轴向气隙切换磁阻马达结构制造技术

本发明专利技术公开一种轴向气隙切换磁阻马达结构，主要马达结构为切换磁阻式马达(Switched Reluctance Motor)，其具备有高效能，且不需采用日渐稀少的稀土族磁铁材料(永久磁铁)的优点，因此，在于绿能电机、绿能家电具有很高的潜力与效益，本案利用3D轴向气隙的特殊马达结构设计，有效提高切换磁阻马达的激磁绕组空间利用率，而且还大幅简化其绕线方式，更近一步提升切换磁阻马达的功率密度、简化马达组装、以及降低马达制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轴向气隙切换磁阻马达结构，尤指一种利用3D轴向气隙的特殊马达结构设计，有效提高切换磁阻马达的激磁绕组空间利用率，而且还大幅简化其绕线方式，更近一步提升切换磁阻马达的功率密度、简化马达组装、以及降低马达制造成本。
技术介绍
随着「能源之星」或欧盟「IEC能效规范」的推动，高阶流体机械的高效马达需求上升，国外家电大厂如Dyson正加速搭配高效马达的高阶吸尘器、高阶烘手机的新机种开发步调，通过英国、新加坡与马来西亚三地的垂直整合，以及日本马达生产设备业者的参与，使其搭配高效马达的机种比率快速提升，引爆高效家电马达风潮。本案提供具差异化的高效切换磁阻马达试量产实验室，以及相关应用产业结合设计、制作工艺验证及设备技术的试量产验证平台，其
技术实现思路
包括高速切换磁阻马达本体试量产平台及马达与驱控器性能验证平台，本专利技术可应用在高阶烘手机500W@20,000rpm切换磁阻马达产业化，对应未来吸尘器或其它应用，以提升国内产业具创新产品的竞争力。现有的磁阻马达为了达到高扭矩的输出，其转子突极结构高度必须明显，才能产生足够的磁阻变化。然而，传统硅钢片堆叠结构，必须设计复杂连续冲压制作工艺，精密卷绕堆叠工法，才能做出如此「3D高凸极轴向封闭气隙结构」。因此，采用硅钢片铁心结构成本极高，且不利于大量生产制造。现有技术请参阅美国专利号US 005925965A所揭露，其名称为“Axial flux reluctance machine with two stator driving a rotor”，此案提出特殊卷绕堆叠硅钢片制造与组装方式，远比本案提出的结构形式昂贵且复杂！此案的转子与定子铁心形状也不一样，而且采用单相多组绕线。相较之下，本案采单相单组的径绕方法。因此，绕组更少、空间利用率更高。另一现有技术请参阅美国专利号US 2010/0295389A1，其名称为“Axial flux switched reluctance motor and methods of manufacture”.Pub.Date:NOV.25,2010，该现有技术结构较为复杂，组装成本较高，其扭力半径位于定子内侧。而本案扭力半径发生在最大半径之处，相较之下，本案可产生的力矩较大。另一现有技术请参阅美国专利号US 2012/0280587A1，其名称为“Motor topology with exchangeable components of form different classes of motors”，该现有技术的转子、定子铁心几何形状并不一样，故所需化费组装成本较高，而本案转子、定子铁心几何形状都相同。再者，该现有技术的绕线线圈为4组，本案仅有两组，故本案成本较低，但是空间利用率远高于该现有技术。且该现有技术扭矩半径较低，具有改进的空间。
技术实现思路
基于解决以上所述现有技术的缺失，本专利技术为一种轴向气隙切换磁阻马达结构，其主要目的在于提出一创新先进可变磁阻马达，其具有3D结构的轴向气隙，且轴向气隙设计具有高扭力半径的优点。本专利技术的另一目的在于提供一最高绕线空间利用率的轴向径绕导线组，以及转子、定子都为对称性、重复结构设计简化组装等…需求」，采用3D结构的软磁复合材料(SMC)的铁芯设计，除了可以做出高突极结构之外，该软磁复合材料还具有高频操作铁损(iron loss)极低、可以模具快速压制成型、3D结构利于简化组装等…需求，以达成最高功率密度、以及最低成本的设计。本案的可变磁阻马达，相对导磁率在极高转速时，对功率密度(power density)的影响较不明显。为达上述目的，本专利技术为一种轴向气隙切换磁阻马达结构，其包括有：一对定子，该对定子具有至少二个以上的齿部，且该对定子上绕置有一线圈，该二定子齿部角度为同相；转子，设置于该对定子之间，而该转子相互连接以形成一体结构，该对转子具有二组的齿部，该二组的齿部角度相差九十度；以及转轴，穿置于该对定子与该转子的中心处，该转轴带动该转子于该对定子之间产生旋转运动。