專利名稱：自充磁馬達的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自充磁馬達，尤其涉及一種能夠通過增加磁性物質(zhì)的 磁化強度來提高馬達性能的自充磁馬達。
背景技術(shù)：
一般而言，馬達是一種將電能轉(zhuǎn)換為^能的設(shè)備，根據(jù)供電，可以
分為直流馬達(DC馬達)和交流馬達(AC馬達)。
交流馬iiii可以被分為感應馬達、同步馬達、換向器馬達等。感應馬 達可以被分為單相感應馬達和三相感應馬達。
一般而言，單向感應馬達具有簡單的結(jié)構(gòu)，呈剛性，且獲得單相電相 對容易，從而被廣泛地用作家庭、辦公、工業(yè)和農(nóng)業(yè)用電子機器中的驅(qū)動 馬達。
因為單相感應馬達不能自啟動，所以要求主線圏以及電iM目位比主線 圏快卯度的從線圏產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩。而主線圏和從線圏固定地纏繞在定子 槽上。
在現(xiàn)有技術(shù)的單相感應馬達中，在初始啟動時，當將交流電施加到纏 繞在定子槽上的主線圏和從線圏時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。感應電流流到轉(zhuǎn)子的導 電桿，然后轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)。這里，流到從線圏的電流被電流斷路器中斷， 從而電流只流到主線圏。從而，轉(zhuǎn)子以某個轉(zhuǎn)差率(slip)旋轉(zhuǎn)。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)的單相感應馬達中，轉(zhuǎn)子只通過感應旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn) 生轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率，因而降低了馬達性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠通過增加磁動勢增強馬達性 能的自充磁馬達。
本發(fā)明的另 一個目的是提供一種能夠通過增加磁性物質(zhì)的磁化強度來提高馬達性能的自充磁馬達。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里舉例并粗略說
明地，提供一種自充磁馬達，包括定子，其包括具有多個槽的定子芯以 及纏繞在每個槽上的定子線圏；轉(zhuǎn)子，其通過將電力施加到定子線圏時的 互感進行旋轉(zhuǎn)；磁性物質(zhì)，其與轉(zhuǎn)子同心地形成，并與轉(zhuǎn)子一^^旋轉(zhuǎn)；以 及磁化部分，其具有朝磁性物質(zhì)突出的勵磁電極，以及纏繞在勵磁電極外 圍從而磁化磁性物質(zhì)的勵磁線圏，其中，勵磁電極的寬度是8.0-9.0mm。
這里，在勵磁電極的端部形成有逐漸變小的尖端部分。優(yōu)選地，尖端 部分具有2.0 - 2.5mm的突出長度，以及1.0 - 2.4mm的寬度。
優(yōu)選地，勵磁電極的寬度Pw、尖端部分的突出長度Th以及尖端部 分的寬度Tw以8-9: 2-2.5: 1-2.4的比率形成，從而提高電動勢。
更優(yōu)選地，勵磁電極的寬度Pw、尖端部分的突出長度Th，以及尖端 部分的寬度Tw以8.6: 2.3: 1.0的比率形成，以使電動勢最大。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種自充磁馬達，包括定子，其包 括具有多個槽的定子芯，以及纏繞在每個槽上的定子線圏；轉(zhuǎn)子，其通過 將電力施加到定子線圏時的互感進行旋轉(zhuǎn)；磁性物質(zhì)，其與轉(zhuǎn)子同心地形 成，并與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)；以及磁化部分，其具有朝磁性物質(zhì)突出的勵磁電 極，以及纏繞在勵磁電極外圍從而磁化磁性物質(zhì)的勵磁線圏，其中，在勵 磁電極的端部形成有具有2.0-2.5mm的突出長度的逐漸變小的尖端部 分。
根據(jù)本發(fā)明的還一個方面，提供一種自充磁馬達，包括定子，其包
