[实用新型]不等宽齿槽的无刷永磁马达

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种马达，尤其涉及一种将绕有线圈的定子齿部尖端(tooth tip)宽度调整与转子上磁石一个磁极的宽度相同的不等宽齿槽的无刷永磁马达。

背景技术

首先，定义本实用新型所使用的语汇。

槽部(slot)是马达定子铁心的槽，供线圈绕组容置的空间，有的称之“齿槽”或“槽沟”，本实用新型以下内容统一以“槽部”称之。

齿部(tooth)是形成马达定子槽的凸体，又称为“槽齿”或“凸齿”，为避免“齿槽”及“槽齿”混淆，本实用新型以下内容统一以“齿部”称之。

本实用新型以下所指“齿槽”包括“齿部”及“槽部”其中任一或其组合构成。

无刷永磁马达(brushless permanent magnet motor)，或称永磁无刷马达，近年来被广泛地运用在各种领域上，诸如：冷气机、风扇、运动器材、电脑、印表机、影印机等各种机器。而选择马达不外乎是看它的效率、运转转矩大小及可靠度等特性。

对于无刷永磁马达而言，绕组方式有集中绕组(concentratedwinding)及分布绕组(distributed winding)，其中集中绕组方式与分布式绕组相比，因为没有绕组的相交叠，故马达尺寸可以缩小，且马达末端绕组的长度可以缩短，结果是不仅可节省材料成本，同时可降低铜损(copper loss)，提高马达运转效率；而本实用新型即针对适用于集中式绕组方式的马达定子作改进。

参考图1、图2所示，传统集中绕组式的定子构造10，该定子铁心11可由多个硅钢片堆叠构成定位线圈14，必须在两槽部13间的齿部12末端两侧形成齿部尖端(tooth tip，121)，如图3的放大示意图所示，且为容许线圈14通过，该两个齿部尖端之间121必须留下槽开口(slotopening，131)，集中式绕组是直接将线圈14绕在间隔的齿部12，因线圈14不需跨越槽部13，所以可缩短绕组末端部分长度(end winding)，可降低线圈电阴、减低铜损、提高马达效率。

集中式绕组的另一优点是容易绕线，因为分布绕组必须跨越多个槽部13，而且各线圈的端部会重叠，所以绕线作业很复杂，而集中式绕组能以绕线机的出线器(nozzle)直接绕线在齿部12；这也是为什么以硬碟机、光碟机、影碟机(DVD)等多媒体用为首的马达大多采用集中式绕组。

集中式绕组虽有前述诸多优点，但以目前的定子结构10，其仍然存在缺点，其中线圈的占积率(solt fill factor)问题，因为是利用绕线机出线器直接绕线圈14，所以出线器的绕线轨道不能容纳线圈，减低了槽部13内的线圈占积率，虽然这可用分割铁心来克服改善，但分割铁心必须组装，会衍生旋转气隙组装精度课题，所以不适用于中小型马达。

其次就是弱磁问题，相对于分布式绕组是针对各极可作弱磁控制的设计，集中式绕组对一极进行弱磁时，却会造成其他相反磁极的增磁作用，所以不适合作弱磁控制，即使采用2：3系列(例如8极12槽)，虽可进行某种程度的弱磁控制，但磁阻转矩也和弱磁控制的道理一样都不易产生。

此外，现有定子结构10的齿槽是呈等宽设计，这也使得齿部尖端121的宽度与转子20上磁石21一个磁极的宽度不相同，连带影响线圈14的交链磁通(flux linkage)、绕组因数(winding factor)及转矩(torque)等特性；致使其马达整体的可靠度及效率无法提高，而使其用途受到限制，殊为可惜。

实用新型内容

本实用新型所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种不等宽齿槽的无刷永磁马达，可降低马达末端绕组长度(end winding)，减少铜线使用量，并降低铜损，提高马达效率。比传统规则性齿槽分布的马达更适合作为方波电流驱动的无刷永磁直流马达的结构，更适合在需要变速运转场合的使用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：