專利名稱：復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，特別是指一種 可減少馬達(dá)頓轉(zhuǎn)力矩的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
無刷永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)子是由復(fù)數(shù)個(gè)磁極構(gòu)成，每一個(gè)弧型磁鐵固定在一導(dǎo)磁的圓型 鐵圈上，且每一個(gè)弧型磁鐵與左右相鄰的弧型磁鐵的徑向磁極皆為相反。定子由復(fù)數(shù)個(gè) 導(dǎo)磁性硅鋼片堆棧成，每一片導(dǎo)磁性硅鋼片上設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)繞線槽，繞線槽上依序纏繞銅線 (漆包線)。于馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中因?yàn)辇X槽效應(yīng)，轉(zhuǎn)子相對于定子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種作用于 轉(zhuǎn)子上的力，稱之為頓轉(zhuǎn)力矩(cogging torque)。頓轉(zhuǎn)力矩于馬達(dá)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的情況最 為明顯，會(huì)產(chǎn)生馬達(dá)的噪音、震動(dòng)現(xiàn)象，必須透過限制馬達(dá)最低轉(zhuǎn)速的方式，來避免震動(dòng)的 問題。在美國專利US4774428 —案中，公開了三相永磁式馬達(dá)利用定子繞線槽的數(shù)量為 3 (2n+l)與馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量為3 (2n+l) +1，或是3 (2n+l) _1，且每個(gè)相位組的繞線槽數(shù) 為2n+l的設(shè)計(jì)，用來降低馬達(dá)頓轉(zhuǎn)力矩，取得最大的馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)效率。該US4774428所揭露的繞線方式，為定子繞線槽的數(shù)量為3(2n+l)且每一相位的 繞線槽數(shù)為2n+l，故整個(gè)定子的繞線方式之一，是將相鄰的2n+l個(gè)繞線槽組成一個(gè)相位 組，以致會(huì)存在一個(gè)相位只有一個(gè)相位組的狀況。例如η = 7時(shí)，定子繞線槽的數(shù)量為45， 即每個(gè)相位組包含15繞線槽，每個(gè)相位只能有一個(gè)相位組對應(yīng)46極或是44極的轉(zhuǎn)子，此 對于馬達(dá)出力軸而言，并不是對稱出力，會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)軸承受力不均，并非理想的設(shè)計(jì)。另，在美國專利US6242822B1中，曾指出利用定子的星型錯(cuò)位繞線方式與在一個(gè) 磁周期中的定子極數(shù)，偏離一個(gè)整數(shù)，也就是利用定子繞線槽的數(shù)量與馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極對的 數(shù)量相除之商(兩個(gè)相鄰磁極相反的弧型永磁磁鐵構(gòu)成一個(gè)磁極對)，是一非整數(shù)，并且配 合定子上六種不同相位的星型錯(cuò)位繞線方式，在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不會(huì)在定子上倍數(shù)的增加，反 而是互相的抵消減少，借此減少馬達(dá)的頓轉(zhuǎn)力矩。但定子繞線槽的數(shù)量與馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極對 的數(shù)量相除之商，是一非整數(shù)的范圍過于廣泛而不切實(shí)際。且星型錯(cuò)繞線方式十分的復(fù)雜 與一般的繞線方式不同，用手工或是機(jī)械繞線的困難度高，制造成本高。且另一件美國專 利US4774428案，早在1988年即已提出定子繞線槽的數(shù)量為3 (2η+1)或是3 (2η+1)-1的設(shè) 計(jì)，其定子繞線槽的數(shù)量與馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量相除之商，也是一非整數(shù)，因此無刷永磁式 馬達(dá)的定子繞線槽的數(shù)量與馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量，相除之商是一非整數(shù)，已是公開的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，以確實(shí)能夠減少馬達(dá)頓轉(zhuǎn)力矩。