一般的無刷直流電動機I中，與極數對應的個數的永久磁鐵5以極性相反的方式配置。
[0057]例如，在為8極構造的一般的無刷直流電動機的情況下，8個永久磁鐵5以各個N-S-N-S-N-S-N-S極朝向外側的方式交替配置。
[0058]與此相反，在本實施例中，在如圖2中所圖示那樣為8極構造的電動機的情況下，4個永久磁鐵31能夠以各自N極朝向外側的方式依次配置。
[0059]因此，在僅設置與無刷直流電動機10的極數對應的8個永久磁鐵中的4個永久磁鐵31的情況下，轉子30處于N-X-N-X-N-X-N-X極以朝向外側的方式配置的狀態。這里，X是未安裝有永久磁鐵31部分的磁化部33。
[0060]S卩、在各永久磁鐵31之間形成有與永久磁鐵31對應的空間的磁化部33。
[0061]這里，磁化部33的形狀能夠形成為與永久磁鐵31的形狀對應的形狀，考慮到無刷直流電動機10的特性，磁化部33的形狀還能夠變更為多種形狀而不同于永久磁鐵31的形狀。
[0062]這樣，磁化部33是位于設置在轉子30上的各永久磁鐵31之間而使磁芯的鐵心磁化的部分，各個磁化部33產生與設有永久磁鐵31的狀態類似的效果。
[0063]S卩、配置于磁化部33周邊的鐵心由相鄰的永久磁鐵31的N極和S極的磁力所磁化而各自具有S極和N極的相反極性。
[0064]這樣，本發明在轉子上僅設置與電動機極數的一半對應的永久磁鐵而發揮與設有對應于電動機極數的個數的永久磁鐵的電動機相同的性能。
[0065]以下，參照圖3至圖6詳細說明根據本發明的優選實施例的無刷直流電動機的性能測試結果。
[0066]圖3是圖2中所圖示的無刷直流電動機的感應電壓曲線圖。
[0067]利用無刷直流電動機的U相電動勢(Electromotive Force)進行說明，如圖3中所圖示，由于極數為偶數時在感應電壓產生高次諧波成分，因此，可知設有一半永久磁鐵31的場合的感應電壓B比設有與無刷直流電動機極數對應的永久磁鐵31的場合的感應電壓A略有下降。
[0068]圖4是圖2中所圖示的無刷直流電動機的齒槽轉矩曲線圖。
[0069]一般來講，無刷直流電動機區分為在轉子的表面設置永久磁鐵的表面式永磁(Surface permanent magnet, SPM)類型和在轉子的外周部內側嵌入永久磁鐵的內置式永石茲(Inter1r permanent magnet，I PM)類型。
[0070]在對于內置式永磁型無刷直流電動機設置了與極數的一半對應的個數的永久磁鐵的狀態下測定了齒槽轉矩，其結果示于圖4中。
[0071]齒槽轉矩(Cogging Torque)是指以阻止電動機的轉子相對于定子順利地轉動的方式產生的一種電動機轉矩波動。
[0072]即、在使電動機的旋轉軸強行旋轉的情況下，電動機的齒槽轉矩越大則旋轉軸越不易旋轉，齒槽轉矩越小則越順利地旋轉。
[0073]這里，適用永久磁鐵的電動機具有轉子的磁鐵與定子槽構造之間的磁阻差所產生的齒槽轉矩，從而不同于其它電動機。這種齒槽轉矩，由于較大地影響電動機的噪聲和振動發生，因而設計時須做到最大限度地減少齒槽轉矩。
[0074]此外，與反電動勢的高次諧波有關聯的轉矩脈動(torque ripple)也影響電動機的噪聲和振動發生，因此，需要進行使這些均最小化的設計。
[0075]例如，在對于表面式永磁型電動機設置與極數的一半對應的個數的永久磁鐵31的情況下，在感應電壓產生高次諧波成分從而轉矩大為降低，且轉矩脈動和齒槽轉矩增加。
[0076]與此相反，在對于內置式永磁型電動機設置與極數的一半對應的個數的永久磁鐵31的情況下，雖然產生高次諧波成分，但所產生的量遠少于適用于表面式永磁型電動機的場合，因此，略微發生轉矩降低。
[0077]而且，如圖4中所圖示，能夠得到轉矩脈動和齒槽轉矩D反而比設有與電動機極數對應的個數的永久磁鐵的場合的齒槽轉矩C減少的效果。
[0078]因此，本發明最好適用于在轉子的外周部內側嵌入永久磁鐵的內置式永磁方式的無刷直流電動機。
