專利名稱：旋轉電機轉子及其固定結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種旋轉電機轉子及其固定結構，特別涉及一種以部分包覆的方式固定永久磁石的固定結構。
背景技術：
一般來說，不論是工業應用、交通運輸或家電設備等，往往都會使用到旋轉電機作為動能的產生源，將電能轉換機械能，然后再將所產生的機械能做進一步的應用，如馬達，亦或是利用旋轉電機將機械能轉換成電能，如風力發電機。通常旋轉電機的構造主要是由轉子與定子所構成，并利用永久磁石與線圈的搭配組合，使線圈通電后所產生的磁場可與永久磁石的磁場產生作用，以帶動轉子轉動，藉以將電能轉換為動能。請參閱圖1，圖1為現有的旋轉電機轉子的平面示意圖。如圖所示，一旋轉電機轉子PA100包含一轉子本體PAl以及二包覆部PA2、PA3，包覆部PA2、PA3是一體成型地自轉子本體PAl向外延伸出，而一永久磁石PA200則設置于包覆部PA2與PA3之間，利用包覆部PA2與PA3包覆住永久磁石PA200的兩側，使得永久磁石PA200會固定在轉子本體PAl表面。請參閱圖2，圖2為現有的旋轉電機轉子與旋轉電機定子的部分磁場分布示意圖。如圖所示，由于轉子本體PAl與包覆部PA2與PA3是直接接觸永久磁石PA200，因此永久磁石PA200的磁場會直接在包覆部PA2、PA3與轉子本體PAl之間形成回圈，相對的使永久磁石的磁場通過旋轉電機定子PA300的部分減少，并進一步導致旋轉電機轉子的轉動特性受到影響。緣此，本實用新型人認為實有必要開發出一種新的旋轉電機轉子及其固定結構，使其可減少永久磁石的磁場在包覆部與轉子本體之間形成回圈，并相對的使永久磁石的磁場在旋轉電機定子與旋轉電機轉子之間形成回圈，藉以有效的改善旋轉電機的轉動特性。
實用新型內容本實用新型所欲解決的技術問題與目的綜觀以上所述，在現有技術中，普遍存在當永久磁石利用包覆部的包覆而固定在轉子本體表面時，永久磁石的磁場會在包覆部與轉子本體之間形成回圈，相對的減少旋轉電機轉子與旋轉電機定子之間的磁場回圈。此外，由于旋轉電機轉子與旋轉電機定子之間的磁場回圈減少，因此會影響到旋轉電機轉子轉動時轉動特性。緣此，本實用新型的主要目的在于提供一種旋轉電機轉子及其固定結構，其是以部分包覆的方式將永久磁石固定在轉子本體表面，藉以減少永久磁石在旋轉電機轉子本身形成磁場回圈，并進而改善旋轉電機的轉動特性。本實用新型解決問題的技術手段本實用新型為解決現有技術的問題所采用的必要技術手段提供一種旋轉電機轉子的固定結構，用于將一永久磁石固設于一轉子本體上，該永久磁石具有一第一斜邊與一第二斜邊，其中，該固定結構包含一第一^^合塊，自該轉子本體凸伸出，且該第一^^合塊與該轉子本體之間具有一第一傾角；以及—第二卡合塊，自該轉子本體凸伸出，并與該第--^合塊形成--^合槽，且該第二
卡合塊與該轉子本體之間具有一第二傾角；其中，該第一^^合塊與該第二卡合塊分別部分地包覆該第一斜邊與該第二斜邊，藉以使該永久磁石卡合于該卡合槽。上述的旋轉電機轉子的固定結構，其中該第一卡合塊包覆該第一斜邊的范圍為該第一斜邊邊長的40 70%,該第二卡合塊包覆該第二斜邊的范圍為該第二斜邊邊長的40 70%。上述的旋轉電機轉子的固定結構，其中該第一卡合塊與該第二卡合塊一體成型地自該轉子本體凸伸出，且該第一傾角與該第二傾角的角度介于50 75度。上述的旋轉電機轉子的固定結構，其中該第一卡合塊與該第二卡合塊相對地設置，藉以使該第一卡合塊與該第二卡合塊形成下寬上窄的該卡合槽。本實用新型為解決現有技術的問題所采用的必要技術手段還提供一種旋轉電機轉子，其包含 一轉子本體；多個固定結構，各包含一第一^^合塊，自該轉子本體凸伸出，且該第一^^合塊與該轉子本體之間具有一第一傾角 '及—第二卡合塊，自該轉子本體凸伸出，并與該第--^合塊形成--^合槽，且該第二
