马达及其转子结构制造技术

技术编号:3357122 阅读:161 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种可自力启动的马达,具有启动部分及运转部分,启动部分为鼠笼式感应马达,而运转部分为永磁式马达,启动部分与运转部分为同轴分离设置,且其绕线分别连接至交流电源,启动部分的绕线可装设开关,当启动部分驱动马达达到同步转速时,运转部分维持马达的同步运转,且可关闭启动部分,以减少铜损。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种马达及其转子结构;特别是涉及一种转子具有启动部 分与运转部分的马达。
技术介绍
现今许多产业的日常作业,常需依赖动力以驱动机械做旋转、或其它 形式的运动,此时通常会选择以马达作为动力来源;由于马达可将电能或 磁能转换成为机械能,故广泛地应用于各种工业、电器、运输系统等装置 上,己成为一种不可或缺的设备。马达的型式有若干种,例如感应马达、 永磁马达等等,可根据不同的环境及条件,选用不同型式的马达。其中,可自力启动的永磁同步马达具有其优势,其通过转子结构具有 启动部分与运转部分的设计,分别提供启动与运转时所需的转矩,故具有 较高的效能。更明确而言,利用感应马达的原理,先将定子接上交流电源使其产生 旋转磁场后,转子的鼠笼结构便可产生感应电流,进而形成转矩驱动转子 的启动。当转子转速达到与定子绕组的旋转磁场的频率相同时(即转子已 达同步转速),鼠笼结构便无法提供额外的转矩,而改由具有高运转效率 的永磁式马达来提供,其由转子上的永久磁铁与定子绕组所产生的旋转磁 场交互作用产生转矩,以维持同步转速。近年来,由于永久磁铁的材质与 磁能积不断提升,使得自力启动式永磁同步马达可在同步旋转时得到极高 的运转效率。请配合图1A、 1B,所示为公知永磁式马达的转子10,其包含转轴ll 及鼠笼式结构13,鼠笼式结构13在沟槽内轴向设有多导电棒131,转子 10内部尚有多永久磁铁15,而转子10的两端还设有短路环17。鼠笼式结构13的导电棒131与定子(图中未示出)感应产生转矩,以启动转子的 运转;达到同步转速后,定子所提供的磁场与永久磁铁间所产生转矩,则 可维持转子于同步转速下旋转。然而,此公知的永磁式马达在制造及设计上还会有以下缺点。首先, 永久磁铁15有强大吸力,导致永久磁铁15在置入时与由多硅钢片迭置铆 接而成的转子10吸引,因此增加置入的难度,且永久磁铁15与转子10 可能因瞬间磁吸力导致碰撞而碎裂,甚或使作业员受伤。另外,若改以先 将未充磁的永久磁铁15置入,利用定子线圈充磁之后,再灌注铝形成导 电棒,则可能因为高温导致永久磁铁15去磁而失效。此外,转子10的内 部空间部分被导电棒131所占据,可设置永久磁铁15的空间受限,导致 马达的效率难以提升。为改善上述的缺点,或可将转子的启动部分与运转部分分开制造,随 后再进行组立的设计。如图2A、 2B所示,启动部分13a为鼠笼式结构, 而运转部分13b内具有永久磁铁15,以便在达到同步转速时做为马达运转 的主激磁场。然而,此改良虽然可省却驱动器的设置,但分别相对于启动 部分13a与运转部分13b'的定子,为同一电源、同一组线圈所供应,在稳 定状态时(如转子已达同步转速),启动部分13a与定子间并不会产生作 用力,但仍有电流通过,造成能量的损失,降低效率。有鉴于此,提供可具有高运转效率的永磁式马达及其转子结构,乃为 此业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种马达及其转子结构,转子结构具有同轴且 分离的启动部分与运转部分,其中启动部分为感应式转子,不需要驱动器 即可产生转矩,而运转部分为永磁式转子,可维持马达于同步转速,具有 较高的效率。本专利技术的另一目的在于提供一种马达及其转子结构,通过两组线圈连 接至同一电源,启动部分利用感应产生力矩以启动转子运转,到达同步转速之后,除了运转部分继续带动维持同步转速,可将启动部分的线圈关闭, 减少不必要的线路铜损所导致的能量损失。本专利技术的再一目的在于提供一种马达及其转子结构,上述转子与线圈 的配置,使本专利技术的马达可不必使用驱动器,运用一般家用(市电)的三 相电源即可达到启动及维持运转的效果。本专利技术的又一目的在于提供一种马达及其转子结构,在制造过程中, 由于启动部分的导电棒与运转部分的永久磁铁错置,磁铁可在不充磁的状 况下置入,随后以定子线圈进行充磁即可,不会受到导电棒产生的感应电 流影响,此工艺的改善可提升作业安全性并简化工艺。此外,通过永久磁 铁与导电棒错置,可减少磁铁与定子之间阻隔,故磁阻较小,还可提升马 达运转效率。为达上述目的,本专利技术提供一种马达的转子结构,其具有转轴、第一 转子及第二转子,第一转子具有多导电棒,平行地沿转轴的轴向,环设于 该第一转子上,而第二转子内环设有多磁石;其中,第一转子及第二转子 在转轴上同步旋转,且彼此间隔一距离。本专利技术尚提供一种具有上述转子结构的马达,包含定子结构及线圈模 块,定子结构包含分别对应第一转子与第二转子的第一定子及第二定子, 线圈模块包含第一线圈及第二线圈,其中第一线圈绕设于第一定子上,第 二线圈绕设于第二定子上,而第一线圈及第二线圈与电源电连接。为让本专利技术的上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂,下文以较 佳实施例配合附图进行详细说明。附图说明图1A为公知永磁式马达转子的示意图; 图1B为图1A所示转子的剖面示意图; 图2A为另一公知永磁式马达转子的示意图; 图2B为图2A所示转子的剖面示意图; 图3为本专利技术的永磁式马达的示意图;以及图4为本专利技术的转子的剖面示意图。主要元件标记说明10转子11转轴13鼠笼式结构133启动部分13b运转部分131导电棒15永久磁铁17短路环30转子结构31第一转子311导电棒33第二转子331磁石35转轴37短路环50定子结构51第一定子53第二定子70线圈模块71第一线圈73第二线圈75开关90电源D距离具体实施方式本专利技术所披露的马达如图3所示,其中转子结构的剖面示意图如图4 所示。本专利技术的马达主要包含转子结构30、定子结构50及线圈模块70, 其中,转子结构30具有第一转子31、第二转子33及转轴35。 一般而言, 第一转子31及第二转子33分别由多硅钢片迭置铆接而成,而转轴35为 用以连接第一转子31及第二转子33,且可定义出一轴向,使第一转子31 与第二转子33可沿此轴向,同步地在转轴35上旋转。而定子结构50包含第一定子51及第二定子53,分别对应第一转子 31与第二转子33设置,图3所示的第一定子51及第二定子53仅为示意 图,实际上为环状结构,环绕第一转子31及第二转子33。线圈模块70 可界定第一线圈71及第二线圈73,第一线圈71绕设于第一定子51上, 而第二线圈73绕设于第二定子53上,以分别形成磁场;线圈模块70与 电源90电连接,即第一线圈71及第二线圈73以实质上并联的形式,分 别连接至电源90。于本专利技术中,以单一电源90即可分别提供二组线圈所需的电力,须说明的是,电源90实质上为交流三相电源, 一般家用电源(市电)即可应用于本专利技术。为方便说明,可定义第一转子31、第一定子51及第一线圈71共同形 成一启动部分,其为一种感应马达结构,以提供启动时的动力来源。请参 照图4,第一转子31为鼠笼式结构,如先前技术所披露,其环设有多轴向 通孔,用以对应容置多导电棒311,使上述这些导电棒311可平行地沿转 轴35的轴向,环设于第一转子31上,且导电棒311由铝或铜所制成;而 第一转子31于两相对端部还分别设有两短路环37。从而,当第一定子51 导电提供一磁场,第一转子31便可形成感应电流,进而产生转矩。更明确而言,第一线圈71产生具有近似正弦波形的磁动势,进而使 导体棒上产生感应电流,当感应电流切本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种马达的转子结构,其特征是包含:    转轴,定义一轴向;    第一转子,具有多个导电棒,上述这些导电棒为平行地沿上述轴向,环设于上述第一转子上;以及    第二转子,具有多个磁石,上述这些磁石为环设于上述第二转子内;    其中,上述转轴连接上述第一转子及上述第二转子,使上述第一转子与上述第二转子同步旋转,且上述第一转子与上述第二转子间,彼此间隔一距离。