[0079]圖5和圖6分別是圖1和圖2中所圖示的無刷直流電動機的磁通密度矢量圖。
[0080]對圖5和圖6中所圖示的磁通密度矢量圖進行了解釋，從其結果可知，電動機的相電感E與無刷直流電動機的相電感F相同，其中，相電感E表示設置了與電動機極數對應的個數的永久磁鐵的場合，相電感F表示設置了與極數的一半對應的個數的永久磁鐵的場入口 ο
[0081]通過如上所述的過程，本發明在內置式永磁型無刷直流電動機僅設置與極數的一半對應的個數的永久磁鐵從而能夠節減制作費用，并能夠發揮與設置對應于極數的個數的永久磁鐵的場合相近水平的性能。
[0082]另一方面，在本實施例中，雖然以設置與電動機極數的一半對應的個數的永久磁鐵來進行了說明，但本發明未必限定于此。
[0083]例如，圖7是根據本發明的另一實施例的無刷直流電動機的轉子的示意圖。
[0084]S卩、本發明不僅在如圖7的(a)中所圖示那樣電動機極數例如為10個的情況下能夠設置與極數的一半對應的個數即5個永久磁鐵31，而且，本發明還能夠以設置8個(圖7的(b))或6個(圖7的(C))永久磁鐵31的方式進行變更。
[0085]而本發明最好要適用電動機極數與永久磁鐵個數之間的基本比例，例如在電動機極數為8極的情況下設置4個永久磁鐵，在電動機極數為10極的情況下設置5個永久磁鐵，鑒于轉矩脈動上升等因素，在配置與基本比例相應的個數的永久磁鐵的情況下，最好將與電動機極數(極數為N個，且N為偶數)的一半(N/2)對應的永久磁鐵以各永久磁鐵對稱的方式設置。
[0086]以上按照上述實施例來具體說明了由本發明人所完成的發明，但本發明并不限定于上述實施例，當然，在不逸出其要旨的范圍內能夠進行各種變更。
[0087]在上述實施例中，雖然利用8極無刷直流電動機進行了說明，但本發明能夠以與電動機的極數無關地適用于10極、12極等無刷直流電動機的方式變更。
[0088]工業上可利用性
[0089]本發明在內置式永磁型無刷直流電動機僅設置與極數的一半對應的個數的永久磁鐵而節減制作費用，并適用于比設有與極數對應的個數的永久磁鐵的場合更使性能降低最小化的無刷直流電動機技術。
【主權項】
1.一種無刷直流電動機，形成有N個極(N為偶數)，其特征在于，包括: 定子，其在內周面具有線圈所卷繞的多個齒；以及， 轉子，其配置于上述定子的內部，且設有個數少于上述N個的永久磁鐵。2.根據權利要求1所述的無刷直流電動機，其特征在于， 上述永久磁鐵設有N/2個，且以相同的極朝向外側的方式依次配置上述永久磁鐵。3.根據權利要求2所述的無刷直流電動機，其特征在于， 在上述永久磁鐵之間形成有磁化部。4.根據權利要求1至3中任一項所述的無刷直流電動機，其特征在于， 上述無刷直流電動機是上述永久磁鐵所嵌入轉子的外周部內側的內置式永磁型無刷直流電動機。5.根據權利要求4所述的無刷直流電動機，其特征在于， 上述無刷直流電動機具有與設有上述N個永久磁鐵的電動機相同的相電感，且減少齒槽轉矩。6.根據權利要求4所述的無刷直流電動機，其特征在于， 上述永久磁鐵和磁化部各自以相互對稱的方式配置。
【專利摘要】本發明涉及一種無刷直流電動機，該無刷直流電動機形成有N個極(N為偶數)，且具有如下構成，即包括：定子，其在內周面具有線圈所卷繞的多個齒；以及，轉子，其配置于上述定子的內部，且設有個數少于上述N個的永久磁鐵，從而減少設置于無刷直流電動機的永久磁鐵的個數而得到能夠節減制作費用的效果。
【IPC分類】H02K1/27, H02K29/00
【公開號】CN104935145
【申請號】CN201510005607
【發明人】金甫暻, 全完宰, 孫在賢, 姜命權, 平田勝弘, 新口升, 沈耀燮
【申請人】摩托尼科株式會社
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年1月6日
【公告號】DE102015101111A1