無刷永磁馬達的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無刷永磁馬達。該無刷永磁馬達包含有一轉子、一嵌卡于轉子的磁鐵組、一套設于磁鐵組且與轉子同軸的定子，以及一與轉子及定子同軸且位于磁鐵組與定子之間的套筒，其中定子包括有一沿內周緣面設置的多個齒部，各齒部遠離內周緣面的一端具有一前端部，各前端部之間形成一卡掣區(qū)，而套筒在對應各卡掣區(qū)的位置分別設有一卡掣部，各卡掣部可嵌卡于各卡掣區(qū)之中，借此，本發(fā)明的結構穩(wěn)固，并且可以有效地減少磁通密度瞬間的變化及降低頓轉轉矩及轉矩的漣波，并大幅改善噪音振動的問題。
【專利說明】
無刷永磁馬達

【技術領域】
[0001]本發(fā)明是關于一種無刷永磁馬達，特別是指一種具有套筒結構的無刷永磁馬達，其結構穩(wěn)固，且可有效地減少磁通密度瞬間的變化及降低頓轉轉矩及轉矩的漣波，并大幅改善噪音振動的問題。

【背景技術】
[0002]與傳統(tǒng)馬達相比，無刷永磁馬達具有較高的效率及轉矩密度，也因此被廣泛地應用于各種驅動系統(tǒng)上，例如:船舶推進器，除草機、電梯牽引機等。而市面上的無刷永磁馬達大多存在著頓轉轉矩較大的問題，其原因在于定子的齒部間隙過大，使得無刷永磁馬達的性能降低，尤其是低轉速的情況下更是顯著，久而久之將影響無刷永磁馬達的正常運轉。
[0003]為克服上述的缺陷，如圖1所示，為改良的無刷永磁馬達5，是由一定子51以及一轉子53所構成，其中定子51在內周緣面511設有多個齒部513，以及各齒部513之間具有多個定子槽515，各齒部513上可纏繞線圈，而轉子53的周緣裝設有多個相互連接且彼此相鄰具有不同極性的磁鐵單元55，并且各該磁鐵單元55位于定子51的齒部511與轉子53之間，當通入一直流電于線圈時，對應于設置在轉子53上的各磁體單元55即產生一旋轉磁場，借此使該轉子53進行旋轉。
[0004]上述改良的無刷永磁馬達利用該定子具有多個齒部的結構，且各齒部相鄰處形成有一較小的間隙，因此，當該線圈通入直流電產生一旋轉磁場時，該各齒部的間隙的磁通密度將高于齒部朝磁鐵單元的一側；然而，當上述改良的無刷永磁馬達轉動后，各磁體單元相連接的縱切面通過各齒部相鄰的間隙時，即會產生一磁場切斷的聲音，因此，上述的改良仍無法有效地改善齒隙效應造成頓轉轉矩較大以及噪音的問題。
[0005]綜上所陳，現有的結構具有上述的缺陷而有待改進。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供一種無刷永磁馬達，其結構穩(wěn)固，且可有效地減少磁通密度瞬間的變化及降低頓轉轉矩及轉矩的漣波，并大幅改善噪音振動的問題。
[0007]為了達成上述目的，本發(fā)明所提供的無刷永磁馬達包含有一轉子、一磁鐵組、一定子以及一套筒，該磁鐵組組設于該轉子的周緣；該定子套設該轉子及該磁鐵組且與該轉子同軸，該定子包括有一內周緣面、一沿該內周緣面設置的多個齒部，以及在各該齒部之間形成多個定子槽，可供線圈纏繞于各該齒部且位于各該定子槽，各該齒部遠離該內周緣面的一端具有一前端部，各該前端部之間形成一卡掣區(qū)；以及該套筒包括有一薄壁面以及在該薄壁面對應各該卡掣區(qū)的位置分別設有一卡掣部，各該卡掣部可嵌卡于各該卡掣區(qū)之中，且該套筒與該轉子及該定子同軸且位于該磁鐵組與該定子之間。
[0008]其中該套筒的薄壁面上設有多個開孔。
[0009]其中各該開孔開設于各該卡掣部上。
[0010]其中該套筒的各開孔成等間距地排列。
[0011]其中該套筒的形狀為圓形或多邊形。
[0012]其中該轉子包括有一外周緣面以及一沿該外周緣面設置的多個嵌槽，該磁鐵組由多個磁鐵單元所組成，各該磁鐵單元可嵌卡于各該嵌槽內。
[0013]其中各該嵌槽由該轉子朝該定子的方向依次具有一第一容置空間及一第二容置空間，該第一容置空間的容積大于該第二容置空間。
