无刷旋转电动机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无刷旋转电动机，包含有：一个转子，包括有沿着旋转轴的圆周方向配置以构成轮状之环的复数个磁性组件，而每一个磁性组件的两磁极极面之间的气隙为径向；一个定子，含有至少一个电磁体成员，每一个电磁体成员都含有成对极，电磁体成员的成对极的每一个极有各自的极面，而复数个电磁体成员沿着旋转轴的圆周方向配置以构成轮状之环；在此电动机在转子与定子之间具有偶数个径向气隙以分隔转子组件与定子成员；使本实用新型专利技术电动机在借由彼此相互间磁通回路各自独立的复数个线圈两端所形成的磁通，以利用永磁铁的磁能的同时，也关注于个别线圈在单独操作激磁时，达成几何学上平衡的需求。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种复数个磁通回路的无刷旋转电动机。
技术介绍
电动机与发电机的功能在于电能和机械能的互换，以作为能量传递或控制之用，通常依所需要的电源来区分。一般分类成直流电机及交流电机，也因电源区分为直流电源或者交流电源，造成直流电机及交流电机在传统的电机结构上亦有所差异。传统上的交流电动机较为经济耐用，而常被用来作为各式各样装置的动力源；但早年因交流电机的速度控制不易，故当装置要求电机有较佳速度控制时，往往首选就是直流电机。现今因电子技术的进步，即使是传统的交流电机欲作速度控制，也不再麻烦；但也因电子技术的进步，使得电动机的运转不再受到电源是直流或者交流的限制。就像是直流电源提供变频器电能输入，以变频器的输出作传统交流电动机的速度控制。对于汽车及机车之类的运输工具而言，早年，直流电源限制了交流电机在其上的使用。此外，也因通用交流电机的转速控制不易与使用时的效率不佳，使得交流电机也不能满足运输工具的动力要求。近年来，因电子技术的进步，直流电源早已不是问题的所在，虽然传统交流电动机的转速控制已经不再困难，但效率高低仍然是众人注目之所在。以通用电动机而言，不论直流电动机或交流电动机的运作，其转子与定子间均采用磁极同性相斥、异性相吸的磁原理。早期绝大多数电动机的设计都只使用激磁体的一端来产生转距，此种设计最多也仅仅运用了电动机潜能的一半。但现今有许多旋转电动机的设计，利用激磁线圈的两端来产生电动机的转距。在中国专利授权公告号CN1096740C中，约翰等人所提出的电动机结构，将标准电动机改良，以感知器侦测转子与定子的相对位置，并控制线圈激磁来利用线圈的两端与永磁极作用，来产生电动机的转距。但传统电动机结构会因毗邻的磁极，造成磁通的集中受到影响，且毗邻的线圈也有不利的转换干扰效应。Heidelberg等人在美国专利授权第4754207号证书中提出一个直流电动机，其借用相互隔离的磁路来处理毗邻线圈间磁通的转换干扰效应。此直流电动机的定子上包含有复数个各自独立激磁的电磁体，而转子上的永磁极与定子上各自分别激磁的电磁体以径向气隙隔离，并以感知器侦测转子与定子的相对位置，在不同的时间，分别合宜地控制电磁体上的线圈电流，将造成电动机的平顺运转。其后，在美国专利授权第6384496号证书中，Pyntikov等人所提出电机械的结构利用了前述的效应，并对电机械的结构加以修正改良；使电动机不但可获得高效率及平顺的转矩运作，而且也有益于制造时的简化以及操控的灵活性。但实际应用时，为了达到几何学上的空间径向平衡，而在设计运作之前，就必需事先妥当地安排线圈在空间中的配置。在运作中，同时启断相配合的数个线圈，以达到几何学上的平衡。此时，即使只有一个线圈故障，但为保障在几何学上的平衡，而必需将数个相配合的线圈同时停止运作。如此，不只是降低了电动机操控的灵活性，也加大了转矩的涟波。此待解决的缺陷为，在永不满足地增进电动机的高效率、高输出力矩及制作过程的简化的同时，还必需要顾及降低转矩的脉动和灵活安全的运作特性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种无刷旋转电动机，其可达成电动机的几何学上的空间平衡，且不仅促进简单可行的电动机制造外，也获得电动机的高效率、高输出力矩、更平顺的输出力矩和灵活安全的运作特性。为实现上述目的，本技术的解决方案是本技术的一种无刷旋转电动机的构造，它包含有一个连接在固定轴上的定子及一个转子；转子上含有第一个数目的略呈C型横截面的磁性组件的永磁极极对，所有的磁性组件的开口方向朝向轴向，并使所有的磁性组件永磁极极面间的气隙为径向气隙，以界定其本身的磁场范围，而且在实质上以南/北磁极交替的方式、沿着圆周方向以略相等的距离配置来构成一轮状之环，安置在转子每一个轮状环上的每一个磁性组件实质上均类同于同一个轮状环的另一个磁性组件。