可降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩效應(yīng)并提升效率的永磁同步馬達(dá)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型是關(guān)于一種可降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩效應(yīng)并提升效率的永磁同步馬達(dá)，其包括一轉(zhuǎn)子，可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)于定子的內(nèi)徑間，在轉(zhuǎn)子周壁內(nèi)側(cè)形成有復(fù)數(shù)安裝槽組，各安裝槽組具有二個(gè)左右對(duì)稱(chēng)配置的磁鐵槽，兩磁鐵槽的內(nèi)側(cè)端之間形成有一間隔，各磁鐵槽內(nèi)分別容置一永久磁鐵，各磁鐵槽的外側(cè)端分別向外彎折延伸形成一空乏區(qū)，該空乏區(qū)位于對(duì)應(yīng)永久磁鐵的外側(cè)；以及一定子，呈環(huán)形，結(jié)合該轉(zhuǎn)子以使轉(zhuǎn)子以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式設(shè)置在該定子之中，在該定子上貫穿形成有一安裝孔，在定子上形成有復(fù)數(shù)沿徑向排列的定子齒部。該永磁同步馬達(dá)能夠提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】可降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩效應(yīng)并提升效率的永磁同步馬達(dá)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種永磁同步馬達(dá)，尤指一種兼具降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩效應(yīng)及減少磁漏 損失效果，使可提升馬達(dá)效率的永磁同步馬達(dá)。

【背景技術(shù)】
[0002] 人類(lèi)的生活中，各項(xiàng)民生所使用的電子產(chǎn)品，皆有運(yùn)用到馬達(dá)，其中大型的產(chǎn)品如 冷氣機(jī)、電冰箱等，而小型的產(chǎn)品如硬盤(pán)、光驅(qū)或風(fēng)扇等。
[0003] 上述裝置皆透過(guò)馬達(dá)的帶動(dòng)，使該產(chǎn)品能做出相對(duì)應(yīng)的功效，然而馬達(dá)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò) 程中，極易因各種因素的干擾使產(chǎn)生不必要的虛功，而造成馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程不夠順暢的原因 很多，「頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩」（Cogging Torque)即為其中一個(gè)主因。
[0004] 請(qǐng)參閱圖10與圖11，所謂的「頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩」是由于轉(zhuǎn)子中的永久磁鐵與定子齒部之 間的磁吸引力所產(chǎn)生，現(xiàn)有馬達(dá)包括一轉(zhuǎn)子80及一定子90,該轉(zhuǎn)子80鄰近周緣設(shè)有六個(gè)永 久磁鐵81且作等角度排列，另該永久磁鐵81是以不同磁極交錯(cuò)排列，該定子90形成有多 數(shù)個(gè)定子齒部91，各定子齒部91分別有線圈2纏繞其上，故當(dāng)線圈有電流經(jīng)過(guò)時(shí)，各定子齒 部91會(huì)依電流流向而產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的磁極，進(jìn)而產(chǎn)生磁力線，當(dāng)磁力線愈密集，即表示定子 齒部91與永久磁鐵81間的磁吸引力愈大，故當(dāng)定子齒部91與永久磁鐵81正對(duì)時(shí)，該定子 齒部91與永久磁鐵81的磁力線分步均勻且對(duì)稱(chēng)，此時(shí)磁吸引力最大，因此沒(méi)有頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn) 生，然而當(dāng)轉(zhuǎn)子80開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（如圖8所示逆時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)），該永久磁鐵81與定子齒部 91之間的吸引力欲維持兩者之間正對(duì)型態(tài)，故于永久磁鐵81的一端部82與其中一定子齒 部92之間形成部分封閉的磁力線，該磁力線是由永久磁鐵81與定子齒部91之間的磁吸引 力所產(chǎn)生，并進(jìn)而產(chǎn)生一抵抗力以抵抗該轉(zhuǎn)子80轉(zhuǎn)動(dòng)，此即為頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。。
