專利名稱：直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，更加具體而言，涉及一種改善磁芯面積效率(core area efficiency)從而使磁通量沿一個(gè)方向流動(dòng)的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)用轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)是一種用于進(jìn)行恒速運(yùn)動(dòng)的單相功率交流電動(dòng)機(jī)。它是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(induction motor)和磁阻電動(dòng)機(jī)(reluctance motor)的一種組合類型。直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)包括用于通過(guò)施加于線圈的交變電流形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子，以及設(shè)置在定子中并通過(guò)由定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)使用在定子的磁通量通過(guò)轉(zhuǎn)子且轉(zhuǎn)子沿減小磁阻的方向移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力。即，在起動(dòng)操作中，如同在電感電動(dòng)機(jī)中一樣，直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)通過(guò)使用由定子磁通量的變化和在柵條中電流的相互作產(chǎn)生的起動(dòng)扭矩開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，起動(dòng)操作后，直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)通過(guò)使用使定子的磁通量流過(guò)轉(zhuǎn)子的核心部分的磁阻扭矩以恒定速度旋轉(zhuǎn)。
如美國(guó)公開(kāi)專利申請(qǐng)3,862,446中所公開(kāi)，用于雙極同步磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子包括具有用于改善磁阻電動(dòng)機(jī)初始起動(dòng)性能的一對(duì)有效地相對(duì)設(shè)置的凸極的磁芯，在每個(gè)凸極部分中鄰近其外周的形成主磁極線圈的多個(gè)沿圓周隔開(kāi)的互連導(dǎo)體，包圍轉(zhuǎn)子磁芯90機(jī)械度的每個(gè)磁極的主導(dǎo)體，形成在磁芯中且跨過(guò)主磁極線圈之間磁芯延伸而其端部從主磁極線圈沿圓周隔開(kāi)的磁通壘，以及設(shè)置在每個(gè)主磁極線圈的每個(gè)端部與鄰近磁芯外周的磁通壘的每個(gè)端部之間間隔中的至少一個(gè)額外的次導(dǎo)體，主磁極線圈與沿圓周最近的次導(dǎo)體之間的間隔大于任何兩個(gè)相鄰主導(dǎo)體之間的間隔，導(dǎo)體連接在一起從而形成鼠籠式線圈。
根據(jù)美國(guó)公開(kāi)專利申請(qǐng)6,604,134，一種用于同步磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件包括軸；具有多個(gè)成形的支撐的磁芯，該些支撐的構(gòu)造、尺寸和位置限定出多個(gè)通道，磁芯安裝在軸上；多個(gè)一般成弓形的轉(zhuǎn)子部分，每個(gè)轉(zhuǎn)子部分固定在磁芯的對(duì)應(yīng)通道內(nèi)；以及多個(gè)帶，沿圓周設(shè)置在轉(zhuǎn)子部分周圍，用于將轉(zhuǎn)子部分固定于磁芯。
另外，如美國(guó)公開(kāi)專利申請(qǐng)6,066,904所述，一種從同步磁阻機(jī)械和開(kāi)關(guān)磁阻機(jī)械中選取的機(jī)械裝置，包括具有中心軸的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子通過(guò)多個(gè)放射狀疊層形成，疊層軸向疊置并由最高導(dǎo)磁率方向的晶粒取向磁性材料制成，磁性材料的最高導(dǎo)磁率方向平行于切開(kāi)每個(gè)疊層的平面，每個(gè)疊層具有至少一對(duì)內(nèi)槽，至少一對(duì)內(nèi)槽沿至少基本平行于該平面的方向?qū)?zhǔn)，且至少一對(duì)內(nèi)槽關(guān)于該平面對(duì)稱。
如上所述，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子具有多個(gè)復(fù)雜元件，在生產(chǎn)期間消耗大量時(shí)間和成本。
另外，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子要求特別的元件(例如，由磁性材料制成的導(dǎo)體)。
基于高導(dǎo)磁率方向(例如，d軸)的磁通密度與低導(dǎo)磁率方向(例如，q軸)的磁通密度之間的差異，傳統(tǒng)技術(shù)未能提供轉(zhuǎn)子最大的輸出和效率。
