TWM566435U - Magnet-assisted induction rotor for reluctance motor structure - Google Patents

Abstract

一種磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，包含：一轉子本體、複數個感應棒與複數個磁石。轉子本體係開設有一中心軸孔，並具有複數個對稱性等分的導磁部與一環繞於導磁部之環狀感應部，導磁部係開設有數量彼此相同之導磁孔槽，導磁孔槽係具有一磁石穿設段與二延伸段，環狀感應部係等距地開設有複數個供感應棒穿設之感應孔。磁石係穿設於導磁孔槽，並使每一導磁部中穿設有數量相同之磁石，且每一導磁部所穿設之上述磁石與中心軸孔之相對距離位置相同。其中，導磁部中任二相鄰者所穿設之上述磁石之磁性相異。

Description

磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子 結構

本創作係有關於一種轉子結構，尤其是指一種磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構。

在現有的馬達領域中，同步磁阻馬達需要利用特定的驅動器才可以使用，並且達到同步的功效，而驅動器的功用主要在於可調整同步磁阻馬達的轉速。

請參閱第一圖，第一圖係顯示先前技術之切換式磁阻馬達之平面示意圖。如圖所示，一切換式磁阻馬達PA100包含一轉子結構PA1與一定子結構PA2。轉子結構PA1包含六個凸極部PA11。定子結構PA2包含八個繞組部PA21。其中，繞組部PA21分別纏繞有線圈，以透過線圈通電的方式來產生磁力，而繞組部PA21主要是依各相間依序通電形成磁場去推動轉子結構PA1轉動。

請參閱第二圖，第二圖係先前技術之同步式磁阻馬達之平面示意圖。如圖所示，一同步式磁阻馬達轉子結構PA200包含一轉子本體PA3與複數個孔槽PA4。而複數個孔槽PA4是朝轉子本體PA3之軸心依序排列，且分成四個極，而孔槽PA4分別包含了一中間段PA41 與位於中間段PA41兩側之二側邊段PA42與PA43。其中，此同步式磁阻馬達轉子結構PA200需配合定子以脈衝寬度調節(Pulse Width Modulation,PWM)的驅動方式去產生多相的弦波電流，以使轉矩輸出相較於上述之切換式磁阻馬達PA100更加穩定且效率較高。

然而，上述同步磁阻馬達轉子結構PA200需要利用特殊的驅動器才可以使用，倘若驅動器故障，則同步磁阻馬達轉子結構PA200便無法使用，若是應用於一般生產線，將造成使用者工廠的生產線停擺的問題。而切換式磁阻馬達PA100又無法達到同步的效果。若是一般感應馬達，雖然不需要利用特殊的驅動器，可以直接接市電使用，但是無法同步且功因與效率都比不上上述磁阻馬達。而磁阻馬達的功因與效率也比不上永磁馬達。

有鑒於在先前技術中，感應馬達無法同步且功因與效率較低，同步磁阻馬達雖可同步且功因與效率較感應馬達高，但是需要利用特殊的驅動器才可啟動，若驅動器故障將造成同步磁阻馬達無法使用及其衍生出的問題。永磁馬達功因與效率最高，價格卻也最為昂貴。本創作之一主要目的係提供一種磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，可利用驅動器啟動，在驅動器故障無法使用時，直接接市電也可以啟動。

本創作為解決先前技術之問題，所採用之 必要技術手段為提供一種磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，包含：一轉子本體、複數個感應棒與複數個磁石。轉子本體，係開設有一沿一中心軸延伸之中心軸孔，並具有複數個對稱性等分的導磁部與一環繞於導磁部之環狀感應部，導磁部係開設有數量彼此相同之至少一導磁孔槽，每一該至少一導磁孔槽係具有一磁石穿設段與二延伸段，磁石穿設段係垂直於一轉子徑向而延伸，二延伸段係自磁石穿設段之兩端背向中心軸孔延伸，環狀感應部係等距地開設有複數個環繞於導磁部之感應孔。

感應棒，係對應地穿設於感應孔。上述磁石係至少穿設於部分之該至少一導磁孔槽，並使每一導磁部中穿設有數量相同之至少一該些磁石，且每一導磁部所穿設之上述至少一該些磁石與中心軸孔之相對距離位置相同。其中，該些導磁部中任二相鄰者所穿設之上述至少一該些磁石之磁極相異。

在上述必要技術手段的基礎下，本創作所衍生之一附屬技術手段為使磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構中之導磁部所穿設之上述至少一該些磁石，兩側係分別卡抵於二延伸段。

在上述必要技術手段的基礎下，本創作所衍生之一附屬技術手段為使磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構中之每一感應棒，係一鑄鋁感應棒

在上述必要技術手段的基礎下，本創作所衍生之一附屬技術手段為使磁阻馬達之磁石輔助型可感 應式轉子結構中之每一感應棒，係一鑄銅感應棒。

在上述必要技術手段的基礎下，本創作所衍生之一附屬技術手段為使磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構中之每一磁石，係一釹鐵硼磁石以及一鐵氧體磁石中之一者。

