内藏式永磁马达的转子构造
【技术领域】
[0001]本发明是与电动机有关，特别是关于一种内藏式永磁马达的转子构造。
【背景技术】
[0002]永磁马达，是指将直流马达的碳刷与换向器等机械整流作用以半导体开关作用取代的马达通称，其种类除可依反电势波形予以区分者外，还以永久磁铁设置于转子的表面或嵌置于转子内部的不同空间型态，区分为表面型、内藏型及内嵌型，其中，表面型永磁马达是将磁铁黏着于转子的表面上，而获得较大的磁通密度，但由于其对于磁铁的定位技术并不理想，容易在转子的高速运转下脱离，而需加强使磁铁附着于转子表面的技术。
[0003]相对的，内藏型与内嵌型的永磁马达，则是将磁铁嵌入于转子内部，形成以转子铁心包围磁铁的空间型态，而适合于高速的运转动作，而其中，将永久磁铁埋藏于转子内的磁通集中型内藏型永磁马达，由于其磁通是由两侧的磁铁相加挤出极面，相对于一般转子仅具有单面磁通量而言，这种型式的马达甚至可使气隙的磁通密度超过磁铁的磁束密度，同时，由于转子的磁岛区域增加，扩大了 d_q轴的电感差异，而使得这种型式的永磁马达具有更高的磁阻转矩，更适合应用于广域的操作速度范围。
[0004]其中，用以埋藏磁铁的转子所使用的铁心材料，通常是具备有高导磁率的特性，以降低磁路上的磁阻，但为避免产生磁短路的现象，于公知技术中遂有如图1所示，令转子由导磁材料与非导磁材料所构成，并使由非导磁材料所制成的局部区域la，位于磁铁Ib矩形的长轴两端位置上，以避免产生磁短路的现象。
[0005]更进一步地，在图2所示的标准内藏式永磁马达的公知技术中，为使产业上便于转子的制造加工，其磁铁2a被容设于转子2b的空槽2c中，并使空槽2c的容积大于所容纳的磁铁2a体积，且使空槽2c与转子2b径向外缘间具有空隙2d，使以藉由这种空隙2d的磁阻性调整磁通密度的分布。
[0006]而利用空间形成磁阻区域的公知技术，除图2所揭示外，也有如图3及图4所揭示，使各个磁铁3a的一端邻接有两个屏蔽空间3b、3c，或如图5所示般，以一较大的槽孔4a位于相邻磁铁4b —端之间。
[0007]由图1至图5所示的公知技术可知，无论是以空间的存在改变转子形状，或以非导磁材料构成转子的一部，均是企以藉由上述技术控制磁通密度，使磁力线更加集中，俾以与定子绕组作更有效率的交链，同时透过对磁力线行进区域的限制，以降低顿转转矩者，纵然公知技术已有诸多的相类技术已被揭露，惟其仍均存有尚待改进的处，很难说这种公知技术已臻完善。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的主要目的是提供一种内藏式永磁马达的转子构造，其是可使磁通密度获得进一步的增加，并使磁力线集中，以提升所组成马达的推力。
[0009]为达成上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0010]一种内藏式永磁马达的转子构造，它包含有:
[0011]一铁心件，具有一曲率中心；
[0012]多个嵌槽，是自该铁心件周侧彼此等角度地分别往内径向延伸地凹设于该铁心件上；
[0013]多个端槽，是分别设于该铁心件对应于各该嵌槽延伸端末的部位上，并各自对应的嵌槽相连通，并使槽宽大于所连通的嵌槽槽宽；
[0014]多个磁件，是分别具有预定的固有长度，各自嵌置于各该嵌槽中，并使长轴一端伸入对应端槽内预定的伸入长度；
[0015]其中，各该构件间并满足下列各式:
[0016]式一:0 < b/a 刍 1/2 ;
[0017]式二:0 < c < e ;
[0018]式三:e= 2d+c ；