[0014]其中各該磁鐵單元分別具有一外弧面、一內弧面以及二側面，其中各該側面鄰近該內弧面的位置設有一凸緣，以供各該磁鐵單元嵌卡于各該嵌槽的第一、第二容置空間。
[0015]借此，本發(fā)明在不改變該轉子型式的前提下，以增大該定子內徑的方式讓該套筒可設于該定子之中，并利用該套筒的卡掣部嵌卡于該定子的卡掣區(qū)的結構，用以減少磁通密度瞬間的變化，并降低頓轉轉矩及轉矩的漣波，進而大幅改善噪音振動的問題。
[0016]為使審查員能進一步了解本發(fā)明的構成、特征及其目的，以下列舉本發(fā)明的若干實施例，并配合附圖詳細說明如后，同時讓該【技術領域】普通技術人員能夠具體實施。只是以下所述的內容，僅是為了說明本發(fā)明的技術內容及特征而提供的一實施方式，凡是本發(fā)明領域中普通技術人員，在了解本發(fā)明的技術內容及特征之后，以不違背本發(fā)明的精神下，所做的種種簡單的修飾、替換或構件的省略，都應屬于本發(fā)明意圖保護的范疇。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]以下將通過所列舉的實施例，配合隨附的附圖，詳細說明本發(fā)明的技術內容及特征，其中:
[0018]圖1為現有的無刷永磁馬達的剖面示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的無刷永磁馬達的剖面示意圖，主要顯示各元件裝配后的相對位置。
[0020]圖3為本發(fā)明該第一優(yōu)選實施例的無刷永磁馬達的立體分解圖。
[0021]圖4為本發(fā)明該第一優(yōu)選實施例的無刷永磁馬達的磁通密度曲線圖。
[0022]圖5為本發(fā)明該第一優(yōu)選實施例的無刷永磁馬達的頓轉轉矩曲線圖。
[0023]圖6為本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的無刷永磁馬達的剖面示意圖，主要顯示各元件裝配后的相對位置。
[0024]圖7為本發(fā)明該第二優(yōu)選實施例的無刷永磁馬達的磁通密度曲線圖。
[0025]圖8為本發(fā)明該第二優(yōu)選實施例的無刷永磁馬達的頓轉轉矩曲線圖。
[0026]圖9為本發(fā)明第三優(yōu)選實施例的無刷永磁馬達的剖面示意圖，主要顯示各元件裝配后的相對位置。
[0027]圖10為本發(fā)明該第三優(yōu)選實施例的無刷永磁馬達的立體分解圖。
[0028]圖11為本發(fā)明該第三優(yōu)選實施例的無刷永磁馬達的磁通密度曲線圖。
[0029]圖12為本發(fā)明該第三優(yōu)選實施例的無刷永磁馬達的頓轉轉矩曲線圖。
[0030]圖13為第四實施例，主要顯示該第一優(yōu)選實施例未設有一套筒的無刷永磁馬達的剖面示意圖。
[0031]圖14為該第四實施例，主要顯示該第一優(yōu)選實施例未設有一套筒的無刷永磁馬達的磁通密度曲線圖。
[0032]圖15為該第四實施例，主要顯示該第一優(yōu)選實施例未設有一套筒的無刷永磁馬達的頓轉轉矩曲線圖。
[0033]圖16為本發(fā)明上述四種型式的無刷永磁馬達的頓轉轉矩曲線比較圖。
[0034]圖17為本發(fā)明上述四種型式的無刷永磁馬達余額定轉速下的電磁轉矩曲線比較圖。
[0035]【符號說明】
[0036]I?4無刷永磁馬達；
[0037]10-轉子；11-外周緣面；
[0038]13-嵌槽；131-第一容置空間；
[0039]133-第二容置空間；
[0040]20-磁鐵組；21-磁鐵單元；
[0041]211-外弧面；213-內弧面；
[0042]215-側面；217-凸緣；
[0043]219-凹部；
[0044]30-定子；31-內周緣面；
[0045]33-齒部；331-前端部；
[0046]333-卡掣區(qū)；35-定子槽；
[0047]40-套筒；41-薄壁面；
