永磁马达

技术领域

本发明涉及一种马达，尤指一种永磁马达。

背景技术

内藏式永磁马达(Interior Permanent magnet Motor)具有高功率密度、高效率等诸多优点，因为其转子的凸极效应(saliency)使得除了马达本身的电磁转矩(Electromagnetic Torque)之外，还可额外获得磁阻转矩(Reluctance Torque)。故在高转速区域的应用范围，比一般表面贴磁型的马达(Surface Permanent magnet Motor)具有更佳宽广的工作区间，目前已被广泛地应用于各领域中。而影响内藏式永磁马达输出特性的主要因素的一，在于内藏式永磁马达转子的设计。

其中转子直轴(Direct axis)电感与交轴(Quadrature axis)电感比值为凸极比(saliency ratio)，当凸极比越大时，可获得更大的磁阻转矩。而当内藏式永磁马达中的机构尺寸设计不良时，会造成输出转矩的波动，而产生较大的转矩涟波(Torque Ripple)导致发生严重的震动与噪音。故如何改良内藏式永磁马达的结构设计，在提升输出转矩的过程中同时兼具令转矩的波动减少，有效抑制振动与噪音，并且平顺稳定的输出转矩，是需深入研究的课题。

发明内容

本发明人有鉴于此，乃积极研究，加以多年从事相关产品研发的经验，并经不断试验及改良，终于发展出本发明。

有鉴于前述现有技术的问题点，本发明提供的技术方案包括：

一种永磁马达，其特征在于，包括有：

一定子及一转子，该转子装设于该定子中，并且该转子能够相对于该定子作旋转，其中该转子包含有一本体，该本体的外侧形成有一外周面，该外周面与该定子之间具有一气隙；及

该本体上嵌设有多数个第一磁铁、多数个第二磁铁及多数个第三磁铁，该多数个第一磁铁、多数个第二磁铁及多数个第三磁铁是以放射状设置排列于该本体上，该第二磁铁与该第三磁铁对称放置于该第一磁铁的两侧，并且该第一磁铁位于该本体的外周面与该第二磁铁、该第三磁铁之间。

所述的永磁马达，其中：该气隙非为固定大小，其具有最大气隙与最小气隙，并且最大气隙为最小气隙的2～6倍。

所述的永磁马达，其中：该第二磁铁与该第三磁铁之间具有一夹角，该夹角为100～120度。

所述的永磁马达，其中：该第一磁铁于该转子的径向方向具有一第一厚度，该第二磁铁于该转子的径向方向具有一第二厚度，该第三磁铁于该转子的径向方向具有一第三厚度，并且该第二厚度与该第三厚度都大于或等于该第一厚度。

所述的永磁马达，其中：该第一磁铁于该第一厚度的垂直方向具有一第一宽度，该第二磁铁于该第二厚度的垂直方向具有一第二宽度，该第三磁铁于该第三厚度的垂直方向具有一第三宽度，并且该第二宽度与该第三宽度都大于或等于该第一宽度。

所述的永磁马达，其中：该本体的外周面与该第一磁铁之间具有一第一间距，该第一磁铁与该第二磁铁、该第三磁铁之间具有一第二间距，该第二磁铁与该第三磁铁两者之间具有一第三间距，并且该第三间距小于该第一厚度。

一种永磁马达，其特征在于，包括有：

一定子及一转子，该转子装设于该定子中，并且该转子能够相对于该定子作旋转，其中该转子包含有一本体，该本体的外侧形成有一外周面，该外周面与该定子之间具有一气隙；及

该本体上嵌设有多数个第一磁铁、多数个第二磁铁及多数个第三磁铁，该多数个第一磁铁、多数个第二磁铁及多数个第三磁铁是以放射状设置排列于该本体上，该第二磁铁与该第三磁铁对称放置于该第一磁铁的两侧，并且该第一磁铁位于该本体的外周面与该第二磁铁、该第三磁铁之间；

其中，该本体的外周面与该第一磁铁之间具有一第一间距，并且该第一间距为该气隙的3～4倍；该第一磁铁与该第二磁铁、该第三磁铁之间具有一第二间距，该第一磁铁于该转子的径向方向具有一第一厚度，并且该第二间距为该第一厚度的2.4～2.6倍。

所述的永磁马达，其中：该第二磁铁于该转子的径向方向具有一第二厚度，该第三磁铁于该转子的径向方向具有一第三厚度，并且该第二厚度与该第三厚度都大于或等于该第一厚度。

所述的永磁马达，其中：该第一磁铁于该第一厚度的垂直方向具有一第一宽度，该第二磁铁于该第二厚度的垂直方向具有一第二宽度，该第三磁铁于该第三厚度的垂直方向具有一第三宽度，并且该第二宽度与该第三宽度都大于或等于该第一宽度。

所述的永磁马达，其中：该第二磁铁与该第三磁铁两者之间具有一第三间距，并且该第三间距小于该第一厚度。

综上所述，本发明能够降低转矩涟波的产生，可以使扭力平顺，并且能够提升输出转矩，如此改善永磁马达的性能与稳定性。

为让本发明的目的、特征和优点能使该领域具有通常知识者更易理解，下文举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明永磁马达的结构示意图。