[0019]各式中，a为各该磁件的固有长度，b为各该磁件的伸入长度，c为相邻二端槽间的间隔距离，d为彼此连通的该端槽一侧槽壁与该嵌槽一侧槽壁间的距离，e为相邻二嵌槽间的间隔距离。
[0020]进一步地，各该端槽的深度大于各该磁件的伸入长度。
[0021]进一步地，本发明的所述内藏式永磁马达的转子构造还包含有多个定位体，分别突设于对应端槽的槽底上预定的高度。
[0022]各该定位体的高度为对应端槽的深度与该伸入长度的差值。
[0023]本发明的各磁件的长轴另端没入所嵌设之嵌槽中。
[0024]本发明的各该端槽于所连通的嵌槽两侧形成对称宽度的肩面，并使该各该肩
[0025]面的宽度为d。
【附图说明】
[0026]图1是不同材料组成铁心的公知技术剖视图；
[0027]图2是在磁件与转子径向外缘间形成间隙的公知技术剖视图；
[0028]图3是在磁件与转子径向内缘间形成间隙的一公知技术剖视图；
[0029]图4是图3所揭示公知技术的磁力线图；
[0030]图5是在磁件与转子径向内缘间形成间隙的另一公知技术剖视图；
[0031]图6是本发明一较佳实施例的剖视图；
[0032]图7是本发明一较佳实施例沿图6A区域的局部放大图；
[0033]图8是是本发明一较佳实施例的磁力线图；
[0034]图9是是本发明另一较佳实施例的局部剖视图。
[0035]附图标号:
[0036]Ia局部区域Ib 2a 3a 4b磁铁
[0037]2b转子2c空槽
[0038]2d空隙3b 3c屏蔽空间
[0039]4a 槽孔
[0040]1010’内藏式永磁马达的转子构造20铁心件
[0041]21内环部3030’嵌槽
[0042]31 开口4040’ 端槽
[0043]41 槽壁5050’ 磁件
[0044]60’定位体
【具体实施方式】
[0045]首先，请参阅图6-图8所示，在本发明一较佳实施例中所提供内藏式永磁马达的转子构造10者，其大体上是与公知幅射(spoke)架构的内藏式永磁马达相仿，主要是包含了有一铁心件20、多数嵌槽30、多数端槽40与多数磁件50。
[0046]该铁心件20是以如硅钢片等导磁材料袭用公知的技术所制成，除具有一曲率中心外，并沿轴向延伸有适当的长度，而呈环状。
[0047]各该嵌槽30是分别为具有适当槽宽的直形凹槽，而各自地由该铁心件20径向外缘的周侧环面，等角度间隔地往内径向地延伸适当的深度，其深度是小于该铁心件20的内外径间距离，令该铁心件20径向内缘仍保有适当厚度的完整内环部21，确保磁力线的行进，并使各该嵌槽30位于该铁心件20径向外缘周侧环面上的开口 31宽度，是小于该槽宽的尺寸。
[0048]各该端槽40是为形状上呈等腰梯形的条状空间，分别设于该铁心件20的内环部21上，而各自与一对应嵌槽30的延伸端末邻接并连通，并使各该端槽40的槽宽大于所邻接连通的嵌槽30的槽宽，且使邻接连通的端槽40与嵌槽30间的对应尺寸符合后述的特定条件。
[0049]各该磁件50是为适当厚度的片状体，分别具有一固有的长度，是各自插置于一对应的嵌槽30中，并使长轴一端没入所插设嵌槽30的开口 31内，而与对应嵌槽30开口间相隔适当的间距，以及，使其长轴的另端自该嵌槽30伸入所邻接连通的端槽40内一适当的伸入长度。
[0050]其中，各该端槽40的设置应满足下列各式:
[0051]式一:0 < b/a 兰 1/2。
[0052]式二:0 < c < e。
[0053]式三:e= 2d+c。
[0054]各式中:
[0055]a为各该磁件50的固有长度。
[0056]b为各该磁件50的伸入长度。
[0057]c为相邻二端槽40间的间隔距离。