[0005] 由上述可知，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中必定會(huì)產(chǎn)生頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩現(xiàn)象，故如何降低該頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 矩的現(xiàn)以降低能量的損耗為相當(dāng)重要的課題，因此鑒于上述問(wèn)題，實(shí)有必要提出解決方案。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 有鑒于前述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型主要目的是提供一種可降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 效應(yīng)并提升效率的永磁同步馬達(dá)，主要在于轉(zhuǎn)子上更改其放置磁鐵的安裝槽組之型態(tài)，藉 此可阻擾該定子齒部與永久磁鐵之間的磁力線分布，以提高馬達(dá)效率并降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的效 應(yīng)。
[0007] 為達(dá)成上述目的所采取的技術(shù)手段主要令前述馬達(dá)包括：
[0008] 一轉(zhuǎn)子，可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)于定子的內(nèi)徑間，在轉(zhuǎn)子周壁內(nèi)側(cè)形成有復(fù)數(shù)安裝槽組，各安 裝槽組具有二個(gè)左右對(duì)稱(chēng)配置的磁鐵槽，兩磁鐵槽的內(nèi)側(cè)端之間形成有一間隔，各磁鐵槽 內(nèi)分別容置一永久磁鐵，各磁鐵槽的外側(cè)端分別向外彎折延伸形成一空乏區(qū)，該空乏區(qū)位 于對(duì)應(yīng)永久磁鐵的外側(cè)；
[0009] 以及
[0010] 一定子，呈環(huán)形，結(jié)合該轉(zhuǎn)子以使轉(zhuǎn)子以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式設(shè)置在該定子之中，在該定子 上貫穿形成有一安裝孔，在定子上形成有復(fù)數(shù)沿徑向排列的定子齒部。
[0011] 依上述構(gòu)造所構(gòu)成的馬達(dá)，由于轉(zhuǎn)子分別在相鄰的永久磁鐵之間形成空乏區(qū)，該 空乏區(qū)可阻擾由轉(zhuǎn)子內(nèi)部永久磁鐵的磁力線不易回流于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，除可降低轉(zhuǎn)子內(nèi)部永久 磁鐵間之漏磁現(xiàn)象外，并可強(qiáng)迫磁力線流向定子齒部。又因定子齒部是由高導(dǎo)磁性的硅鋼 片所組成，將迫使磁力線更均勻的流向定子齒部，進(jìn)而使磁力線與定子繞線線圈磁場(chǎng)相互 作用更密切，降低漏磁損失，提升馬達(dá)之效率，產(chǎn)生更佳的馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)效能，又因磁力線更均 勻分布的流向定子的齒部，故其定子與轉(zhuǎn)子之間的磁力線相對(duì)較少，使可于起動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 因轉(zhuǎn)子的永久磁鐵吸引定子齒部的磁吸引力分布平均，除可減少于驅(qū)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 矩現(xiàn)象，亦可于馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)中降低震動(dòng)與因震動(dòng)而產(chǎn)生的噪音，如此一來(lái)即可達(dá)到提升馬達(dá) 效率并降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩效應(yīng)的目的。
