技術名稱

一體式磁性齒輪電機

技術摘要

近年來，低燃料消耗和低污染特性的車輛載具為市場的主流，為實現節約能源與環境保護之目標，必須選用高效率、高性能、低汙染的動力系統，如混合動力汽車（HEV）和電動汽車（EV）等。為了達到此目標，本專利提出一體式磁性齒輪電機，為一個整合磁性齒輪與直流無刷馬達的雙氣隙齒輪馬達，具高功率密度，且可改變馬達之輸出轉速與轉矩性能，如同將齒輪減速機整合於動力馬達中，達成減速增矩之目的，有效降低電動載具動力驅動系統之體積與重量。一體式磁性齒輪電機具有下列優勢：1.高傳動效率與高功率密度；2.省去過渡性動力傳輸機件的使用，構裝空間更為緻密；3.同心式結構運轉更為平穩，降低振動與噪音；4.磁力傳動具備扭矩的過載保護機制；5.磁性齒輪無需潤滑與保養維護。應用上，一體式磁性齒輪電機可廣泛應用於電動車輛、混合動力車輛、電動助力自行車、動力輔助機械手臂、及動力輔助醫療輔具等應用領域。

現有技術描述

現有技術「整合外轉式直流無刷馬達的同心式磁性齒輪減速機」，中華民國專利號：I452825，將磁性齒輪機構與直流無刷馬達的基本構造與作動原理，提出一種新型的整合設計方案，主要特色在於磁性齒輪內轉子結合於馬達的外轉子組件上。

1. 現有單氣隙電機馬達技術是藉由電氣能量輸入定子線圈，產生磁場帶動外轉子磁鐵，使馬達產生扭矩及轉動。
2. 現有同心式雙氣隙磁性齒輪具備磁極對之內轉子、中間調極磁環、及不同磁極對之外轉子等三項主要構件，可達非接觸的動力傳動，具備減速機之功能。
3. 現有三氣隙電機磁性齒輪馬達技術是將永磁式馬達與同心式磁性齒輪結合，在馬達轉子外加一組磁性齒輪，達減速增矩之功能。

現有技術問題及其缺陷描述

現有三氣隙電機磁性齒輪馬達因氣隙磁能損耗高，傳輸效率低，且構裝空間需求較大。本專利所提出的雙氣隙設計可以顯著減少組成的機件數目，降低氣隙磁能損耗以提高傳輸效率，縮減構裝空間，有效地提升功率密度。

本技術發明目的、所欲解決之問題、能提昇的功效

本專利將永磁式馬達的定子與轉子間設計一調磁環，透過非接觸調磁環的磁場調控，使馬達維持高功率密度，且可改變馬達之輸出轉速與轉矩性能，如同將齒輪減速機整合於動力馬達中，達減速增矩之目的，能降低電動載具動力驅動系統之體積與重量，提高電動載具之續航能力。與現有產品或技術比較，本專利具有下述的優勢與特點：

1. 本專利結合磁性齒輪及直流無刷馬達，省去機械齒輪箱、鎖緊零扣件、聯軸器、及變速箱外殼等機件，以更少的機械構件與更簡單的機件外形降低生產成本，提高機電裝置的可靠性，使整體系統更加緊湊緻密，且重量輕。
2. 本專利的同心式結構，可縮短從轉子到輸出軸的動力傳遞路徑，從而降低機構安裝所需的空間，尤其是在該裝置的軸方向其構裝空間更加緻密。
3. 本專利使用磁性齒輪以非接觸的方式傳遞輸入軸和輸出軸之間的扭矩，當轉矩過大時，因磁場耦合區打滑而有過載保護機制，而過載扭矩移除時，磁場耦合區將自動重新接合，不使機件損壞，且無須額外的潤滑與保養維護。

適用產業類別

1. 馬達製造業
2. 車輛載具製造業

聯絡窗口

單位名稱：技轉育成中心

聯絡人：林意茵

電話：06-2360524轉11

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