛鐵的一永磁馬達的磁力線分佈情況；圖6是一磁通密度分佈圖，說明圖4中的該永磁馬達的磁通密度分佈情況；及，圖7是一磁通密度分佈圖，說明圖5中的該永磁馬達的磁通密度分佈情況。

參閱圖2、3及4，本發明轉子軛鐵3之一個實 施例適用於供十個永久磁鐵7安裝，並可相對於一定子8繞著一條軸線31旋轉。該轉子軛鐵3與該等永久磁鐵7建構出一個永磁馬達中的轉子。該轉子軛鐵3為一圓柱體，且包含一個中心部4、一個圍繞該中心部4的外圍繞部6，及一個設置在該中心部4及該外圍繞部6之間的連接部5。

該中心部4界定出一個平行該軸線31之方向延 伸的穿孔41。該穿孔41可供該永磁馬達的一轉軸(圖未示)穿設，來帶動該轉子軛鐵3旋轉。

該外圍繞部6形成十個外貫穿槽61。該等外貫 穿槽61是等角度相間隔地圍繞該軸線31，且沿著一平行該軸線31之方向延伸，並分別供該等永久磁鐵7安裝。該等外貫穿槽61的數目不限於十個，可以是兩個、三個、四個、八個或十二個等等。

每一個外貫穿槽61包括一個容置槽部611、兩 個磁阻槽部612，以及兩個延伸槽部613(見圖3)。該容置槽部611供各別的永久磁鐵7設置，且使該各別的永久磁鐵7被限位於內，可避免於該轉子軛鐵3旋轉時從該容置槽部611中脫落。該等磁阻槽部612分別由該容置槽部611的兩側向外延伸。該等磁阻槽部612可容置有空氣，或可填充一以使該等永久磁鐵7分別牢固地被限位於該等外貫穿槽61內的黏膠材(圖未示)。該等延伸槽部613彼此相間隔且分別鄰近該等磁阻槽部612，並由鄰近該軸線31的該容置槽部611之一側朝向該軸線31延伸。該等延伸槽部613 可作為利用一工具(圖未示)移除或安裝該等永久磁鐵7的施力處。此外，於該等磁阻槽部612充填有該黏膠材時，該等延伸槽部613可作為該黏膠材的溢膠空間，避免該黏膠材流動至該轉子軛鐵3的表面，而需進行清潔處理。

該連接部5形成十個鄰近該中心部4的內貫穿 槽51，及十個鄰近該外圍繞部6的磁阻槽單元52。該等內貫穿槽51及該等磁阻槽單元52的數目不限於十個，可以是兩個、三個、四個、八個或十二個等等。

該等內貫穿槽51沿著平行該軸線31之方向延 伸，且等角度相間隔地圍繞該軸線31，並分別與該等外貫穿槽61徑向相對。每一個內貫穿槽51之垂直於該軸線31的截面形狀呈三角形，且該三角形的其中一頂點鄰近該外圍繞部6並與所對應的該外貫穿槽61徑向相對。該等內貫穿槽51因容置有空氣，使得其磁阻相較於其周圍大，因而可迫使該等磁力線9往磁阻最小的方向行進，因此，每兩相鄰的內貫穿槽51可相配合使該等磁力線9的路徑被限制在該等內貫穿槽51及該外圍繞部6之間，而不會朝向該軸線31發散，繼而使該等磁力線9集中且彼此間較密集。

該等磁阻槽單元52沿著平行該軸線31之方向 延伸，且等角度相間隔地圍繞該軸線31。每一個磁阻槽單元52因容置有空氣，使得磁阻相較於其周圍大，因而迫使該等磁力線9往磁阻最小的方向行進，繼而使得該等磁力線9密集並朝向該外圍繞部6集中。每一個磁阻槽單元52跨設在對應之兩相鄰外貫穿槽61之間，並包括至少兩個沿 著一通過該軸線31的徑向方向排列之相間隔的磁阻槽521，亦即，每一個磁阻槽521的兩相反端分別鄰近所對應之兩相鄰的外貫穿槽61，且垂直於該軸線31的截面形狀是呈弧形，並沿著所對應的兩個相鄰的永久磁鐵7產生的磁力線路徑延伸。每一個磁阻槽521之弧形的弧頂相較於兩相反末端是更鄰近該軸線31且弧長是由朝向該軸線31的方向逐漸遞增。

