[发明专利]具有多永久磁铁对顺向外转子的马达/马达-发电机

说明书

本发明公开了一种具有多永久磁铁对顺向外转子的马达/马达‑发电机，包括：至少二个彼此平行配置固设于一枢轴的盘式外转子，每一盘式外转子分别包括一个基体及偶数个永久磁铁，永久磁铁分别以两相同极性相对接的方式以枢轴为圆心均匀设置于基体，以及至少二个接近的盘式外转子的永久磁铁的相异磁极彼此相对设置；至少一组栏杆式定子，包括复数个长条状铁芯，分别以各自的两极分别接近对应前述两个盘式外转子的永久磁铁，以及上述永久磁铁数目大于前述铁芯数目的一倍且低于二倍，每一前述铁芯分别缠绕有一电动线圈绕组，供接受一交流的频率式驱动讯号磁化前述铁芯。

技术领域

本发明涉及一种外盘式马达，尤其是一种具有多永久磁铁对顺向外转子的马达/马达-发电机。

背景技术

图1为一种常见的外盘式马达1，永久磁铁2设置在马达外层的转子处，而电枢线圈3则缠绕于核心定子处的铁芯，无论是电流经过电枢线圈因电阻而发热，或是在换相过程中发生电流跳接时的骤热，都难以轻易散出；且因受限于内外层包覆式的结构设计，使得面对输出扭力变更、安装空间限制等问题时，其应变的弹性也减少了。

由于马达运行主要是依赖磁力的异极相吸和同极相斥，磁力线的分布在马达运行中占有决定性的影响。因为空气的磁阻甚高，如果永磁装置和线圈中的铁芯，在封闭回路中所占途径比例越低，经过的空气区域越长，磁阻将大幅升高，磁通因而分散，作用的效率也随之降低。

一般而言，马达设置于定子处铁芯的数目需要大于设置在转子处永久磁铁的数目。在铁芯的数目较多的情况下，除了容易产生更多的热能之外，马达内的散热空间也会减少，进而使马达的能量转换效率降低。尤其，因为空间的限制，当铁芯数目较多时，每一铁芯上所能缠绕的线圈匝数因此受到限制，这也意味定子的体积无法进一步缩小，使得马达整体无法微型化。相反地，如果能减少铁芯数目，将可以在相同的空间中缠绕更多匝数的线圈，或者以较小的空间提供相同大小的磁场以及磁力线。

另一方面，只要将马达反向运用，就是能将动能转换为电能的发电机。但同样地，发电机设置于定子处铁芯的数目也需要大于设置在转子处永久磁铁的数目，使得发电机的能量转换效率下降。

如何以永久磁铁大于铁芯数目的配置方式，一方面缩减马达体积、增加磁力线密度，另方面提升马达的能量转换效率，并让永久磁铁的磁极和铁芯的间隙缩小，构成适当的磁回路，让磁通量集中在预期通路中而避免发散，并且妥善运用时变的驱动讯号，形成电磁铁和永久磁铁有效率地交互作用，以及反向作为电动机时，同样提供较佳的能量转换效率，就是本发明所要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的上述不足，根据本发明的实施例，希望提供一种具有多永久磁铁对顺向外转子的马达/马达-发电机，旨在实现以下目的：(1)藉由配置永久磁铁大于铁芯的数目比例，提高线圈匝数，使磁通密度提高，提升能量转换效率；(2)利用枝芽状铁芯间的狭缝狭小，达到降低磁阻，保持磁通路顺畅，让发电效率提升的功效；(3)作为马达时，藉由频率式驱动讯号间的相位差，配合铁芯和永久磁铁的比例配置，让马达整体磁力驱动均匀，运转顺畅；(4)藉由盘式外转子的结构使具有电动线圈绕组和发电线圈绕组的定子不被包覆，易于散热而顺利延长马达/发电机组件的寿命；(5)藉由每二个彼此平行配置的盘式外转子间设置一组栏杆式定子的结构，可以依需要向前述外盘式转子的两外侧同轴扩充，达到不变更马达单体的规格设计，而能弹性因应输出扭力与安装空间的需求。

根据实施例，依照本发明所揭露的具有多永久磁铁对顺向外转子的马达/马达-发电机，包括：

至少一根沿一轴向延伸的枢轴；

至少二个彼此平行配置且垂直固设于上述枢轴的盘式外转子，每一前述盘式外转子分别包括一个基体及偶数个永久磁铁，前述永久磁铁分别以两相同极性相对接的方式以上述枢轴为圆心均匀设置于上述基体，以及前述至少二个接近的盘式外转子的前述永久磁铁的相同磁极彼此相对设置；