可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达制造技术

一种可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达，设有一本体，本体包括：一定子，是固设于本体一端；一输出轴，是枢设于该本体，输出轴有部分长度伸露出本体外；一转子，通过一滑组件与输出轴呈可轴向位移的状态以枢设于本体内，并与定子保持有一可变动长度的气隙；一连接件，其两端分别与转子、输出轴结合，该连接件随转子与输出轴间的相对旋转角度而倾斜；一弹性件，是朝远离定子的方向推迫转子，并令连接件趋于平直；借此，当输出轴的负载改变时，转子与输出轴间相对旋转角度改变而影响连接件倾斜程度，进而带动转子轴向位移，达到自动改变气隙长度的功效。本发明专利技术减少马达本体输出能量的损耗，减轻重量、缩小体积、降低成本，提高续航力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达。
技术介绍
马达根据用途的不同，其所设计的重点亦随之改变，例如着重于马 达的最大扭力、马达最大转速、马达最大功率，或马达最大惯量等各种 输出数据，其中，马达的最大扭力与马达最大转速，因直接影响到马达 所能负载的重量与其速度，故为常见的考虑因素，而马达的最大扭力与 最大转速之间，其关系可由下列公式推导出<formula>formula see original document page 3</formula>其中T二马达最大扭力、Nmax二马达最大转速、k t=马达扭力 常数、C二常数9.55、 VD-马达端电压、A二马达输入电流马达在实际情况下，电力供应源亦需配合整体设计而不可无限制的 提升，由上述公式可知，马达在马达端电压VD与马达输入电流A—定 的情况下，最大扭力T与最大转速Nma x是呈一反比的关系，最大扭 力与最大转速势必在设计时做一取舍，而除了马达端电压之外，其余影 响最大扭力、转速的变因，亦可由该马达的结构上来设定，诸如马达转 子上永磁磁性件磁性强弱、磁极多寡、定子的绕串联绕匝数、以及定子 与转子间的气隙大小等；然而，上述的马达结构在现有的马达中，皆在制品出厂后便已固定， 使用者难以随其当时的使用需求而调整，进而在最大扭力与最大转速之 间，产生难以兼具的弊病；以现有的永磁式无刷马达为例，如图7所示，现有的永磁式无刷马 达多为径向气隙型，顾名思意其定子与转子是呈一内一外的设置方式，且两者之间保留有一固定大小的气隙，因气隙大小直接决定于定子、转 子的内外径差，故无调整的空间，而其余的磁性件强度、磁极多寡、线 圈绕串联绕匝数等，亦直接固定于马达上，不是可自由调整的结构，因 此若现有的马达欲调整最大扭力与最大转速，则需另外配合机械式齿轮箱来实现。现有马达配合齿轮箱虽可达到调节最大扭力、最大转速的目的，但 却会产生出新的问题与缺点，因配合齿轮箱会造成成本增加、重量增加、 体积增加，且齿轮箱在传递能量时又会造成衰减，齿轮箱本身所消耗掉 的能量则被转换为无用的热量与噪音，更是另人头痛的麻烦。再者，若该马达是利用于电动车上，则除了前述齿轮箱之外，另需 配合一机械式差速器来控制车辆转向时内外轮转速不同的需求，如此将造成整体能量约有4 0%至5 0%的损耗，直接反应出此能量损耗的便 是该电动车的续航力将降低4 0 %至5 0 %，严重影响电动车的性能。综上所述，现有马达的缺点可知，因影响负载载重的最大扭力，以 及影响速度的最大转速之间是呈一反比的关系，故在电源一定的情况下， 两者势必有所取舍，而现有的马达在完成后便难以控制其最大扭力、最大转速的输出值，需另行配合齿轮箱来达成，但齿轮箱却会带来成本、 重量、体积的增加，以及能量损耗的缺点，实需研发出一种无需齿轮箱 便可达到调节最大扭力、最大转速的马达结构，以克服现有马达的缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺 陷，而提供一种可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达，其可 改善现有的马达无法调整输出特性，需另外配合齿轮箱等缺点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达，设有一本体， 其特征在于，该本体包括 一定子，是固设于本体一端； 一输出轴，是枢设于该本体，输出轴有部分长度伸露出本体外； 一转子，通过一滑组件与输出轴呈可轴向位移的状态以枢设于本体内，并与定子保持有一可变动长度的气隙； 一连接件，其两端是分别与转子、输出轴结合，该连 接件随转子与输出轴间的相对旋转角度而倾斜； 一弹性件，是朝远离定 子的方向推迫转子，并令连接件趋于平直；借此，当输出轴的负载改变 时，转子与输出轴间相对旋转角度改变而影响连接件倾斜程度，进而带 动转子轴向位移，达到自动改变气隙长度的功效。前述的可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达，其中转子 内设有一滑槽供所述滑组件与输出轴组设。