馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)及其繞線方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)及其繞線方法，是在馬達(dá)的每一相位極臂群組的第一極臂纏繞第一內(nèi)繞組線圈、第一中繞組線圈與第一外繞組線圈；在第二極臂上纏繞第二內(nèi)繞組線圈、第二中繞組線圈與第二外繞組線圈；在第三極臂纏繞第三內(nèi)繞組線圈、第三中繞組線圈與第三外繞組線圈；串聯(lián)第三內(nèi)繞組線圈、第一中繞組線圈與第二外繞組線圈而組成一第一串聯(lián)線圈組；串聯(lián)第三中繞組線圈、第一外繞組線圈與第二內(nèi)繞組線圈串聯(lián)組成一第二串聯(lián)線圈組；串聯(lián)第三外繞組線圈、第一內(nèi)繞組線圈與第二中繞組線圈組成一第三串聯(lián)線圈組；并聯(lián)第一串聯(lián)線圈組、第二串聯(lián)線圈組與第三串聯(lián)線圈組。本發(fā)明可解決現(xiàn)有機(jī)械繞線方式銅損高，產(chǎn)品性能無(wú)法提升的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)及其繞線方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)及其繞線方法，尤指一種將三個(gè)極臂上的內(nèi)、中與外繞組線圈串聯(lián)后，再與另一組串聯(lián)線圈組并聯(lián)的繞線結(jié)構(gòu)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著時(shí)代的發(fā)展與科技的進(jìn)步，人們的生活水平普遍因而提升，其中，馬達(dá)在人們的生活中扮演了相當(dāng)重要的角色，具體而言，定子為馬達(dá)中不可或缺的機(jī)構(gòu)，馬達(dá)主要是借由定子與轉(zhuǎn)子間的相互感應(yīng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流而轉(zhuǎn)動(dòng)，而定子的制造中，主要是在一定子環(huán)的極臂進(jìn)行導(dǎo)線的纏繞而形成繞組，以于極臂上形成多層的感應(yīng)線圈。
[0003]然而，傳統(tǒng)舊有機(jī)械繞線方式所制作的定子中，其主要采用單根纏繞或是兩根同時(shí)并繞的方式，此馬達(dá)定子繞線全受限于繞線機(jī)本身的設(shè)備能力，以單根纏繞為例，繞線機(jī)最大可使用的線徑可能為2.2_，而改為兩根同時(shí)并繞，則可能需降為1.56_兩根，使得現(xiàn)有的機(jī)械繞線方式受限于繞線機(jī)所能使用繞線的最大線徑，而無(wú)法增加導(dǎo)線的面積而無(wú)法降低電流密度。
[0004]另外，由于無(wú)法降低電流密度，因此以現(xiàn)有機(jī)械繞線的方式所產(chǎn)生的銅損較高，使得現(xiàn)有產(chǎn)品的性能有無(wú)法提升的狀況，且在馬達(dá)作業(yè)時(shí)容易有升溫的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)及其繞線方法，解決現(xiàn)有機(jī)械繞線方式銅損高，產(chǎn)品性能無(wú)法提升的問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于一馬達(dá)，其包含至少一第一相位極臂群組、至少一第二相位極臂群組以及至少一第三相位極臂群組，每一相位極臂群組包含一第一極臂、一第二極臂以及一第三極臂。第一極臂纏繞有一第一內(nèi)繞組線圈、一第一中繞組線圈以及一第一外繞組線圈。第二極臂纏繞有一第二內(nèi)繞組線圈、一第二中繞組線圈以及一第二外繞組線圈。第三極臂纏繞有一第三內(nèi)繞組線圈、一第三中繞組線圈以及一第三外繞組線圈。
[0007]其中，第三內(nèi)繞組線圈、第一中繞組線圈與第二外繞組線圈串聯(lián)連接而組成一第一串聯(lián)線圈組，第三中繞組線圈、第一外繞組線圈與第二內(nèi)繞組線圈串聯(lián)連接而組成一第二串聯(lián)線圈組，而第三外繞組線圈、第一內(nèi)繞組線圈與第二中繞組線圈串聯(lián)連接而組成一第三串聯(lián)線圈組，第一串聯(lián)線圈組與第二串聯(lián)線圈組與第三串聯(lián)線圈組彼此并聯(lián)。
[0008]其中，該馬達(dá)為三相直流無(wú)刷馬達(dá)，且該馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)設(shè)置于該馬達(dá)的一定子。