另外，傳統(tǒng)技術(shù)未能提供柵條的形狀和排列，用來(lái)通過(guò)防止磁芯中的磁飽和給予轉(zhuǎn)子有效輸出性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其通過(guò)簡(jiǎn)單的元件減小了生產(chǎn)時(shí)間和花費(fèi)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其使用一般的堆疊磁芯。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，通過(guò)最大化高磁導(dǎo)率方向的磁通密度與底磁導(dǎo)率方向的磁通密度之間的差異而具有高輸出和效率。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，通過(guò)改變柵條的形狀和對(duì)準(zhǔn)，其具有有效的起動(dòng)性能。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括沿軸的連接方向具有軸連接孔的磁芯；形成在磁芯外圍的多個(gè)柵條；以及多個(gè)磁通壁壘，磁通壁壘的一端和另一端接近形成在垂直于連接方向的磁芯平面的第一軸的中線上以預(yù)定角度彼此面對(duì)的第一和第二區(qū)域中的柵條，磁通壁壘中心的至少一部分通過(guò)第一與第二區(qū)域之間的第三或第四區(qū)域，以預(yù)定間隔圍繞軸連接孔。
優(yōu)選地，磁通壁壘以圓弧形圍繞軸連接孔。
優(yōu)選地，磁通壁壘是連續(xù)的。
優(yōu)選地，磁通壁壘在磁芯平面上垂直于第一軸的第二軸上是對(duì)稱的。
優(yōu)選地，磁通壁壘的面積與磁芯平面的總面積之間的比為0.35至0.45，更加優(yōu)選為0.39。
磁通壁壘的總寬度和軸連接孔與磁芯外周之間的寬度的比優(yōu)選為0.35至0.45，更加優(yōu)選為0.405。
磁通壁壘的一端和另一端的中線和磁通壁壘接近的柵條的中線優(yōu)選沿相同方向設(shè)置，柵條的中線面對(duì)磁芯的中線。更加優(yōu)選地，柵條的中線和磁通壁壘的中線形成在相同的線上。
優(yōu)選地，磁通壁壘的寬度等于或小于磁通壁壘接近的柵條的寬度。
磁通壁壘與磁通壁壘接近的柵條之間的間隔優(yōu)選為固定的，更加優(yōu)選地小于0.35mm。
優(yōu)選地，鄰近磁芯外周的柵條的外周的寬度大于鄰近磁通壁壘的柵條的內(nèi)周的寬度。
優(yōu)選地，第一和第二區(qū)域中的一些柵條不鄰近磁通壁壘。
優(yōu)選地，柵條與磁芯外周之間的間隔都是相同的。
優(yōu)選地，磁通壁壘形成在第三和第四區(qū)域的柵條之間。
優(yōu)選地，第三和第四區(qū)域中的柵條的面積小于第一和第二區(qū)域中柵條的面積。
優(yōu)選地，第三和第四區(qū)域中柵條之間的間隔小于第一和第二區(qū)域中柵條之間的間隔。
優(yōu)選地，第三和第四區(qū)域中柵條外周寬度大于第一和第二區(qū)域中柵條外周的寬度。
第一和第二區(qū)域的角度優(yōu)選為100至110°，更加優(yōu)選地為104°。
優(yōu)選地，第一和第二區(qū)域中柵條的長(zhǎng)度大于第三和第四區(qū)域中柵條的長(zhǎng)度。
優(yōu)選地，至少一個(gè)磁通壁壘形成在第一和第二區(qū)域中柵條內(nèi)周的公切線與第三和第四區(qū)域中柵條內(nèi)周的公切線之間。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括沿軸的連接方向具有軸連接孔的磁芯；形成在磁芯外圍的多個(gè)柵條；以及多個(gè)磁通壁壘，其兩端沿一個(gè)方向?qū)?zhǔn)而分別接近柵條，柵條的中線面對(duì)磁芯的中心，磁通壁壘兩端的中線沿相同方向形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括沿軸的連接方向具有軸連接孔的磁芯；形成在磁芯外圍的多個(gè)柵條；以及多個(gè)磁通壁壘，其兩端沿一個(gè)方向?qū)?zhǔn)而分別接近柵條，柵條的中線面對(duì)磁芯的中心，磁通壁壘的寬度等于或小于磁通壁壘的兩端接近的柵條的寬度。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括沿軸的連接方向具有軸連接孔的磁芯；形成在磁芯外圍的多個(gè)柵條；以及沿一個(gè)方向?qū)?zhǔn)的多個(gè)磁通壁壘，設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條的長(zhǎng)度大于設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條的寬度。


