专利名称：电动机的制作方法
电动机技术领域
本发明有关一种电动机，在提供一种可在转子有效面积内增加磁铁用量，以提高效率的电动机。
背景技术：
现今产业界中，常需要提供动力以驱动机械做旋转、或其它形式的运动，此时常以马达作为动力来源；由于马达可将电能或磁能转换成为机械能，故广泛地应用于各种工业、 电器、运输系统等装置上，已成为一种不可或缺的设备。
马达大致可分为直流、交流、有刷、或无刷等型式，一般而言，马达的结构由一转子以及一定子所组成，藉由转子及定子问的磁通分布，促使转子进行旋转运动，将此旋转运动传导出来之后，便可提供所需的机械能。其中，利用磁铁本身具有磁性的特色，加以运用提供磁通者，为永磁式电动机，由于永磁式电动机可在有限的体积内形成较大的转矩、效能及精确度亦较高，故在市场上受到瞩目。
请参阅图1所示为第一种习知永磁式电动机10的结构示意图，其包含一转子11 以及一定子12，该转子11上设置有复数个磁铁111，而定子12则呈一环状结构，且于内缘上环设有复数个定子磁极121，定子磁极121上则可绕设有线圈，待转子11与定子12相互套设之后，转子11与定子12之间恰形成一气隙，当线圈通有电流时，由导磁性材质所制成的定子磁极121藉由转子11的磁铁111彼此作用，即产生一旋转运动；该转子11可另具有一心轴13，以便在转子11进行旋转运动时，将机械能传导出来，供作进一步的使用。
其中，图1所示的转子11中，其具有复数转子磁极112，如图所示以四极马达为例， 故具有四个转子磁极112，各转子磁极112所设置的磁铁111，其形状几为弧形横剖面(由二个不同半径的弧面构成)。因为磁铁111置于转子11中，故机械强度高，安装及加工都较简单，成本较低。只是有效利用的磁铁容积较小，磁通量较小，因此无法充分提高电动机的效率。
如图2所示为中国台湾专利公告号第582670号，专利名称“永久磁铁转子型电动机”，其同样包含一转子11以及一定子12，该转子11上设置有复数个磁铁111，其形状几为扇形横剖面。其有效利用的磁铁容积虽较大，但容易产生运转噪音。发明内容
本发明的主要目的即在提供一种可在转子有效面积内增加磁铁用量，以提高效率的电动机。
本发明的电动机设有定子、转子以及转轴，该转子并形成有复数转子磁极，而各转子磁极设有一磁铁，各磁铁靠近外侧为一内凹的弧面，以及靠近内侧形成有第一、第二、 第三平面，且该弧面与第一、第三平面间则分别以连接面相互连接，各连接面则靠近该转子的周面，该第一、第三平面与该第二平面形成的夹角分别为Θ1、Θ 2，使转子磁极的数量为 P时，其满足90 + (180/P)度的条件，且于该弧面靠近第一平面的末端切线斜率小于或等于第一平面的斜率、于该弧面靠近第三平面的末端切线斜率小于或等于第三平面的斜率， 藉由上述磁铁的设计可在转子有效面积内增加磁铁用量，以提高电动机的效率，并可降低 运转时的噪音。
图1为第一种习知电动机中转子与定子的结构示意图。
图2为第二种习知电动机中转子与定子的结构示意图。
图3为本发明电动机中转子与定子的第一实施例结构示意图。
图4为本发明中磁铁的第一实施例放大结构示意图。
图5为本发明电动机中转子与定子的第二实施例结构示意图。
图6所示表示第一种习知电动机(如图1所示)以及本发明电动机的运转效率说 明图。
图7所示表示第一种习知电动机(如图1所示)的顿转转矩对应于转子位置的波 形图。
图8所示表示本发明电动机的顿转转矩对应于转子位置的波形图。
如图9所示表示第二种习知电动机以及本发明电动机的顿转转矩对应于转子位 置的波形图。
图号说明永磁式电动机10 转子11磁铁111 转子磁极112 定子12 定子磁极121 心轴13永磁式电动机20 定子21环状主体部211 定子磁极212 转子22 转子磁极221 磁铁222 铆钉孔224 转轴23 末端A 切线LA 末端B 切线LAB 弧面Rl第一平面SI 第二平面S2 第三平面S3 连接面S4。
具体实施方式
本发明主要针对一般电动机加以改良，如图3及图4所示，该永磁式电动机20包含有定子21、转子22以及转轴23。
其中该定子21具有一环状主体部211以及复数定子磁极212，各定子磁极212凸设于该主体部211内部，而各定子磁极212内并形成有一容置空间。
该转子22设置于该容置空间中，并与各定子磁极212间具有气隙，该转子22并形成有复数转子磁极221，而各转子磁极221中并设有磁铁222。
复数转子磁极221的数量为偶数设置，当转子磁极的数量为P时，该定子磁极的数量满足P+(P/2)的条件，而本实施以四极马达为例，故具有四个转子磁极221，以及四个定子磁极212。