[0009]其中，該第一串聯(lián)線圈組、該第二串聯(lián)線圈組與該第三串聯(lián)線圈組的阻值相同。
[0010]此外，本發(fā)明還提供一種馬達(dá)繞線方法，應(yīng)用于一馬達(dá)，該馬達(dá)具有至少一第一相位極臂群組、至少一第二相位極臂群組以及至少一第三相位極臂群組，每一相位極臂群組包含一第一極臂、一第二極臂以及一第三極臂，該馬達(dá)繞線方法包含以下步驟:
[0011](a)在第一極臂纏繞出一第一內(nèi)繞組線圈、一第一中繞組線圈以及一第一外繞組線圈；
[0012](b)在第二極臂纏繞出一第二內(nèi)繞組線圈、一第二中繞組線圈以及一第二外繞組線圈；
[0013](C)在第三極臂纏繞出一第三內(nèi)繞組線圈、一第三中繞組線圈以及一第三外繞組線圈；
[0014](d)串聯(lián)第三內(nèi)繞組線圈、第一中繞組線圈與第二外繞組線圈以組成一第一串聯(lián)線圈組；
[0015](e)串聯(lián)第三中繞組線圈、第一外繞組線圈與第二內(nèi)繞組線圈以組成一第二串聯(lián)線圈組；
[0016](f)串聯(lián)第三外繞組線圈、第一內(nèi)繞組線圈與第二中繞組線圈以組成一第三串聯(lián)線圈組；
[0017](g)并聯(lián)第一串聯(lián)線圈組、第二串聯(lián)線圈組與第三串聯(lián)線圈組。
[0018]其中，該馬達(dá)為三相直流無(wú)刷馬達(dá)，且該馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)設(shè)置于該馬達(dá)的一定子。
[0019]其中，該第一串聯(lián)線圈組、該第二串聯(lián)線圈組與該第三串聯(lián)線圈組的阻值相同。
[0020]即上述馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)及其繞線方法的附屬技術(shù)手段的較佳實(shí)施例中，馬達(dá)為三相直流無(wú)刷馬達(dá)，且馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)設(shè)置于馬達(dá)的一定子。另外，第一串聯(lián)線圈組、第二串聯(lián)線圈組與第三串聯(lián)線圈組的阻值相同。
[0021]有鑒于現(xiàn)有機(jī)械繞線方式中，普遍具有銅損高而導(dǎo)致的產(chǎn)品性能無(wú)法提升的問(wèn)題，以及馬達(dá)作業(yè)的升溫問(wèn)題。緣此，本發(fā)明提供一種馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)及其繞線方法，其主要采用單根繞線的方式，將三個(gè)極臂上的內(nèi)、中與外繞組線圈串聯(lián)后，再與另一組串聯(lián)線圈組并聯(lián)。
[0022]因此，借由本發(fā)明所采用的馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)及其繞線方法后，由于是采用單根繞線的方式，因此可在不使用高等級(jí)繞線機(jī)(可纏繞線徑較粗)的狀況下，使用較低階繞線設(shè)備(所使用的最大線徑受限)進(jìn)行繞線，即可使用多并聯(lián)繞組方式來(lái)達(dá)到與高階繞線機(jī)相同功能，進(jìn)而在不受設(shè)備線徑拘束的狀況下，完成多并聯(lián)制作而提升馬達(dá)制造能力。此外，由于可使用多并聯(lián)繞組方式，因此可大幅地降低銅損而提升馬達(dá)的工作效率。
[0023]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0025]圖1A顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的繞組線圈的連接示意圖；
[0026]圖2顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的繞組線圈匝數(shù)相同的波形圖；
[0027]圖2A顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的繞組線圈匝數(shù)不相同的波形圖；
[0028]圖3顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的用馬達(dá)繞線方法的流程示意圖。
[0029]其中，附圖標(biāo)記:
[0030]I 馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)
