CN114448117B - 马达及其发夹形导线定子 - Google Patents

Abstract

一种发夹形导线马达定子包含铁芯、多个插槽、第一发夹形导线以及温度传感器。圆环型铁芯定义一转子容纳空间。多个插槽位于铁芯上，且每一插槽沿铁芯的径向远离转子容纳空间，用以容纳多层发夹形导线。每一插槽具有侧开口紧邻转子容纳空间。该些个插槽的其中至少一者为一温度传感器容置槽。第一发夹形导线位于温度传感器容置槽且靠近温度传感器容置槽的侧开口。温度传感器位于温度传感器容置槽的侧开口与第一发夹形导线之间，温度传感器大于温度传感器容置槽的侧开口，使得温度传感器被包覆于温度传感器容置槽内。

Description

马达及其发夹形导线定子

技术领域

本发明关于一种马达及其定子，特别是关于一种发夹形导线定子及其马达。

背景技术

现有马达的运作控制受限于温度传感器的量测偏差，只能抓一个较大的假设温差当作温度保护，往往在马达运作控制上过于保守。现有的马达定子无适当的温度传感器容置空间，使温度传感器能较准确的量测到马达运作时的热点。有鉴于此，马达制造厂商积极找寻方案能减少马达运作时量测的温差，更有效的控制马达运作与提高马达的性能。

发明内容

本发明提出一种发夹形导线定子，解决先前技术的问题。

根据本发明的一实施例，一种发夹形导线马达定子包含铁芯、多个插槽、第一发夹形导线以及温度传感器。铁芯为一圆环型，用以定义一转子容纳空间于铁芯的中心。多个插槽位于铁芯上，且在圆周方向上环绕转子容纳空间，每一插槽沿铁芯的径向远离转子容纳空间，用以容纳多层发夹形导线。每一插槽具有侧开口紧邻转子容纳空间。该些个插槽的其中至少一者为一温度传感器容置槽。第一发夹形导线位于温度传感器容置槽且靠近温度传感器容置槽的侧开口。温度传感器位于温度传感器容置槽的侧开口与第一发夹形导线之间，温度传感器大于温度传感器容置槽的侧开口，使得温度传感器被包覆于温度传感器容置槽内。

根据本发明另一实施例，一种马达包含转子、铁芯、多个插槽、温度传感器、第一发夹形导线以及第二发夹形导线。圆环型的铁芯定义一转子容纳空间，用以容置转子。多个插槽位于铁芯上，且在圆周方向上环绕转子容纳空间，每一插槽径向地远离转子，用以容纳多层发夹形导线，其中该些个插槽的其中至少一者为一温度传感器容置槽。温度传感器配置于温度传感器容置槽内，其中温度传感器容置槽沿该铁芯的径向是狭长的且包括两端，温度传感器位于两端的一端。第一发夹形导线位于温度传感器容置槽紧邻温度传感器，第一发夹形导线具有一温度传感器容置区段用以热接触温度传感器。第二发夹形导线紧邻第一发夹形导线且远离温度传感器，其中第二发夹形导线全区段皆具有相同的截面形状，温度传感器容置区段与第二发夹形导线具有不同的截面形状，但具有相同或接近相同的截面积。

根据本发明的另一实施例，一种马达，包含转子、铁芯、多个插槽以及温度传感器。圆环型的铁芯定义一转子容纳空间，用以容置转子，其中铁芯包含一插入侧与一延伸侧。多个插槽位于铁芯上，且在圆周方向上环绕转子容纳空间，每一插槽沿铁芯的径向远离转子，用以容纳多层发夹形导线，其中该些个插槽的其中至少一者为一温度传感器容置槽。温度传感器位于温度传感器容置槽内的铁芯内部，介于插入侧与延伸侧之间，用以量测马达的一热点。