括具有多個槽的定子芯，以及纏繞在每個槽上的定子線圏；轉(zhuǎn)子，其通過 將電力施加到定子線圏時的互感進行旋轉(zhuǎn)；磁性物質(zhì)，其與轉(zhuǎn)子同心地形 成，并與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)；以及磁化部分，其具有朝磁性物質(zhì)突出的勵磁電
極，以及纏繞在勵磁電極外圍從而磁化磁性物質(zhì)的勵磁線圈，其中，在勵 磁電極的端部形成有具有1.0-2.4mm的端部寬度的逐漸變小的尖端部 分。
根據(jù)下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細說明，本發(fā)明的前述和其它目的、 特征、方面以及優(yōu)點將變得更明顯。


根據(jù)下面參考附圖對作為非限制性例子給出的優(yōu)選實施例的說明，本
發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點將變得明顯，在附圖中 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的自充磁馬達的分解透視圖； 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的自充磁馬達的橫截面圖； 圖3是示出圖2的主線圏的橫截面圖； 圖4是示出圖2的從線圏的橫截面圖； 圖5是示出圖2的主要部分的放大視圖6是示出根據(jù)勵磁電極寬度的改變的磁性物質(zhì)的磁場強度的曲線
圖7是示出根據(jù)尖端部分的突出長度的改變的磁性物質(zhì)的磁場強度 的曲線圖8是示出根據(jù)尖端部分的寬度的改變的磁性物質(zhì)的磁場強度的曲 線圖9是示出根據(jù)槽滿率的電動勢的曲線圖10是示出勵磁電極的寬度和電動勢之間的關(guān)系的曲線圖ii是示出尖端部分的突出長度和電動勢之間的關(guān)系的曲線圖；且
圖12是示出尖端部分的寬度和電動勢之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實施例方式
下文中，將參考附圖更詳細地說明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的自充磁馬達。
如圖1 圖4中所示，自充磁馬達包括定子IIO，其包括具有多個 槽115的定子芯111，以及纏繞在每個槽115上的定子線圏121;轉(zhuǎn)子130， 其通過在對定子線圏121施加電力時的互感進行旋轉(zhuǎn)；磁性物質(zhì)141,其 與轉(zhuǎn)子130同心地形成，并與轉(zhuǎn)子130—起轉(zhuǎn)動；磁化部分150,該磁化 部分150具有朝磁性物質(zhì)141突出的勵磁電極151、形成在勵磁電極151 端部的尖端部分153,以及被纏繞在勵磁電極151外圍以磁化磁性物質(zhì)141 的勵磁線圏158。
參考圖2 ~圖4，定子110包括定子芯111，其具有用于將轉(zhuǎn)子130接收在其中的接收空間S,該接收空間S由在其外圍具有多個槽115和齒 117的絕緣層壓鋼板形成；以及纏繞在定子芯111上的定子線圏121。定 子線圏121設(shè)置有主線團122，以;M目對主線圏122具有電流的相位差的 從線圏124。朝兩個方向延伸的延伸部分118沿環(huán)形方向形成在每個齒117 的端部。
轉(zhuǎn)子130包括通過層壓鋼板形成的轉(zhuǎn)子芯133，其具有軸向洞134， 以便在其中心插入轉(zhuǎn)動軸131;以及多個導電條135，它們鄰近轉(zhuǎn)子芯133 的圓周，并沿圓周方向以某個距離彼此隔開。磁性物質(zhì)141被設(shè)置在轉(zhuǎn)子 芯133的外表面，用于磁化。通it^蓋在轉(zhuǎn)子芯133的外表面上以層結(jié)構(gòu) 形成磁性物質(zhì)141。磁性物質(zhì)141被形成為距離轉(zhuǎn)子芯133的中心O某個 內(nèi)半徑R1和外半徑R2。這里，磁性物質(zhì)141可以凈皮形成為具有圓柱形， 使得磁性物質(zhì)141被耦合在轉(zhuǎn)子芯133的外表面與轉(zhuǎn)子芯133 —起旋轉(zhuǎn)。 磁性物質(zhì)141被形成為相距定子110具有某個氣隙G。