[0031]111 第一極臂
[0032]1111第一內(nèi)繞組線圈
[0033]Illla第一中繞組線圈
[0034]Illlb第一外繞組線圈
[0035]112 第二極臂
[0036]1121第二內(nèi)繞組線圈
[0037]1121a第二中繞組線圈
[0038]1121b第二外繞組線圈
[0039]113 第三極臂
[0040]1131第三內(nèi)繞組線圈
[0041]1131a第三中繞組線圈
[0042]1131b第三外繞組線圈
[0043]2 馬達(dá)
[0044]100、100a、200、200a、300、300a 波形
[0045]Cl 第一串聯(lián)線圈組
[0046]C2 第二串聯(lián)線圈組
[0047]C3 第三串聯(lián)線圈組
[0048]U、V、W 相位
[0049]SlOl ?S107 步驟
【具體實(shí)施方式】
[0050]由于本發(fā)明所提供的本發(fā)明較佳實(shí)施例的馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)與其繞線方法中，其組合實(shí)施方式不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉一較佳實(shí)施例來(lái)加以具體說(shuō)明。
[0051]請(qǐng)參閱圖1，圖1顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)I應(yīng)用于一馬達(dá)2，而此馬達(dá)2為三相直流無(wú)刷馬達(dá)，且其為3相8極9槽的馬達(dá)，且馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)I設(shè)置于馬達(dá)2的一定子(圖未標(biāo)示)，但在其它實(shí)施例中，馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)I可設(shè)置于轉(zhuǎn)子，且馬達(dá)2可為10極12槽、10極9槽、20極27槽與8極12槽的三相馬達(dá)。
[0052]馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)I包含一第一相位極臂群組(圖未標(biāo)示)、一第二相位極臂群組(圖未標(biāo)示)以及一第三相位極臂群組(圖未標(biāo)示)，具體而言，本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的第一相位極臂群組為圖中所示U相位所組成的群組；而第二相位極臂群組為圖中所示V相位所組成的群組，且第三相位極臂群組系為圖中所示W(wǎng)相位所組成的群組。
[0053]在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一相位極臂群組、第二相位極臂群組以及第三相位極臂群組都包含有三個(gè)極臂，且其線圈的繞線方式均相同，因此在此僅以第一相位極臂群組為例進(jìn)行說(shuō)明。第一相位極臂群組包含一第一極臂111、一第二極臂112以及一第三極臂113，其中，上述第一極臂111、一第二極臂112以及一第三極臂113上線圈的纏繞方式中，滿足N = Ns/ (m*G0D (Ns, Nm)), N為可使用的并聯(lián)數(shù)、m為相數(shù)、Ns為槽數(shù)、Nm為極數(shù)、GOD為最大公約數(shù)。
[0054]第一極臂111纏繞有一第一內(nèi)繞組線圈1111、一第一中繞組線圈Illla以及一第一外繞組線圈1111b，且第一內(nèi)繞組線圈1111所形成的電阻為R1，第一中繞組線圈Illla所形成的電阻為R2，而第一外繞組線圈Illlb所形成的電阻為R3，而上述的繞組線圈的匝數(shù)可為相同或是不相同，因此電阻值可為相同或不同。
[0055]第二極臂112纏繞有一第二內(nèi)繞組線圈1121、一第二中繞組線圈1121a以及一第二外繞組線圈1121b，同樣地，第二內(nèi)繞組線圈1121所形成的電阻為R1，第二中繞組線圈1121a所形成的電阻為R2，而第二外繞組線圈1121b所形成的電阻為R3，而上述的繞組線圈的匝數(shù)可為相同或是不相同，因此電阻值可為相同或不同。
[0056]第三極臂113纏繞有一第三內(nèi)繞組線圈1131、一第三中繞組線圈1131a以及一第三外繞組線圈1131b，同樣地，同樣地，第三內(nèi)繞組線圈1131所形成的電阻為R1，第三中繞組線圈1131a所形成的電阻為R2，而第三外繞組線圈1131b所形成的電阻為R3，而上述的繞組線圈的匝數(shù)可為相同或是不相同，因此電阻值可為相同或不同。
