转子机构制造技术

本发明专利技术公开一种转子机构，其包含多个导体条与转子铁芯。导体条沿转子铁芯周缘排列设置，转子铁芯具有多个磁阻单元与至少一环形磁通道，磁阻单元分别自其中一导体条延伸到另一导体条，且环形磁通道通过该些磁阻单元，并围绕转子铁芯的一轴心，其中，每一磁阻单元为磁通屏障，且相邻的二磁阻单元之间的间隙与环形磁通道都为磁路通道。

【技术实现步骤摘要】
转子机构
本专利技术涉及一种转子机构，特别是涉及一种具有环形磁通道的转子机构。
技术介绍
所谓电动机，是用于实现将机械能和电能相互转换的一种电磁做动方式，是各行业和人们日常生活中应用最广泛的产品，例如可用于工具机、水泵、轻工机械、风力发电、水力发电和电动汽车等，为工业发展必备的基础设备之一，与经济发展息息相关。因应节能减碳的议题，国际电工委员会(IEC)统一将全球的电动机能效标准，将效率由低至高依序定为IE1～IE4甚至更高的IE5级等。为了达到高效率的标准，感应电动机多采用高导电率材料或更高等级的导磁钢片，但提升的幅度已达到瓶颈。因此，为了达到IE5以上的效率，多数大厂抛弃了感应电动机的型态，改采稀土材料和驱动器的方案来进行，但相对也提高了马达整体的材料成本。不仅如此，稀土还存有退磁的潜在问题，且此类的电动机都没有办法接上市电直接运转。因此，如何以较低成本实现高效率的电动机，成为业界开发和研究的重点项目。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种转子机构，兼具同步和异步电动机的优势且可达到高效率输出。根据本专利技术所公开的一种转子机构，包含多个导体条与转子铁芯。导体条沿该转子铁芯周缘排列设置，该转子铁芯具有多个磁阻单元与至少一环形磁通道，该些磁阻单元分别自其中一该导体条延伸到另一该导体条，且该至少一环形磁通道通过该些磁阻单元，并围绕该转子铁芯的一轴心，其中，每一该磁阻单元为磁通屏障，且相邻的二该磁阻单元之间的间隙与该至少一环形磁通道都为磁路通道。本专利技术所公开的转子机构中，通过单元磁阻和环形磁通道的适当排列，可使其应用于电动机时提供电动机于异步运转状态时磁通的通道，以提升异步运转时的转矩能力，还可于同步运转状态时使激磁的磁通控制在特定的方向，进而让电动机兼具同步与异步的优势，使电动机达到特优质效率(ultra-premiumefficiency)能量转换能力等功效。以上的关于本
技术实现思路
的说明及以下的实施方式的说明，是用以示范与解释本专利技术的精神与原理，并且提供本专利技术的权利要求更进一步的解释。附图说明图1为本专利技术的一实施例所绘示的电动机的立体图；图2为图1的电动机的分解图；图3为图1的转子机构的正视图；图4为图1的转子铁芯的局部放大图；图5为本专利技术另一实施例的转子铁芯的局部放大图；图6为本专利技术又一实施例的转子铁芯的局部放大图；图7A为图1的电动机的达到同步状态时磁力线的示意图；图7B为图1的电动机的达到异步状态时磁力线的示意图；图8为图1的电动机与不具环形磁通道的电动机于运转时电感差值的比较图；图9为图1的电动机与不具环形磁通道的电动机于运转时切换转矩的比较图；图10为图1的电动机的效率图符号说明1a转子机构9电动机2定子3端环40转子铁芯41导体槽42磁阻群43环形磁通道50导体条420磁阻单元421中央部422端部a、a1～a3磁阻单元于径向方向的长度L轴心w1磁阻单元的中央部的宽度w2磁阻单元的端部的宽度具体实施方式以下在实施方式中详细叙述本专利技术的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟悉相关技术者，了解本专利技术的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求及附图，任何熟悉相关技术者可轻易地理解本专利技术相关的目的及优点。以下的实施例是进一步详细说明本专利技术的观点，但非以任何观点限制本专利技术的范畴。此外，以下将以附图公开本专利技术的实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到的是，这些实务上的细节非用以限制本专利技术。另外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之，甚至部分的附图省略了走线(缆线、或排线)等结构以保持图面整洁，于此先声明之。再者，除非另有定义，本文所使用的所有词汇，包括技术和科学术语等具有其通常的意涵，其意涵能够被熟悉此
者所理解。更进一步的说，上述的词汇的定义，在本说明书中应被解读为与本专利技术相关