[0012] 經(jīng)由本實(shí)用新型對(duì)轉(zhuǎn)子內(nèi)部安裝槽組兩端空乏區(qū)之安排，將使永磁同步馬達(dá)得到 提升馬達(dá)效率、降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與降低漏磁損失等三個(gè)效益，且降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩將使馬達(dá)具有 低震動(dòng)噪音的效能，降低漏磁損失將可提高馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)效率，因此本實(shí)用新型將具有實(shí)現(xiàn)節(jié) 能減碳與低噪音之功用。
[0013] 前述各安裝槽組的各磁鐵槽的外側(cè)端的空乏區(qū)分別向轉(zhuǎn)子周壁內(nèi)側(cè)彎折一角度。
[0014] 前述轉(zhuǎn)子的永久磁鐵呈圓弧狀或矩形狀。
[0015] 前述馬達(dá)為一 6極9槽的永磁同步馬達(dá)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型的立體外觀圖示意圖。
[0017] 圖2為本實(shí)用新型的正面示意圖。
[0018] 圖3為本實(shí)用新型省略永久磁鐵之正面示意圖。
[0019] 圖4為本實(shí)用新型根據(jù)圖2之局部放大圖。
[0020] 圖5為本實(shí)用新型具有磁力線分布情形之正面示意圖。
[0021] 圖6為接續(xù)圖5且具有磁力線分布情形之正面操作示意圖。
[0022] 圖7為接續(xù)圖6且具有磁力線分布情形之正面操作示意圖。
[0023] 圖8為接續(xù)圖7且具有磁力線分布情形之正面操作示意圖。
[0024] 圖9為接續(xù)圖8且具有磁力線分布情形之正面操作示意圖。
[0025] 圖10為現(xiàn)有技術(shù)之磁力線分布示意圖。
[0026] 圖11為現(xiàn)有技術(shù)之轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)一角度后磁力線分布示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下配合圖式及本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí) 用新型目的所采取的技術(shù)手段。
[0028] 請(qǐng)參閱圖1到圖4,本實(shí)用新型可降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩效應(yīng)并提升效率的永磁同步馬達(dá) 包括一轉(zhuǎn)子10及一定子20。
[0029] 該轉(zhuǎn)子10為圓形，在轉(zhuǎn)子10周壁內(nèi)側(cè)形成有復(fù)數(shù)安裝槽組11，各安裝槽組11具 有二個(gè)左右對(duì)稱(chēng)配置的磁鐵槽lla、llb，兩磁鐵槽lla、llb的內(nèi)側(cè)端之間形成有一間隔112 以完全斷開(kāi)兩磁鐵槽11a、11b，各安裝槽組11的各磁鐵槽11a、lib內(nèi)分別容置一永久磁鐵 13a、13b、14a、14b。各磁鐵槽11a、lib的外側(cè)端分別向外彎折延伸形成一空乏區(qū)111，該空 乏區(qū)111位于對(duì)應(yīng)永久磁鐵13a、13b、14a、14b的外側(cè)。于較佳實(shí)施例之中，該轉(zhuǎn)子10上形 成有6個(gè)安裝槽組11，各安裝槽組11中的永久磁鐵13a、13b、14a、14b磁極方向相同，而相 鄰安裝槽組11的永久磁鐵13a、13b、14a、14b的磁極方向?yàn)橄喾?，例如：其中一安裝槽組11 的永久磁鐵13a、13b的離心側(cè)的磁極為N極，向心側(cè)的磁極為S極，而相鄰的另一安裝槽組 11中的永久磁鐵14a、14b的離心側(cè)的磁極為S極，向心側(cè)的磁極為N極。
[0030] 該定子20為環(huán)形并且結(jié)合該轉(zhuǎn)子10,使轉(zhuǎn)子10以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式設(shè)置在定子之中。 該定子20具有一安裝孔以及復(fù)數(shù)定子齒部211、212、213、214、215、216、217、218、219。