在上述必要技術手段的基礎下，本創作所衍生之一附屬技術手段為使磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構中之感應孔，其數量係4的倍數。

在上述必要技術手段的基礎下，本創作所衍生之一附屬技術手段為使磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構中之感應孔，其數量係28個。

在上述必要技術手段的基礎下，本創作所衍生之一附屬技術手段為使磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構中之導磁部，其數量係4的倍數。

在上述必要技術手段的基礎下，本創作所衍生之一附屬技術手段為使磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構中之所有導磁所開設之所有至少一導磁孔槽，其數量係12個。

承上所述，相較於先前技術，本創作所提供之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，係利用感應棒與感應孔達到直接接市電即可使用的功效，並利用磁石穿設於導磁孔槽中，以增加功因與提升效率，且利用導磁孔槽之磁石穿設段與二延伸段達到同步的效果。

PA100‧‧‧切換式磁阻馬達

PA1‧‧‧轉子結構

PA11‧‧‧凸極部

PA2‧‧‧定子結構

PA21‧‧‧繞組部

PA200‧‧‧同步式磁阻馬達轉子結構

PA3‧‧‧轉子本體

PA4‧‧‧孔槽

PA41‧‧‧中間段

PA42、PA43‧‧‧側邊段

100‧‧‧磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構

1‧‧‧轉子本體

11‧‧‧中心軸孔

12、13、14、12a、13a、14a、12b、13b、14b、12c、13c、14c‧‧‧導磁孔槽

15‧‧‧感應孔

121‧‧‧磁石穿設段

122、123‧‧‧延伸段

2a、2b、2c、2d‧‧‧磁石

3‧‧‧感應棒

P1、P2、P3、P4‧‧‧導磁部

P5‧‧‧環狀感應部

X‧‧‧中心軸

第一圖係顯示先前技術之切換式磁阻馬達之平面示意圖；第二圖係先前技術之同步式磁阻馬達之平面示意圖；第三圖係顯示本創作較佳實施例所提供之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構之轉子本體之平面示意圖；第四圖係顯示本創作較佳實施例所提供之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構之組裝前之立體示意圖；第五圖係顯示本創作較佳實施例所提供之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構之立體示意圖；以及第六圖係顯示第五圖之A-A剖面圖。

下面將結合示意圖對本創作的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本創作的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本創作實施例的目的。

請參閱第三圖，第三圖係顯示本創作較佳實施例所提供之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構之轉子本體之平面示意圖。如圖所示，一種轉子本體1係開設有一沿一中心軸X延伸之中心軸孔11，並具有複數個對稱性等分的導磁部，圖式標示為P1、P2、P3與P4，與一環繞於導磁部P1、P2、P3與P4之環狀感應部P5。

導磁部在本實施例中的數量為4個，但不以此為限，只要滿足對稱性等分的條件即可，也可為8個、16個、32個…等。以下以導磁部P1作更詳細的說明：導磁部P1開設有複數個導磁孔槽12、13與14。導磁孔槽12具有一磁石穿設段121與二延伸段122與123，磁石穿設段121係垂直於轉子本體1之一轉子徑向，且被轉子徑向平分。二延伸段122與123係分別自磁石穿設段121之兩端背向中心軸孔11向外延伸。同理，導磁孔槽13與14亦相同。同理，再推廣至導磁部P2、P3與P4亦相同。每一導磁孔槽具有磁石穿設段與二向外延伸之延伸段的設計，將提高同步性，使得同步性較佳並可避免滑移差。

環狀感應部P5，係等距地開設有複數個環繞於該些導磁部(P1、P2、P3與P4)之感應孔15，在此需說明等距的意思為，感應孔15中之任兩相鄰者之中心連線距離係相等，且感應孔15中之任兩者之中心與中心軸X的距離亦相等。在本實施例中，感應孔15的數量為28個，但不以此為限，在其他實施例中，也可為28個以外的4的倍數的數量。

請一併參閱第三圖至第六圖，其中，第四圖係顯示本創作較佳實施例所提供之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構之組裝前之立體示意圖；第五圖係顯示本創作較佳實施例所提供之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構之立體示意圖；以及，第六圖係顯示第五圖之A-A剖面圖。如圖所示，一種磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構100，包含：轉子本體1、複 數個磁石(圖式標示2a、2b、2c與2d)與複數個感應棒3(圖式僅標示其中一者示意)。

而轉子本體1在本實施例中是由複數個矽鋼片所堆疊而成，然而在其他實施例中亦可為一整個矽鋼柱體，但不限於此。

感應棒3係對應地穿設於感應孔15，對應係指感應棒3的數量與感應孔15的數量相同，為了更明確表達本創作之結構連結關係，有標示的感應棒3係尚未穿設至其連接線所對應之感應孔15，其餘未標示的感應棒3皆已穿設置其分別對應的感應孔15中。感應棒3係為了產生電磁感應，故材質需為可產生電磁感應的材質，在本實施例中，感應棒3係鑄鋁感應棒，但不以此為限，也可為鑄銅感應棒。