本發(fā)明一種復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，具有馬達(dá)轉(zhuǎn)子及馬 達(dá)定子，其特征在于該馬達(dá)定子由復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)磁性硅鋼片堆棧成，導(dǎo)磁性硅鋼片上設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)為15倍數(shù)的繞線槽，馬達(dá)定子由X Y Z三個(gè)相位繞線組成，每一相位有為2 4的整數(shù) 的相位組，每一相位組的繞線槽數(shù)為5槽；馬達(dá)轉(zhuǎn)子由復(fù)數(shù)個(gè)弧型磁鐵依序平均黏貼在一 圓形導(dǎo)磁鐵圈上組成，且每一個(gè)弧型磁鐵與左右相鄰的弧型磁鐵的徑向磁極皆為相反，一 個(gè)弧型磁鐵代表一個(gè)磁極，磁極的數(shù)量為14或是16的倍數(shù)。其中，該馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量與定子繞線槽的數(shù)量比率可為14η 15η，且η為大 于或等于2的整數(shù)。其中，該馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量與定子繞線槽的數(shù)量比率可為16η 15η，且η為大 于或等于2的整數(shù)。其中，同一相位的相位組互不相鄰，同一相位的相位組互相間隔10個(gè)繞線槽。其中，每個(gè)同一相位的相位組中，相鄰的定子繞線槽的繞線方向不同，但是相鄰的 線槽不屬于相同相位的相位組時(shí)，其繞線方向?yàn)橄嗤?。其中，每個(gè)同一相位的相位組中，當(dāng)?shù)谝焕@線槽的繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，第二繞線 槽的繞線方向?yàn)槟鏁r(shí)針第三繞線槽的繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針，第四繞線槽的繞線方向?yàn)槟鏁r(shí) 針，第五繞線槽的繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針。
其中，每個(gè)同一相位的相位組中，當(dāng)?shù)谝焕@線槽的繞線方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)，第二繞線 槽的繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針第三繞線槽的繞線方向?yàn)槟鏁r(shí)針，第四繞線槽的繞線方向?yàn)轫槙r(shí) 針，第五繞線槽的繞線方向?yàn)槟鏁r(shí)針。本發(fā)明一種復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)及功效在 于本發(fā)明的馬達(dá)結(jié)構(gòu)能夠有效的減少馬達(dá)頓轉(zhuǎn)力矩。

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)分解圖。圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例的馬達(dá)結(jié)構(gòu)俯視圖。圖3所示為圖2的展開圖。圖中具體標(biāo)號如下1-—馬達(dá)轉(zhuǎn)子10-—弧型磁鐵 11-—圓型鐵圈2-—馬達(dá)定子20-—硅鋼片21-—繞線槽22-—線體
具體實(shí)施方式請同時(shí)參閱圖1所示，本發(fā)明主要由馬達(dá)轉(zhuǎn)子1及馬達(dá)定子2所組成。其中，馬達(dá) 轉(zhuǎn)子1包含有復(fù)數(shù)個(gè)弧型磁鐵10與一導(dǎo)磁的圓型鐵圈11，每一個(gè)弧型磁鐵10固定在圓型 鐵圈11上，且每一個(gè)弧型磁鐵10與其左右相鄰的弧型磁鐵10的徑向磁極皆為相反，其中， 一個(gè)弧型磁鐵10代表一個(gè)磁極；馬達(dá)定子2由復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)磁性硅鋼片20堆棧成，每一片導(dǎo)磁性硅鋼片20設(shè)有復(fù)數(shù) 個(gè)繞線槽21，其中，繞線槽21的數(shù)量固定為三的倍數(shù)。