马达转子及其设计方法技术

本发明专利技术提供一种马达转子，包括：金属芯，包括多个金属组件及中心孔，中心孔贯穿金属芯，且金属组件构成转子金属面积总和

【技术实现步骤摘要】
马达转子及其设计方法


[0001]本专利技术为一种马达转子及其设计方法，特别是指一种磁阻马达的转子结构及其设计方法
。

技术介绍

[0002]磁阻马达是一种同步电动机，是利用转子磁阻不均匀而产生的转矩来进行工作，转子是由金属磁性材料以及非金属磁性材料组成，转子没有永久磁铁，也没有绕组，是结构最简单的电机结构之一
。
[0003]在磁阻马达的结构中，磁阻单元影响了整个转子性能，因此是为最重要的结构
。
然而，磁阻单元结构由多种参数所定义，如长度
、
角度
、
位置等，其中各种参数又包括多种不同细部设计参数，每项参数皆互相耦合，且对于马达输出特性皆有显著的影响
。
因此，磁阻马达转子设计的优劣会直接反应在马达整体效能
。
[0004]而在现有的马达转子结构及设计方法中，多数设计者在设计磁阻电机时需要不断反复的设计与验证，并借由非常冗长的设计及验证时间才能得到所设计的马达转子结构
。

技术实现思路

[0005]专利技术所欲解决的课题：
[0006]由上述的
技术介绍
可知，目前马达转子的设计流程非常冗长，造成时间成本过高，且还无法提供一种有效提升马达效能的马达转子结构
。
因此，需要提供一种全新的马达转子结构及其设计方法，使马达达到最佳性能，并在设计流程中给予关键参数的最佳范围，使设计者能大幅减少设计时间
。
[0007]解决课题的技术手段：
[0008]一种马达转子，包括：一金属芯，包括多个金属组件及一中心孔，该中心孔贯穿该金属芯，且该多个金属组件构成一转子金属面积总和
∑A
metal
；以及多个磁阻部，环绕该中心孔设置，该多个磁阻部的每一个包括至少一个磁阻单元，至少一个该磁阻单元贯穿该金属芯，且该多个磁阻部的每一个包括至少一个磁阻单元，至少一个该磁阻单元贯穿该金属芯，且该多个磁阻部的每一个中的至少一个该磁阻单元构成一磁阻单元面积总和
∑A
air
；其中，该磁阻单元面积总和
∑A
air
与该转子金属面积总和
∑A
metal
的总和为一转子有效面积总和，该磁阻单元面积总和
∑A
air
与该转子有效面积总和的比值为一磁障比
K
A
，该磁障比
K
A
的公式为：
[0009][0010]且该磁障比
K
A
符合以下关系式
0.25≤K
A
≤0.5。
[0011]较佳地，该马达转子对应于一马达定子，该马达定子包括一马达极数
P
，该多个磁阻部的每一个包括一中心轴线，该中心轴线连接至该中心孔的一圆心，该多个磁阻部的每一个包括多个该磁阻单元，该多个磁阻单元的总数量为
K
，
K
为大于1的任一自然数，且在该
多个磁阻部的每一个中，该多个磁阻单元对称该中心轴线设置，该多个磁阻单元彼此之间包括一磁阻单元面积比例公差
AP
，该磁阻单元面积比例公差
AP
符合以下关系式：
[0012][0013]较佳地，该马达转子包括一直径
R1，该中心孔包括一直径
R2，该多个磁阻部的每一个包括一中心轴线，该中心轴线连接至该中心孔的一圆心，该多个磁阻部的每一个包括多个该磁阻单元，且在该多个磁阻部的每一个中，该多个磁阻单元包括最靠近该中心孔的一最近磁阻单元，该中心轴线经过该最近磁阻单元的一最近磁阻单元中心，该最近磁阻单元中心与该圆心之间包括一中心距
C
，该中心距
C
包括一中心距系数
CD
，该中心距
C
的公式为：
[0014][0015]该中心距系数
CD
符合以下关系式
0.15≤CD≤0.3。
[0016]较佳地，该多个磁阻部的每一个包括一中心轴线，该中心轴线连接至该中心孔的一圆心，该多个磁阻部的每一个包括多个该磁阻单元，该多个磁阻单元的数量为
K
，
K
为任一自然数，且在该多个磁阻部的每一个中，该多个磁阻单元中第
K
个磁阻单元包括一第
K
个磁阻单元末端，第
K
‑1个磁阻单元包括一第
K
‑1个磁阻单元末端，该第
K
个磁阻单元末端与该第
K
‑1个磁阻单元末端之间的距离为一距离
A1，该中心轴线经过该第
K
个磁阻单元的一第
K
个磁阻单元中心，该中心轴线经过该第
K
‑1个磁阻单元的一第
K
‑1个磁阻单元中心，该第
K
个磁阻单元中心与该第
K
‑1个磁阻单元中心之间的距离为一距离
B1，该距离
A1与该距离
B1相等
。
[0017]另一方面，本专利技术还提供一种马达转子的设计方法，包括以下步骤：计算该马达转子中的一转子金属面积总和
∑A
metal
；计算该马达转子中的一磁阻单元面积总和
∑A
air
；以及设定该马达转子的一磁障比
K
A