具有一致的意涵。除非有特别明确的定义，这些词汇将不被解释为过于理想化的或正式的意涵。请参照图1～图2，图1为本专利技术的一实施例所绘示的电动机的立体图，而图2为图1的电动机的分解图。本专利技术提出一种转子机构1a，适用于一电动机9。所述的电动机9具有一定子(stator)2及二端环(endring)3等。转子机构1a可转动地位于定子2内。二端环3位于转子机构1a相对两端面。但本专利技术不以定子2、端环3或其结构为限。以下，将针对转子机构1a进行说明。请接续参阅图3，图3为图1的转子机构的正视图。转子机构1a包含一转子铁芯(rotorcore)40与多个导体条(rotorbar)50。转子铁芯40具有多个导体槽41、多个磁阻群42与多个环形磁通道43。导体槽41沿转子铁芯40周缘排列设置。在本实施例中，导体槽41与转子铁芯40的环形侧壁(未标号)相隔一距离，如图4，为图1的转子铁芯的局部放大图，但本专利技术并非以此为限。例如图5，为本专利技术另一实施例的转子铁芯的局部放大图，导体槽41’也可为破槽，与转子铁芯40’的环形侧壁相连。此外，在本实施例中，导体槽41的截面为梨形，但本专利技术也非以此为限。例如于其他实施例中，导体槽41的截面也可改为圆形、椭圆形或其他几何形。请复参图3，导体条50分别设置于这些导体条41中。磁阻群42围绕转子铁芯40的轴心L排列。大致上，磁阻群42的数量与转子铁芯40的极数(pole)相同，例如于本实施例中，转子铁芯40的极数为四极，磁阻群42的数量则为四组，且分别配置于各极中。每一组磁阻群42包含多个磁阻单元(Reluctanceunit)420。磁阻单元420分别自其中一导体槽41延伸到另一导体槽41；也可以说，磁阻单元420分别自其中一导体条50延伸到另一导导体条50。此外，在本实施例或其他实施例中，磁阻单元420中不设置磁铁，且各磁阻单元420与导体槽41之间保持一距离，即磁阻单元420与导体槽41为相分离而非相连。另外，提醒的是，转子铁芯40的极数(即磁阻群42的组数)与每组磁阻群42中磁阻单元420的数量可据实际需求进行调整，本专利技术并非以此为限。在本实施例中，各磁阻群42中的磁阻单元420等间距地沿该转子铁芯40的径向方向排列，也可以说，在转子铁芯40每一极(pole)中，具有三个磁阻单元420沿转子铁芯40的径向方向排列。但磁阻单元420不限于等间距排列。例如于其他实施例中，各磁阻群中的磁阻单元也可为非等间距地沿转子铁芯的径向方向排列。另外，请参阅图6，为图1的转子铁芯的局部放大图。在各磁阻群42中，磁阻单元420于转子铁芯40的径向方向的长度总合为a1+a2+a3＝a。而转子铁芯40于径向方向的厚度为t，更具体地说，t值为转子铁芯40的实体于径向方向的厚度。在设计上，a与t符合以下条件：1.4≤t/a≤2.5。此外，各磁阻单元420的中央部421的宽度为w1，该磁阻单元420其中一端部422的宽度为w2，在设计上，w1与w2满足以下条件：0.3≤w1/w2。值得注意的是，在本实施例中，这些环形磁通道43贯穿前述的这些磁阻单元420，以将这些磁阻单元420分隔成多个子单元(未标号)。详细来说，这些环形磁通道43围绕转子铁芯40的轴心L，且这些环形磁通道43彼此呈同心圆排列。但提醒的是，环形磁通道43的数量可依本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转子机构，其特征在于，包含：多个导体条；以及转子铁芯，该些导体条沿该转子铁芯周缘排列设置，该转子铁芯具有多个磁阻单元与至少一环形磁通道，该些磁阻单元分别自其中一该导体条延伸到另一该导体条，且该至少一环形磁通道通过该些磁阻单元，并围绕该转子铁芯的一轴心，其中，每一该磁阻单元为磁通屏障，且相邻的二该磁阻单元之间的间隙与该至少一环形磁通道都为磁路通道。

【技术特征摘要】
2017.12.19 TW 106144507;2017.06.08 US 62/517,0751.一种转子机构，其特征在于，包含：多个导体条；以及转子铁芯，该些导体条沿该转子铁芯周缘排列设置，该转子铁芯具有多个磁阻单元与至少一环形磁通道，该些磁阻单元分别自其中一该导体条延伸到另一该导体条，且该至少一环形磁通道通过该些磁阻单元，并围绕该转子铁芯的一轴心，其中，每一该磁阻单元为磁通屏障，且相邻的二该磁阻单元之间的间隙与该至少一环形磁通道都为磁路通道。2.如权利要求1所述的转子机构，其中该至少一环形磁通道的数量为多个，且彼此为同心圆。3.如权利要求1所述的转子机构，其中该些磁阻单元组成多组磁阻群，该些磁阻群围绕该转子铁芯的该轴心，且于各该磁阻群中，该些磁阻单元沿该转子铁芯的径向方...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐铭懋，彭文阳，邱国麟，张朝信，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71