繞線槽21上依序纏繞線體22 (如 漆包線)，其繞線方式為三相繞線方式，本發(fā)明是以XYZ分別作為三相位代表，每一相位至 少包含一大于或等于2的相位組，同一相位的相位組互不相鄰，每個(gè)相位組包含有5個(gè)相鄰 的繞線槽21，同一相位的相位組互相間隔10個(gè)繞線槽21，其中，于X相位的相位組，其左右必須為Y相位的相位組與Z相位的相位組，且XYZ相位的相位組在馬達(dá)定子2上依序排列； 于每個(gè)相位組中，相鄰的繞線槽21的繞線方向相反，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)繞線槽21的繞線方向?yàn)轫槙r(shí) 針時(shí)，其左右相鄰的繞線槽21的繞線方向?yàn)槟鏁r(shí)針，但相鄰的繞線槽不屬于相同的相位組 時(shí)，其繞線方向?yàn)橄嗤?；或，?dāng)?shù)谝粋€(gè)繞線槽21的繞線方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)，其左右相鄰的繞線 槽21的繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針，但相鄰的繞線槽21不屬于相同的相位組時(shí)，其繞線方向相同。上述馬達(dá)轉(zhuǎn)子1磁極數(shù)量與定子2繞線槽21數(shù)量比為14η 15η與16η 15η 兩種，其中，η為大于2或等于2的整數(shù)。請?jiān)賲㈤唸D2、3所示，上述馬達(dá)轉(zhuǎn)子1磁極數(shù)量與定子2繞線槽21數(shù)量比 14η 15η與16η 15η兩種，其中，η為大于或等于2的整數(shù)。即η = 2時(shí)，馬達(dá)結(jié)構(gòu)為28極30槽與32極30槽；η = 3時(shí)，馬達(dá)結(jié)構(gòu)為42極45槽與48極45槽；η = 4時(shí)，馬達(dá)結(jié)構(gòu)為56極60槽與64極60槽；以此類推。本發(fā)明實(shí)施例以η = 3時(shí)，馬達(dá)結(jié)構(gòu)為42極45槽的馬達(dá)繞線方式進(jìn)行說明，為方 便說明，將圓型馬達(dá)轉(zhuǎn)子1與馬達(dá)定子2結(jié)構(gòu)展開為直線圖(如圖3所示)，其系由XYZ三 個(gè)相位組成，每一個(gè)相位有3個(gè)相位組，X相位包含XI、Χ2、Χ3三個(gè)相位組，Y相位包含Yl、 Υ2、Υ3三個(gè)相位組，Z相位包含Zl、Ζ2、Ζ3三個(gè)相位組，每一相位組包含5個(gè)相鄰的繞線槽 21，同相位的相位組互相間隔10個(gè)繞線槽21。以X相位為例，X相位的繞線方式由Xl相位 組開始，Xl相位組從1號繞線槽21以線體22 (如漆包線)順時(shí)針方向開始繞線(+)，Χ12 號繞線槽21以逆時(shí)針方向繞線(_)，Χ13號繞線槽21以順時(shí)針方向繞線(+)，Χ14號繞線槽 21以逆時(shí)針方向繞線(_)，Χ15號繞線槽21以順時(shí)針方向繞線(+)，完成X相位的第一個(gè)相 位組Xl繞線。因同一相位的相位組繞線需互相間隔10個(gè)繞線槽21，因此線體22 (如漆包 線)跳至Χ2相位組的第一繞線槽21 (即16號繞線槽)，再以順時(shí)針方向繞線(+)，Χ217號 繞線槽21以逆時(shí)針繞線㈠，Χ218號繞線槽21以順時(shí)針繞線⑴，Χ219號繞線槽21以逆 時(shí)針繞線(_)，Χ220號繞線槽21以順時(shí)針繞線(+)，完成X相位的第二個(gè)相位組Χ2繞線。 然后X相位的線體22 (如漆包線)再拉至Χ3相位組的第一繞線槽21 (即31號繞線槽)， 再以順時(shí)針方向繞線(+)，Χ332號繞線槽21以逆時(shí)針繞線(_)，Χ333號繞線槽21以順時(shí) 針繞線⑴，Χ334號繞線槽21以逆時(shí)針繞線㈠，Χ335號繞線槽以順時(shí)針繞線(+)，之后X 相位的XI、Χ2、Χ3相位組的繞線即完成。而Y相位的Yl、Υ2、Υ3與Z相位組織Zl、Ζ2、Ζ3 的繞線方式如X相位的Χ1、Χ2、Χ3相位組的繞線方式相同，故不再贅述，其相位組的排序?yàn)?Xl — Yl — Zl — Χ2 — Υ2 — Ζ2 — Χ3 — Υ3 — Ζ3。 通過上述設(shè)計(jì)，從而使馬達(dá)轉(zhuǎn)子1包含42個(gè)磁鐵與一導(dǎo)磁的圓型鐵圈11，共42個(gè) 磁極。每一個(gè)弧形磁鐵10固定在導(dǎo)磁的圓型鐵圈11上，且每一弧形磁鐵10與左右相鄰的 弧形磁鐵10的徑向磁極皆相反。 因此，本發(fā)明馬達(dá)定子由復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)磁性硅鋼片堆棧成，導(dǎo)磁性硅鋼片上設(shè)置復(fù)數(shù) 個(gè)為15倍數(shù)的繞線槽，馬達(dá)定子由X Y Z三個(gè)相位繞線組成，每一相位有為2 4的整數(shù)的 相位組，每一相位組的繞線槽數(shù)為5槽；馬達(dá)轉(zhuǎn)子由復(fù)數(shù)個(gè)弧型磁鐵依序平均黏貼在一圓 形導(dǎo)磁鐵圈上組成，且每一個(gè)弧型磁鐵與左右相鄰的弧型磁鐵的徑向磁極皆為相反，其中， 一個(gè)弧型磁鐵代表一個(gè)磁極，磁極的數(shù)量為14或是16的倍數(shù)，借此確實(shí)達(dá)到減少馬達(dá)頓轉(zhuǎn)力矩 的目的。