圖1A為示出用于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖；圖1B為示出圖1A的分區(qū)(area-divided)轉(zhuǎn)子的平面圖；圖1C至1D為圖1A的局部平面圖；圖1E為圖1A的局部放大圖；圖2A和2B為示出用于根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖；圖2C為圖2A的局部平面圖；圖3為用于根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖；圖4為用于根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖；圖5為用于根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖；以及圖6為用于根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A和1B為示出用于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖。
參照?qǐng)D1A，轉(zhuǎn)子10包括具有沿軸(未示出)的連接方向形成的軸連接孔12的磁芯11。磁芯11在其外圍包括多個(gè)柵條插入孔13，多個(gè)柵條14插入在柵條插入孔13中。另外，磁芯11具有朝向垂直于軸連接方向(以下稱作連接方向)的第一軸延伸且在垂直于第一軸的第二軸上彼此對(duì)稱的多個(gè)磁通壁壘15。磁芯11在多個(gè)磁通壁壘15之間磁通流經(jīng)其中的部分為磁通路16。
具體而言，轉(zhuǎn)子10由多個(gè)堆疊的磁芯板構(gòu)成，且磁芯11無(wú)需特殊的磁性材料。
柵條14插在磁芯11的柵條插入孔13中，并朝向疊置的磁芯板的相同位置延伸。一般而言，柵條14包括鋁元素。
磁通壁壘15通過(guò)去除部分磁芯11并在其中填充空氣而形成。磁通壁壘15其一端和另一端沿第一軸向?qū)?zhǔn)并延伸，且其中心的至少一部分延伸而以預(yù)定間隔圍繞軸連接孔12，從而使磁通量輕易地沿第一軸向通過(guò)，并最小化沿第二軸向的磁通量通過(guò)密度。即，磁通壁壘15產(chǎn)生沿第一軸向的最大磁通密度和沿垂直于第一軸向的第二軸向的最小磁通密度，從而明顯改善轉(zhuǎn)子10的起動(dòng)力。
另外，設(shè)置磁通壁壘15以圓弧形狀圍繞軸連接孔12，由此改善轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)力和起動(dòng)性能，而不干擾來(lái)自定子的磁通流(未示出)。
現(xiàn)有技術(shù)中，磁通壁壘以其中心具有橋接的斷續(xù)形狀形成。因此，在橋接部分中產(chǎn)生了磁飽和，干擾了磁通流。為防止磁飽和，磁芯11包括連續(xù)的磁通壁壘15。這種連續(xù)的磁通壁壘15防止了磁飽和，便于磁通流經(jīng)，由此改善了轉(zhuǎn)子10的起動(dòng)性能。另外，連續(xù)的磁通壁壘15降低了轉(zhuǎn)子10生產(chǎn)期間的時(shí)間和花費(fèi)。
若磁通壁壘占據(jù)轉(zhuǎn)子10磁芯11的較大面積，磁通沿第一軸向流經(jīng)的磁芯11的面積減小，導(dǎo)致磁芯11中的磁飽和。因此必須控制磁通壁壘15的面積與磁芯11的面積(或磁通路16的面積)的比例。磁通壁壘15的寬度也是便于磁通流經(jīng)的重要因素。即，在磁通壁壘15的寬度過(guò)大時(shí)，磁芯11中磁通流經(jīng)的寬度減小，在磁通壁壘15的寬度過(guò)小時(shí)，難以最大化第一軸向的磁通密度與第二軸向的磁通密度之間的差異。結(jié)果，必須控制磁通壁壘15的整個(gè)寬度同軸連接孔12與磁芯11外周之間寬度的比例。
考慮到磁通壁壘15的面積，柵條14中的一些14a可以形成為不鄰近磁通壁壘15，且可形成磁通壁壘15沿第一軸向彼此對(duì)稱。
如圖1B所示，轉(zhuǎn)子10可以分為在垂直于連接方向的磁芯11的片面上的第一軸的中心線上以預(yù)定角度彼此面對(duì)的第一和第二區(qū)域，還分為第一與第二區(qū)域之間的第三和第四區(qū)域。此處，用作圖1A中第一軸的d軸表示高磁導(dǎo)率方向，而用作圖1A中第二軸的q軸表示低磁導(dǎo)率方向。
具體而言，第一和第二區(qū)域中的柵條14鄰近磁通壁壘15的一端和另一端，使得磁通(由粗實(shí)線表示)可以輕易在柵條14之間流經(jīng)且由此經(jīng)過(guò)磁通路16延伸。因此，第一軸，即d軸成為高磁導(dǎo)率方向軸。磁通壁壘15的中心通過(guò)第三和第四區(qū)域，以預(yù)定間隔圍繞軸連接孔12。磁通不會(huì)流經(jīng)第三和第四區(qū)域中的柵條14之間，因此第二軸，即q軸成為低磁導(dǎo)率方向軸。
圖1C為圖1A的局部放大圖。如圖1C所示，為增大第一軸(d軸)向的磁通密度與第二軸(q軸)向的磁通密度之間的差異，在轉(zhuǎn)子10中，沿第二軸向(即第三和第四區(qū)域)的柵條14之間的間隔(c)比沿第一軸向(即第一和第二區(qū)域)的柵條14之間的間隔(a)和(b)小。因此，在間隔(c)中產(chǎn)生了磁飽和，由此最小化沿第二軸向從定子流向磁芯11的磁通量。即，第二軸向柵條14起壁壘作用。
圖1D為圖1A的平面圖。如圖1D所示，磁通壁壘15的一端和另一端接近在第二軸上對(duì)稱的柵條14和/或柵條插入孔13。磁通壁壘15與柵條14和/或柵條插入孔13之間的間隔(d)是固定的。由此，沿第一軸向流經(jīng)的磁通量的飽和的產(chǎn)生在間隔(d)中最小化，保持了轉(zhuǎn)子10的強(qiáng)度。因此，磁通壁壘15的一端和另一端根據(jù)柵條插入孔13和/或柵條14內(nèi)周形狀(更準(zhǔn)確地說(shuō)，鄰近磁通壁壘15的一端和另一端的表面)形成。此處，間隔(d)優(yōu)選小于0.35mm。