综上所述，本发明的发夹形导线定子及其马达，由温度传感器容置槽的设计，使温度传感器能配置于定子内适当的位置，借以量测到运作时温度的热点。温度传感器容置槽内紧邻温度传感器的发夹形导线，与其它发夹形导线相比，其截面形状不同，半圆弧的导线缺口，将有助于降低温度传感器与导线之间的热阻，且维持其相同或接近相同的截面的面积，保持与其他发夹形导线相同的电流密度，避免制造出异常的热点。借由更准确量测到马达运作时的温度热点，能更佳的控制马达的运作效能与风险，进而提高马达运作时的极限性能。

以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本发明的技术方案提供更进一步的解释。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1A为绘示本发明实施例的马达的一侧的截面图；

图1B为绘示本发明实施例的马达的另一侧的截面图；

图2为绘示本发明实施例的的马达定子铁芯的立体图；

图3为绘示图2的铁芯的局部放大图；

图4为绘示本发明实施例的的马达定子的侧视图；

图5为绘示本发明实施例的的马达定子的局部放大图；

图6为绘示本发明实施例的的马达定子的截面示意图；

图7为绘示本发明实施例的的发夹形导线的立体图；

图8为绘示图7的发夹形导线的局部放大图；

图9为绘示本发明实施例的的温度传感器容置槽的俯视图；

图10为绘示本发明实施例的的温度传感器容置槽的另一视角的俯视图；以及

图11为绘示本发明实施例的马达的部份截面示意图。

其中附图标记为：

200:马达

100:马达定子

110:铁芯

110a:铁芯的插入侧

110b:铁芯的延伸侧

112:插槽

112a:温度传感器容置槽

112b:温度传感器容置槽

113:井部

113a:井部的开口

113b:井部的底部

114:通孔部

115:唇部

115a:侧开口

120:发夹形导线

120a:第一发夹形导线

120b:第二发夹形导线

121:第一发夹形导线的温度传感器容置区段

121a:第一发夹形导线的温度传感器容置区段的弧形内凹侧

122:第一发夹形导线的插入侧区段

123:第一发夹形导线的区段

140:铁芯的径向

141:铁芯的轴向

142:铁芯的圆周方向

145:温度传感器

145a:温度传感器的量测导线

145b:温度传感器的弧形凸出侧

150:转子容纳空间

180:转子

D1:第一发夹形导线的宽度

D2:第二发夹形导线的宽度

W1:温度传感器容置槽在配置第一发夹形导线的宽度

W2:温度传感器容置槽在配置第二发夹形导线的宽度

W3:侧开口宽度

W4:温度传感器容置槽在配置第一发夹形导线的宽度

W5:温度传感器容置槽在配置温度传感器的宽度

具体实施方式

为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的图式及以下所述各种实施例，图式中相同的号码代表相同或相似的组件。另一方面，众所周知的组件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。于实施方式与申请专利范围中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则『一』与『该』可泛指单一个或多个。

请参照图1A、1B，其绘示本发明实施例的马达的两相对侧的截面图。马达200包含一定子100以及一转子180。当定子100通电激磁时，驱动其内部的转子180转动。当马达200运作时，定子100与转子180的温度会显着提高，即使马达200在冷却下(例如使用液冷系统冷却马达)，马达内部仍会有许多无法实时降温的热点(例如定子100内部无法实时降温的热点)。若马达200运作时无法量测这些热点的实际温度，不利于马达或冷却控制，影响到马达的运作性能。

请同时参照图2、图3，图2绘示本发明实施例的马达定子铁芯的立体图，图3系绘示图2的铁芯的局部放大图。圆环型的铁芯110定义一转子容纳空间150，用以容置转子180(参照图1)。铁芯110包含一插入侧110a与一延伸侧110b，分别为铁芯110的二相反侧。铁芯110具有多个插槽112在圆周方向142上环绕转子容纳空间150。每一插槽112沿铁芯110的径向140延伸远离转子容纳空间150，用以容纳多层发夹形导线(参照图1绘示多层发夹形导线)。每一插槽112具有侧开口115a紧邻转子容纳空间150，且每一插槽112中的空间可经侧开口115a连通至转子容纳空间150。每一插槽112沿轴向141贯穿铁芯110，侧开口115a亦沿轴向141延伸。

