CN102237739A - 电动机及其定子模块的绕线方法 - Google Patents

Abstract

一种电动机，包括一转子模块、一定子模块及数个相绕线组。定子模块系与转子模块相对设置，且具有一槽体部。此些相绕线组套设于槽体部，且彼此叠设。此些相绕线组分别对应于不同相。各相绕线组包括一第一极绕线组及一第二极绕线组。第一极绕线组及第二极绕线组系相互同心。

Description

电动机及其定子模块的绕线方法

【技术领域】

本发明是有关于一种电动机及其定子模块的绕线方法，且特别是有关于一种可变极的电动机及其定子模块的绕线方法。

【背景技术】

随着马达产业的蓬勃发展，马达的应用系相当地普遍，例如是空调系统、冰箱或洗衣机。另外，变极的概念亦逐步地在马达中实现。举例来说，在例如是需长途运输的冷冻货柜中，变极马达系可依据实际需求来作极数上的切换，藉此改变转速。也就是说，为了让冷冻货柜达到特定的冷度，变极马达可先以高转速的方式运转。待冷冻货柜的冷度足够时，变极马达可切换成以低转速的方式运转，以节省电能的耗费。另外，当双绕组的变极马达的其中一个绕组损坏时，另一个绕组亦可作为备用的绕组来维持马达的运转。

然而，传统的双绕组变极式马达的绕线方式相当地复杂。以下以三相2、4极双绕组的马达来举例说明。于传统的马达的绕线方式中，2极中对应于A相的线圈组、对应于B相的线圈组及对应于C相的线圈组系依序入线。接着，4极中对应于A相的线圈组、对应于B相的线圈组及对应于C相的线圈组再依序入线。换言之，前述的方式系依照极次及相位来进行绕线的作业。由于此些线圈组彼此间具有相互重叠与交错的部份，因此，最后完成绕线的马达系视为具有六组线圈组的结构。

如此一来，除了第一次入线的线圈组之外，其它线圈组在入线时往往需拨开先前已入线的线圈组，方可入线。因此，此种入线方式的复杂度及困难度系相当地高。此外，在进行整线时，线圈组之间往往会相互干涉而摩擦，使得线圈组可能因此而受损。因此，如何提供一种可便于入线与整线，且减少线圈组间的干涉的绕线方式，乃为相关业者努力的课题之一。

【发明内容】

本发明主要系提供一种电动机及其定子模块的绕线方法，其通过绕线方式来达到减少线圈组间的干涉，且降低入线与整线时的复杂度及困难度。如此一来，根据本发明的电动机结构易于导入自动化生产，以降低电动机的设备投资成本。此外，由于电动机的制造成本及时间可有效地减少，因此，根据本发明的电动机的市场上的竞争力可提高。

根据本发明，提出一种电动机，包括一转子模块、一定子模块及数个相绕线组。定子模块系与转子模块相对设置，且具有一槽体部。此些相绕线组套设于槽体部，且彼此叠设。此些相绕线组分别对应于不同相。各相绕线组包括一第一极绕线组及一第二极绕线组。第一极绕线组及第二极绕线组系相互同心。

根据本发明，再提出一种电动机的定子模块的绕线方法，包括以下的步骤：(a)环绕对应于一第一相的一第一相绕线组的一第一极绕线组于一定子模块的一槽体部；(b)环绕对应于第一相的第一相绕线组的一第二极绕线组于槽体部，第一极绕线组及第二极绕线组系相互同心；(c)环绕对应于一第二相的一第二相绕线组的另一第一极绕线组于槽体部，第二相绕线组的另该第一极绕线组所入槽体部的槽，与第一相绕线组所入槽体部的槽，系有部份相同；以及(d)环绕对应于第二相的第二相绕线组的另一第二极绕线组于槽体部，第二相绕线组的另该第二极绕线组所入槽体部的槽，与第一相绕线组所入槽体部的槽，系有部份相同，且另该第一极绕线组及另该第二极绕线组系相互同心。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1A及图1B绘示根据本发明一较佳实施例的电动机的绕线示意图。