這時，如圖5中所示，在定子110處形成磁化部分150，用于選擇性 ,化磁性物質(zhì)141。磁化部分150包括位于定子芯111、朝磁性物質(zhì) 141突出的勵磁電極151;形成在勵磁電極151的端部以在勵磁電極151 的端部逐漸變小的尖端部分153;以及纏繞在勵磁電極151的外圍的勵磁 線圏158。尖端部分153包括兩個通過傾斜逐漸變小的側(cè)面154,以及一 個端部155。這里，尖端部分153被形成為相距磁性物質(zhì)141具有某個氣 隙G。
勵磁槽157形成在勵磁電極151的外圍。切掉與勵磁槽157相鄰的定 子110的齒117的延伸部分118，從而增加勵磁槽157的大小。
為了在磁性物質(zhì)141的磁化之后提高磁化強度，即，磁場的強度，勵 磁電極151和尖端部分153被形成為在勵磁電極151的寬度Pw、尖端部 分153的側(cè)面154的突出長度Th (作為沿尖端部分153的側(cè)面154的徑 向長度)，以及尖端部分153的端部155的寬度T1之間具有固定的比率。 即，優(yōu)選地，Pw: Th: Tl ,皮保持在比率8 - 9: 2-2.5: 1—2.4。
更優(yōu)選地，勵磁電極151的寬度Pw、尖端部分153的側(cè)面154的突 出長度Th，以及尖端部分153的端部155的寬度T1的比率為8.6: 2.3: 1.0，以〗吏電動勢最大。
圖6是示出根據(jù)勵磁電極的寬度的改變的磁性物質(zhì)的電磁場強度的 曲線圖。這里，X軸表示磁性物質(zhì)141的內(nèi)徑和外徑之間的長度，Y軸表示磁性物質(zhì)141的磁場的強度Hc。即，在本實施例中，磁性物質(zhì)141的 內(nèi)徑Rl是28.5mm，磁性物質(zhì)141的外徑R2是30mm。
曲線Pwl表示勵磁電極151的寬JLA9mm時磁場的強度，曲線Pw2 表示勵磁電極151的寬度為8mm時磁場的強度。曲線Pw3表示勵磁電極 的寬度151為7mm時磁場的強度，且曲線Pw4表示勵磁電極的寬度為 6mm時磁場的強度。因此，勵磁電極151越寬，磁性物質(zhì)141的磁場強 度越大。
圖7是示出根據(jù)尖端部分的突出長度的改變的磁性物質(zhì)的磁場強度 的曲線圖。X軸和Y軸與圖6中的相同。曲線Thl表示尖端部分153的 突出長度是2.0mm時磁場的強度。曲線Th2表示尖端部分153的突出長 度是2.1mm時磁場的強度。曲線Th3和Th4分別表示尖端部分153的突 出長度是2.2111111和2.4mm時磁場的強度。即，才艮據(jù)尖端部分153的突出 長度的改變，內(nèi)徑部分和外徑部分具有磁性物質(zhì)141的不同磁場強度。因 此，優(yōu)選磁性物質(zhì)141的外徑部分具有較大的磁場強度。在本實施例中， 優(yōu)選實現(xiàn)曲線Th3。
圖8是示出根據(jù)尖端部分的寬度改變的磁性物質(zhì)的磁場強度的曲線 圖。X軸和Y軸與圖6中相同。曲線Tll表示尖端部分153的寬^A l.Omm 時磁場的強度。曲線T12表示尖端部分153的寬JLA 1.2mm時磁場的強 度。曲線T13和T14分別表示尖端部分153的寬度是1.4mm和1.6mm時 磁場的強度。當尖端部分153的寬Jbl l.Omm - 1.4mm時，磁性物質(zhì)141 的磁場強度,不同。然而，當尖端部分153的寬度是1.6mm時，磁場 的強度顯著減小。
這時，如上所述，磁性物質(zhì)141的磁場強度受勵磁線團158的槽滿率 以及勵磁電極151的寬度、尖端部分153的突出長度和尖端部分153的寬 度影響。這里，槽滿率表示勵磁線圏158的橫截面/勵磁槽157的面積。 優(yōu)選地，槽滿率是60%或大于60 0/。，如圖9中所示。
圖IO是示出勵磁電極的寬度和電動勢之間的關(guān)系的曲線圖。當勵磁 電極151的寬Jbl4.0mm時，電動勢被最小化。然后電動勢逐漸增加， 以在勵磁電極151的寬度是8.6mm時達到最大，其后電動勢減小。優(yōu)選 地，勵磁電極151的寬度位于8.0mm和9.0mm之間。
圖ll是示出尖端部分的突出長度和電動勢之間的關(guān)系的曲線圖。當 尖端部分153的突出長度是1.8mm時，電動勢逐漸增加。當尖端部分153的突出長度是2.3mm時電動勢被最大化，然后電動勢減小。優(yōu)選地，尖 端部分153的突出長度位于2.0mm和2.5mm之間，與勵磁電極151寬度 的22。/。 - 32%相對應。
圖12是示出尖端部分的寬度和電動勢之間的關(guān)系的曲線圖。當尖端 部分153的寬JLAl.0mm時，電動勢被最大化。當其寬度基于1.0mm增 加或減小時，電動勢也減小。這里，當尖端部分153的寬度是0.5111111時， 電動勢大。然而，優(yōu)選地，考慮到尖端部分153的變形度，尖端部分153 的寬度位于l.Omm和2.4mm之間，與勵磁電極151寬度的11 % - 35 %相 對應。