铁芯110的多个插槽112其中至少一者为一温度传感器容置槽112a。温度传感器容置槽112a为放置温度传感器而在结构上不同于其他插槽112，于以下段落将详细讨论。

请同时参照图4、图5，图4绘示本发明实施例的的马达定子的侧视图；图5绘示本发明实施例的的马达定子的局部放大图。铁芯110的多个插槽112供发夹形导线120沿铁芯的轴向141从插入侧110a置入并从延伸侧110b(请同时参阅图2)穿出。这些个插槽112其中之一者设计为温度传感器容置槽112a。温度传感器容置槽112a除了容置发夹形导线外，也容置温度传感器145。温度传感器145紧邻温度传感器容置槽112a的侧开口115a。第一发夹形导线120a为紧邻温度传感器145的导线，相较于其他的发夹形导线有结构上不同设计，以配合槽内容置温度传感器。温度传感器145配置于温度传感器容置槽112a内靠近转子容纳空间150，可被夹持位于侧开口115a与第一发夹形导线120a之间，在马达运作时的震动对其的影响较低。温度传感器145可由量测导线145a电连接至马达的控制器，以传输量测结果供马达的控制器使用。温度传感器容置槽112a与其他插槽112所具有的轮廓不同(例如温度感测器容置槽112a部份拓宽以容置温度感测器145)，但在铁芯110的径向140上维持相等的长度，此设计可减低温度传感器容置槽112a对马达定子性能的影响。温度传感器145大于侧开口115a，使得温度传感器145被包覆于温度传感器容置槽112a内，避免温度传感器145延伸入转子空间150与转子180接触而造成损坏。在本实施例中，温度传感器145为一长条型传感器或一负温度系数热敏电阻，但不以此为限。

请参照图6，其绘示本发明实施例的的马达定子的截面示意图，放大显示传感器容置槽112a容置温度传感器145与发夹形导线的截面。传感器容置槽112a的侧开口115a具有二唇部115，从温度传感器容置槽112a的二侧延伸朝彼此靠近，进而定义一开口宽度W3。开口宽度W3小于温度传感器容置槽112a的二侧之间的宽度(W1或W2)，使得温度传感器145被包覆于温度传感器容置槽内。

温度传感器容置槽112a沿铁芯的径向140是狭长的，且具有垂直径向的宽度(W1,W2)。温度传感器容置槽112a的宽度沿径向140改变。例如，温度传感器容置槽112a靠近转子容纳空间150的宽度W1大于远离转子容纳空间150的宽度W2。又例如，温度传感器容置槽在配置第一发夹形导线120a的宽度W1大于温度传感器容置槽在配置温度传感器145的侧开口宽度W3，亦大于温度传感器容置槽在配置第二发夹形导线120b的宽度W2。

传感器容置槽112a除了容纳温度传感器145外，还容纳第一发夹形导线120a、第二发夹形导线120b以及其他发夹形导线120。第一发夹形导线120a紧邻温度传感器145且靠近侧开口115a。第二发夹形导线120b紧邻第一发夹形导线120a且远离温度传感器145，在相对温度传感器145紧邻第一发夹形导线120a的另一侧。第一发夹形导线120a与第二发夹形导线120b具有不同的截面形状，但具有相同或接近相同的截面积，借以维持相近的电流密度。

在本实施例中，第一发夹形导线120a与第二发夹形导线120b具有近似四边形的截面，且第一发夹形导线的宽度D1大于第二发夹形导线的宽度D2，但不以此为限。温度传感器145具有一弧形凸出侧145b，其热接触于第一发夹形导线120a。第一发夹形导线120a具有一对应的弧形内凹侧121a，用以容纳温度传感器145的弧形凸出侧145b。在本实施例中，第一发夹形导线120a的弧形内凹侧121a可以是一半圆弧的导线缺口，但不以此为限。

