無刷直流電動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無刷直流電動機(BLDC MOTOR)，更詳細地講，涉及由電信號而驅動的電動式無刷直流電動機。
【背景技術】
[0002]對于防止如全球變暖那樣的地球環(huán)保、以及對于因化石能源的耗竭而引起的節(jié)能的關心在日?尚漲。
[0003]為此，世界各國不僅在致力于節(jié)能，而且在致力于提高能源利用效率。尤其，世界各國認知對于提高家庭和整個工業(yè)領域能源效率的方案的關鍵而言電動機就是核心要素，因而當前的趨勢是在對高效率電動機的開發(fā)和使用實施規(guī)范化。
[0004]目前，由于電動機使用韓國國內用電量的大致50?60%，因此，若將整個工業(yè)領域所廣泛使用的感應電動機的效率提高4%，則能夠將國家總電力大致節(jié)減2%。這是每年不去建設3.7個核電站亦可的電量。因此，從能源危機或地球環(huán)保的角度來講，電動機的高效率化已成為最為重要的課題。
[0005]另一方面，為了確保高效率和長使用壽命以及可靠度，在車輛的燃料泵等上利用無刷直流電動機(Brushless DC Motor)，尤其，一般在使用無傳感器(sensorless)的無刷直流電動機。
[0006]本申請人曾在專利文獻I等公開無刷直流電動機相關技術且申請專利并已授權。
[0007]另一方面，圖1是根據現有技術的無刷直流電動機的構成圖。
[0008]如圖1中所圖示，無刷直流電動機I包括產生磁場的定子(stator) 2和由定子2所產生的磁場而旋轉的轉子(rotor) 3。
[0009]定子2具有線圈(coil)所卷繞的鐵心4，轉子3上設有永久磁鐵5。
[0010]如圖1中所圖示，在如此構成的根據現有技術的無刷直流電動機I安裝有8個極的情況下，在轉子3上設置8個永久磁鐵5以便與極數對應。
[0011]就如此設置于無刷直流電動機I的轉子3的永久磁鐵5而言，一般適用利用了稀土類(Rare earth resources)元素中的釹(Nd)的 ND 磁鐵。
[0012]與相同大小的其它磁鐵相比，上述ND磁鐵其磁力非常強，因而使用于需要較強的磁力的大部分生活用設備、工業(yè)用設備、以及醫(yī)療用設備等。
[0013]在先技術文獻
[0014]專利文獻
[0015]專利文獻1:韓國授權專利號第10-1251906號(2013年4月8日公告)
[0016]非專利文獻
[0017]非專利文獻1:韓國電氣學會(KIEE)論文集第63卷第4號“考慮了泵用小型無刷直流電動機的成本降低的轉子最優(yōu)化設計”(金會千、鄭泰旭，2013年4月)

【發(fā)明內容】

[0018]所要解決的問題
[0019]然而，在將ND磁鐵適用于無刷直流電動機的情況下，就ND磁鐵而言，比鐵氧體(Ferrite)磁鐵昂貴，且隨原材料的價格偏差和匯率而價格漲落較大。
[0020]由此，為了降低產品的單價，正在開發(fā)適用鐵氧體磁鐵來替代ND磁鐵的技術。
[0021]上述非專利文獻I中公開有考慮了泵用小型無刷直流電動機的成本降低的轉子最優(yōu)化設計技術。
[0022]但在利用如非專利文獻I那樣的技術而將鐵氧體磁鐵適用于無刷直流電動機的情況下，由于發(fā)生性能差異等問題，因此，為了得到相同的性能須加大鐵氧體磁鐵的大小，從而存在無刷直流電動機的大小變大的問題。
[0023]另外，非專利文獻I存在僅能適用于在轉子3的表面附著永久磁鐵5的表面式永磁(Surface permanent magnet, SPM)型無刷直流電動機的問題。
[0024]本發(fā)明旨在解決如上所述的問題，本發(fā)明其目的在于提供一種無刷直流電動機，該無刷直流電動機能夠使安裝于轉子的永久磁鐵的數量減半，并且能夠使性能降低最小化。
[0025]本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠減少永久磁鐵的個數的無刷直流電動機，所述永久磁鐵適用于在轉子內部嵌入永久磁鐵的內置式永磁(Inter1r permanent magnet,IPM)型無刷直流電動機。
[0026]解決問題的方案
