[发明专利]永磁马达与永磁马达的转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种马达与一种马达的转子，特别是涉及一种永磁马达与一种永磁马达的转子。

背景技术

在目前马达的使用趋势中，中小功率的电动载具多采用永磁马达(permanent magnet motor,PM motor)作为驱动源。永磁马达的输出功率及转矩与马达内部的磁铁相关性高，通过增加磁铁使用量或使用性能较高的磁铁，可提高磁通密度，进而提升马达输出功率与转矩。但若只使用一般磁铁，直接增加磁铁的使用量所能提升的效果有限。

除此之外，先前技术也分别针对其他方向进行设计。以增加磁场来源强度而言，可使用特性较强或者尺寸较厚的磁铁取代一般磁铁，也可在磁铁磁场中加入外部激磁源，但此类方法会提高成本以及设计复杂度。若选择降低磁路阻抗，可设计较小的气隙参数，也可设计V型气隙降低等效阻抗，但容易有可靠度或者组装干涉的问题。

从集中磁束方面着手，最常见的方法为使用内置式永磁马达(interior permanent magnet,IPM)。内置式永磁马因为有磁阻转矩，因此总输出转矩较高，且可设法在有限空间中增加永久磁铁有效面积，例如采用V型磁铁排列以提高磁束集中参数(flux concentration factor)。以此为基础的相关设计也包含利用多层与多极的永久磁铁排列方式来增加磁通密度，进而使输出转矩增大，但会使成本提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种永磁马达与一种永磁马达的转子，通过调整永磁马达转子内部永久磁铁的配置方式来提升磁通密度，进而使得马达的输出功率与转矩增大。

为达上述目的，本发明提出一种永磁马达的转子。转子沿转轴设置，且具有磁芯以及多组永久磁铁。转轴穿过磁芯，永久磁铁环绕转轴且成对设置于磁芯内。每一组永久磁铁包括第一永久磁铁以及第二永久磁铁，且第一永久磁铁以及第二永久磁铁对称设置于垂直且通过转轴的径向面的相对两侧。每一第一永久磁铁具有第一磁极连线，每一第二永久磁铁具有第二磁极连线，且每一组永久磁铁具有公垂线垂直相交于第一磁极连线以及第二磁极连线。公垂线与转轴具有第一夹角。

本发明还提出一种永磁马达。永磁马达包括至少一转子与一定子。转子为上述的永磁马达的转子，而定子环绕转子设置。

在本发明的一实施例中，上述的每一组永久磁铁中的第一永久磁铁的第一磁极连线以及第二永久磁铁的第二磁极连线分别与相应的径向面具有第二夹角。

本发明的一实施例中，上述的第二夹角大于0度，小于60度。

在本发明的一实施例中，上述的磁芯包括多个容置孔，用以容置永久磁铁。

在本发明的一实施例中，上述的转子还包括多个补偿块(complementary block)，分别填入永久磁铁与相应的容置孔之间的空隙。

在本发明的一实施例中，上述的补偿块的材质包括等向性导磁粉末。

在本发明的一实施例中，上述的磁芯的材质包括等向性导磁粉末。

在本发明的一实施例中，上述的磁芯包括相叠的多个圆形盘片，各圆形盘片具有相应的多个开孔，用以在相叠后构成容置孔。

在本发明的一实施例中，上述的磁芯为管状，其内径为r、外径为R、管长为L，多组永久磁铁成对配置于转轴的相对两侧，且多组永久磁铁的数量为N对，定义第一夹角为θ1，第二夹角为θ2，则第一夹角θ1的范围为：

0＜θ1＜min(60,tan^-1(d／L))，且

d=[1-sin(θ2)]^-1×{r[sin(θ2)-1]+R[cos(180/N)-sin(θ2)]}。

在本发明的一实施例中，上述的θ1＝min(30,tan^-1(d／L))。

在本发明的一实施例中，上述的第一永久磁铁或第二永久磁铁为矩形板，矩形板具有相互平行的第一平面以及第二平面，且第一磁极连线或第二磁极连线垂直于第一平面与第二平面。

在本发明的一实施例中，上述的至少一转子的数量为两个，且两转子在转轴的方向上对称设置。

基于上述，本发明提出一种永磁马达与永磁马达的转子，通过调整转子内部永久磁铁配置，例如使永久磁铁旋转特定角度，来增加永久磁铁的有效面积使得磁通密度增加，进而提高永磁马达的输出功率与转矩。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本实施例的一种永磁马达的示意图；

图2是图1的永磁马达的分解图；