[0048]43-卡掣部；45-開孔；
[0049]5-無刷永磁馬達；
[0050]51-定子；511內周緣面；
[0051]513齒部；515定子槽；
[0052]53-轉子。

【具體實施方式】
[0053]請參閱圖2、圖3及圖6所示，為本發(fā)明的第一、第二優(yōu)選實施例，一種無刷永磁馬達1、2包含有一轉子10、一磁鐵組20、一定子30，以及一套筒40。
[0054]該轉子10包括有一外周緣面11以及一沿該外周緣面11設置的多個嵌槽13，各該嵌槽13由該轉子10朝該定子30的方向分別依次具有一第一容置空間131及一第二容置空間133，該第一容置空間131的容積大于該第二容置空間133。
[0055]該磁鐵組20是由多個磁鐵單元21所組成，各該磁鐵單元21分別具有一外弧面211、一內弧面213以及二側面215，其中各該側面215鄰近該內弧面213的位置設有一凸緣217，以供各該磁鐵單元21較穩(wěn)固地嵌卡于各該嵌槽13的第一、第二容置空間131、133且位于該轉子10的周緣。如此一來，本發(fā)明在該轉子10與該磁鐵組20的嵌卡結構可避免當無刷永磁馬達因能量轉換過程產生高熱時，涂敷該轉子10的外周緣面11與該磁鐵組20之間的黏膠即會產生變質，久而久之，該磁鐵組20則可能因高轉速的離心力而使其脫離于該轉子10，致使無刷永磁馬達損壞且失去功效。
[0056]該定子30套設該轉子10及該磁鐵組20且與該轉子10同軸，該定子30包括有一內周緣面31、一沿該內周緣面31設置的多個齒部33，以及在各該齒部33之間形成多個定子槽35，可供線圈纏繞于各該齒部33且位于各該定子槽35，各該齒部33遠離該內周緣面31的一端具有一前端部331，各該前端部331之間形成一卡掣區(qū)333。
[0057]該套筒40包括有一薄壁面41以及在該薄壁面41對應各該卡掣區(qū)333的位置分別設有一卡掣部43，各該卡掣部43可嵌卡于各該卡掣區(qū)333之中，且該套筒40與該轉子10及該定子10同軸且位于該磁鐵組20與該定子10之間，而在本發(fā)明該第一、第二實施例當中，該套筒40的形狀可為圓形或多邊形,且該套筒40的壁厚分別為lmm、0.5mm。
[0058]請再參閱圖9，為本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例3，由于該第三優(yōu)選實施例3的結構相仿于上述第一、第二優(yōu)選實施例，因此相同結構之處在此則不再贅述，其差異在于該第三優(yōu)選實施例3的套筒40在薄壁面41上開設有多個開孔45，再進一步說明，各該開孔45開設于各該卡掣部43上，且各該開孔45呈等間距地排列。
[0059]為了更清楚地陳述本發(fā)明的功效，因此在此揭露一如圖13所示的實施例4(后述稱為第四實施例)，該第四實施例4與該第一優(yōu)選實施例1的差異在于該轉子10與該定子30之間未設有一套筒40，借此以比較前述四種不同型式的實施例。如圖4、圖7、圖11、圖14所示，為本發(fā)明該第一、第二、第三優(yōu)選實施例1、2、3以及第四實施例4的磁通密度瞬間的變化的曲線圖，而各該磁通密度曲線圖中顯示出本發(fā)明在增加該套筒40后的瞬間變化曲線明顯較為滑順，尤其以該第一優(yōu)選實施例1更是趨近于一圓錐形的上升及下降曲線，其原因在于該第四實施例4在各該磁鐵單元21之間形成有一凹部217，使得兩相鄰的磁鐵單元21前端的磁通密度瞬間變化加劇，如圖14顯示該曲線大概呈梯形；同時，由于該凹部219的形成讓該轉子10與該定子30之間的氣隙瞬間增大，因此造成頓轉轉矩增加，進而產生震動及噪音。再由圖5、圖8、圖12、圖15所示，為本發(fā)明該第一、第二、第三優(yōu)選實施例