另外，柵條插入孔13和/或柵條14形成為在柵條14與磁芯11外周之間相等間隔(e)。
圖1E為圖1A的局部放大圖。如圖1E所示，磁通壁壘15的一端和/或另一端的中線I和磁通壁壘15接近的柵條14的中線II(線等分柵條14的面積，且面對(duì)軸連接孔12(或磁芯11的中心))設(shè)置在相同的線上。這種對(duì)準(zhǔn)防止了從定子流向磁芯11的磁通量撞在磁通壁壘15上，使得磁通量輕易地經(jīng)磁芯11和/或磁通路16流經(jīng)。
再參照?qǐng)D1E，磁通壁壘15的寬度(f)等于或小于磁通壁壘15接近的柵條14的寬度(g)。這種寬度差異防止了磁通壁壘15的兩端干擾來(lái)自定子的磁通的流動(dòng)，使得磁通量輕易地經(jīng)磁芯11和/或磁通路16流經(jīng)。
圖2A和2B為示出用于根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖。圖2A的轉(zhuǎn)子20具有圖1A的轉(zhuǎn)子10的上述性能，且還具有下述額外的性能。
如圖2A所示，磁通量沿d軸向進(jìn)入轉(zhuǎn)子20，且流經(jīng)磁通路26，但幾乎不沿q軸向流動(dòng)。轉(zhuǎn)子20的詳細(xì)說(shuō)明將在后面參照?qǐng)D2B介紹。
再參照?qǐng)D2A，與圖1A的轉(zhuǎn)子10相同，轉(zhuǎn)子20分為在垂直于連接方向的磁芯平面的d軸的中線上以預(yù)定角度α彼此面對(duì)的第一和第二區(qū)域，還在第一于第二區(qū)域之間分為第三和第四區(qū)域?？紤]轉(zhuǎn)子20的起動(dòng)力，角度α優(yōu)選為110°，更加優(yōu)選為104°。
轉(zhuǎn)子20在第三和第四區(qū)域中的柵條24和磁通壁壘25中提供了額外的性能。
具體而言，第三和第四區(qū)域中的柵條24的面積等于或小于第一和第二區(qū)域中柵條24的面積。即，在第三和第四區(qū)域中具有減小的面積的柵條24執(zhí)行了與磁通壁壘25相同的功能。然而，第三和第四區(qū)域中柵條24的外周與磁芯21的外周之間的間隔與第一和第二區(qū)域中柵條24外周與磁芯21外周之間的間隔相同。其它特性如下所述。
如圖2B所示，第一和第二區(qū)域中的柵條24外周的寬度(h)等于或小于第三和第四區(qū)域中的柵條24外周的寬度(i)。因此，磁通量易于在第一和第二區(qū)域中的柵條24周圍流經(jīng)，較少在第三和第四區(qū)域中的柵條24周圍流經(jīng)。結(jié)果，第三和第四區(qū)域中的柵條24執(zhí)行了與磁通壁壘25相同的功能。
如圖1A所示，第三和第四區(qū)域中的柵條24的面積和寬度的性質(zhì)于第三和第四區(qū)域中的柵條24的間隔的性質(zhì)同時(shí)或分別地操作，使得第三和第四區(qū)域中的柵條24可以執(zhí)行與磁通壁壘25相同的功能，由此明顯增大d軸的磁通密度與q軸的磁通密度之間的差異。
沿著軸連接孔22的方向，第一和第二區(qū)域中的柵條24的長(zhǎng)度(j)大于第三和第四區(qū)域中的柵條24的長(zhǎng)度(k)。這種長(zhǎng)度差異影響了柵條24的面積和寬度的性能，且最小化了第三和第四區(qū)域中柵條24的整體面積，由此改善磁芯區(qū)域的效率。另外，至少一個(gè)磁通壁壘25a可以形成在第一和第二區(qū)域中柵條24的內(nèi)周的公切線III與第三和第四區(qū)域中柵條24的內(nèi)周的公切線IV之間。由于第三和第四區(qū)域中的柵條24執(zhí)行了與磁通壁壘25相同的功能，磁通壁壘25a明顯增加了d軸的磁通密度與q軸的磁通密度之間的差異。
如上所述，在磁通壁壘25和25a占據(jù)轉(zhuǎn)子20的磁芯21的較大面積時(shí)，磁芯21和/或磁通量沿d軸向流經(jīng)的磁通路26的面積減小，從而產(chǎn)生了磁芯21中的磁飽和。因此必須控制磁通壁壘25和25a的面積與磁芯21的面積的比例。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)子20中，磁通壁壘25和25a的總面積與磁芯平面的總面積的比例優(yōu)選為0.35至0.45，更加優(yōu)選為0.39。
圖2C為圖2A的局部平面圖。除面積比例外，磁通壁壘的寬度是便于磁通量流經(jīng)的重要因素。即，在磁通壁壘25和25a的寬度過(guò)大時(shí)，磁通量流經(jīng)的磁芯21的寬度減小，在磁通壁壘25和25a的寬度過(guò)小時(shí)，難以最大化d軸向磁通密度與q軸向磁通密度之間的差異。優(yōu)選地，磁通壁壘25和25a的總寬度(L1)(L1＝La+Lb+Lc；形成在寬度L中的磁通壁壘25和25a的總寬度)同軸連接孔22與磁芯21外周之間的寬度(L)的比例為0.35至0.45，更加優(yōu)選為0.405。
圖3為用于根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖。圖3的轉(zhuǎn)子30具有圖1A的轉(zhuǎn)子10的整體性能和圖2的轉(zhuǎn)子20的一些性能(例如，除磁通壁壘25a外)，還具有額外的性能。
