直流电动机制造技术

本发明专利技术是关于一种直流电动机，包括转子和定子。定义转子和定子其中之一的各磁极极性是固定不变者为固定磁极子，而定义转子和定子的另一则为切换磁极子。其中，固定磁极子包括数个固定磁极，而切换磁极子也同样包括数个切换磁极，并且切换磁极子磁极总数是固定磁极子的磁极总数的Ｋ倍，Ｋ是大于１的正整数。本发明专利技术的直流电动机可以杜绝激活死角以及维持高扭力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直流电动机，特别是涉及一种转子(Rotor)的磁极与定子(Stator)的磁极不对称的直流电动机。
技术介绍
电动机即为工业界俗称的马达，其种类依照使用的电源可以分成直流电动机(DC motor)与交流电动机(AC motor)两大类，若再以控制方式、激活方式与绕组方式分类则可分成步进电动机(stepping motor)、伺服电动机(servo motor)、无刷电动机(霍尔马达)、单相交流电动机、三相感应电动机、串激式直流电动机、分激式直流电动机、及复激式直流电动机等。虽然电动机的种类相当多，不过各种电动机的基本操作原理都相同，都是利用电流流过定子产生磁场，当转子也具有磁场时，由于切割定子所产生的磁力线而生成旋转扭矩造成电动机的转子的转动。请同时参阅图1A至图1C所示，是其中一种现有习知的直流电动机转动及结构示意图。其中的直流电动机100是现有习知的其中一种直流电动机，其结构为转子103在外而定子101在内。转子103是配置例如使用永久磁铁所做成的磁极21、23、25和27，定子101则是配置可以切换极性的磁极29、31、33和35，其材质例如为硅钢片。从图1A可以看到，直流电动机100的定子101的磁极与转子103的磁极是一对一对应，换句话说就是一个定子磁极对应一个转子磁极。在图1A中，直流电动机100是处于起始状态。接下来因为磁力同性相斥异性相吸的原理，转子103所有的磁极会如磁极21一样受到在定子101上不同极性的磁极例如磁极29的吸引，以及受到在定子101上同极性磁极例如磁极35的斥力，使得转子103开始向顺时针方向，并且以定子101的轴心做为转轴开始转动，如图1B所示。当转子103旋转到如图1C所示位置时，定子101的各磁极就会切换磁性，例如磁极35就会由S极磁极切换为N极磁极，如此转子103就可以继续藉由磁力来转动。在直流电动机100中，当定子101各磁极极性切换的时候，会有一处为两极吸斥力平衡的低扭力区，在此处前后段会使转子103的扭力变小，因而需要依赖惯性力脱离此低扭力区，使得直流电动机100持续的运转。但是若是直流电动机100在例如刚激活的时候，转子103的惯性力是不足以离开此低扭力区，故在现有习知技术中，直流电动机100激活时，需要较大的电流，以低效率方式来克服最大静摩擦力，将转子103推拉离开此低扭力区域而完成激活。在台湾专利案号第90102693号中所设计的全平衡式动力马达(专利技术人为严进发、严国宾)，其缺点是其定子每一个单位需多达七个磁极来控制转子的转动，不但造成了控制电路设计上的困难，并且也使得其可以应用的领域受到极大的限制。另外，此全平衡式动力马达在其定子上需要设计数个零极，也因此造成了磁极设计上的浪费。由此可见，上述现有的直流电动机仍存在有缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决直流电动机存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。有鉴于上述现有的直流电动机存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型的直流电动机，能够改进一般现有的直流电动机，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有的直流电动机存在的缺陷，而提供一种新型结构的直流电动机，所要解决的技术问题是使其可以杜绝激活死角(Starting Dead Angle)以及维持高扭力，从而更加适于实用。