[0058]d为彼此连通的该端槽40 —侧槽壁41与该嵌槽30 —侧槽壁32间的距离。
[0059]e为相邻二嵌槽30间的间隔距离。
[0060]藉由上述构件的组成，本发明所提供内藏式永磁马达的转子构造10是藉由各该端槽40对各该磁件50长轴另端的磁极形成适当的磁阻，使以如图8所示般，得以将各该磁件50的磁力线集中于该铁心件20对应相邻两端槽40间的有限部位中，从而提高其磁通密度提高反电势，使具有该内藏式永磁马达转子构造10的马达得以获得较佳的推力输出。
[0061]另外，由于各该磁件50是受所嵌设的各该嵌槽30所夹置定位，加以各该嵌槽30所具有的较小开口，更得以于转子运转时，避免各该磁件50因离心力而脱出，当然，倘为获得进一步的稳定固定功效，透过环氧树脂等非导磁材料的习知固着技术填补于各该端槽40空间与各该嵌槽30开口 31空间中，以获得更佳的固定功效者。
[0062]再者，由于本发明主要功效的达成，是需确保各该磁件50长轴另端伸入对应端槽40空间内空间型态的存在，是以，为令这种构成于制造组装上易于实施，如第九图所示的本发明另一较佳实施例中所提供是内藏式永磁马达转子构造10’者，相较于前揭实施例而言，乃是更包含有多个分别突设于对应端槽40’槽底壁上的定位体60’，并使各该定位体60’的高度与对应端槽40’的深度与该伸入长度的差，据以使各该磁件50’插置于对应嵌槽30’的际，得使长轴另端抵靠于对应的定位体60’顶端上，以获得定位，使各该磁件50’的组装便于进行。
【主权项】
1.一种内藏式永磁马达的转子构造，其特征在于:它包含有: 一铁心件，具有一曲率中心； 多个嵌槽，是自该铁心件周侧彼此等角度地分别往内径向延伸凹设于该铁心件上；多个端槽，是分别设于该铁心件对应于各该嵌槽延伸端末的部位上，并各自对应的嵌槽相连通，并使槽宽大于所连通的嵌槽槽宽； 多个磁件，是分别具有预定的固有长度，各自嵌置于各该嵌槽中，并使长轴一端伸入对应端槽内预定的伸入长度； 其中，各该构件间并满足下列各式:式一:0 < b/a = 1/2 ；式二:0 < c < e ; 式三:e = 2d+c ； 各式中，a为各该磁件的固有长度，b为各该磁件的伸入长度，c为相邻二端槽间的间隔距离，d为彼此连通的该端槽一侧槽壁与该嵌槽一侧槽壁间的距离，e为相邻二嵌槽间的间隔距离。2.依据权利要求1所述内藏式永磁马达的转子构造，其特征在于，各该端槽的深度大于各该磁件的伸入长度。3.依据权利要求1所述内藏式永磁马达的转子构造，其特征在于，它更包含有多个定位体，分别突设于对应端槽的槽底上预定的高度。4.依据权利要求3所述内藏式永磁马达的转子构造，其特征在于，各该定位体的高度为对应端槽的深度与该伸入长度的差值。5.依据权利要求1所述内藏式永磁马达的转子构造，其特征在于，各该磁件的长轴另端没入所嵌设之嵌槽中。6.依据权利要求1所述内藏式永磁马达的转子构造，其特征在于，各该端槽于所连通的嵌槽两侧形成对称宽度的肩面，并使该各该肩面的宽度为d。
【专利摘要】本发明所提供内藏式永磁马达的转子构造，是具有使呈幅射状埋藏于铁心件中的多个永久磁铁，是其靠近铁心件曲率中心的一端，分别位于一对应的端槽空间内，使以藉由各该端槽空间，以限制磁力线的行进区域，使磁力线集中而提高磁通密度，同时增加反电动势以提升推力。
【IPC分类】H02K1/26
【公开号】CN105591475
【申请号】CN201410662269
【发明人】赖明志, 连家祥
【申请人】大银微系统股份有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年11月18日