[0057]其中，請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖1A，圖1A顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的繞組線圈的連接示意圖。如圖1A所示，第三內(nèi)繞組線圈1131、第一中繞組線圈Illla與第二外繞組線圈1121b串聯(lián)連接而組成一第一串聯(lián)線圈組Cl。另外，第三中繞組線圈1131a、第一外繞組線圈Illlb與第二內(nèi)繞組線圈1121串聯(lián)連接而組成一第二串聯(lián)線圈組C2，而第三外繞組線圈1131b、第一內(nèi)繞組線圈1111與第二中繞組線圈1121a串聯(lián)連接而組成一第三串聯(lián)線圈組C3。
[0058]此外，第一串聯(lián)線圈組Cl與第二串聯(lián)線圈組C2與第三串聯(lián)線圈組C3彼此并聯(lián)，而第一串聯(lián)線圈組Cl、第二串聯(lián)線圈組C2與第三串聯(lián)線圈組C3的阻值相同，也就是說(shuō)，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，其阻值均為R1+R2+R3，其主要目的在于使各相平衡而不影響馬達(dá)2的運(yùn)轉(zhuǎn)效能。
[0059]具體而言，請(qǐng)一并參閱圖2以及圖2A，圖2顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的繞組線圈匝數(shù)相同的波形圖，圖2A顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的繞組線圈匝數(shù)不相同的波形圖。如圖2所示，波形100、10a代表阻值為Rl的波形，波形200、200a則為阻值為R2的波形，波形300、300a為阻值為R3的波形，其中，在匝數(shù)相同(R1=R2=R3)或是不同(R1 ^ R2 ^ R3)的狀況下，可發(fā)現(xiàn)在采用了本發(fā)明較佳實(shí)施例的馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)I后，其可達(dá)到三相平衡，因而使得本發(fā)明所屬技術(shù)人員可適當(dāng)?shù)嘏渲迷褦?shù)。
[0060]請(qǐng)參閱圖3，圖3顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的用馬達(dá)繞線方法的流程示意圖，其繞線方法包含以下步驟:
[0061]步驟SlOl:在第一極臂纏繞出一第一內(nèi)繞阻線圈、一第一中繞阻線圈以及一第一外繞阻線圈；
[0062]步驟S102:在第二極臂纏繞出一第二內(nèi)繞阻線圈、一第二中繞阻線圈以及一第二外繞阻線圈；
[0063]步驟S103:在第三極臂纏繞出一第三內(nèi)繞阻線圈、一第三中繞阻線圈以及一第三外繞阻線圈；
[0064]步驟S104:串聯(lián)第三內(nèi)繞阻線圈、第一中繞阻線圈與第二外繞阻線圈以組成一第一串聯(lián)線圈組；
[0065]步驟S105:串聯(lián)第三中繞阻線圈、第一外繞阻線圈與第二內(nèi)繞阻線圈以組成一第~■串聯(lián)線圈組；
[0066]步驟S106:串聯(lián)第三外繞阻線圈、第一內(nèi)繞阻線圈與第二中繞阻線圈以組成一第三串聯(lián)線圈組；以及
[0067]步驟S107:并聯(lián)第一串聯(lián)線圈組、第二串聯(lián)線圈組與第三串聯(lián)線圈組。
[0068]其中，在上述步驟SlOl至步驟S103中，以導(dǎo)線纏繞出內(nèi)繞組線圈、中繞組線圈以及外繞組線圈，另外，步驟S104至步驟S106中，可借由線頭端的連接來(lái)進(jìn)行串聯(lián)，且步驟S107可再借由拉出線頭來(lái)進(jìn)行并聯(lián)。此外，上述步驟所產(chǎn)生的馬達(dá)2中，其說(shuō)明皆與圖1所示的相同，因此不再予以贅述。
[0069]此外，在此與先前技術(shù)的繞線方式進(jìn)行比較傳統(tǒng)制作方式制作出8極9槽的馬達(dá)2中，其條件設(shè)定為使用線徑2.2_、電流=200A，配線后電流密度=30A/mm2。其中，傳統(tǒng)的繞線方式無(wú)繞線并聯(lián)數(shù)與路徑數(shù)使用，且設(shè)備最大只能用2.2mm，使其無(wú)法再增加線徑，以增大導(dǎo)線面積而不能夠降低電流密度。