前述的可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达，其中弹性 件抵迫于输出轴与转子之间。前述的可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达，其中连接 件为数个。借此，当输出轴的负载改变时，转子与输出轴间相对旋转角度改变 而影响连接件倾斜程度，进而带动转子轴向位移；该气隙的长度则取决 于输出轴所受的阻力大小，亦即取决于该输出轴的负载重量；输出轴的 负载愈大，则转子与输出轴所产生的相对旋转角度愈大，连接件愈趋倾 斜，如此则转子受到连接件的带动轴向位移趋近定子，縮小气隙长度， 气隙长度小的马达所呈现输出特性便是高扭力低转速；反的，输出轴的 负载愈小，则转子与输出轴所产生的相对旋转角度愈小，连接件愈趋平 直，如此则转子受到弹性件的弹力推抵而轴向位移远离定子，拉长气隙 长度，气隙长度大的马达所呈现输出特性便是高转速低扭力。本专利技术的可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达，其适用 于各式需根据负载而自动调整高扭力或高转速的装置，例如以电动车为 例，因本专利技术的本体气隙是由输出轴负载阻力所决定，当电动车乘载较 重或刚加速起动时负载大，则本体气隙縮小，成为低速马达相同电流而 可提供较大的扭力以适应载重量大的情况；反之，当电动车乘载较轻时 或定速巡航负载轻时，则本体气隙增长，成为高速马达而可提供较大的 转速允许高速巡航，如此则可免除齿轮箱等变速结构的设置，并减少马 达本体输出能量的损耗，减轻重量、縮小体积、降低成本，提高续航力。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。 图1是本专利技术气隙较大状态的剖视图。图2是本专利技术气隙较小状态的剖视图。图3是本专利技术弹性件特性曲线与磁性件的吸力、气隙关系图表。 图4至图6是本专利技术转子、输出轴、连接件的状态变化简示图。 图7是现有马达结构的示意图。 图中标号说明1 0-1 —1 1 1 2 1 3-本体 -定子工间-输出轴1 3 11 3 31 4 —1 6 —射-磁性件-滑组件-连接件-气隙1 2 11 3 21 5-轴承组-弹性件1 1 1——线圈组 具有实施方式本专利技术可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达，请参阅图1 所示，这种可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达其本体l内 具有容置空间1 0 ，该容置空间1 0内容设有一定子1 1、 一输出轴1 2 、 一转子1 3 、 一连接件1 4与一弹性件1 5 ，其中该定子l l为多极环状硅钢片，其固设于本体l容置空间l 0内的 一端，该定子l 1上绕匝有数个铜导线线圈组1 1 1，该线圈组l 1 1在通电时可产生磁性；该输出轴l 2是以数组轴承组1 2 l与本体l枢接，该输出轴l 2 有一部分长度伸露出本体1容置空间1 0外，以连接于负载并将其带转;该转子l 3亦为多极环状，转子l 3上设有数个对应于定子1 l线 圈组1 1 1的磁性件13 1，该转子1 3的磁性件1 3 1与定子1 1之间保持有一可变动长度的气隙1 6;该转子l 3中央设有一滑槽1 3 2， 该滑槽1 3 2是供输出轴1 2 —端伸入，且转子1 3的滑槽1 3 2与输 出轴l 2之间设有珠状或环状的滑组件1 3 3，令转子l 3可于本体1内与输出轴l2做轴向的位移；该连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达，设有一本体，其特征在于，该本体包括：一定子，是固设于本体一端；一输出轴，是枢设于该本体，输出轴有部分长度伸露出本体外；一转子，通过一滑组件与输出轴呈可轴向位移的状态以枢设于本体内，并与定子保持有一可变动长度的气隙；一连接件，其两端是分别与转子、输出轴结合，该连接件随转子与输出轴间的相对旋转角度而倾斜；一弹性件，是朝远离定子的方向推迫转子，并令连接件趋于平直；借此，当输出轴的负载改变时，转子与输出轴间相对旋转角度改变而影响连接件倾斜程度，进而带动转子轴向位移。

【技术特征摘要】
1.一种可因负载大小而自动调整气隙的永磁式无刷马达，设有一本体，其特征在于，该本体包括一定子，是固设于本体一端；一输出轴，是枢设于该本体，输出轴有部分长度伸露出本体外；一转子，通过一滑组件与输出轴呈可轴向位移的状态以枢设于本体内，并与定子保持有一可变动长度的气隙；一连接件，其两端是分别与转子、输出轴结合，该连接件随转子与输出轴间的相对旋转角度而倾斜；一弹性件，是朝远离定子的方向推迫转子，并令连接件趋于平直；借此，当输出轴的负...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶东龙，
申请(专利权)人：叶东龙，
类型：发明
国别省市：71[]