图2绘示对应于第一相绕线组的第一极绕线组与第二极绕线组的局部立体图。

图3绘示根据本发明一较佳实施例的定子模块的绕线方法的流程图。

【主要组件符号说明】

1～24：槽

200：电动机

210：转子模块

220：定子模块

230A：第一相绕线组

230A1、230B1、230C1：第一极绕线组

230A2、230B2、230C2：第二极绕线组

230B：第二相绕线组

230C：第三相绕线组

250：绝缘层

N11、N12、N13、N21、N22、N23：出口线

R1～R16：端点

S301～S311：流程步骤

T：槽体部

【具体实施方式】

本发明所揭露的种电动机包括转子模块、定子模块及数个相绕线组。定子模块与转子模块系相对设置(如内转子外定子或外转子内定子)，且具有槽体部。此些相绕线组套设于槽体部，且彼此叠设。此些相绕线组分别对应于不同相。各相绕线组包括第一极绕线组及第二极绕线组，第一极绕线组及第二极绕线组系相互同心。

以下系举出实施例，配合图式详细地说明本发明的电动机。然而，熟悉此技艺者当可明了，此些图式与文字仅为说明的用，并不会对本发明的欲保护范围造成限缩。

请参照图1A及图1B，其绘示根据本发明一较佳实施例的电动机200的绕线示意图。以下系以电动机200系为三相单一倍数变极双绕组的电动机为例说明。电动机200的极次例如是可变化为2极或4极，且包括转子模块210、定子模块220及数个相绕线组。此些相绕线组分别对应于不同相。于本实施例中，此些相绕线组与其所对应的不同相系为三相。举例来说，此些相绕线组例如是包括第一相绕线组230A、第二相绕线组230B及第三相绕线组230C，且分别对应于第一相(例如是A相)、第二相(例如是B相)及第三相(例如是C相)。

定子模块220系与转子模块210相对设置，且具有槽体部T，于此实施例中，因电动机200为内转子式，故定子模块220环绕转子模块210设置，然不以此为限。为了便于说明，此处的电动机200的槽体部T是以具有24个槽为例，并分别以1～24标示。另外，在图1B中，N11、N12及N13用以表示对应于2极的线圈组的出口线，且N21、N22及N23用以表示对应于4极的线圈组的出口线。再者，图1B中的左右两侧的端点R1～R15表示相互连接的点。

第一相绕线组230A系对应于第一相(例如是A相)，且套设于槽体部T。第一相绕线组230A包括第一极绕线组230A1及第二极绕线组230A2。第一极绕线组230A1例如是对应于2极，且包括四股线圈组。其中两股线圈组例如是沿着顺时针方向分别套设于槽1～12及槽2～11，且另外两股线圈组例如是沿着逆时针方向分别套设于槽13～24及槽14～23。再者，第二极绕线组230A2例如是对应于4极，且包括四股线圈组，此四股线圈组例如是沿着顺时针方向分别套设于槽3～10、槽4～9、槽15～22及槽16～21。再者，第一相绕线组230A的绕线距离系横跨整个定子模块220的槽体部T。

第二相绕线组230B系对应于第二相(例如是B相)。第二相绕线组230B套设于槽体部T。第二相绕线组230B包括第一极绕线组230B1及第二极绕线组230B2。第一极绕线组230B1例如是对应于2极，且包括四股线圈组。其中两股线圈组例如是沿着顺时针方向分别套设于槽5～16及槽6～15，且另外两股线圈组例如是沿着逆时针方向分别套设于槽17～4及槽18～3。再者，第二极绕线组230B2例如是对应于4极，且包括四股线圈组，此四股线圈组例如是沿着顺时针方向分别套设于槽7～14、槽8～13、槽19～2及槽20～1。第二相绕线组230B的第一极绕线组230B1套设入槽3、4、15及16时，系叠设于第一相绕线组230A的第二极绕线组230A2上，且第二相绕线组230B的第二极绕线组230B2套设入槽1、2、13及14时，系叠设于第一相绕线组230A的第一极绕线组230A1上。再者，第二相绕线组230B的绕线距离系横跨整个定子模块220的槽体部T。