而前述的定子含有第二个数目的约呈H型横截面的电磁体成员，定子的每一个电磁体成员都含有成对极，且定子的每一个电磁体成员由非导磁性的材料支持的定子构造所固定，使电磁体成员相互间无铁磁性的接触。定子每一个电磁体成员的成对极的两极分别有各自的极面，而电磁体成员的成对极的两极极面各自面向径向，且沿着旋转轴的圆周方向、以略相等的距离配置来构成轮状的环。此定子的轮状环的被限制在前述的转子磁性组件的两磁极极面所形成的径向气隙中间，将前述的转子磁性组件的两磁极极面所形成的径向气隙分隔成两个不同直径的径向气隙。前述的转子磁性组件的两磁极极面间的径向气隙形成的环被分割成外气隙及内气隙，此两个不同直径的气隙与旋转轴呈同轴配置，半径较大者为外气隙，半径较小者为内气隙。对每一个转子轮状环及与其应对组合的每一个定子轮状环而言，在转子磁性组件永磁极极面与定子电磁体成对极极面之间的径向外气隙及径向内气隙分别各自具有相同的径向距离。并且在前述的定子的每一个电磁体成员的成对极之间安置一个线圈，每一个线圈有各自的开关做激磁，当线圈被激磁时，在电磁体成员的成对极上造成相反的磁场极性。但将线圈中的电流以相反方向激励时，则会使电磁体成员的成对磁极的极性逆转。这些各自分别激磁的定子电磁体成员的成对磁极借由径向外气隙及径向内气隙来与将其围绕包含的转子磁场作分隔，以与相应的转子磁性组件的永磁场产生合宜的引力或斥力。每一个电磁体成员上的线圈各自依据定子与转子间的相对位置来决定激磁，以使在合宜的时间，分别对每一个电磁体成员上的线圈各自独立的激磁，来控制电磁体成对极两极面的磁性方向改变，并与所对应的转子磁性组件永磁场的磁极相互作用，以提供旋转。在此借由定子电磁体成员的磁通路径的相互分隔，以处理两毗邻的线圈间的磁场干扰效应的不利的影响。此线圈的激磁开关可以用机械式的换向器或电子式的切换电路来达到，电子式的切换电路必需对应于位置感知器的感测讯号的响应来启断电子切换电路。前述的转子的每一个磁性组件实质上都有类同的尺寸，而且前述的定子的每一个电磁体成员实质上的尺寸都类同；定子电磁体成员的成对极构成的轮状环在转子磁性组件的两磁极极面中间以径向分隔气隙成两个不同径向直径的外气隙及内气隙，定子的每一个电磁体成员成对极各自的极面分别面朝上气隙及下气隙以面对转子的每一个磁性组件的两磁极极面，使定子每一个电磁体成员的成对极极面各自以背对背朝向径向。前述的定子电磁体成员的成对极在沿着外气隙圆周方向及内气隙圆周方向的极表面长度略小于所面对的转子磁性组件永磁极极表面长度。前述的转子的每一个磁性组件由两部份组成，具导磁性物质形成前述的磁性组件的主体部分，前述的磁性组件的另一部份为磁极极面朝向径向的永磁铁，并贴附在磁性组件的主体部分；而贴附在磁性组件主体部分的两永磁铁面向着径向气隙，以期待与前述的定子电磁体成员的成对极极面径向相面对。使前述的转子磁性组件的永磁极透过径向气隙与定子电磁体成员形成一完整的磁通回路。当电磁体成员上的线圈被激磁时，对电磁体成员成对极的两极面造成相反的磁极极性；而启断以使通过线圈中的电流逆转时，在电磁体成员成对极的两极面磁性也将随之逆转。依据本技术的实施例中所述的无刷旋转电动机，在适当的位置放置位置感知器，以感知器所测知的转子与定子相互间的相对位置，来控制定子电磁体上的线圈中的电流；并在转子与定子相互间的预定的相对位置，分别控制相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷旋转电动机，其特征在包含有：　　　　一个转子，包括有沿着旋转轴的圆周方向配置以构成轮状之环的复数个磁性组件，而每一个磁性组件的两磁极极面之间的气隙为径向；　　　　一个定子，含有至少一个电磁体成员，每一个电磁体成员都含有成对极，电磁体成员的成对极的每一个极有各自的极面，而复数个电磁体成员沿着旋转轴的圆周方向配置以构成轮状之环；在此，　　　　定子的轮状环被限制在转子的磁性组件的两磁极极间的径向气隙中间，而至少有部分定子的轮状环被转子的轮状环所围绕包含，将转子的磁性组件的两磁极极间径向气隙分隔成两个不同直径的径向气隙，此定子轮状环及转子轮状环之间形成的两个不同直径的径向气隙，半径较大者为外气隙，半径较小者为内气隙，使转子轮状环的每一个磁性组件的两磁极极面分别隔着外气隙与内气隙以与定子轮状环的电磁体成员的成对极极面相对。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆纬庭，
申请(专利权)人：陆孝庭，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]