卡合塊與該轉子本體之間具有一第二傾角；以及多個永久磁石，各具有相對設置的一第一斜邊與一第二斜邊，該第 ^合塊與該第二卡合塊分別部分地包覆該第一斜邊與該第二斜邊，藉以使該些永久磁石對應地卡合于該些固定結構的該卡合槽內。上述的旋轉電機轉子，其中該多個固定結構之間具有一非導磁空間。上述的旋轉電機轉子，其中該第一卡合塊與該第二卡合塊一體成型地自該轉子本體凸伸出，且該第一傾角與該第二傾角的角度介于50 75度。上述的旋轉電機轉子，其中該第一卡合塊包覆該第一斜邊的范圍為該第一斜邊邊長的40 70%，該第二卡合塊包覆該第二斜邊的范圍為該第二斜邊邊長的40 70%。上述的旋轉電機轉子，其中該多個永久磁石各包含相對設置的一第一弧面與一第二弧面，而該第二弧面服貼于該轉子本體，且該第一斜邊與該第二斜邊分別自該第一弧面延伸至該第二弧面。上述的旋轉電機轉子，其中該多個永久磁石的該第一弧面平行于該第二弧面，該多個固定結構的該第一卡合塊與該第二卡合塊相對地設置，藉以使該第一卡合塊與該第二卡合塊形成下寬上窄的該卡合槽，以卡合該多個永久磁石。本實用新型對照現有技術的功效從以上述可知，相較于現有技術所述的旋轉電機轉子，由于在本實用新型所提供的旋轉電機轉子及其固定結構中，是以固定結構部分地包覆住永久磁石，因此可以減少永久磁石的磁場在旋轉電機轉子本身形成回圈，藉以增加永久磁石的磁場在旋轉電機轉子與旋轉電機定子之間形成回圈。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
圖1為現有的旋轉電機轉子的平面示意圖；圖2為現有的旋轉電機轉子與旋轉電機定子的部分磁場分布示意圖；圖3顯示本實用新型所提供的旋轉電機轉子的平面示意圖；圖4顯示圖3A部分的放大示意圖；圖5為本實用新型所提供的旋轉電機轉子與旋轉電機定子的部分磁場分布示意圖；以及圖6為本實用新型所提供的旋轉電機轉子與現有的旋轉電機轉子的轉矩測試示意圖。其中，附圖標記 PA100旋轉電機轉子PA200永久磁石[0041 ]PA300旋轉電機定子PAl轉子本體PA2、PA3 包覆部100旋轉電機轉子200旋轉電機定子I轉子本體2固定結構21 第一^^合塊211 第一傾角22第二卡合塊221 第二傾角3永久磁石31第一斜邊32第二斜邊33第一弧面34第二弧面STl轉矩曲線ST2轉矩曲線匪非導磁空間
具體實施方式
[0060]由于本實用新型所提供的旋轉電機轉子及其固定結構，可廣泛運用于各種旋轉電機，如馬達、風力發電機等，其組合實施方式更是不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉其中較佳的實施例來加以具體說明。請參閱圖3與圖4，圖3顯示本實用新型所提供的旋轉電機轉子的平面示意圖；圖4顯示圖3A部分的放大示意圖。如圖所示，一旋轉電機轉子100包含一轉子本體1、八個固定結構2以及八個永久磁石3(圖中僅以一個表不)。固定結構2各包含一第 ^合塊21與一第二卡合塊22,第 ^合塊21是一體成型地自轉子本體I凸伸出，且第一^^合塊21與轉子本體I之間具有一第一傾角211，而第一傾角211是為第一^^合塊21內側的延伸線與轉子本體I的切線之間的夾角。第二卡合塊22亦自轉子本體I凸伸出，并與第 ^合塊21形成 ^合槽(圖未標不)，且第二卡合塊22與轉子本體I之間具有一第二傾角221，而第二傾角221是為第二卡合塊22內側的延伸線與轉子本體I的切線之間的夾角。