[0031] 該安裝孔200貫穿形成在定子20上，且容納該轉(zhuǎn)子10,使轉(zhuǎn)子可在安裝孔200中 轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0032] 該復(fù)數(shù)定子齒部211、212、213、214、215、216、217、218、219形成在定子20上且沿 徑向排列，各定子齒部211、212、213、214、215、216、217、218、219上纏繞有線圈25,使當(dāng)線 圈25通過(guò)電流時(shí)能產(chǎn)生一對(duì)應(yīng)的磁力線，進(jìn)而使該定子齒部21形成一對(duì)應(yīng)的磁極，于本實(shí) 施例中，該定子20上形成有9個(gè)定子齒部211、212、213、214、215、216、217、218、219，分別是 第1定子齒部211、第2定子齒部212、第3定子齒部213、第4定子齒部214、第5定子齒部 215、第6定子齒部216、第7定子齒部217、第8定子齒部218以及第9定子齒部219。
[0033] 上述各空乏區(qū)111分別向轉(zhuǎn)子10內(nèi)側(cè)略為彎折一角度（如圖4所示）），使該安裝 槽組11可與周壁更為貼近，進(jìn)而使各永久磁鐵可更貼近轉(zhuǎn)子10的周壁。
[0034] 上述設(shè)于轉(zhuǎn)子10上的永久磁鐵11可分別為匹配轉(zhuǎn)子周緣形狀概呈圓弧狀或概呈 矩形狀，于本實(shí)施例中使用矩形的永久磁鐵。
[0035] 詳細(xì)而言，本實(shí)用新型永磁同步馬達(dá)為一種6極9槽的永磁同步馬達(dá)，6極9槽是 指該馬達(dá)的轉(zhuǎn)子10具有6個(gè)安裝槽組11，且定子20具有9個(gè)定子齒部211、212、213、214、 215、216、217、218、219。其中，圖5至圖9是該轉(zhuǎn)子10逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一角度的連續(xù)動(dòng)作圖，且 其上分布有轉(zhuǎn)子10的各永久磁鐵與定子20的各定子齒部211、212、213、214、215、216、217、 218、219之間的磁力線分布圖。
[0036] 請(qǐng)參閱圖5,令轉(zhuǎn)子10上的永久磁鐵13a、13b、14a、14b區(qū)分為相間排列的第1永 久磁鐵13a、13b與第2永久磁鐵14a、14b，又第1永久磁鐵13正對(duì)于第1定子齒部211，第 2永久磁鐵14則位于第2定子齒部212及第3定子齒部213之間，其中，令該第1永久磁鐵 13a、13b外側(cè)為N極，內(nèi)側(cè)則為S極，故該第2永久磁鐵14a、14b外側(cè)為S極，內(nèi)側(cè)為N極， 如此一來(lái)，當(dāng)?shù)?定子齒部211上的線圈25通電后，利用線圈25上的電流流向使該第1定 子齒部211內(nèi)徑側(cè)為S極，外徑側(cè)為N極，因此該第一定子齒部211將對(duì)第1永久磁鐵13a、 13b吸引，且磁吸引力最大，故該處的磁通量最大且磁力線分布均勻?qū)ΨQ(chēng)。
[0037] 請(qǐng)參閱圖6,當(dāng)?shù)?定子齒部211上的線圈25停止通電，改由第3定子齒部213 上的線圈25通電，則使該第3定子齒部213內(nèi)徑側(cè)為N極，外徑側(cè)為S極，該第3定子齒部 213內(nèi)徑側(cè)遂對(duì)第2永久磁鐵14a、14b吸弓丨。于吸引過(guò)程中，該第1永久磁鐵13a、13b左端 與第2永久磁鐵14a、14b右端的空乏區(qū)111正對(duì)于該第2定子齒部212,該第1永久磁鐵 13a、13b、第2永久磁鐵14a、14b的兩相對(duì)端部與第2定子齒部212之間所形成的磁力線分 布，會(huì)因該空乏區(qū)111而阻擾磁力線通往第2定子齒部212,使該第2定子齒部212上的磁 力線分布較現(xiàn)有技術(shù)中為少，故該處的磁吸引力較小，故第3定子齒部213將吸引第2永久 磁鐵14至正對(duì)位置（如圖7所示），亦即其受到的抵抗力（頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）相對(duì)地較小，另于此 同時(shí)，因第3定子齒部213上的線圈25停止通電，改由第2定子齒部212上的線圈25通電 而使第2定子齒部212內(nèi)徑側(cè)為S極，外徑側(cè)為N極，并吸引第1永久磁鐵13至正對(duì)位置。
[0038] 請(qǐng)參閱圖8,同樣的于吸引過(guò)程中，該第1永久磁鐵13a、13b右端與的另一組第2 永久磁鐵14a、14b左端的空乏區(qū)111正對(duì)于第1定子齒部211，因而使該處的磁力線分布 較少，從而所形成的磁吸引力也就相對(duì)較小，因此該第1永久磁鐵13a、13b受第2定子齒部 212吸引（如圖9所示），其所受抗拒的磁吸引力（頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）也就相對(duì)較小，接著停止電 流流經(jīng)第2定子齒部212上的線圈25,而改流經(jīng)第1定子齒部211。