[0027]為了達到如上所述的目的，根據本發(fā)明的無刷直流電動機，形成有N個極(N為偶數)，其特征是包括:定子，其在內周面具有線圈所卷繞的多個齒；以及，轉子，其配置于上述定子的內部，且設有個數少于上述N個的永久磁鐵。
[0028]根據本發(fā)明的無刷直流電動機，其特征在于，上述永久磁鐵設有N/2個，且以相同的極朝向外側的方式依次配置上述永久磁鐵。
[0029]根據本發(fā)明的無刷直流電動機，其特征在于，在上述永久磁鐵之間形成有磁化部。
[0030]根據本發(fā)明的無刷直流電動機，其特征在于，上述無刷直流電動機是上述永久磁鐵所嵌入轉子的外周部內側的內置式永磁型無刷直流電動機。
[0031]根據本發(fā)明的無刷直流電動機，其特征在于，上述無刷直流電動機具有與設有上述N個永久磁鐵的電動機相同的相電感，且減少齒槽轉矩。
[0032]根據本發(fā)明的無刷直流電動機，其特征在于，上述永久磁鐵和磁化部各自以相互對稱的方式配置。
[0033]發(fā)明效果
[0034]如上所述，利用根據本發(fā)明的無刷直流電動機，則得到在內置式永磁型無刷直流電動機的轉子上能夠僅設置與極數的一半對應的個數的永久磁鐵的效果。
[0035]由此，根據本發(fā)明，則減少設置于無刷直流電動機的永久磁鐵的個數從而得到能夠節(jié)減制作費用的效果。
[0036]尤其，根據本發(fā)明，則進一步得到如下效果:相較于設置與電動機極數對應的個數的永久磁鐵的場合，能夠使性能降低最小化，并能夠使轉矩脈動和齒槽轉矩反而減少。
【附圖說明】
[0037]圖1是根據現有技術的無刷直流電動機的構成圖。
[0038]圖2是根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例的無刷直流電動機的構成圖。
[0039]圖3是圖2中所圖示的無刷直流電動機的感應電壓曲線圖。
[0040]圖4是圖2中所圖示的無刷直流電動機的齒槽轉矩曲線圖。
[0041]圖5和圖6分別是圖1和圖2中所圖示的無刷直流電動機的磁通密度矢量圖。
[0042]圖7是根據本發(fā)明的另一實施例的無刷直流電動機的轉子的示意圖。
[0043]符號說明
[0044]10一無刷直流電動機，20一定子，21 一齒，30一轉子，31 一永久磁鐵，33一磁化部。
【具體實施方式】
[0045]下面參照附圖詳細說明根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例的無刷直流電動機。
[0046]圖2是根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例的無刷直流電動機的構成圖。
[0047]在本實施例中，雖然利用8極無刷直流電動機進行說明，但需要注意的是，本發(fā)明未必限定于此，本發(fā)明能夠適用于10極、12極無刷直流電動機等而與極數無關。
[0048]如圖2中所圖示，根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例的無刷直流電動機10包括:定子20，其在內周面具有線圈所卷繞的多個齒21 ;以及，轉子30，其配置于定子20的內部，并設有與極數的一半對應的多個永久磁鐵31。
[0049]定子20形成為大致圓筒形，為了產生磁場，能夠在定子20的內周面具有與槽(slot)數對應的多個齒(teeth) 21 ο
[0050]各齒21以預先設定的直徑形成，在各齒21能夠卷繞多匝線圈(未圖示)以便接受電源供給而形成磁場。
[0051]轉子30以能夠旋轉的方式設置于定子20的內側，在轉子30的中央能夠結合輸出由旋轉磁場所產生的動力的旋轉軸。
[0052]轉子30能夠由在將多個盤沿著上下方向排列的狀態(tài)下插入一個旋轉軸的構造所構成。
[0053]在這種轉子30上能夠設置用于產生磁場的多個永久磁鐵31。
[0054]能夠以ND磁鐵來具備永久磁鐵31，所述ND磁鐵是以一定比率混合稀土類元素中的釹(Nd)和鐵(Fe)、硼(B)而制作從而具有強磁性。
[0055]在本實施例中，永久磁鐵31能夠僅安裝無刷直流電動機10的極數的一半，例如僅安裝與8個極的一半對應的個數即4個。
[0056]詳細說明如下。如圖1中所圖示，在