權(quán)利要求
一種復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，具有馬達(dá)轉(zhuǎn)子及馬達(dá)定子，其特征在于該馬達(dá)定子是由復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)磁性硅鋼片堆棧成，導(dǎo)磁性硅鋼片上設(shè)置15倍數(shù)的繞線槽，馬達(dá)定子并由X Y Z三個(gè)相位繞線組成，每一相位有為2～4的整數(shù)的相位組，每一相位組的繞線槽數(shù)為5槽；而馬達(dá)轉(zhuǎn)子是由復(fù)數(shù)個(gè)弧型磁鐵依序平均黏貼在一圓形導(dǎo)磁鐵圈上組成，且每一個(gè)弧型磁鐵與左右相鄰的弧型磁鐵的徑向磁極皆為相反，一個(gè)弧型磁鐵代表一個(gè)磁極，磁極的數(shù)量為14或是16的倍數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，其特征在 于該馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量與定子繞線槽的數(shù)量比率可為14n 15n，且n為大于或等于2 的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，其特征在 于該馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量與定子繞線槽的數(shù)量比率可為16n 15n，且n為大于或等于2 的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，其特征在 于同一相位的相位組互不相鄰，同一相位的相位組互相間隔10個(gè)繞線槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，其特征在 于每個(gè)同一相位的相位組中，相鄰的定子繞線槽的繞線方向不同，但是相鄰的線槽不屬于 相同相位的相位組時(shí)，其繞線方向?yàn)橄嗤?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，其特征在 于每個(gè)同一相位的相位組中，當(dāng)?shù)谝焕@線槽的繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，第二繞線槽的繞線方 向?yàn)槟鏁r(shí)針第三繞線槽的繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針，第四繞線槽的繞線方向?yàn)槟鏁r(shí)針，第五繞線 槽的繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，其特征在 于每個(gè)同一相位的相位組中，當(dāng)?shù)谝焕@線槽的繞線方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)，第二繞線槽的繞線方 向?yàn)轫槙r(shí)針第三繞線槽的繞線方向?yàn)槟鏁r(shí)針，第四繞線槽的繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針，第五繞線 槽的繞線方向?yàn)槟鏁r(shí)針。
全文摘要
本發(fā)明提供一種復(fù)數(shù)磁極對與槽數(shù)固定比例之無刷直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，主要是馬達(dá)定子由復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)磁性硅鋼片堆棧成，導(dǎo)磁性硅鋼片上設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)為15倍數(shù)的繞線槽，馬達(dá)定子由X Y Z三個(gè)相位繞線組成，每一相位有為2～4的整數(shù)的相位組，每一相位組的繞線槽數(shù)為5槽，馬達(dá)轉(zhuǎn)子由復(fù)數(shù)個(gè)弧型磁鐵依序平均黏貼在一圓形導(dǎo)磁鐵圈上組成，且每一個(gè)弧型磁鐵與左右相鄰的弧型磁鐵的徑向磁極皆為相反，一個(gè)弧型磁鐵代表一個(gè)磁極，馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量為14或是16的倍數(shù)，借此以達(dá)到減少馬達(dá)頓轉(zhuǎn)力矩的目的。
文檔編號H02K3/46GK101834507SQ200910118989
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者廖聰鏞 申請人:穩(wěn)正企業(yè)股份有限公司