请参照图7、图8，图7绘示本发明实施例的的发夹形导线的立体图，图8绘示图7的发夹形导线的局部放大图。第一发夹形导线120a具有一温度传感器容置区段121用以接触温度传感器。温度传感器容置区段121具有一弧形内凹侧121a用以容纳温度传感器的弧形凸出侧。在本实施例中，图6的第一发夹形导线120a的截面即是第一发夹形导线120a的温度传感器容置区段121的截面。第一发夹形导线120a的其余区段(122、123)的截面与温度传感器容置区段121的截面具有不同的截面形状，但具有相同或接近相同的截面积，借以维持相近的电流密度。第一发夹形导线120a的插入侧区段122与其他区段123的截面相同于图6的第二发夹形导线120b或其他发夹形导线120的截面。在一实施例中，第一发夹形导线120a为一中性导线(即连接电中性端的导线)，但不以此为限。第二发夹形导线120b或其他发夹形导线120并无上述温度传感器容置区段的设计，因此导线的全区段皆具有相同或接近相同的截面形状与面积。

请同时参照图9、图10，图9绘示本发明实施例的的温度传感器容置槽的俯视图；图10绘示本发明实施例的的温度传感器容置槽的另一视角的俯视图。温度传感器容置槽112a包含一通孔部114与位于通孔部114旁边的空间配置为井部113，井部113可有多个部分如图9所绘示。通孔部114用以供一发夹形导线从铁芯的插入侧置入通孔部114并从铁芯的延伸侧穿越出通孔部114。换言之，通孔部114即是温度传感器容置槽的发夹形导线容置空间。井部113的开口113a位于铁芯的插入侧，井部113的底端或底部113b位于铁芯内部介于插入侧与延伸侧之间，温度传感器145位于或邻近于井部113的底部113b(请同时参照第2、5图)。当马达运作时，温度传感器145用以感测靠近井部113的底部113b的温度热点。第一发夹形导线120a的温度传感器容置区段121(请同时图7、图8)的部份亦容置于井部113内。井部113内构成一长条型空间，长条型空间的第一端位于铁芯的插入侧(即井部113的开口113a)，长条型空间的第二端位于铁芯的内部(位于或邻近于井部113的底部113b)。温度传感器145可位于长条型空间的第二端。

请同时参照图1A、图1B、图2、图9、图10，温度传感器容置槽112a因具有上述井部113的设计，使其槽截面积在铁芯的插入侧110a的截面积大于在铁芯的延伸侧110b的截面积(具体参照图1A、图1B的温度传感器容置槽112a的部份放大图)。温度传感器容置槽112a的槽截面积在井部113的底部113b的区段由插入侧110a的截面积减小为延伸侧110b的截面积，使得温度传感器容置槽112a在铁芯的延伸侧110b的槽截面积与形状皆与其他插槽112的槽截面积与形状相同或接近相同(具体参照图1B的部份放大图)。井部113的底部113b的区段在径向140上靠近转子容纳空间150，用以容置上述的温度传感器145，感测靠近的温度热点。

请参照图11，其绘示本发明实施例的马达的部份截面示意图。此图式所绘的温度传感器容置槽112b不同前述的温度传感器容置槽112a之处在于，温度传感器145与第一发夹形导线120a位于温度传感器容置槽112b远离转子180的一端，而非靠近转子180的一端。温度传感器容置槽112b在配置第一发夹形导线120a的宽度W4大于温度传感器容置槽在配置温度传感器145的宽度W5。温度传感器容置槽112b与其他温度传感器容置槽112在铁芯110的径向140上具有相等的长度，第一发夹形导线120a与其他发夹形导线120有不同的截面形状但具有相同或接近相同的截面积，借以减低温度传感器容置槽112b的结构对马达定子性能的影响。

