具有定子齿部削弧结构的定子齿制造技术

一种具有定子齿部削弧结构的定子齿包含一弧形定子轭部以及一定子齿部。弧形定子轭部以轴心为圆心沿弧线延伸。定子齿部包含一齿本体段以及二靴型结构。齿本体段自弧形定子轭部沿向心轴线延伸出具有第一曲率半径的第一弧形内缘。二靴型结构分别对称于向心轴线而自齿本体段的两侧凸伸出，并分别具有第二弧形内缘与内缘端点，二第二弧形内缘分别自第一弧形内缘的两端延伸至二内缘端点，且第二弧形内缘具有大于第一曲率半径的第二曲率半径。有大于第一曲率半径的第二曲率半径。有大于第一曲率半径的第二曲率半径。

【技术实现步骤摘要】
具有定子齿部削弧结构的定子齿


[0001]本专利技术涉及一种定子齿，尤其涉及一种具有定子齿部削弧结构的定子齿。

技术介绍

[0002]一般来说，常见的马达依据构造的不同，大致上可以分为同步马达、感应马达、可逆马达、步进马达、伺服马达与线性马达等类别，其中又以同步马达具有恒速、起动转矩小、转速稳定与效率高等优点，进而于自动化生产机具、冷冻空调或动力机具等领域。
[0003]承上所述，同步马达主要是提供交流电至定子的线圈，进而产生磁场来使转子旋转，而转子旋转的速度会与交流电的频率相同；其中，在转子设有永久磁铁的同步马达通称为永磁同步马达，而设于定子齿部的线圈在通电时会产生磁场而与设于转子的永久磁铁的磁场互相作用，当线圈的磁极与永久磁铁的磁极对应到时，两者的磁吸力为最大，然而当转子继续转动而使两者的磁极错开时，两者的磁吸引力反而会抵抗转子的转动，进而造成影响转子转动的顿转转矩(Cogging Torque)。
[0004]请参阅图1与图2，图1显示现有技术的永磁马达定子的平面示意图；图2显示现有技术的定子齿的平面示意图。如图1与图2所示，一种永磁马达定子PA100是由多个定子齿PA1互相拼接所组成，而每个定子齿PA1分别包含一轭部PA11与一齿部PA12，且齿部PA12还具有一弧形内缘PA121。
[0005]在实务运用上，定子齿PA1会缠绕有线圈来通电产生磁场，永磁马达定子PA100之间则会设有转子(图未示)，而为了使缠绕于定子齿PA1的线圈所产生的磁场与设置于转子的永久磁石的磁场可以最大化的互相作用，通常永磁马达定子PA100与转子之间的间隙会极小化，也因此当定子齿PA1上的线圈的磁极与转子的磁石的磁极彼此为相异磁性时，会产生抵抗转子转动斥力，进而使转子发生顿转转矩、反电动势总斜坡失真或转矩涟波等现象。
[0006]为了改善永磁同步马达在运转时所产生的顿转转矩、反电动势总斜坡失真或转矩涟波等现象，现有的改善方式主要有定子斜槽、转子分段、转子外径削弧或磁石削弧等；其中，定子斜槽或转子分段等方式虽然可以改善顿转转矩的问题，但其制造方式较为复杂，且会降低感应电动势的基础波幅，进而造成输出功率与输出转矩皆降低的问题，因此现有技术中仍以磁石削弧的方式最为常见，磁石削弧的原理是以原本转子圆心平行位移一个距离作为削弧圆心，并以此削弧圆心至转子外径的距离画一个圆，进而将超出圆的磁石削掉。
[0007]承上所述，磁石削弧虽然可以达到降低顿转转矩与涟波的功效，但磁石削弧的过程会使得磁石的两端越来越薄，使得磁石抗退磁能力降低，甚至有可能因此导致磁石消磁，进而使马达无法正常运作。