具體而言，轉(zhuǎn)子30的磁芯31中，第三和第四區(qū)域中的柵條34安裝在磁通壁壘35a中。即，磁通壁壘35a形成在第三和第四區(qū)域的柵條34之間。因?yàn)榇磐ū趬?5a，進(jìn)入柵條34的磁通量未流入磁芯31中。因此，d軸磁通密度與q軸磁通密度之間的差異明顯增大。
圖4為用于根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖。圖4的轉(zhuǎn)子40具有圖1A的轉(zhuǎn)子10的整體性能和圖2A的轉(zhuǎn)子20的整體性能，還具有額外的性能。
具體而言，鄰近磁芯41外周的柵條44的外周的寬度(m)等于或大于鄰近磁通壁壘45的柵條44的內(nèi)周的寬度(n)。特別地，這種結(jié)構(gòu)形成在第一和第二區(qū)域中的柵條44中，使得進(jìn)入磁芯41的磁通量獲得柵條44間足夠的間隔。其防止了磁飽和，并便于磁通量進(jìn)入磁芯41的流動(dòng)。隨著柵條44內(nèi)周寬度(n)減小，柵條44與磁通壁壘45之間的間隙47的面積相對(duì)減小。因此，防止了間隙47之間的磁飽和。
圖5為用于根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖。圖5的轉(zhuǎn)子50具有圖1A的轉(zhuǎn)子10的整體性能，圖2A的轉(zhuǎn)子20的整體性能，以及圖4的轉(zhuǎn)子40的整體性能。
轉(zhuǎn)子10、20、30和40的特性可以應(yīng)用于如圖5的轉(zhuǎn)子50的所有轉(zhuǎn)子，或選擇性地向其應(yīng)用。
圖6為用于根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖。圖6的轉(zhuǎn)子60具有圖1A的轉(zhuǎn)子10的整體性能和圖2A的轉(zhuǎn)子20的整體性能。另外，所有的磁通壁壘接近轉(zhuǎn)子60的第一和第二區(qū)域的柵條。
雖然已經(jīng)介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)理解本發(fā)明不限于這些優(yōu)選實(shí)施例，而是在不脫離如所附權(quán)利要求的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的基礎(chǔ)上本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種改動(dòng)和調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括沿軸的連接方向具有軸連接孔的磁芯；形成在磁芯外圍的多個(gè)柵條；以及多個(gè)磁通壁壘，磁通壁壘的一端和另一端接近形成在垂直于連接方向的磁芯平面的第一軸的中線上以預(yù)定角度彼此面對(duì)的第一和第二區(qū)域中的柵條，磁通壁壘中心的至少一部分通過(guò)第一與第二區(qū)域之間的第三或第四區(qū)域，以預(yù)定間隔圍繞軸連接孔。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘以圓弧形圍繞軸連接孔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘是連續(xù)的。
4.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘在磁芯平面上垂直于第一軸的第二軸上是對(duì)稱的。
5.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘的面積與磁芯平面的總面積之間的比為0.35至0.45。
6.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子，其中該面積比0.39。
7.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘的總寬度同軸連接孔與磁芯外周之間的寬度的比為0.35至0.45。
8.如權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子，其中該寬度比為0.405。
9.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘的一端和另一端的中線和磁通壁壘接近的柵條的中線沿相同方向設(shè)置，柵條的中線面對(duì)磁芯的中線。
10.如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)子，其中柵條的中線和磁通壁壘的中線形成在相同的線上。
11.如權(quán)利要求1或10所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘的寬度等于或小于磁通壁壘接近的柵條的寬度。
12.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘與磁通壁壘接近的柵條之間的間隔為固定的。
13.如權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)子，其中該間隔小于0.35mm。
14.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中鄰近磁芯外周的柵條的外周的寬度大于鄰近磁通壁壘的柵條的內(nèi)周的寬度。