本发明的发夹形导线定子及其马达，由温度传感器容置槽的设计，使温度传感器能配置于定子内适当的位置，借以量测到运作时温度的热点。温度传感器容置槽内紧邻温度传感器的发夹形导线，与其它发夹形导线相比，其截面形状不同，以适应与温度传感器的配置，但维持其截面的面积，可维持相近的电流密度。借由更准确量测到马达运作时的温度热点，能更佳的控制马达的运作效能，进而提高马达的整体性能。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，于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 (19)

1.一种发夹形导线马达定子，其特征在于，包含：

一铁芯，该铁芯为一圆环型，用以定义一转子容纳空间于该铁芯的中心，其中该铁芯包含一插入侧与一延伸侧；

多个插槽，位于该铁芯上，且在圆周方向上环绕该转子容纳空间，每一该插槽沿该铁芯的径向远离该转子容纳空间，用以供多层发夹形导线从该插入侧置入该插槽并从该延伸侧穿出；

每一该插槽具有侧开口紧邻该转子容纳空间，其中该些个插槽的其中至少一者为一温度传感器容置槽，其中在该铁芯的该插入侧，该温度传感器容置槽的轮廓不同于所述多个插槽除该温度传感器容置槽外其他的一者的轮廓；

一第一发夹形导线，位于该温度传感器容置槽且靠近该温度传感器容置槽的侧开口；以及

一温度传感器，位于该温度传感器容置槽的该侧开口与该第一发夹形导线之间，该温度传感器大于该温度传感器容置槽的该侧开口，使得该温度传感器被包覆于该温度传感器容置槽内，其中该温度传感器容置槽包含一槽截面积，该槽截面积在该插入侧的截面积大于在该延伸侧的截面积，该槽截面积在沿该铁芯的轴向的一区段由该插入侧的截面积减小为该延伸侧的截面积，该区段用以容置该温度传感器。

2.如权利要求1所述的发夹形导线马达定子，其中该温度传感器容置槽包含至少一通孔部，沿该铁芯的轴向延伸，供一发夹形导线从该插入侧置入该通孔部并从该延伸侧穿越出该通孔部，该温度传感器配置于该铁芯内部且位于该插入侧与该延伸侧之间，用以量测一定子的一热点。

3.如权利要求2所述的发夹形导线马达定子，其中该温度传感器容置槽包含至少一井部位于该通孔部旁边，该井部的开口位于该插入侧，该井部的底部位于该铁芯内部介于该插入侧与该延伸侧之间，该温度传感器位于或邻近于该井部的底部。

4.如权利要求1所述的发夹形导线马达定子，其中该温度传感器容置槽沿该铁芯的径向是狭长的，且具有垂直该径向的宽度，其中该温度传感器容置槽的该宽度沿该径向改变，靠近该转子容纳空间的该宽度大于远离该转子容纳空间的该宽度。

5.如权利要求1所述的发夹形导线马达定子，其中该温度传感器容置槽的该侧开口具有二唇部，从该温度传感器容置槽的二侧延伸朝彼此靠近，以定义一开口宽度，该开口宽度小于该温度传感器容置槽的二侧之间的距离，使得该温度传感器被包覆于该温度传感器容置槽内。

6.如权利要求1所述的发夹形导线马达定子，还包含一第二发夹形导线，该第二发夹形导线紧邻该第一发夹形导线且远离该温度传感器，其中该第二发夹形导线全区段皆具有相同的截面形状，该第一发夹形导线具有一温度传感器容置区段用以热接触该温度传感器，该温度传感器容置区段与该第二发夹形导线具有不同的截面形状。

7.如权利要求6所述的发夹形导线马达定子，其中该第一发夹形导线的该温度传感器容置区段与该第二发夹形导线具有近似四边形的截面，且该第一发夹形导线的该温度传感器容置区段的宽度大于该第二发夹形导线的宽度。

