[发明专利]永磁式电动机

说明书

本发明涉及一种永磁式电动机，特别是涉及一种具有多个主磁极的转子，每一主磁极是使用内嵌式永久磁铁所构成的永磁式电动机。

一般使用永久磁铁的永磁式电动机，当其操作转速被要求提高时，为防止永久磁铁在转子高转速旋转造成飞脱，通常皆会将永久磁铁由转子外表面黏着的方式，改为以内嵌式的组装方式，如此可通过矽钢片的支撑力，抵抗电动机在高速旋转时造成永久磁铁飞脱的离心力。电动机转子采用永久磁铁以内嵌式的组装方式的现有应用例，请参阅图24和图25所示，图24显示电动机转子10的结构，包括电动机心轴101、永久磁铁102和四个主磁极103，每一主磁极103都是由单一侧位的永久磁铁102所构成；图25亦显示具有永久磁铁202、电动机心轴201及主磁极203的电动机转子20。前述的现有应用例所使用的结构，可使电动机的操作转速得以提高，永久磁铁仍不至飞脱。请一并参阅图26和图27所示，当电动机需得到最大输出转矩时，由于定子线圈通电激磁时所构成的激磁磁场，必须与永久磁铁所构成主磁极面中心线(通称为直轴(11)Direct-axis亦称d轴)维持九十度的电气角(此方位通称为交轴(12)Quadrature-axis亦称q轴)，如此若使用图24与图25的内嵌式组装方式，其主磁极103、203(即每一主磁极永久磁铁102、202与转子外缘间的矽钢片部份)，恰好提供一低磁阻(Low reluctance)路径，该一低磁阻路径使定子线圈通电激磁时所构成的激磁磁场，对电动机主磁极永久磁铁的逆转子旋转方向部份，造成退磁(Demagnetization)效应(一般通称为电枢反应Armature reaction)。当电动机亦需要在重负载的使用情形下操作时，该电枢反应退磁效应，将随定子线圈通电电流的增加而更严重；此外电枢反应由对主磁极永久磁铁的逆转子旋转方向部份造成退磁效应，亦造成主磁极磁场的扭曲。若此一电动机其定子线圈通电电流的切换控制，是采用转子磁场检测的方式进行(如使用霍尔感知器Hall effectsensor)，电枢反应所造成主磁极磁场的扭曲，将导致转子磁极中性轴(Neutral axis)的转移(一般为偏移至逆转子旋转方向)，使定子线圈通电电流的切换控制时序错误，而无法维持前述定子线圈通电激磁时所构成的激磁磁场，必须与永久磁铁所构成主磁极面中心线维持九十度电气角的关系(即激磁电流必须固定于交轴(12))，致使电动机的输出转矩降低，而当电动机在重负载的使用情形下操作时，电动机的输出转矩则无法随定子线圈通电电流的增大，而直接有效增加。

故，前述现有应用例，存在无法同时兼顾高转速与重负载应用的缺点，本发明的主要目的在于提供一种永磁式电动机，使其可有效利用永久磁铁，提高电动机的操作效率，且同时可防止电动机在高速旋转时造成永久磁铁飞脱，亦可有效减轻电动机在重负载操作时的电枢反应退磁效应，以使电动机的输出转矩有效增加。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

永磁式电动机是由矽钢片所冲制的定子与转子所组合而成，其定子的线圈采用三相绕组；转子则具有多个主磁极，主磁极的形成是采用内嵌式的片状永久磁铁，其中主磁极设置多个隔磁空槽，可使电动机在重负载操作时，因定子线圈通电所产生的电枢反应磁场，对电动机主磁极磁场的退磁效应得以有效降低；

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的永磁式电动机，其中主磁极隔磁空槽顶缘呈开放口的完全分离隔磁空槽。

前述的永磁式电动机，其中所述隔磁空槽填注有不导磁且不导电的材料。

前述的永磁式电动机，其中所述主磁极是由两侧位呈夹角状态的内嵌式永久磁铁采合成激磁构成，两侧位永久磁铁的夹角角度介于90度～180度之间，且永久磁铁相邻间设置有中间空槽。

前述的永磁式电动机，其中所述主磁极是由三侧位内嵌式永久磁铁采合成激磁构成，永久磁相邻间设置有中间空槽。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和积极效果。由以上技术方案可知，本实用新型本发明与现有技术相比具有明显的优点及积极效果。