[0070]而本發(fā)明所提供的馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)I與馬達(dá)繞線方法中，同樣制作出8極9槽的馬達(dá)2，其條件設(shè)定為使用線徑2.2mm、電流=200A，配線后電流密度=10A/mm2，由于可以使繞線并聯(lián)數(shù)為三，因此可增加線徑以增大導(dǎo)線面積，進(jìn)而使電流密度剩下10A/mm2。
[0071]綜合以上所述，由于是采用單根繞線的方式，因此可在不使用高等級(jí)繞線機(jī)(可纏繞線徑較粗)的狀況下，使用較低階繞線設(shè)備(所使用的最大線徑受限)進(jìn)行繞線，即可使用多并聯(lián)繞組方式來(lái)達(dá)到與高階繞線機(jī)相同功能，進(jìn)而在不受設(shè)備線徑拘束的狀況下，完成多并聯(lián)制作而提升馬達(dá)制造能力。此外，由于可使用多并聯(lián)繞組方式，因此可大幅地降低銅損而提升馬達(dá)的工作效率。
[0072]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于一馬達(dá)，其特征在于，包含: 至少一第一相位極臂群組、至少一第二相位極臂群組以及至少一第三相位極臂群組，每一相位極臂群組包含: 一第一極臂，纏繞有一第一內(nèi)繞組線圈、一第一中繞組線圈以及一第一外繞組線圈； 一第二極臂，纏繞有一第二內(nèi)繞組線圈、一第二中繞組線圈以及一第二外繞組線圈；以及 一第三極臂，纏繞有一第三內(nèi)繞組線圈、一第三中繞組線圈以及一第三外繞組線圈，該第三內(nèi)繞組線圈、該第一中繞組線圈與該第二外繞組線圈串聯(lián)連接而組成一第一串聯(lián)線圈組，該第三中繞組線圈、該第一外繞組線圈與該第二內(nèi)繞組線圈串聯(lián)連接而組成一第二串聯(lián)線圈組，而該第三外繞組線圈、該第一內(nèi)繞組線圈與該第二中繞組線圈串聯(lián)連接而組成一第三串聯(lián)線圈組，該第一串聯(lián)線圈組與該第二串聯(lián)線圈組與該第三串聯(lián)線圈組彼此并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)，其特征在于，該馬達(dá)為三相直流無(wú)刷馬達(dá)，且該馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)設(shè)置于該馬達(dá)的一定子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一串聯(lián)線圈組、該第二串聯(lián)線圈組與該第三串聯(lián)線圈組的阻值相同。
4.一種馬達(dá)繞線方法，應(yīng)用于一馬達(dá)，其特征在于，該馬達(dá)具有至少一第一相位極臂群組、至少一第二相位極臂群組以及至少一第三相位極臂群組，每一相位極臂群組包含一第一極臂、一第二極臂以及一第三極臂，該馬達(dá)繞線方法包含以下步驟: (a)在該第一極臂纏繞出一第一內(nèi)繞組線圈、一第一中繞組線圈以及一第一外繞組線圈； (b)在該第二極臂纏繞出一第二內(nèi)繞組線圈、一第二中繞組線圈以及一第二外繞組線圈； (C)在該第三極臂纏繞出一第三內(nèi)繞組線圈、一第三中繞組線圈以及一第三外繞組線圈； Cd)串聯(lián)該第三內(nèi)繞組線圈、該第一中繞組線圈與該第二外繞組線圈以組成一第一串聯(lián)線圈組； Ce)串聯(lián)該第三中繞組線圈、該第一外繞組線圈與該第二內(nèi)繞組線圈以組成一第二串聯(lián)線圈組； Cf)串聯(lián)該第三外繞組線圈、該第一內(nèi)繞組線圈與該第二中繞組線圈以組成一第三串聯(lián)線圈組；以及 (g)并聯(lián)該第一串聯(lián)線圈組、該第二串聯(lián)線圈組與該第三串聯(lián)線圈組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的馬達(dá)繞線方法，其特征在于，該馬達(dá)為三相直流無(wú)刷馬達(dá)，且該馬達(dá)繞線結(jié)構(gòu)設(shè)置于該馬達(dá)的一定子。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的馬達(dá)繞線方法，其特征在于，該第一串聯(lián)線圈組、該第二串聯(lián)線圈組與該第三串聯(lián)線圈組的阻值相同。
【文檔編號(hào)】H02K15/085GK104242574SQ201310252832
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】洪聯(lián)馨, 何明特, 陳明祥 申請(qǐng)人:東元電機(jī)股份有限公司