如此循環(huán)控制可讓該 馬達(dá)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，于本實(shí)施例中，僅透過(guò)第1、第2、第3定子齒部211、212、213以及第1、第2 永久磁鐵13a、13b、14a、14b作為動(dòng)作說(shuō)明，實(shí)際上第1、第4、第7定子齒部211、214、217為 相對(duì)應(yīng)，第2、第5、第8定子齒部212、215、218為相對(duì)應(yīng)，第3、第6、第9定子齒部213、216、 219為相對(duì)應(yīng)，如此一來(lái)，透過(guò)轉(zhuǎn)子10上的安裝槽組11外側(cè)之空乏區(qū)111可阻擾永久磁鐵 13a、13b、14a、14b 端部磁力線通往定子齒部 211、212、213、214、215、216、217、218、219,進(jìn) 而使兩組永久磁鐵 13a、13b、14a、14b 間與定子齒部 211、212、213、214、215、216、217、218、 219之間的磁吸引力降低，以此方式降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，即可達(dá)到降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩效應(yīng)的目的，以 提升馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的效率及減少能量的損耗。
[0039] 以下復(fù)數(shù)表格分別為本實(shí)用新型采用12個(gè)永久磁鐵13a、13b、14a、14b的永磁同 步馬達(dá)以及現(xiàn)有技術(shù)采用6片永久磁鐵的永磁同步馬達(dá)，在各種轉(zhuǎn)速變化或扭力變化下的 功率因子、總和效率、馬達(dá)效率以及驅(qū)動(dòng)效率的數(shù)值。
[0040] 1.轉(zhuǎn)速變化
[0041]

【權(quán)利要求】
1. 一種可降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩效應(yīng)并提升效率的永磁同步馬達(dá)，其特征在于，包括： 一轉(zhuǎn)子，可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)于定子的內(nèi)徑間，在所述轉(zhuǎn)子的周壁內(nèi)側(cè)形成有復(fù)數(shù)安裝槽組， 各所述安裝槽組具有二個(gè)左右對(duì)稱(chēng)配置的磁鐵槽，兩所述磁鐵槽的內(nèi)側(cè)端之間形成有一間 隔，各所述磁鐵槽內(nèi)分別容置一永久磁鐵，各所述磁鐵槽的外側(cè)端分別向外彎折延伸形成 一空乏區(qū)，該空乏區(qū)位于對(duì)應(yīng)所述永久磁鐵的外側(cè)；以及 一定子，呈環(huán)形，結(jié)合該轉(zhuǎn)子以使所述轉(zhuǎn)子以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式設(shè)置在該定子之中，在該定子 上貫穿形成有一安裝孔，在所述定子上形成有復(fù)數(shù)沿徑向排列的定子齒部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述可降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩效應(yīng)并提升效率的永磁同步馬達(dá)，其特征在 于， 各所述安裝槽組的各所述磁鐵槽的外側(cè)端的空乏區(qū)分別向所述轉(zhuǎn)子的周壁內(nèi)側(cè)彎折 一角度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述可降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩效應(yīng)并提升效率的永磁同步馬達(dá)，其特征在 于， 所述轉(zhuǎn)子的永久磁鐵呈圓弧狀或矩形狀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述可降低頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩效應(yīng)并提升效率的永磁同步馬 達(dá)，其特征在于， 所述馬達(dá)為一 6極9槽的永磁同步馬達(dá)。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK204118883SQ201420653483
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】江瑞安, 邱明總, 江瑞利, 李瑞銘 申請(qǐng)人:開(kāi)平威寶精密電機(jī)有限公司