其中，第一卡合塊21與第二卡合塊22是相對地設置，藉以使第一卡合塊21與第二卡合塊22形成下寬上窄的固定結構2，且第一傾角211與第二傾角221的角度介于50 75度，但更好的角度為60 65度。此外，固定結構2是分散地設置于轉子本體I外圍，且多個固定結構2的相鄰卡合塊的間系具有一非導磁空間匪，于本實施例中，該非導磁空間匪是為一內凹空間，利用該內凹空間以避免漏磁現象，在實務運用上，該非導磁空間匪可進一步用來設置無磁性的樹脂等，用來固定住轉子本體1，尤其是在轉子本體I是由多個硅鋼片堆疊而成時，更可利用無磁性的樹脂于非導磁空間NM包覆住整個轉子本體1，藉以增加轉子本體I的穩定性。永久磁石3各包含一第一斜邊31、一第二斜邊32、一第一弧面33以及一第二弧面34。第一斜邊31與第二斜邊32是相對地設置，且第一卡合塊21與第二卡合塊22是分別部分地包覆第一斜邊31與第二斜邊32，藉以使永久磁石3對應地卡合于固定結構2的卡合槽內。其中，第一卡合塊21包覆第一斜邊31的范圍為第一斜邊31邊長的40 70%，但以40 60%為佳；而第二卡合塊22包覆第二斜邊32的范圍為第二斜邊32邊長的40 70%，但以40 60%為佳。第一弧面33與第二弧面34是相對地設置,而第二弧面34是服貼于轉子本體1，且第一斜邊31與第二`斜邊32是分別自第一弧面33延伸至第二弧面34。其中，第一弧面33是平行于第二弧面34，且第一弧面33長度是小于第二弧面34的長度，因此永久磁石3的截面形狀為弧狀梯形。此外，第一斜邊31以及第二斜邊32與第二弧面34的夾角介于50 75度，更佳者為60 65度，以分別對應于第一傾角211與第二傾角221。如上所述，由于第 ^合塊21與第二卡合塊22相對地設置,且第 ^合塊21與第二卡合塊22分別具有第一傾角211與第二傾角221，因此,永久磁石3可利用第一^^合塊21與第二卡合塊22來有效的固定在轉子本體I的表面。而由于第一卡合塊21與第二卡合塊22是利用傾斜的方式，形成一開口小于容置空間的固定結構以固定住永久磁石3，因此第一卡合塊21與第二卡合塊22僅需以部分包覆的方式即可將永久磁石3固定住。請參閱圖5，圖5為本實用新型所提供的旋轉電機轉子與旋轉電機定子的部分磁場分布示意圖。如圖所示，旋轉電機轉子100是與一旋轉電機定子200對應地設置，其中由于旋轉電機轉子100是利用第二卡合塊22部分地包覆住永久磁石3的第二斜邊32，因此減少永久磁石3的磁場在轉子本體I與第二卡合塊22之間所形成的回圈(即漏磁現象的減少)，而永久磁石3的磁場繞過旋轉電機定子200再回到轉子本體I的回圈則相對的增加。[0066]請參閱圖6，圖6為本實用新型所提供的旋轉電機轉子與現有的旋轉電機轉子的轉矩測試示意圖。如圖所示，于本實施例中，將本實用新型的旋轉電機轉子進行轉矩測試后得到一轉矩曲線ST1，相較于現有旋轉電機轉子的一轉矩曲線ST2后可得知，本實用新型的旋轉電機轉子的轉矩曲線STl相較于現有旋轉電機轉子的轉矩曲線ST2確實更為平滑，且經過計算可得知，應用本實用新型的旋轉電機轉子的轉矩漣波約為4. 56%，而現有的旋轉電機轉子的轉矩漣波約為7. 57%，因此本實用新型的旋轉電機轉子以部分包覆的方式來固定永久磁石的技術確實可以有效的改善旋轉電機轉子的轉動特性，藉以減少旋轉電機運轉時的振動。相信所屬技術領域中具有通常知識者在閱讀上述的實施例后應可理解，由于本實用新型的旋轉電機轉子及其固定結構是以第一卡合塊與第二卡合塊來卡合固定永久磁石，而由于第一卡合塊與第二卡合塊分別具有第一傾角與第二傾角，因此可以部分包覆的方式有效的卡合住永久磁石，藉以降低永久磁石在旋轉電機轉子上所形成的磁場回圈，并相對的增加通過旋轉電機定子的磁場回圈，進而改善旋轉電機轉子的轉動特性。