图2为本发明永磁马达的局部结构放大示意图。

图3为本发明永磁马达的第一间距为气隙的3～8倍时，第二间距与第一厚度在不同比值下的转矩涟波示意图。

图4为本发明永磁马达的第一间距为气隙的3～8倍时，第二间距与第一厚度在不同比值下的输出转矩示意图。

附图标记说明：定子10；转子20；本体21；外周面211；第一磁铁30；第二磁铁31；第三磁铁32；气隙gap；夹角Theta；第一厚度T1；第二厚度T2；第三厚度T3；第一宽度W1；第二宽度W2；第三宽度W3；第一间距D1；第二间距D2；第三间距D3。

具体实施方式

请参阅图1至图2所示，图1为本发明永磁马达的结构示意图，图2为本发明永磁马达的局部结构放大示意图。本发明系关于一种永磁马达，包括有一定子10及一转子20，该转子20装设于该定子10中，并且该转子20能够相对于该定子10作旋转，其中该转子20包含有一本体21，该本体21的外侧形成有一外周面211，该外周面211与该定子10之间具有一气隙gap。

该本体21上嵌设有多数个第一磁铁30、多数个第二磁铁31及多数个第三磁铁32，是以放射状设置排列于该本体21上，该第二磁铁31与该第三磁铁32对称放置于该第一磁铁30的两侧，并且该第一磁铁30位于该本体21的外周面211与该第二磁铁31、该第三磁铁32之间。

根据本发明的实施例，该气隙gap非为固定大小，其具有最大气隙与最小气隙，并且最大气隙为最小气隙的2～6倍。

根据本发明的实施例，该第二磁铁31与该第三磁铁32之间具有一夹角Theta，该夹角Theta为100～120度。

接续上述，在最佳实施例中，该夹角Theta为105度。

根据本发明的实施例，该第一磁铁30于该转子20的径向方向具有一第一厚度T1，该第二磁铁31于该转子20的径向方向具有一第二厚度T2，该第三磁铁32于该转子20的径向方向具有一第三厚度T3，并且该第二厚度T2与该第三厚度T3都大于或等于该第一厚度T1。

接续上述，在最佳实施例中，该转子20的本体21的直径为95mm，该第一厚度T1为3.5mm，该第二厚度T2为3.5mm，该第三厚度T3为3.5mm，前述该第二厚度T2与该第三厚度T3可以大于或等于该第一厚度T1。

根据本发明的实施例，该第一磁铁30于该第一厚度T1的垂直方向具有一第一宽度W1，该第二磁铁31于该第二厚度T2的垂直方向具有一第二宽度W2，该第三磁铁32于该第三厚度T3的垂直方向具有一第三宽度W3，并且该第二宽度W2与该第三宽度W3都大于或等于该第一宽度W1。

接续上述，在最佳实施例中，该第一宽度W1为14mm，该第二宽度W2为14mm，该第三宽度W3为14mm，前述该第二宽度W2与该第三宽度W3可以大于或等于该第一宽度W1。

根据本发明的实施例，该本体21的外周面211与该第一磁铁30之间具有一第一间距D1，该第一磁铁30与该第二磁铁31、该第三磁铁32之间具有一第二间距D2，该第二磁铁31与该第三磁铁32两者之间具有一第三间距D3，并且该第三间距D3小于该第一厚度T1。

图3为本发明永磁马达的第一间距为气隙的3～8倍时，第二间距与第一厚度在不同比值下的转矩涟波示意图。为了分析该第一间距D1与该气隙gap的比值(D1/gap)，以及该第二间距D2与该第一厚度T1的比值(D2/T1)，对于永磁马达的转矩涟波的影响，在模拟分析中，以该第一间距D1与该第二间距D2的值为可变数，来观察其对于永磁马达输出性能的影响。经模拟分析后发现，当该第一间距D1与该气隙gap的比值大于4时(即D1/gap＝5以上)，永磁马达会产生较大的转矩涟波，并且在图3的区域A当中，具有最小的转矩涟波，其转矩涟波小于3％。由前述分析结果可以知道，当该第一间距D1为该气隙gap的3～4倍时，以及该第二间距D2为该第一厚度T1的2.4～2.6倍时，能够降低永磁马达的转矩涟波。

图4为本发明永磁马达的第一间距为气隙的3～8倍时，第二间距与第一厚度在不同比值下的输出转矩示意图。接续图3的分析结果，在图4的区域B当中，其输出转矩较其他的输出转矩能够提升3～5％。因此可以知道，当该第一间距D1为该气隙gap的3～4倍时，以及该第二间距D2为该第一厚度T1的2.4～2.6倍时，能够提升永磁马达的输出转矩。

综上所述，当该第一间距D1为该气隙gap的3～4倍，以及该第二间距D2为该第一厚度T1的2.4～2.6倍时，能够降低转矩涟波的产生，可以使扭力平顺，并且能够提升输出转矩，如此改善永磁马达的性能与稳定性。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。