15.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中第一和第二區(qū)域中的一些柵條不鄰近磁通壁壘。
16.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中柵條與磁芯外周之間的間隔都是相同的。
17.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘形成在第三和第四區(qū)域的柵條之間。
18.如權(quán)利要求1或17所述的轉(zhuǎn)子，其中第三和第四區(qū)域中的柵條的面積小于第一和第二區(qū)域中柵條的面積。
19.如權(quán)利要求1或17所述的轉(zhuǎn)子，其中第三和第四區(qū)域中柵條之間的間隔小于第一和第二區(qū)域中柵條之間的間隔。
20.如權(quán)利要求1或17所述的轉(zhuǎn)子，其中第三和第四區(qū)域中柵條外周寬度大于第一和第二區(qū)域中柵條外周的寬度。
21.如權(quán)利要求1、15或17所述的轉(zhuǎn)子，其中第一和第二區(qū)域的角度為100至110°。
22.如權(quán)利要求21所述的轉(zhuǎn)子，其中該角度為104°。
23.如權(quán)利要求1或17所述的轉(zhuǎn)子，其中第一和第二區(qū)域中柵條的長(zhǎng)度大于第三和第四區(qū)域中柵條的長(zhǎng)度。
24.如權(quán)利要求23所述的轉(zhuǎn)子，其中至少一個(gè)磁通壁壘形成在第一和第二區(qū)域中柵條內(nèi)周的公切線與第三和第四區(qū)域中柵條內(nèi)周的公切線之間。
25.一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括沿軸的連接方向具有軸連接孔的磁芯；形成在磁芯外圍的多個(gè)柵條；以及多個(gè)磁通壁壘，其兩端沿一個(gè)方向?qū)?zhǔn)而分別接近柵條，柵條的中線面對(duì)磁芯的中心，磁通壁壘兩端的中線沿相同方向形成。
26.如權(quán)利要求25所述的轉(zhuǎn)子，其中柵條的中線和磁通壁壘兩端的中線形成在相同的線上。
27.如權(quán)利要求25所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘形成在設(shè)置于垂直于磁通壁壘的對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條之間。
28.如權(quán)利要求25或27所述的轉(zhuǎn)子，其中柵條設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的面積小于柵條設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的面積。
29.如權(quán)利要求25或27所述的轉(zhuǎn)子，其中設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條之間的間隔小于設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條之間的間隔。
30.如權(quán)利要求25或27所述的轉(zhuǎn)子，其中設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條外周的寬度大于設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條外周的寬度。
31.如權(quán)利要求25或27所述的轉(zhuǎn)子，其中設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條的長(zhǎng)度大于設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條的長(zhǎng)度。
32.如權(quán)利要求31所述的轉(zhuǎn)子，其中至少一個(gè)磁通壁壘形成在設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條內(nèi)周的公切線與設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條內(nèi)周的公切線之間。
33.如權(quán)利要求25所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘的寬度等于或小于設(shè)置在磁通壁壘的對(duì)準(zhǔn)方向的柵條。
34.一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括沿軸的連接方向具有軸連接孔的磁芯；形成在磁芯外圍的多個(gè)柵條；以及多個(gè)磁通壁壘，其兩端沿一個(gè)方向?qū)?zhǔn)而分別接近柵條，磁通壁壘的寬度等于或小于磁通壁壘的兩端接近的柵條的寬度。
35.如權(quán)利要求33所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘形成在設(shè)置于垂直于磁通壁壘的對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條之間。