技术实现思路

[0008]有鉴于在现有技术中，现有的永磁同步马达为了改善顿转转矩、反电动势总斜坡失真或转矩涟波等现象而磁石削弧的方式进行改善时，往往会因为磁石的两端过薄而引发退磁的问题；缘此，本专利技术的主要目的在于提供一种具有定子齿部削弧结构的定子齿，可以
让磁石不需削弧也能达到降低顿转转矩与涟波的功效。
[0009]本专利技术为解决现有技术的问题，所采用的必要技术手段是提供一种具有定子齿部削弧结构的定子齿，包含一弧形定子轭部以及一定子齿部。
[0010]弧形定子轭部以一轴心为圆心沿一弧线延伸。定子齿部包含一齿本体段以及二靴型结构。齿本体段一体成型地自弧形定子轭部沿一穿过轴心的向心轴线延伸所形成，并具有一第一弧形内缘，第一弧形内缘具有一第一曲率中心与一第一曲率半径，向心轴线穿过第一弧形内缘的一第一弧缘中心点与第一曲率中心。
[0011]二靴型结构分别对称于向心轴线而自齿本体段的两侧凸伸出，且二靴型结构各具有一第二弧形内缘与一内缘端点，二靴型结构的第二弧形内缘分别自第一弧形内缘的两端延伸至二靴型结构的内缘端点，二靴型结构的第二弧形内缘具有一大于第一曲率半径的第二曲率半径。
[0012]其中，第一曲率中心与二靴型结构的内缘端点分别相距有一第一距离，第一距离大于第一曲率中心的曲率半径。
[0013]在上述必要技术手段所衍生的一附属技术手段中，二靴型结构还分别具有一凸伸起点，第一曲率中心与二靴型结构的凸伸起点分别相距有一第二距离，第二距离大于第一距离。
[0014]在上述必要技术手段所衍生的一附属技术手段中，二第二弧形内缘皆重叠于一弧形基准线，且弧形基准线与向心轴线相交于一第二弧缘中心点，第二弧缘中心点与第一弧缘中心点相距有一削弧深度，第二弧缘中心点与第一曲率中心之间具有一外延距离，外延距离与削弧深度之合等于第一曲率半径。较佳者，该弧形基准线与该弧线共圆心。此外，该外延距离大于该削弧深度。
[0015]在上述必要技术手段所衍生的一附属技术手段中，该第一弧形内缘还具有二第一弧缘端点，该二靴型结构的该第二弧形内缘分别自该二第一弧缘端点延伸至该二靴型结构的该内缘端点。较佳者，该二第一弧缘端点分别延伸至该第一曲率中心所围构出的夹角介于80度至120度之间。
[0016]如上所述，由于本专利技术的具有定子齿部削弧结构的定子齿主要是在定子齿部设有一第一弧形内缘与二第二弧形内缘，而由于第一弧形内缘的曲率半径小于第二弧形内缘的曲率半径，因此会使得定子齿部因为第一弧形内缘设置于二第二弧形内缘中间而呈现出朝定子齿部内凹陷的定子齿部削弧结构，藉此，通过二第二弧形内缘维持与转子之间极近的距离，转子与定子之间的仍能产生极大的磁通量，而第一弧形内缘的设置则可以有效降低转子磁极与定子磁极之间相吸所造成的转动抗力，进而有效的降低顿转转矩与涟波的产生。
[0017]本专利技术所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附图作进一步的说明。
附图说明
[0018]图1显示现有技术的永磁马达定子的平面示意图；
[0019]图2显示现有技术的定子齿的平面示意图；
[0020]图3显示具有定子齿部削弧结构的定子齿的平面示意图；
[0021]图4显示利用多个本专利技术的定子齿所组成的定子的平面示意图；
[0022]图5显示具有定子齿部削弧结构的定子齿的平面示意图；以及
[0023]图6显示利用本专利技术的具有定子齿部削弧结构的定子齿所制成的永磁马达与利用现有技术的定子齿所制成的永磁马达在运转时所测量到的力矩变化曲线示意图。
[0024]附图标号说明：
[0025]PA100:永磁马达定子
[0026]PA1:定子齿
[0027]PA11:轭部
[0028]PA12:齿部
[0029]PA121:弧形内缘
[0030]100a:定子
[0031]100:具有定子齿部削弧结构的定子齿
[0032]1:弧形定子轭部
[0033]2:定子齿部
[0034]21:齿本体段
[0035]211:第一弧形内缘
[0036]2111:第一弧缘中心点
[0037]2112,2113第一弧缘端点
[0038]22,23:靴型结构
[0039]221,231:第二弧形内缘
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有定子齿部削弧结构的定子齿，包含：弧形定子轭部，以轴心为圆心沿弧线延伸；以及定子齿部，包含：齿本体段，一体成型地自所述弧形定子轭部沿穿过所述轴心的向心轴线延伸所形成，并具有第一弧形内缘，所述第一弧形内缘具有第一曲率中心与第一曲率半径，所述向心轴线穿过所述第一弧形内缘的第一弧缘中心点与所述第一曲率中心；以及二靴型结构，分别对称于所述向心轴线而自所述齿本体段的两侧凸伸出，且每一所述二靴型结构具有第二弧形内缘与内缘端点，所述二靴型结构的所述第二弧形内缘分别自所述第一弧形内缘两端延伸至所述二靴型结构的所述内缘端点，所述二靴型结构的所述第二弧形内缘具有大于所述第一曲率半径的第二曲率半径；其中，所述第一曲率中心与所述二靴型结构的所述内缘端点分别相距有第一距离，所述第一距离大于所述第一曲率中心的曲率半径。2.根据权利要求1所述的具有定子齿部削弧结构的定子齿，其中，每一所述二靴型结构还具有凸伸起点，所述第一曲率中心与所述二靴型结构的所述凸伸起点分别相距有第二距离，...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪联馨，黄庆智，李昱德，
申请(专利权)人：东元电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：