[其他]旋转电机的磁极磁芯

说明书

本发明是关于直流及交流马达，或步进马达等的一般旋转电机的磁极磁芯，尤其是关于具有改进形状的旋转电机的磁极磁芯。

旋转电机，尤指那些具有2n个磁化在环状界磁磁铁上的周面相邻磁极极性相异的磁极（n为2以上的自然数），并有对轴心做同心缠绕之线圈，由线圈之扁平端面两侧沿着磁路以磁极用磁芯加以包覆。而将各个磁极用磁芯以与线圈的上述界磁磁铁之磁化面相对的周面交互的配置组合，使得与线圈周面相邻之磁极极性相异等形成2n个磁极之电枢，以及将上述线圈之电流方向与回转相对应的加以切换等所构成之多极直流马达，已经为人们予以实用化。可是在这种多极直流马达中，即使把磁极磁芯的磁极部的形状作成长方形，界磁磁铁的磁极中心与起动时（自然停止位置）的电枢侧磁极部的磁极中心也会大致相同，产生起动死点。亦即，在直流马达中，整流子极变换点外存在起动死点，故无法实用。

为此，在传统的马达等的旋转电机中，以相等角度间隔配置的若干个主磁极，在两主磁极间分别设一个L形辅助器，或者在磁极磁芯面装设使磁极磁性形成非对称状的压制板（trame），使界磁磁铁的磁极中心与起动时电枢侧的磁极部的磁极中心产生一差角，以迥避上述的起动死点。

可是，这种已述方法均须对磁极（主磁极）另行附加零件，才能迥避起动死点，这样就使构造更复杂，机体也大型化，导致成本增加的缺点。

另外，依传统方法所制得的旋转电机具有在某一定大小负载转矩之下可达到最大效率的特性，可是在某些回转角处起动转矩特性会极小于最大效率负载。因此，起动时必须减少负载，这样就极大地降低了整个效率，凡此种种，均为其缺点。

本发明的发明人乃首先着眼于磁极磁芯的磁极部本身的形状，通过改进其形状，从而成功地迥避了起动死点。若依此技术，可将上述形成同心卷绕线圈磁路并置于紧连前述界磁磁铁的磁芯相对面形状向电枢之相对旋转方向延伸出来，使紧连于上述界磁磁铁的磁芯相对面形状对于界磁磁铁的磁化磁极中心为磁不对称，它使未通电时电枢因界磁磁铁之吸引力使其位于自然停止位置上;在通电时，电枢之磁极中心会位于与电枢之相对回转方向错开的位置。采用此技术后，可易使电枢线圈做成同心的，从而增加绕线圈数，提高马达效率，并使马达很容易构成扁平化的多极直流马达。

可是这种马达仍有下述缺陷：

（1）作为旋转角度的函数的起动转矩特性的最大值，极小于最大效率时负载转矩。

（2）由于电磁的吸引力转矩的变动大，导致回转不均匀之变动也大。

又如上述把电枢绕线作成同心线圈的直流马达，一般都将电枢的电流变换点置于电枢的磁极中心与磁场的磁极中心一致点上，所以当在电枢上的磁极磁芯具有一般的长方形形状，并且，马达在与界磁磁极中心相致的电枢磁极磁芯中心处停止时，不会再起动。在此情形下，即使将电枢的磁极磁芯形状作成磁不对称，也不可能发生起动，即电枢继续处于停止状态，例如，若电枢与界磁磁铁各自磁极中心在一致的位置上使电枢成为非通电状态，而且使界磁磁铁与电枢之吸引转矩比负载转矩小时，电枢会继续处于停止状态。

所以，上述构成的直流马达欲迥避起动死点而起动时，必须在电枢与界磁的磁极中心一致的位置并使电枢成为非通电状态时，电磁铁的吸引转矩要超过负载转矩。依此，上述起动死点就可以迥避，但由于电枢在非通电状态中对界磁磁铁的吸引转矩之尖峰过大，导致发生回转不均匀。

本发明之发明人所发现把回转不均匀控制到最小限度的条件乃如下列：

（1）电枢与界磁的磁极中心处于一致的位置时，电磁铁与非通电状之电枢的吸引转矩须比负载转矩稍高。

（2）在（1）之位置上前述吸引转矩必须接近最大转矩。

然而，仅将电枢的磁芯与界磁磁铁相对的面延伸出来，还是无法符合上述条件（2）。这是因为，甚至改变该磁芯的延长部分的长度或宽度，既不能改变条件（1）中的吸引转矩之最大转矩位置，也不能使最大转矩位置任意可调。

另一方面，要提高上述直流马达的效率，不仅要使界磁磁铁的磁适量通过电枢线圈由两扁平端面包覆的磁芯的内部，而且要通过位于界磁磁铁N-S极之间的面对界磁磁铁的磁芯部分。

为此，应尽量缩小磁芯上相邻不同极性的磁极间隙，磁芯在电枢线圈的周面产生相互异极的磁极，但仅将磁芯之磁场相对面形状延伸出来而把上述间隙缩小时，即会发生电磁铁的吸引转矩太大而需要较大的起动电流。

本发明的目的与概述：

本发明的目的在于旋转电机提供可迥避起动死点的磁极磁芯的，特别为具有同轴线圈的周面上提供多个磁极的磁极磁芯的马达等的旋转电机。