【技术特征摘要】
1. 一种马达的转子结构,其特征是包含转轴,定义一轴向;第一转子,具有多个导电棒,上述这些导电棒为平行地沿上述轴向,环设于上述第一转子上;以及第二转子,具有多个磁石,上述这些磁石为环设于上述第二转子内;其中,上述转轴连接上述第一转子及上述第二转子,使上述第一转子与上述第二转子同步旋转,且上述第一转子与上述第二转子间,彼此间隔一距离。2. 根据权利要求1所述的转子结构,其特征是上述第一转子为具有鼠 笼式结构,且上述第一转子环设有多个轴向通孔,用以对应容置上述这些 导电棒。3. 根据权利要求1所述的转子结构,其特征是上述这些导电棒由铝或 铜所制成,且上述第一转子及上述第二转子分别由多硅钢片迭置而成。4. 根据权利要求1所述的转子结构,其特征是还包含两短路环,分别 设置于上述第一转子的两相对端部。5. —种马达,其特征是包含 转子结构,其具有转轴,定义一轴向;第一转子,具有多导电棒,上述这些导电棒为平行地沿上述轴向,环 设于上述第一转子上;以及第二转子,具有多个磁石,上述这些磁石环设于上述第二转...

【专利技术属性】
技术研发人员:洪联馨陈明祥
申请(专利权)人:东元电机股份有限公司
类型:发明
国别省市:71[中国|台湾]

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