本专利技术的另一目的在于，提供一种直流电动机，所要解决的技术问题是使其可以藉由有刷或是无刷的控制电路，来使得本专利技术的直流电动机具有较高的转动效率，以及可以节省电能的损耗，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种直流电动机，其包括一转子，具有N极磁极和S极磁极；以及一定子，具有N极磁极和S极磁极，其中，定义该转子和该定子其中之一的各磁极极性固定不变者为一固定磁极子，其包括多数个固定磁极，而定义该转子和该定子的另一为一切换磁极子，其亦包括多数个切换磁极，则该切换磁极子的磁极总数是该固定磁极子的磁极总数的K倍，K是大于1的正整数。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的直流电动机，其中所述切换磁极子是藉由切换其各磁极极性，使该转子处于受力状态，当该转子是该固定磁极子时，该固定磁极子的各该固定磁极的对应范围内，相异极性的该切换磁极是以转子转动的方向领先相同极性的该切换磁极一预设角度，且该固定磁极子的各该磁极对应范围内所涵盖的该些切换磁极的总数是K。前述的直流电动机，其中所述切换磁极子是藉由切换其各磁极极性，使该转子处于受力状态，当该转子是该切换磁极子时，该固定磁极子的各该固定磁极对应范围内，相同极性的该切换磁极是以转子转动的方向领先相异极性的该切换磁极一预设角度，且该固定磁极子的各该磁极对应范围内所涵盖的该些切换磁极的总数是K。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种直流电动机，其包括一转子，具有N极磁极和S极磁极；一定子，具有N极磁极和S极磁极；以及一控制电路，是耦接一外部电源，其中，定义该转子和该定子其中之一的各磁极极性固定不变者为一固定磁极子，而定义该转子和该定子的另一为一切换磁极子，则该切换磁极子的磁极总数是该固定磁极子的磁极总数的K倍，K是大于1的正整数，此外，该直流电动机是藉由该控制电路切换该切换磁极子的各磁极极性与控制其切换时机，使该转子处于受力状态。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的直流电动机，其中所述的控制电路包括一定位单元，用以感测部分该固定磁极子的磁极与对应的该切换磁极子的磁极的相对位置；一处理单元，是耦接该定位单元；以及一输出单元，是耦接该处理单元，其中该处理单元是依据部分该固定磁极子的磁极与对应的该切换磁极子的磁极的相对位置，来控制输出单元切换该切换磁极子中各磁极的极性。前述的直流电动机，其中所述的定位单元是一霍尔集成电路(IC)和一霍尔组件二者其中之一，依据部分该固定磁极子的磁极与对应的该切换磁极子的磁极的相对位置，而送出一定位讯号至该处理单元。前述的直流电动机，其中所述的处理单元包括一数字讯号处理电路和一传统等效电路二者其中之一，用以依据该定位讯号来输出一控制讯号。前述的直流电动机，其中所述的输出单元包括一第一晶体管，该第一晶体管的基极端是接收该控制讯号，而该第一晶体管的第一集/射极端是耦接该直流电源，另外，该第一晶体管的第二集/射极端是耦接该切换磁极子；一第二晶体管，该第二晶体管的基极端是接收该控制讯号，而该第二晶体管的第一集/射极端是耦接该直流电源，另外，该第二晶体管的第二集/射极端是耦接该切换磁极子；一第三晶体管，该第三晶体管的基极端是接收该控制讯号，而该第三晶体管的第一集/射极端是耦接该第一晶体管的第二集/射极端，另外，该第三晶体管的第二集/射极端是接地；以及一第四晶体管，该第四晶体管的基极端是接收该控制讯号，而该第四晶体管的第一集/射极端是耦接该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电动机，其特征在于其包括：一转子，具有Ｎ极磁极和Ｓ极磁极；以及一定子，具有Ｎ极磁极和Ｓ极磁极，其中，定义该转子和该定子其中之一的各磁极极性固定不变者为一固定磁极子，其包括多数个固定磁极，而定义该转子和该定子的 另一为一切换磁极子，其亦包括多数个切换磁极，则该切换磁极子的磁极总数是该固定磁极子的磁极总数的Ｋ倍，Ｋ是大于１的正整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡锦坤，
申请(专利权)人：蔡锦坤，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]