[发明专利]高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机

说明书

本发明涉及一种电学领域的电机，特别是涉及一种对申请号98124958.2发明专利申请进一步改进，可提高内定子固定支撑强度及内定子与电动机基座之间的同心圆精准度的高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机。

无刷电动机若以转子的构造分类，可以分为内转子型电动机、外转子型电动机及扁平型电动机等三种类型，其中内转子型电动机是将设有激磁线圈的外定子部制成圆筒状，并固定于电动机机壳的内壁，而设有磁铁的内转子则转设于定子内部。至于外转子型电动机则与内转子型电动机相反，其是将设有磁铁的外转子部制成圆筒状并转设于电动机机壳内，另外把设有激磁线圈的内定子部制成圆筒状并穿设于外转子的内部，且固定于电动机的基座，至于电动机转轴则一端与外转子固定，其余部分则贯穿圆筒状的中心孔。

为了充分清楚说明起见，以下先针对同体积内转子电动机的优缺点分别说明如下。在台湾出版的《精准小型电动机技术》(详见附件5)一书中，公开了现有的内转子电动机结构，该现有的内转子电动机具有以下的优点：

1、其机壳两端都各设有轴承，可对转轴作强固的支撑。

2、两端的轴承在安装时，因无空间上的阻碍，因此可视电动机输出扭力的大小而不受限制地选用大尺寸的高承载轴承，使电动机的转轴能够在足够支撑的条件下毫不受限地输出预期的扭力。

3、内定子的固定结构方式可利用内定子的外壁直接压塞于电动机外壳的内壁，具有足够的横断面积可供利用，因此内定子的线槽就可以根据实际需要以决定其最恰当的截面积，因此当设计选用激磁线圈时，就可以毫不受限地选用最恰当线径的激磁线圈，从而产生适当的激磁安匝电流。

上述的内转子电动机，其具有以下的缺点：

1、由于内转子的永久磁铁直径比同体积外转子的永久磁铁直径小，所以在同体积的限制下，无法用提高外定子的激磁线圈安匝电流而有效提高内转子电动机更高的输出扭力。

2、由于内转子的永久磁铁的直径较小，磁极的解析度不高，因此如欲提高磁极的解析度以供电动机运转控制电路作高精密的控制时，因为内转子的永久磁铁的直径较小而致使充磁不容易达成。

3、因为内转子型电动机内定子线槽的槽口向内开口，绕线时必须从定子的内孔往线槽的方向缠绕，加上如果磁极多，线槽的槽数多，则必须要一齿一齿地集中缠绕，这对于绕线机而言，使得绕线工作困难度很高，绕线速度缓慢，故存在生产效率低、制造成本高的缺陷。

对于同体积外转子无刷电动机而言，其则具有下列不同的优缺点，兹分别说明如下。在上述台湾出版的《精准小型电动机技术》(详见附件5)一书中亦公开了现有的同体积外转子电动机结构，该现有的同体积外转子无刷电动机具有下列优点：

1、由于外转子无刷电动机的外转子的永久磁铁的直径恒比内转子电动机的内转子的永久磁铁的直径大很多，所以在理论上，如果以相同体积的内转子型电动机和外转子型电动机相比较，外转子型电动机的最大输出扭力应该可以比内转子型电动机大。

2、由于外转子无刷电动机外转子的永久磁铁的直径加大，所以既能够以多磁极而提高解析度，且易于着磁。

3、由于外转子无刷电动机的内定子的线槽的开口朝外，所以激磁线圈是由外往内缠绕，对于绕线机而言，远比内转子电动机的外定子的绕线容易，因此生产效率高，生产成本低。

上述的同体积外转子无刷电动机具有下列缺点：

1、由于外转子型电动机的轴承(如附件5所示)，因为在结构位置上所遭遇的瓶颈制约，以致于支撑力不足，远比内转子型电动机差，导致外转子无刷电动机因无高支撑力，所以不能适用于高扭力的场合，此缺陷为外转子型电动机无法突破的瓶颈难题。更因为这一项无法突破的瓶颈难题，而导致具有大直径永久磁铁结构的外转子型电动机却只能受限在低扭力的使用场合，例如其只能使用在散热风扇、电唱机的唱片驱动电动机、软碟机的碟片驱动电动机、硬碟机的碟片驱动电动机、影碟机的电动机……等，十分可惜。

2、因为其结构设计上的问题，所以外转子无刷电动机不易设置外壳，因而无法防潮、防尘。

3、从附件5的附图中可知，在小体积的外转子无刷电动机中，因为其轴是贯穿法兰托架，而法兰托架再穿入于定子(电枢心)中，所以该定子(电枢心)所剩下的横断面积大大地缩小。如欲用较粗线径提高安匝电流以期输出较大的扭力，则其期望都会严重受限。