下文中，將說明本發(fā)明的自充磁馬達的工作效果。當將來自外部的交 流電施加到在初始啟動時纏繞在定子槽115上的主線圏122和電i;iM目位比 主線圏122快卯度的從線圏124時，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
這里，通過定子110的旋轉(zhuǎn)磁場，感應電流流到轉(zhuǎn)子130的導電條 135。轉(zhuǎn)子130通過由感應電流產(chǎn)生的磁場和旋轉(zhuǎn)磁場之間的相互作用開 始旋轉(zhuǎn)。這里，磁性物質(zhì)141被定子110的旋轉(zhuǎn)磁場以低密度磁化，即， 發(fā)生滯后效應。因此，轉(zhuǎn)子130通過滯后效應的滯后轉(zhuǎn)矩和感應電流的感 應轉(zhuǎn)矩之間的綜合轉(zhuǎn)矩進行旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)子130在其啟動后通過滑動旋轉(zhuǎn)。如果轉(zhuǎn)子130的速度大于參考速 度，則用電流斷路器中斷流到從線圏124的電流。因此，電流只流到主線 圏122。
這時，如果在轉(zhuǎn)子130以與定子110的旋轉(zhuǎn)磁場的同步速度的70% -80%相對應的速度(即，2520rpm-2880rpm的速度)旋轉(zhuǎn)時將電流施 加到激勵線圏158，則磁性物質(zhì)141被由勵磁線圏158產(chǎn)生的磁通量所磁 化。這里，滿槽率被保持在60%,且勵磁電極的寬度151、尖端部分153 的突出長度以及尖端部分153的寬度凈皮以8-9: 2-2.5: 1-2.4的比率形 成，從而產(chǎn)生高電動勢，以大大增加馬達的效率。特別地，當形成勵磁電 極151和尖端部分153,使得勵磁電極151的寬度、尖端部分153的突出 長度以及尖端部分153的寬度之間的比率是8.6: 2.3: 1.0時，馬達性能 可以被最大化。
可以以若干形式實施本發(fā)明，而不脫離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)特征，還 應該理解除非特別指出，上述實施例不由前述i兌明的任何細節(jié)所限制， 而是應該如所附權(quán)利要求書限定的在其精神和范圍內(nèi)進行寬的構(gòu)造，因此，落入權(quán)利要求書的邊界和界限，或這種邊界和界限的等同物的全部改 變和變型，意欲包括在所附權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1. 一種自充磁馬達，包括定子，其包括具有多個槽的定子芯以及纏繞在每個槽上的定子線圈；轉(zhuǎn)子，其通過將電力施加到定子線圈時的互感進行旋轉(zhuǎn)；磁性物質(zhì)，其與所述轉(zhuǎn)子同心地形成，并與所述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)；以及磁化部分，其具有朝所述磁性物質(zhì)突出的勵磁電極，以及纏繞在所述勵磁電極外圍以便磁化所述磁性物質(zhì)的勵磁線圈，其中，所述勵磁電極的寬度是8.0-9.0mm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自充磁馬達，其中，在所述勵磁電極的端 部形成有逐漸變小的尖端部分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自充磁馬達，其中，所述尖端部分具有2.0 一2.5mm的突出長度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自充磁馬達，其中，所述尖端部分的端部 具有1.0 - 2.4mm的寬度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自充磁馬達，其中，所述尖端部分具有2.0 -2,5mm的突出長度，以及1.0 - 2.4mm的端部寬度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自充磁馬達，其中，所述尖端部分具有與 所述電極的寬度的22 。/。 - 32 %相對應的突出長度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自充磁馬達，其中，所述尖端部分具有與 所述電極的寬度的11% -35%相對應的寬度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自充磁馬達，其中，所述勵磁電極的寬度、 所述尖端部分的突出長度以及所述尖端部分的寬度以8-9: 2-2.5: 1-2.4的 比率形成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的自充磁馬達，其中，所述勵磁電極的寬度、 所述尖端部分的突出長度以及所述尖端部分的寬度以8.6: 2.3: 1.0的比 率形成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自充磁馬達，其中，在所述勵磁電極的外 圍形成勵磁槽，切掉位于勵磁槽外圍的定子芯的齒，從而增大所述勵磁槽。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自充磁馬達，其中，所述轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在定子的內(nèi)側(cè)，且所逸磁性物質(zhì)形成在所述轉(zhuǎn)子的外表面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的自充磁馬達，其中，所U性物質(zhì)覆蓋 在所述轉(zhuǎn)子的表面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的自充磁馬達，其中，所U性物質(zhì)以圓 柱形形成，#^合到所述轉(zhuǎn)子的外表面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自充磁馬達，其中，所述勵磁線圏的橫截 面與勵磁槽的橫截面的60%或更多的部分相對應。
15. —種自充磁馬達，包括定子，其包括具有多個槽的定子芯，以及纏繞在每個槽上的定子線圏；轉(zhuǎn)子，其通過將電力施加到定子線圏時的互感進行旋轉(zhuǎn)；磁性物質(zhì)，其與所述轉(zhuǎn)子同心地形成，并與所述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)；以及磁化部分，其具有朝所逸磁性物質(zhì)突出的勵磁電極，以及纏繞在所述 勵磁電極外圍以《更磁化所逸磁性物質(zhì)的勵磁線圏，其中，在所ii^磁電極的端部形成有具有2.0-2.5mm的突出長度的 逐漸變小的尖端部分。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的自充磁馬達，其中，所述尖端部分的寬 度是1.0-2.4mm。
17. —種自充磁馬達，包括定子，其包括具有多個槽的定子芯，以及纏繞在每個槽上的定子線團；轉(zhuǎn)子，其通過將電力施加到定子線圏時的互感進行旋轉(zhuǎn)；磁性物質(zhì)，其與所述轉(zhuǎn)子同心地形成，并與所述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)；以及磁化部分，其具有朝所逸磁性物質(zhì)突出的勵磁電極，以及纏繞在所述 勵磁電極外圍以便磁化所逸磁性物質(zhì)的勵磁線圏，其中，在所述勵磁電極的端部形成有具有1.0 - 2.4mm的端部寬度的 逐漸變小的尖端部分。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的自充磁馬達，其中，所述勵磁電極的寬 度是8.0 - 9.0mm,且所述尖端部分具有2.0 - 2.5mm的突出長度。
全文摘要
一種自充磁馬達，其中，磁性物質(zhì)被設(shè)置在轉(zhuǎn)子處，且定子設(shè)置有用于磁化磁性物質(zhì)的磁化部分，磁化部分形成朝磁性物質(zhì)突出的勵磁電極以及在勵磁電極的端部逐漸變小的尖端部分，其中，勵磁電極的寬度、尖端部分的突出長度以及尖端部分的寬度以8-9∶2-2.5∶1-2.4的比率形成，從而增加了磁性物質(zhì)的磁化強度，從而提高了馬達性能。
文檔編號H02K1/14GK101438481SQ200780016738
公開日2009年5月20日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月10日
發(fā)明者樸鎮(zhèn)洙, 李成浩, 金在民 申請人:Lg電子株式會社