符合以下关系式
0.25≤K
A
≤0.5
，其中，该磁障比
K
A
的公式为：
[0018][0019]再者，本专利技术的设计方法进一步包括一以下步骤：设定对应该马达转子的一马达极数
P
；设定该马达转子中多个磁阻部的每一个包括多个磁阻单元，其中，该多个磁阻单元的总数量为
K
，
K
为大于1的任一自然数；以及设定该多个磁阻单元彼此之间包括一磁阻单元面积比例公差
AP
，该磁阻单元面积比例公差
AP
符合以下关系式：
[0020][0021]再者，本专利技术的设计方法进一步包括一以下步骤：设定该马达转子中磁阻部的数量为多个；将该多个磁阻部的每一个所包括的磁阻单元的数量设为多个，其中，该马达转子包括一直径
R1，该马达转子的一中心孔包括一直径
R2；在该多个磁阻部的每一个中设定一中心轴线，该中心轴线连接至该马达转子的一圆心；在该多个磁阻部的每一个中，将该多个磁阻单元中最靠近该圆心的设定为一最近磁阻单元；将该中心轴线经过该最近磁阻单元的中心的点设定为一最近磁阻单元中心；设定该最近磁阻单元中心与该圆心之间的一中心距
C
，该中心距
C
的公式为：
[0022][0023]以及设定该中心距
C
的一中心距系数
CD
，该中心距系数
CD
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种马达转子，其特征在于，包括：一金属芯，包括多个金属组件及一中心孔，该中心孔贯穿该金属芯，且该多个金属组件构成一转子金属面积总和
∑A
metal
；以及多个磁阻部，环绕该中心孔设置，该多个磁阻部的每一个包括至少一个磁阻单元，至少一个该磁阻单元贯穿该金属芯，且该多个磁阻部的每一个中的至少一个该磁阻单元构成一磁阻单元面积总和
∑A
air
；其中，该磁阻单元面积总和
∑A
air
与该转子金属面积总和
∑A
metal
的总和为一转子有效面积总和，该磁阻单元面积总和
∑A
air
与该转子有效面积总和的比值为一磁障比
K
A
，该磁障比
K
A
的公式为：且该磁障比
K
A
符合以下关系式
0.25≤K
A
≤0.5。2.
根据权利要求1所述的马达转子，其特征在于，该马达转子对应于一马达定子，该马达定子包括一马达极数
P
，该多个磁阻部的每一个包括一中心轴线，该中心轴线连接至该中心孔的一圆心，该多个磁阻部的每一个包括多个该磁阻单元，该多个磁阻单元的总数量为
K
，
K
为大于1的任一自然数，且在该多个磁阻部的每一个中，该多个磁阻单元对称该中心轴线设置，该多个磁阻单元彼此之间包括一磁阻单元面积比例公差
AP
，该磁阻单元面积比例公差
AP
符合以下关系式：
3.
根据权利要求1所述的马达转子，其特征在于，该马达转子包括一直径
R1，该中心孔包括一直径
R2，该多个磁阻部的每一个包括一中心轴线，该中心轴线连接至该中心孔的一圆心，该多个磁阻部的每一个包括多个该磁阻单元，且在该多个磁阻部的每一个中，该多个磁阻单元包括最靠近该中心孔的一最近磁阻单元，该中心轴线经过该最近磁阻单元的一最近磁阻单元中心，该最近磁阻单元中心与该圆心之间包括一中心距
C
，该中心距
C
包括一中心距系数
CD
，该中心距
C
的公式为：该中心距系数
CD
符合以下关系式
0.15≤CD≤0.3。4.
根据权利要求1所述的马达转子，其特征在于，该多个磁阻部的每一个包括一中心轴线，该中心轴线连接至该中心孔的一圆心，该多个磁阻部的每一个包括多个该磁阻单元，该多个磁阻单元的数量为
K
，
K
为任一自然数，且在该多个磁阻部的每一个中，该多个磁阻单元中第
K
个磁阻单元包括一第
K
个磁阻单元末端，第
K
‑1个磁阻单元包括一第
K
‑1个磁阻单元末端，该第
K
个磁阻单元末端与该第
K
‑1个磁阻单元末端之间的距离为一距离
A
K
‑1，该中心轴线经过该第
K
个磁阻单元的一第
K
个磁阻单元中心，该中心轴线经过该第
K
‑1个磁阻单元的一第
K
‑1个磁阻单元中心，该第
K
个磁阻单元中心与该第
K
‑1个磁阻单元中心之间的距离为一距离
B
K
‑1，该距离
A
K
‑1与该距离
B
K
‑1相等
。5.
一种马达转子的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：计算该马达转子中的一转子金属面积总和
∑A
metal
；
计算该马达转子中的一磁阻单元面积总和
∑A
air
；以及设定该马达转子的一磁障比
K
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈正虎，姚昱成，林瑞裕，
申请(专利权)人：陈正虎，
类型：发明
国别省市：