參閱圖4及5，相較於缺少該等磁組槽單元52 的轉子軛鐵(見圖5)，本實施例透過該等內貫穿槽51及該等磁阻槽單元52的設計，確實使該等磁力線9密集且朝向該外圍繞部6集中。且參閱圖6及7，相較於缺少該等磁組槽單元52的轉子軛鐵(見圖7)，本實施例確實提高了磁通密度。

綜上所述，透過該等內貫穿槽51及該等磁阻槽 單元52的設計，使該等磁力線9密集並朝向該外圍繞部6集中，而降低磁阻以提高磁通密度，繼而提高磁場強度。 於應用至該永磁馬達用的轉子中，可使該永磁馬達的輸出轉矩提高，繼而增進該永磁馬達的運轉效率，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已 ，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3‧‧‧轉子軛鐵

31‧‧‧軸線

4‧‧‧中心部

41‧‧‧穿孔

5‧‧‧連接部

51‧‧‧內貫穿槽

52‧‧‧磁阻槽單元

521‧‧‧磁阻槽

6‧‧‧外圍繞部

61‧‧‧外貫穿槽

611‧‧‧容置槽部

612‧‧‧磁阻槽部

613‧‧‧延伸槽部

7‧‧‧永久磁鐵

8‧‧‧定子

Claims (7)

1. 一種轉子軛鐵，適用於供複數個永久磁鐵安裝，並繞著一條軸線旋轉，該轉子軛鐵包含：一個中心部；一個外圍繞部，圍繞該中心部，且形成複數個等角度相間隔地圍繞該軸線，並分別供該等永久磁鐵安裝的外貫穿槽；及一個連接部，設置在該中心部及該外圍繞部之間，並形成複數個內貫穿槽，鄰近該中心部，且等角度相間隔地圍繞該軸線，並分別與該等外貫穿槽徑向相對，及複數個磁阻槽單元，鄰近該外圍部，且等角度相間隔地圍繞該軸線，每一個磁阻槽單元跨設在對應之兩相鄰外貫穿槽之間，並包括至少兩個沿著一通過該軸線的徑向方向排列之相間隔的磁阻槽，且每一個磁阻槽垂直於該軸線的截面形狀是沿著所對應的兩個相鄰的永久磁鐵產生的磁力線路徑延伸。
2. 如請求項1所述的轉子軛鐵，其中，該等磁阻槽單元、該等內貫穿槽及該等外貫穿槽是沿著一平行該軸線之方向延伸。
3. 如請求項1所述的轉子軛鐵，其中，每一個磁阻槽之垂直於該軸線的截面形狀呈弧形，且該弧形的弧頂相較於 該弧形的兩相反末端鄰近該軸線。
4. 如請求項3所述的轉子軛鐵，其中，每一磁阻槽單元之該等磁阻槽的弧長是由朝向該軸線的方向逐漸遞增。
5. 如請求項1所述的轉子軛鐵，其中，每一個外貫穿槽包括一個供各別的永久磁鐵設置且被限位於內的容置槽部，及兩個分別由該容置槽部的兩側向外延伸的磁阻槽部。
6. 如請求項5所述的轉子軛鐵，其中，每一個外貫穿槽還包括兩個相間隔的延伸槽部，由鄰近該軸線的該容置槽部之一側朝向該軸線延伸，該等延伸槽部分別鄰近該等磁阻槽部。
7. 如請求項1所述的轉子軛鐵，其中，每一個內貫穿槽之垂直於該軸線的截面形狀呈三角形，且該三角形的其中一頂點與所對應的該外貫穿槽徑向相對。