复数磁铁222，分别设于各转子磁极221中，各磁铁222为铁氧材质，各磁铁222靠近外侧为一内凹的弧面R1，以及靠近内侧形成有第一、第二、第三平面S1、S2、S3，且该弧面 Rl与第一、第三平面S1、S3间则分别以连接面S4相互连接，各连接面S4则靠近该转子22 的周面，该第一、第三平面S1、S3与该第二平面S2形成的夹角分别为Θ1、Θ 2，使转子磁极 221的数量为P时，其满足90 + (180/P)度的条件，如图所示的实施例中，P = 4，而Θ1 =Θ 2 = 135度，且于该弧面Rl靠近第一平面SI的末端A的切线(LA)斜率小于或等于第一平面SI的斜率、于该弧面Rl靠近第三平面S3的末端B的切线(Lb)斜率小于或等于第三平面S3的斜率，该相邻磁铁222的第一平面SI及第三平面S3相互平行。
该转轴23设于转子22的中心处，与转子22设为一体。
如图5的第二实施例所示，该电动机20为六极马达，故具有六个转子磁极221，以及九个定子磁极212，而各转子磁极221上的磁铁222同样符合上述条件。
故本发明的电动机运转时，藉由上述磁铁的设计可在转子有效面积内增加磁铁用量，以提高电动机的效率，并可降低运转时的噪音。
如图6所示表示第一种习知电动机(如图1所示)以及本发明电动机的运转效率说明图。如图所示，于相同运转转速下，本发明电动机的运转效率相对较高。如图7所示表示第一种习知电动机(如图1所示)的顿转转矩(Cogging Torque)对应于转子位置的波形图。如图8所示表示本发明电动机的顿转转矩(Cogging Torque)对应于转子位置的波形图，该顿动转矩为马达未激磁下，转子磁铁与定子齿槽互相作用而产生的转矩，此大小会影响马达的震动噪音，若数值越高，可能影响马达的效能或产生振动、噪音的情形较为严重，若数值越低，可减少振动、噪音产生的机会；而以图7与图8可知本发明电动机的顿动转矩较低，有效减少振动、降低噪音。
如图9所示表示第二种习知电动机(如图2所示)以及本发明电动机的顿转转矩对应于转子位置的波形图。如图可知本发明电动机其转矩波形较密，振幅较低，使电动机于低速运转时震动表现较佳。
再者，该转子磁极221上进一步设有铆钉孔224，该转子磁极的弧面Rl与铆钉孔 224的距离大于O. 5mm,可加强转子22的结构强度，或不穿设铆钉孔而保持空洞状态时，可 减少转子的转动惯量，并可作为散热之用。
权利要求
1.一种电动机，其特征在于，其包含有 一定子，该定子具有一环状主体部以及复数定子磁极，各定子磁极凸设于该主体部内部，而各定子磁极内并形成有一容置空间； 一转子，该转子略成圆形的片体，设置于该容置空间中，并与各定子磁极间具有气隙，该转子并形成有复数转子磁极，而各转子磁极中并设有磁铁； 复数磁铁，分别设于各转子磁极中，各磁铁靠近外侧为一内凹的弧面，以及靠近内侧形成有第一、第二、第三平面，且该弧面与第一、第三平面间则分别以连接面相互连接，各连接面则靠近该转子的周面，该第一、第三平面与该第二平面形成的夹角分别为Θ1、Θ2，使转子磁极的数量为P时，其满足90 + (180/P)度的条件，且于该弧面靠近第一平面的末端切线斜率小于或等于第一平面的斜率、于该弧面靠近第三平面的末端切线斜率小于或等于第三平面的斜率；以及 一转轴，设于转子的中心处，与转子设为一体。
2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，该相邻磁铁的第一平面及第三平面相互平行。
3.如权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，该转子磁极上设有铆钉孔。
4.如权利要求3所述的电动机，其特征在于，该转子磁极的弧面与铆钉孔的距离大于O. 5mmο
5.如权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，该P为偶数，而该定子磁极的数量为P+(P/2)。
6.如权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，该磁铁为铁氧材质。
全文摘要
本发明的电动机设有定子、转子以及转轴，该转子并形成有复数转子磁极，而各转子磁极设有一磁铁，各磁铁靠近外侧为一内凹的弧面，以及靠近内侧形成有第一、第二、第三平面，且该弧面与第一、第三平面间则分别以连接面相互连接，各连接面则靠近该转子的周面，该第一、第三平面与该第二平面形成的夹角分别为θ1、θ2，使转子磁极的数量为P时，其满足90＋(180/P)度的条件，且于该弧面靠近第一平面的末端切线斜率小于或等于第一平面的斜率、于该弧面靠近第三平面的末端切线斜率小于或等于第三平面的斜率，藉由上述磁铁的设计可在转子有效面积内增加磁铁用量，以提高电动机的效率。
文档编号H02K1/27GK103023166SQ20111028563
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者余文和, 陈富荣, 朱振南 申请人:瑞智精密股份有限公司