8.如权利要求6所述的发夹形导线马达定子，其中该温度传感器具有一弧形凸出侧，其热接触于该第一发夹形导线，其中该第一发夹形导线的该温度传感器容置区段具有一对应的弧形内凹侧，用以容纳该温度传感器的该弧形凸出侧。

9.如权利要求6所述的发夹形导线马达定子，其中该第一发夹形导线的该温度传感器容置区段与其余区段具有不同的截面形状。

10.如权利要求1所述的发夹形导线马达定子，其中该第一发夹形导线为一中性导线。

11.一种马达，其特征在于，包含：

一转子；

一圆环型的铁芯，定义一转子容纳空间，用以容置该转子；

多个插槽，位于该铁芯上，且在圆周方向上环绕该转子容纳空间，每一该插槽径向地远离该转子，用以容纳多层发夹形导线，其中该些个插槽的其中至少一者为一温度传感器容置槽；

一温度传感器，配置于该温度传感器容置槽内，其中该温度传感器容置槽沿该铁芯的径向是狭长的且包括两端，其中该温度传感器位于该两端的一端；

一第一发夹形导线，位于该温度传感器容置槽紧邻该温度传感器，该第一发夹形导线具有一温度传感器容置区段用以热接触该温度传感器；以及

一第二发夹形导线，紧邻该第一发夹形导线且远离该温度传感器，其中该第二发夹形导线全区段皆具有相同的截面形状，该温度传感器容置区段与该第二发夹形导线具有不同的截面形状。

12.如权利要求11所述的马达，其中该温度传感器具有一弧形凸出侧，其热接触于该第一发夹形导线，其中该第一发夹形导线的该温度传感器容置区段具有一对应的弧形内凹侧，用以容纳该温度传感器的该弧形凸出侧。

13.如权利要求11所述的马达，其中该第一发夹形导线的该温度传感器容置区段与该第二发夹形导线具有近似四边形的截面，且该第一发夹形导线的该温度传感器容置区段的宽度大于该第二发夹形导线的宽度。

14.如权利要求11所述的马达，其中该第一发夹形导线靠近该转子，该温度传感器位于该转子与该第一发夹形导线之间。

15.如权利要求11所述的马达，其中该温度传感器容置槽具有垂直该径向的宽度，其中该温度传感器容置槽的该宽度沿该径向改变，其中该温度传感器容置槽在配置该第一发夹形导线的宽度大于该温度传感器容置槽在配置该温度传感器的宽度。

16.一种马达，其特征在于，包含：

一转子；

一圆环型的铁芯，定义一转子容纳空间，用以容置该转子，其中该铁芯包含一插入侧与一延伸侧；

多个插槽，位于该铁芯上，且在圆周方向上环绕该转子容纳空间，每一该插槽沿该铁芯的径向远离该转子，用以容纳多层发夹形导线，其中该些个插槽的其中至少一者为一温度传感器容置槽；

一温度传感器，位于该温度传感器容置槽内的铁芯内部，介于该插入侧与该延伸侧之间，用以量测该马达的一热点，其中该温度传感器容置槽包含一槽截面积，该槽截面积在该插入侧的截面积大于在该延伸侧的截面积，该槽截面积在沿该铁芯的轴向的一区段由该插入侧的截面积减小为该延伸侧的截面积，该区段用以容置该温度传感器。

17.如权利要求16所述的马达，其中该温度传感器容置槽包含彼此相邻的一长条型空间以及一发夹形导线容置空间，该长条型空间具有一第一端位于该铁芯的该插入侧以及一第二端位于该铁芯的内部，该温度传感器位于该长条型空间的该第二端。

18.如权利要求16所述的马达，其中该温度传感器容置槽包含一温度传感器容置的空间，该空间从该铁芯的该插入侧延伸并终端于该铁芯内部以形成一底端，该温度传感器位于或邻近于该空间的该底端，当该马达运作时，该温度传感器用以感测靠近该底端的该热点。

19.如权利要求16所述的马达，其中该区段在该铁芯的径向上靠近该转子容纳空间。