第三相绕线组230C系对应于第三相(例如是C相)。第三相绕线组230C套设于槽体部T。第三相绕线组230C包括第一极绕线组230C1及第二极绕线组230C2。第一极绕线组230C1例如是对应于2极，且包括四股线圈组。其中两股线圈组例如是沿着顺时针方向分别套设于槽9～20及槽10～19，且另外两股线圈组例如是沿着逆时针方向分别套设于槽21～8及槽22～7。再者，第二极绕线组230C2例如是对应于4极，且包括四股线圈组，此四股线圈组例如是沿着顺时针方向分别套设于槽11～18、槽12～17、槽23～6及槽24～5。第三相绕线组230C的第一极绕线组230C1套设入槽9、10、21及22时，系叠设于第一相绕线组230A的第二极绕线组230A2上，且套设入槽7、8、19及20时，系叠设于第二相绕线组230B的第二极绕线组230B2上。第三相绕线组230C的第二极绕线组230C2套设入槽11、12、23及24时，系叠设于第一相绕线组230A的第一极绕线组230A1上，且套设入槽5、6、17及18时，系叠设于第二相绕线组230B的第一极绕线组230B1上。再者，第三相绕线组230C的绕线距离系横跨整个定子模块220的槽体部T。

于第一相绕线组230A中，套设于槽1～12、槽2～11、槽3～10及槽4～9的四股线圈组所跨越的槽的个数系分别为12、10、8及6个，因此，套设于槽1～12的线圈组所形成的内部空间系可容置套设于槽2～11、槽3～10及槽4～9的线圈组，套设于槽2～11的线圈组所形成的内部空间系可容置套设于槽3～10及槽4～9的线圈组，且套设于槽3～10的线圈组所形成的空间系可容置套设于槽4～9的线圈组，通过该四股线圈由大至小方式设置，使彼此之间并未有交错的部份，且使该四股线圈均位于同一层上，但是，图1A中为方便说明，故有内外层的分，实际上该四股线圈系位于同一层，例如图2所示。如此一来，套设于槽1～12、槽2～11、槽3～10及槽4～9的四股线圈系相互同心。另外，套设于槽13～24、槽14～23、槽15～22及槽16～21的四股线圈组所跨越的槽的个数系分别为12、10、8及6个，因此，套设于槽13～24的线圈组所形成的内部空间系可容置套设于槽14～23、槽15～22及槽16～21的线圈组，套设于槽14～23的线圈组所形成的内部空间系可容置套设于槽15～22及槽16～21的线圈组，且套设于槽15～22的线圈组所形成的空间系可容置套设于槽16～21的线圈组，使得此四股线圈组彼此之间并无重叠的部份。如此一来，套设于槽13～24、槽14～23、槽15～22及槽16～21的四股线圈系相互同心。以第一相绕线组230A的各个线圈组的配置来说，第一极绕线组230A1及第二极绕线组230A2系相互同心，而可视为同一组结构。

基于类似于上述同样的架构，第二相绕线组230B的第一极绕线组230B1及第二极绕线组230B2系相互同心，而可一起入线。另外，第三相绕线组230C的第一极绕线组230C1及第二极绕线组230C2系相互同心，亦可一同入线。如此一来，本实施例的第一相绕线组230A、第二相绕线组230B及第三相绕线组230C套设于槽体部T时，第一相绕线组230A、第二相绕线组230B及第三相绕线组230C系组成三组绕线组结构。相较于传统中具有六组线圈组的电动机，本实施例的电动机200的线圈组较少，而减少线圈组间的相互干涉。此外，线圈组于绕线时的困难度及复杂度亦可对应地减少。

另外，一般来说，不同相之间需相互绝缘，电动机始可顺利地运转。因此，本实施例的电动机200更包括两个绝缘层250，分别配置于对应于第一相的第一相绕线组230A与对应于第二相的第二相绕线组230B之间，与对应于第二相的第二相绕线组230B与对应于第三相的第三相绕线组230C之间。由于传统中具有六组线圈组的电动机至少需放置四个绝缘层，因此，本实施例的电动机200可配置较少的绝缘层，使得制造工时及材料成本可有效地减少。