36.如權(quán)利要求34或35所述的轉(zhuǎn)子，其中柵條設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的面積小于柵條設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的面積。
37.如權(quán)利要求34或35所述的轉(zhuǎn)子，其中設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條之間的間隔小于設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條之間的間隔。
38.如權(quán)利要求34或35所述的轉(zhuǎn)子，其中設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條外周的寬度大于設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條外周的寬度。
39.如權(quán)利要求34或35所述的轉(zhuǎn)子，其中設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條的長(zhǎng)度大于設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條的長(zhǎng)度。
40.如權(quán)利要求39所述的轉(zhuǎn)子，其中至少一個(gè)磁通壁壘形成在設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條內(nèi)周的公切線與設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條內(nèi)周的公切線之間。
41.一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括沿軸的連接方向具有軸連接孔的磁芯；形成在磁芯外圍的多個(gè)柵條；以及沿一個(gè)方向?qū)?zhǔn)的多個(gè)磁通壁壘，設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條的長(zhǎng)度大于設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條的長(zhǎng)度。
42.如權(quán)利要求41所述的轉(zhuǎn)子，其中至少一個(gè)磁通壁壘形成在設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條內(nèi)周的公切線與設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條內(nèi)周的公切線之間。
43.如權(quán)利要求41所述的轉(zhuǎn)子，其中磁通壁壘形成在設(shè)置于垂直于磁通壁壘的對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條之間。
44.如權(quán)利要求41或43所述的轉(zhuǎn)子，其中柵條設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的面積小于柵條設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的面積。
45.如權(quán)利要求41或43所述的轉(zhuǎn)子，其中設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條之間的間隔小于設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條之間的間隔。
46.如權(quán)利要求41或43所述的轉(zhuǎn)子，其中設(shè)置在垂直于磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的方向的柵條外周的寬度大于設(shè)置在磁通壁壘對(duì)準(zhǔn)方向的柵條外周的寬度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其改善了磁芯面積效率，從而使磁通量沿第一方向流經(jīng)。該用于直接起動(dòng)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括沿軸的連接方向具有軸連接孔(22)的磁芯(21)，形成在磁芯(21)外圍的多個(gè)導(dǎo)電柵條(24)，以及多個(gè)磁通壁壘(25)，磁通壁壘(25)的一端和另一端接近形成在垂直于連接方向的磁芯平面的一軸(q)的中線上以預(yù)定角度彼此面對(duì)的第一和第二區(qū)域中的柵條(24)，非導(dǎo)磁的磁通壁壘(25)中心的至少一部分通過(guò)第一與第二區(qū)域之間的第三或第四區(qū)域，以預(yù)定間隔(a，b，c)圍繞軸連接孔(22)。
文檔編號(hào)H02K19/02GK1726629SQ200380105808
公開(kāi)日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者鄭泰旭, 嚴(yán)載富 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社