[發明專利]可提升永磁式馬達轉速的裝置

無效

• 申請號: 01129378.0
• 申請日: 2001-06-14
• 公開（公告）號: CN1392655A
• 公開（公告）日: 2003-01-22
• 發明（設計）人: 許俊甫
• 申請（專利權）人: 許俊甫
• 主分類號: H02K29/08
• 分類號: H02K29/08;H02P6/08
• 代理公司: 隆天國際專利商標代理有限公司
• 代理人: 潘培坤,陳紅

本發明涉及一種可提升永磁式馬達轉速的裝置，特別涉及一種永磁式馬達安裝有多套用以感測轉子磁鐵，并使定子線圈的激磁電流產生可變換導通角度的磁傳感器。

制造一個高運轉效率的電動機須視其運轉工作范圍而設計搭配一適當的扭力常數K_T值，如下列公式說明：

????E＝K_E·Q????????????????????K_E＝B·D·L·Z/2

????T＝K_T·Ia???????????????????K_T＝B·D·L·Z/2

????E：反電動熱電壓(Volt)????????T：輸出扭力(N-m)

????K_E：反電動勢常數????????????K_T：扭力常數

????Ω：電樞轉速(red/sec)????????Ia：電樞電流(Ampere)

????B：氣隙磁通密度(Gauss)???????D：電樞外徑(cm)

????L：疊層厚度(cm)??????????????Z：總導體數(匝數敲)

上式中扭力常數K_T值＝反電動勢常數K_E值，又反電動勢常數K_E值和電樞轉速Ω成反比，因此在固定的反電動勢電壓E值且額定電樞轉速Ω較低時反電動勢常數K_E值將相對較高，額定電樞轉速Ω較高時反電動勢常數K_E值將相對較低。因此馬達如果設計于較高額定電樞轉速時扭力常數K_T值將相對較低，結果馬達如果操作于較低運轉速度則必須以較高的電樞電流Ia才能提升扭力T值(T＝K_T·Ia)，又馬達如果設計一較高的扭力常數K_T值則因(KT＝K_E)、(E＝K_E·Ω)式中所述馬達將無法達到較高的額定運轉轉速。按照本發明的實施例，可使一個馬達不但擁有較高的扭力常數K_T值，也因可切換到提前感測角度的磁傳感器而使馬達的電樞反應產生弱磁控制的效果而導致電樞氣隙磁通密度減少，由前述式中K_E＝B·D·L·Z/2以及E＝K_E·Ω，因電樞氣隙磁通密度B值減少反電動勢常數K_E值必然下降，所以電樞轉速Ω必然會提升。

有鑒于公知馬達的扭力常數K_T值是單一值，但是一個馬達如果通常工作于較低的轉速范圍偶而才操作運轉于較高的轉速范圍(例如輕便型電動代步車輛)。為了使馬達必要時運轉到不常運轉使用的最高轉速范圍，因K_E＝K_T、(E＝K_E·Ω)、(T＝K_T·Ia)，如果反電動勢電壓E值不變，則扭力常數K_T值及反電勢常數K_E值必須降低才能提升該馬達轉速達到不常運轉使用的最高轉速范圍。但是因為扭力常數K_T值的變小同時馬達若是經常工作于較低的運轉速度范圍，則因為T＝K_T·Ia，也就是電樞電流Ia值必然需提高才可相對比例提升扭力T值。但是，加大的電樞電流Ia值對馬達的運轉效率并非好事，由下式中可知：

????P＝I²·R???????P＝電動機的線圈損耗功率

????I：電樞電流?????R＝線圈阻抗

其中電樞電流I的平方值×線圈阻抗＝馬達的損耗功率，因此以加大電流的方式加大馬達的扭力，馬達必然會以電流的平方值而使定子線圈的損耗功率P值變得太大而產生熱量于線圈的線阻中，金屬線圈的物理現象也因熱度的上升而使線圈的阻抗又對應地上升，惡性循環中將使馬達變成為高溫度且輸出功率效率較差的現象。