[發明專利]具有削弧結構的轉子

在審

• 申請號: 201310022688.9
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103944295A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 洪聯馨;謝培升;黃慶智
• 申請（專利權）人: 東元電機股份有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;常大軍

技術領域

本發明涉及一種具有削弧結構的轉子，尤其涉及一種轉子鐵芯具有分別對應于相異圓弧的鐵芯部與磁石容置槽，且磁石為扇形的轉子。

背景技術

一般而言，不論是工業應用、交通運輸或家電設備等，往往都會使用到旋轉電機（包含馬達與發電機）作為動能的產生源，將電能轉換機械能，然后再將所產生的機械能做進一步的應用。馬達分為永磁無刷馬達及繞線式激磁場馬達，相較于繞線式激磁場馬達，永磁無刷馬達的轉子包含永久磁石，可省掉使用碳刷及滑環等設備，因此具有高效率、高功率密度、耐用度較高、體積小、操控性佳及維修容易等優點，故永磁無刷馬達已有逐步取代傳統繞線式激磁場馬達的趨勢。

一般來說，現有的永磁無刷馬達包含具有齒槽結構的定子及具有永久磁石的轉子，由于定子具有齒槽結構，使得轉子在相對定子運轉時，轉子與定子之間的氣隙磁阻會隨著位置變化，磁路中的磁通量與能量也隨之變化，因而產生轉矩漣波（torque?ripple）的現象，亦即馬達的輸出轉矩隨著時間呈現上下起伏的變化。其中，上述的轉矩漣波易造成馬達在轉動速度與位置控制的誤差，也容易產生震動與噪音，進而影響馬達的轉動穩定性。

現有技術中，用以降低甚至消除轉矩漣波的解決方法有二種方法，其一是降低氣隙等效磁通的大小。然而，若因為降低頓轉轉矩而降低氣隙等效磁通，將同時導致驅動轉矩變小，故此方法鮮少采用；另一是減少磁路等效磁阻相對于旋轉角度的變化率，其主要為電樞鐵心上用以容納繞線的齒槽結構，與磁極鐵心相對旋轉的情況下，致使磁通路徑更動，造成磁路等效磁阻的相對變化而產生頓轉轉矩。

然而，現有的抑制頓轉轉矩的作法中，例如降低氣隙周圍的總等效磁阻變化，其容易有增加制造、組裝及檢驗的成本與時程的問題；而若采用斜向齒槽或斜向磁極的設計，其雖然可抑制振動及噪音，但實務制作的過程中，常有不易繞線而有制作不易的問題，因此，現有的可降低轉矩漣波的轉子仍具有改善的空間。

發明內容

本發明所欲解決的技術問題與目的：

有鑒于在現有技術中，由于現有的對降低轉矩漣波的轉子的設計中，普遍存在有增加制造、組裝及檢驗的成本與時程的問題，以及易產生振動及噪音的問題，因此現有的轉子仍具有改善的空間。

緣此，本發明的主要目的在于提供一種具有削弧結構的轉子，其轉子鐵芯具有多個鐵芯部與多個磁石容置槽，且鐵芯部對應的圓弧相異于磁石容置槽所對應的圓弧，且轉子中所使用的磁石為扇形，藉以改善反電動勢并且降低轉矩漣波。

本發明解決問題的技術手段：

本發明為解決現有技術的問題，所采用的必要技術手段在于提供一種具有削弧結構的轉子，用以設置于一馬達的定子內，并且包含一轉軸、一轉子鐵芯以及多個扇形磁石。轉子鐵芯包含多個鐵芯部以及多個磁石容置槽，鐵芯部彼此連接地一體成形，并且具有一第一圓弧，第一圓弧對應有一第一曲率中心。磁石容置槽為扇形，并開設于該些鐵芯部之間，且對應有一第二圓弧，第二圓弧連接于第一圓弧，并且對應有一第二曲率中心，且第二曲率中心相異于第一曲率中心。扇形磁石對應地容置于該些磁石容置槽。

在上述的具有削弧結構的轉子的較佳實施例中，每二該些鐵芯部利用一外連接部以及一內連接部而彼此連接，而每一該些磁石容置槽設置于外連接部以及內連接部之間，且外連接部對應于第二圓弧。另外，第一圓弧對應于第一曲率中心具有一第一曲率半徑，第二圓弧對應于第二曲率中心具有一第二曲率半徑，第二曲率半徑為第一曲率半徑加上一偏移量，而偏移量介于0mm至10mm之間。

在上述的具有削弧結構的轉子的較佳實施例中，該些扇形磁石具有一對應于第二圓弧的扇形圓弧，扇形圓弧對應于第一曲率中心具有一定張角，且定張角介于70度至100度之間。另外，轉子鐵芯為硅鋼片，且該些扇形磁石為鐵氧體磁石，且每一該些扇形磁石鄰近于定子的外邊平行于第二圓弧。

本發明對照現有技術的功效：

相較于現有技術，利用本發明所提供的具有削弧結構的轉子，由于轉子鐵芯具有多個鐵芯部與多個磁石容置槽，且鐵芯部對應的圓弧相異于磁石容置槽所對應的圓弧，且轉子中所使用的磁石為扇形，因而可有效改善反電動勢并且降低轉矩漣波，進而增加轉子的耐用性。另外，本發明的另一功效在于，由于每一鐵芯部彼此連接，因此可增加機械結構強度，進而適用于如空調壓縮機馬達的高轉速用途，并可簡化工藝，且本發明在制作上也不具有如現有技術的不易繞線的問題。

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1顯示本發明較佳實施例的具有削弧結構的轉子示意圖；