1、2、3以及第四實施例4的頓轉轉矩的曲線圖，而各該圖中顯示出本發(fā)明在增加該套筒40后，其頓轉轉矩的曲線震蕩明顯較為趨緩，尤以該第一、第二優(yōu)選實施例1、2更是趨近一平滑的線段。另如圖16、圖17所示，本發(fā)明可通過該套筒40壁厚的變化或改變各該卡掣部43上的開孔45的大小來調整頓轉轉矩及電磁轉矩，例如該第三優(yōu)選實施例3通過在該套筒40的各卡掣部43上開設各該開孔45，使得該第三優(yōu)選實施例3的頓轉轉矩及額定轉速下的電磁轉矩相比于該第四實施例4明顯較為趨緩，如此可依不同使用需求而作調整；又例如該第一優(yōu)選實施例1的套筒40壁厚較厚于該第二優(yōu)選實施例2的套筒40，使得該第一優(yōu)選實施例1的頓轉轉矩相比于該第二優(yōu)選實施例2更為平滑，且該第一優(yōu)選實施例1在額定轉速下的電磁轉矩相比于該第二優(yōu)選實施例2較為低，因此其轉動將較省力。
[0060]總括來說，本發(fā)明的無刷永磁馬達具有下列的優(yōu)點:
[0061]1、本發(fā)明在該轉子10與該定子30之間增設該套筒40的結構不僅可減少氣隙磁通密度瞬間的變化及降低頓轉轉矩，更可因此改善震動及噪音的問題。
[0062]2、本發(fā)明的定子30在各該齒部33的前端部331間形成一卡掣區(qū)333，借此與該套筒40的各卡掣部43進行嵌卡，使得無刷永磁馬達的組裝更為方便，結構更為穩(wěn)固。
[0063]3、本發(fā)明可通過該套筒40壁厚的變化，或是改變各該卡掣部43上的開孔40的大小來調整頓轉轉矩以及額定轉速下的電磁轉矩。
[0064]4、本發(fā)明的轉子10與磁鐵組20利用一嵌卡的結構以避免無刷永磁馬達在長期高熱、高轉速的狀況下，而使該磁鐵組20脫離于該轉子10，致使無刷永磁馬達損壞且失去功效。
[0065]本發(fā)明在前揭露實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，并非用來限制本發(fā)明的范圍，其他等效元件的替代或變化，也應為本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種無刷永磁馬達，其特征在于，包含有: 一轉子; 一磁鐵組，組設于該轉子的周緣； 一定子，套設該轉子及該磁鐵組且與該轉子同軸，該定子包括有一內周緣面、一沿該內周緣面設置的多個齒部，以及在各該齒部之間形成多個定子槽，可供線圈纏繞于各該齒部且位于各該定子槽，各該齒部遠離該內周緣面的一端具有一前端部，各該前端部之間形成一卡掣區(qū)；以及 一套筒，包括有一薄壁面以及在該薄壁面對應各該卡掣區(qū)的位置分別設有一卡掣部，各該卡掣部可嵌卡于各該卡掣區(qū)之中，且該套筒與該轉子及該定子同軸且位于該磁鐵組與該定子之間。
2.根據權利要求1所述的無刷永磁馬達，其中該套筒的薄壁面上設有多個開孔。
3.根據權利要求2所述的無刷永磁馬達，其中各該開孔開設于各該卡掣部上。
4.根據權利要求2或3所述的無刷永磁馬達，其中該套筒的各開孔呈等間距地排列。
5.根據權利要求1所述的無刷永磁馬達，其中該套筒的形狀為圓形或多邊形。
6.根據權利要求1所述的無刷永磁馬達，其中該轉子包括有一外周緣面以及一沿該外周緣面設置的多個嵌槽，該磁鐵組由多個磁鐵單元所組成，各該磁鐵單元可嵌卡于各該嵌槽內。
7.根據權利要求6所述的無刷永磁馬達，其中各該嵌槽由該轉子朝該定子的方向依次具有一第一容置空間及一第二容置空間，該第一容置空間的容積大于該第二容置空間。
8.根據權利要求7所述的無刷永磁馬達，其中各該磁鐵單元分別具有一外弧面、一內弧面以及二側面，其中各該側面鄰近該內弧面的位置設有一凸緣，以供各該磁鐵單元嵌卡于各該嵌槽的第一、第二容置空間。
【文檔編號】H02K29/03GK104242591SQ201310225851
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月7日 優(yōu)先權日:2013年6月7日
【發(fā)明者】劉嘉盛, 鄭義立 申請人:圣杰機器工業(yè)股份有限公司