當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種旋轉電機轉子的固定結構，用于將一永久磁石固設于一轉子本體上，該永久磁石具有一第一斜邊與一第二斜邊，其特征在于，該固定結構包含 一第一卡合塊，自該轉子本體凸伸出，且該第一卡合塊與該轉子本體之間具有一第一傾角；以及 一第二卡合塊，自該轉子本體凸伸出，并與該第—^合塊形成—合槽，且該第二卡合塊與該轉子本體之間具有一第二傾角； 其中，該第一卡合塊與該第二卡合塊分別部分地包覆該第一斜邊與該第二斜邊，藉以使該永久磁石卡合于該卡合槽。
2.根據權利要求1所述的旋轉電機轉子的固定結構，其特征在于，該第一卡合塊包覆該第一斜邊的范圍為該第一斜邊邊長的40 70%,該第二卡合塊包覆該第二斜邊的范圍為該第二斜邊邊長的40 70%。
3.根據權利要求1所述的旋轉電機轉子的固定結構，其特征在于，該第一卡合塊與該第二卡合塊一體成型地自該轉子本體凸伸出，且該第一傾角與該第二傾角的角度介于50 75度。
4.根據權利要求1所述的旋轉電機轉子的固定結構，其特征在于，該第一卡合塊與該第二卡合塊相對地設置，藉以使該第一卡合塊與該第二卡合塊形成下寬上窄的該卡合槽。
5.—種旋轉電機轉子,其特征在于,包含 一轉子本體； 多個固定結構，各包含 一第一卡合塊，自該轉子本體凸伸出，且該第一卡合塊與該轉子本體之間具有一第一傾角；及 一第二卡合塊，自該轉子本體凸伸出，并與該第—^合塊形成—合槽，且該第二卡合塊與該轉子本體之間具有一第二傾角；以及 多個永久磁石，各具有相對設置的一第一斜邊與一第二斜邊，該第合塊與該第二卡合塊分別部分地包覆該第一斜邊與該第二斜邊，藉以使該些永久磁石對應地卡合于該些固定結構的該卡合槽內。
6.根據權利要求5所述的旋轉電機轉子，其特征在于，該多個固定結構之間具有一非導磁空間。
7.根據權利要求5所述的旋轉電機轉子，其特征在于，該第一卡合塊與該第二卡合塊一體成型地自該轉子本體凸伸出，且該第一傾角與該第二傾角的角度介于50 75度。
8.根據權利要求5所述的旋轉電機轉子，其特征在于，該第一卡合塊包覆該第一斜邊的范圍為該第一斜邊邊長的40 70%,該第二卡合塊包覆該第二斜邊的范圍為該第二斜邊邊長的40 70%。
9.根據權利要求5所述的旋轉電機轉子，其特征在于，該多個永久磁石各包含相對設置的一第一弧面與一第二弧面，而該第二弧面服貼于該轉子本體，且該第一斜邊與該第二斜邊分別自該第一弧面延伸至該第二弧面。
10.根據權利要求9所述的旋轉電機轉子，其特征在于，該多個永久磁石的該第一弧面平行于該第二弧面，該多個固定結構的該第一卡合塊與該第二卡合塊相對地設置，藉以使該第—合塊與該第二卡合塊形成下寬上窄的該卡合槽，以卡合該多個永久磁石。
專利摘要一種旋轉電機轉子及其固定結構。旋轉電機轉子包含一轉子本體、多個固定結構以及多個永久磁石。固定結構各包含一第一卡合塊與一第二卡合塊，第一卡合塊自轉子本體凸伸出，且第一卡合塊與轉子本體之間具有一第一傾角；一第二卡合塊自轉子本體凸伸出，并與第一卡合塊形成一卡合槽，且第二卡合塊與轉子本體之間具有一第二傾角。永久磁石各具有相對設置的一第一斜邊與一第二斜邊，第一卡合塊與第二卡合塊分別部分地包覆第一斜邊與第二斜邊，藉以使永久磁石對應地卡合于固定結構的卡合槽內。
文檔編號H02K1/27GK202906610SQ20122058710
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者何明特, 謝培升, 洪聯馨, 洪伯昌 申請人:東元電機股份有限公司