磁石2d係準備穿設至導磁孔槽14b(標示於第六圖)中之磁石穿設段，且兩側係抵靠於二延伸段。磁石2a、2b與2c係已穿設至其分別對應之導磁孔槽。磁石2a、2b、2c與2d係可採用釹鐵硼磁石，也可採用鐵氧體磁石，用以增加功因及效率，雖然功因與效率仍不及永磁馬達，但是遠超過先前技術之感應馬達與磁阻馬達，且磁石的數量係少於永磁馬達的磁石數量，故成本較永磁馬達低。

磁石2a、2b、2c與2d穿設的導磁孔槽係有所限制，每一個導磁部(P1、P2、P3與P4)中穿設的磁石的數量皆相等，且每一個導磁部(P1、P2、P3與P4)中穿設的磁石與中心軸X的相對距離位置皆相同，如第 六圖所示，導磁部P1、P2、P3與P4係分別穿設有磁石2b、2c、2d與2a，故每一個導磁部穿設的磁石的數量皆相等，在本實施例中，此磁石數量為1。而磁石2a、2b、2c與2d係分別穿設至導磁孔槽14c、14、14a與14b，磁石2a、2b、2c與2d與中心軸X的相對距離位置皆相同，磁石2a、2b、2c與2d也可分別穿設至導磁孔槽12c、12、12a與12b或導磁孔槽13c、13、13a與13b，但是不可穿設至不同相對距離位置之導磁孔槽，如：導磁孔槽12c、13、14a與12b等情形。此外，磁石的數量若超過1亦須滿足相對距離位置之限制條件。

另外，關於磁石2a、2b、2c與2d的磁極亦有所限制，以本實施例而言，導磁部P1與導磁部P3所穿設之磁石2b與磁石2d的磁極需相同，導磁部P2與導磁部P4所穿設之磁石2c與磁石2a磁極亦需相同，且磁石2c、2a之磁極需與磁石2b、2d之磁極相異。若磁石2c、2a為S極，則磁石2b、2d之磁極就必須為N極；若磁石2c、2a為N極，則磁石2b、2d之磁極就必須為S極。而同一導磁部中若穿設複數個磁石，則複數個磁石的磁極亦需相同。

綜上所述，由於本創作所提供之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，具有導磁孔槽、感應孔、感應棒與磁石，可達到同步且可直接接市電運轉，更可增加功因與效率。

相較於先前技術之感應馬達，本創作所提供之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構之功因與效率更高，且可利用導磁孔槽達到同步的功效；相較於 先前技術之磁阻馬達，本創作所提供之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構在沒有驅動器的情況下，仍可直接接市電利用感應孔與感應棒啟動，並利用磁石提高功因與效率。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創作之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的範疇內。

Claims (9)

1. 一種磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，包含：一轉子本體，係開設有一沿一中心軸延伸之中心軸孔，並具有複數個對稱性等分的導磁部與一環繞於該些導磁部之環狀感應部，該些導磁部係開設有數量彼此相同之至少一導磁孔槽，每一該至少一導磁孔槽係具有一磁石穿設段與二延伸段，該磁石穿設段係垂直於一轉子徑向而延伸，該二延伸段係自該磁石穿設段之兩端背向該中心軸孔延伸，該環狀感應部係等距地開設有複數個環繞於該些導磁部之感應孔；複數個感應棒，係對應地穿設於該些感應孔；以及複數個磁石，該些磁石係至少穿設於部分之該至少一導磁孔槽，並使該些導磁部中穿設有數量彼此相同之至少一該些磁石，且每一該些導磁部所穿設之上述至少一該些磁石與該中心軸孔之相對距離位置相同；其中，該些導磁部中任二相鄰者所穿設之上述至少一該些磁石之磁極相異。
2. 如申請專利範圍第1項所述之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，其中，該些導磁部所穿設之上述至少一該些磁石之兩側係分別卡抵於該二延伸段。
3. 如申請專利範圍第1項所述之磁阻馬達之磁 石輔助型可感應式轉子結構，其中，每一該些感應棒係一鑄鋁感應棒。
4. 如申請專利範圍第1項所述之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，其中，每一該些感應棒係一鑄銅感應棒。
5. 如申請專利範圍第1項所述之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，其中，每一該些磁石係一釹鐵硼磁石以及一鐵氧體磁石中之一者。
6. 如申請專利範圍第1項所述之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，其中，該些感應孔之數量係4的倍數。
7. 如申請專利範圍第6項所述之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，其中，該些感應孔之數量係28個。
8. 如申請專利範圍第1項所述之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，其中，該些導磁部之數量係4的倍數。
9. 如申請專利範圍第8項所述之磁阻馬達之磁石輔助型可感應式轉子結構，其中，所有該些導磁部所 開設之所有該至少一導磁孔槽之數量係12個。