以下进一步以上述的电动机200作为例子来说明本实施例的定子模块的绕线方法。

请更参照图3，其绘示根据本发明一较佳实施例的定子模块的绕线方法的流程图。于步骤S301中，环绕对应于第一相的第一相绕线组230A的第一极绕线组230A1于定子模块220的槽体部T。第一极绕线组230A1例如是对应于2极，且包括四股线圈组。步骤S301包括以下的步骤：沿着顺时针方向分别环绕其中两股线圈组于槽体部T的槽1～12及槽2～11；以及沿着逆时针方向分别环绕另外两股线圈组于槽13～24及槽14～23。也就是说，第一极绕线组230A1中的一部份的线圈组的绕线方向相反于另一部份的股线圈组的绕线方向。

接着，于步骤S303中，环绕对应于第一相的第一相绕线组230A的第二极绕线230A2组于槽体部T。第二极绕线组230A2例如是对应于4极，且包括四股线圈组。步骤S303包括以下的步骤：沿着顺时针方向分别环绕四股线圈组于槽3～10、槽4～9、槽15～22及槽16～21。如此一来，步骤S301中所提供的第一极绕线组230A1及步骤S303中所提供的第二极绕线组230A2系相互同心，而可视为同一组结构。

然后，于步骤S305中，环绕对应于第二相的第二相绕线组230B的第一极绕线组230B1于槽体部T。第一极绕线组230B1例如是对应于2极，且包括四股线圈组。步骤S305包括以下的步骤：沿着顺时针方向分别环绕其中两股线圈组于槽5～16及槽6～15；以及沿着逆时针方向分别环绕另外两股线圈组于槽17～4及槽18～3。也就是说，第一极绕线组230B1中的一部份的线圈组的绕线方向相反于另一部份的股线圈组的绕线方向。此外，第二相绕线组230B的第一极绕线组230B1所入槽体部T的槽，与第一相绕线组230A所入槽体部T的槽，系有部份相同。

接着，于步骤S307中，环绕对应于第二相的第二相绕线组230B的第二极绕线组230B2于槽体部T。第二极绕线组230B2例如是对应于4极，且包括四股线圈组。步骤S307包括以下的步骤：沿着顺时针方向分别环绕四股线圈组于槽7～14、槽8～13、槽19～2及槽20～1。如此一来，步骤S305中所提供的第一极绕线组230B1及步骤S307中所提供的第二极绕线组230B2系相互同心，而可视为同一组结构。此外，第二相绕线组230B的第二极绕线组230B2所入槽体部T的槽，与第一相绕线组230A所入槽体部T的槽，系有部份相同。

然后，于步骤S309中，环绕对应于第三相的第三相绕线组230C的第一极绕线组230C1于槽体部T。第一极绕线组230C1例如是对应于2极，且包括四股线圈组。步骤S309包括以下的步骤：沿着顺时针方向分别环绕线圈组于槽9～20及槽10～19；以及沿着逆时针方向分别环绕另外两股线圈组于槽21～8及槽22～7。也就是说，第一极绕线组230C1中的一部份的线圈组的绕线方向相反于另一部份的股线圈组的绕线方向。第三相绕线组230C的第一极绕线组230C1所入槽体部T的槽，系部份相同于第一相绕线组230A所入槽体部T的槽，且部份相同于第二相绕线组230B所入槽体部T的槽。

接着，于步骤S311中，环绕对应于第三相的第三相绕线组230C的第二极绕线组230C2于槽体部T。第二极绕线组230C2例如是对应于4极，且包括四股线圈组。步骤S311包括以下的步骤：沿着顺时针方向分别环绕四股线圈组于槽11～18、槽12～17、槽23～6及槽24～5。如此一来，步骤S309中所提供的第一极绕线组230C1及步骤S311中所提供的第二极绕线组230C2系相互同心，而可视为同一组结构。第三相绕线组230C的第二极绕线组230C2所入槽体部T的槽，系部份相同于第一相绕线组230A所入槽体部T的槽，且部份相同于第二相绕线组230B所入槽体部T的槽。