较佳者，该对定子上还设置有一线槽，以供该线圈做一绕置。较佳者，该线圈位置与该转轴为呈同一圆心。较佳者，该轴向气隙切换磁阻马达的动作原理为当该对定子的其中一者先通电，使该定子的线圈产生一磁性，而该对转子受该磁性吸引产生九十度角的转向，使该转子齿部与该定子的齿部角度接近零度，而后再使另一定子通电，该另一定子的线圈也产生一磁性，使该对转子受该磁性产生九十度旋转，如此使该对定子交互切换通电，以使该转子产生连续性旋转。较佳者，该轴向气隙切换磁阻马达还包括有：一前盖，设置于该转轴同侧，固定于该对定子的其中一者表面；一后盖，设置于相对于该转轴的另一侧，固定于该对定子的另一者的表面；多根固定柱，设置于该前盖与该后盖之间，用以使该前盖与该后盖产生稳固结构；多个固定元件，该些固定元件用以固定该前盖与该些固定柱，以及固定该固定柱与该后盖。较佳者，该些固定元件是指螺丝与螺帽。较佳者，该些固定元件与该前盖之间还设置有一垫片。较佳者，该轴向气隙切换磁阻马达于该转轴以多组定子与转子做一串接，以使该轴向气隙切换磁阻马达形成三相马达。附图说明图1为本专利技术轴向气隙切换磁阻马达的立体分解结构图；图2为图1的组装结构图；图3为本专利技术一对定子、一对转子及一转轴的较为详细结构图。符号说明1～第一定子11、12～第一齿部13～第一线圈2～第二定子21、22～第二齿部23～第二线圈3～转子31～第三齿部32～第四齿部4～转轴51～前盖52～后盖6～固定柱7～固定元件8～垫片具体实施方式请参阅图1至图3所示，其为本专利技术轴向气隙切换磁阻马达的结构图，其包括有：一对定子(第一定子1、第二定子2)，该对定子1、2具有至少二个以上的齿部(第一齿部11及12、第二齿部21及22)，且该对定子1、2上绕置有一线圈(第一线圈13、第二线圈23)，该对定子1、2上还设置有一线槽(图中未示)，以供该线圈13、23做一绕置，该线圈13、23绕设位置与转轴4为呈同一圆心，该二定子1、2齿部角度为同相；一转子3，该转子3设置于该对定子1、2之间，该转子3具有二组的齿部(第三齿部31、第四齿部32)，该转子3的该二组的齿部31、32角度相差九十度；一转轴4，穿置于该对定子1、2与该转子3的中心处，该转轴4带动该转子3于该对定子1、2之间产生旋转运动。该轴向气隙切换磁阻马达还包括有：一前盖51，设置于该转轴4同侧，固定于该对定子的其中一者(举例为第一定子1)表面；一后盖52，设置于相对于该转轴4的另一侧，固定于该对定子的另一者(举例为第二定子2)的表面；多根固定柱6，设置于该前盖51与该后盖52之间，用以使该前盖51与该后盖52产生稳固结构；多个固定元件7，该些固定元件7用以固定该前盖51与该些固定柱6，以及固定该固定柱6与该后盖52，该些固定元件7与该前盖51之间还设置有一垫片8，该些固定元件7是指螺丝与螺帽。上述该轴向气隙切换磁阻马达的动作原理为当该对定子1、2的其中一者先通电，使该定子(举例为第一定子1)的第一线圈13产生一磁性，而该转子3受该磁性吸引产生九十度角的转向，使该转子3的第三齿部31与该第一定子1的第一齿部11、12角度接近零度，而后再使另一定子(第二定子2)通电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向气隙切换磁阻马达结构，包括有：一对定子，该对定子具有至少两个以上的齿部，且该对定子上绕置有线圈，该一对定子齿部角度为同相；转子，设置于该对定子之间，该转子具有两组的齿部，该转子的该两组的齿部角度相差九十度；以及转轴，穿置于该对定子与该转子的中心处，该转轴带动该转子于该对定子之间产生旋转运动。

【技术特征摘要】
2015.03.24 TW 1041093861.一种轴向气隙切换磁阻马达结构，包括有：一对定子，该对定子具有至少两个以上的齿部，且该对定子上绕置有线圈，该一对定子齿部角度为同相；转子，设置于该对定子之间，该转子具有两组的齿部，该转子的该两组的齿部角度相差九十度；以及转轴，穿置于该对定子与该转子的中心处，该转轴带动该转子于该对定子之间产生旋转运动。2.如权利要求1所述的轴向气隙切换磁阻马达结构，其中该对定子上还设置有线槽，以供该线圈绕置。3.如权利要求1所述的轴向气隙切换磁阻马达结构，其中该线圈绕设位置与该转轴为呈同一圆心。4.如权利要求1所述的轴向气隙切换磁阻马达结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈德洋，彭文阳，
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