经由上述步骤S301～S311的执行，定子模块220系可完成绕线，且仅具有三组线圈组。

本发明上述实施例所揭露的电动机及其定子模块的绕线方法，其将对应于同一相的不同极的线圈组一次绕完，并使得同一相的线圈组系构成同一组结构。如此一来，本实施例的电动机的线圈组间的干涉可减少，使得入线与整线时的复杂度及困难度可降低。本实施例的电动机易于导入自动化生产，使得电动机的设备投资成本可降低约50％。此外，由于电动机的制造成本及时间可有效地减少，因此，本实施例的电动机的市场上的竞争力可提高。再者，在配置绝缘层时的数量及困难度亦可减少。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种电动机，包括：

一转子模块；以及

一定子模块，其与该转子模块相对设置，且具有一槽体部；

多个相绕线组，套设于该槽体部，且彼此叠设，该相绕线组分别对应于不同相，各该相绕线组包括一第一极绕线组及一第二极绕线组，该第一极绕线组及该第二极绕线组系相互同心。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，更包括：

一绝缘层，配置于该些相绕线组中相邻的二者之间。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，该些相绕线组与其所对应的不同相系为三相。

4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，该第一极绕线组包括多股线圈组，一部份的该些股线圈组的绕线方向系相反于另一部份的该些股线圈组的绕线方向。

5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，各该相绕线组的绕线距离系横跨整个该定子模块的该槽体部。

6.一种电动机的定子模块的绕线方法，包括：

(a)环绕对应于一第一相的一第一相绕线组的一第一极绕线组于一定子模块的一槽体部；

(b)环绕对应于该第一相的该第一相绕线组的一第二极绕线组于该槽体部，该第一极绕线组及该第二极绕线组系相互同心；

(c)环绕对应于一第二相的一第二相绕线组的另一第一极绕线组于该槽体部，该第二相绕线组的另该第一极绕线组所入该槽体部的槽，与该第一相绕线组所入该槽体部的槽，系有部份相同；以及

(d)环绕对应于该第二相的该第二相绕线组的另一第二极绕线组于该槽体部，该第二相绕线组的另该第二极绕线组所入该槽体部的槽，与该第一相绕线组所入该槽体部的槽，系有部份相同，且另该第一极绕线组及另该第二极绕线组系相互同心。

7.根据权利要求6所述的绕线方法，其特征在于，该第一相绕线组的该第一极绕线组包括多股线圈组，该步骤(a)系以一部份的该些股线圈组的绕线方向相反于另一部份的该些股线圈组的绕线方向来执行。

8.根据权利要求6所述的绕线方法，其特征在于，该第二相绕线组的该第一极绕线组包括多股线圈组，该步骤(c)系以一部份的该些股线圈组的绕线方向相反于另一部份的该些股线圈组的绕线方向来执行。

9.根据权利要求6所述的绕线方法，其特征在于，更包括：

(e)环绕对应于一第三相的一第三相绕线组的再另一第一极绕线组于该槽体部，该第三相绕线组的再另该第一极绕线组所入该槽体部的槽，系部份相同于该第一相绕线组所入该槽体部的槽，且部份相同于该第二相绕线组所入该槽体部的槽；以及

(f)环绕对应于该第三相的该第三相绕线组的再另一第二极绕线组于该槽体部，该第三相绕线组的再另该第二极绕线组所入该槽体部的槽，系部份相同于该第一相绕线组所入该槽体部的槽，且部份相同于该第二相绕线组所入该槽体部的槽，且该第三相绕线组的再另该第一极绕线组及再另该第二极绕线组系相互同心。

10.根据权利要求9所述的绕线方法，其特征在于，该第三相绕线组的再另该第一极绕线组包括多股线圈组，该步骤(e)系以一部份的该些股线圈组的绕线方向相反于另一部份的该些股线圈组的绕线方向来执行。

Images