TW201448415A - 定子的繞線結構 - Google Patents

Abstract

一種定子的繞線結構，可用於發電機與電動機，該定子包含有48個定子齒部，相鄰的定子齒部之間形成48個線槽，該些線槽中依序繞設有第一~第八磁極繞組，第一磁極繞組至第八磁極繞組的繞線圈數分別為12、96、36、48、108、24、84與72圈；以發電機為例，本創作係透過特定的繞線圈數提升發電效果以及自體散熱效果。

Description

定子的繞線結構

本發明是一定子，特別是指發電機與電動機的定子繞線結構。

定子是發電機與電動機的組成構件之一。以輸出電壓為220/380V的發電機為例，請參考圖3現有發電機的主要構造，其包含有一八極的定子50與一轉子60，該定子50具有四十八個定子齒部51，相鄰的定子齒部51之間形成48個線槽52，該些線槽52依序繞設有第一~第八磁極繞組71~78。

該第一磁極繞組71為繞設在6個線槽521~526中36圈的導線，舉例來說，該導線係先在第1線槽521與第4線槽524中繞設60圈後，接續在第2線槽522與第5線槽525中繞設60圈，再接續於第3線槽523與第6線槽526中繞設60圈，藉此構成該第一磁極繞組71。

以同樣的繞線規則，該第二磁極繞組72為繞設在接續六個線槽52中60圈的導線，該第三磁極繞組73為繞設在接續六個線槽52中60圈的導線，該第四磁極繞組74為繞設在接續六個線槽52中60圈的導線，該第五磁極繞組75為繞設在接續六個線槽52中60圈的導線，該第六磁極繞組76為繞設在接續六個線槽52中60圈的導線， 該第七磁極繞組77為繞設在接續六個線槽52中60圈的導線，該第八磁極繞組78為繞設在接續六個線槽52中60圈的導線，由前述可知，第一~第八磁極繞組71~78的總繞線圈數為480圈。

前述平均式的繞線結構已為廣泛運用，然而，為了要在消耗最低機械能的狀態下產生最高的電能一直是電源轉換領域中重要的課題之一，為了達到更高的發電效果，現有發電機定子的繞線結構確實有改良的空間。

此外，由於每個磁極繞組71~78的線圈數相同，每個磁極繞組71~78產生相等的電流而產生均等的熱能。由於每個磁極繞組71~78產生均等的熱能，使得該些熱能不易在定子50中傳導，故現有平均式繞線結構的定子50其自體散熱效果仍有待改善。

本發明的主要目的在於提供一種定子的繞線結構，以在定子中透過特定的繞線圈數達到更高的發電效率與更佳的自體散熱效果。

本發明發電機八極定子的繞線結構其定子包含有48個定子齒部，每相鄰的定子齒部之間依序形成第1~第48線槽，該些線槽中繞設有第一~第八磁極繞組，其特徵在於：該第一磁極繞組依序繞設在第1與第4線槽、第2與第5線槽和第3與第6線槽中，且繞線圈數分別為12圈；該第二磁極繞組依序繞設在第7與第10線槽、第8與第11線槽和第9與第12線槽中，且繞線圈數分別為96圈； 該第三磁極繞組依序繞設在第13與第16線槽、第14與第17線槽和第15與第18線槽中，且繞線圈數分別為36圈；該第四磁極繞組依序繞設在第19與第22線槽、第20與第23線槽和第21與第24線槽中，且繞線圈數分別為48圈；該第五磁極繞組依序繞設在第25與第28線槽、第26與第29線槽和第27與第30線槽中，且繞線圈數分別為108圈；該第六磁極繞組依序繞設在第31與第34線槽、第32與第35線槽和第33與第36線槽中，且繞線圈數分別為24圈；該第七磁極繞組依序繞設在第37與第40線槽、第38與第41線槽和第39與第42線槽中，且繞線圈數分別為84圈；以及該第八磁極繞組依序繞設在第43與第46線槽、第44與第47線槽和第45與第48線槽中，且繞線圈數分別為72圈。

是以，以發電機為例，根據實際的測試數據來看，利用本發明定子繞線結構的發電機所產生的電壓(250/390V)係高於現有平均式繞線結構的發電機所產生的電壓(220/380V)，利用本創作繞線結構發電機的發電效果有顯著的提升。再者，由於本創作只在第五磁極繞組繞設有較多圈數的線圈，其餘磁極繞組的線圈數較少，故只有第五磁極繞組產生較高的電流，其餘磁極繞組的產生較低 的電流。是以，第五磁極繞組所產生的熱能會傳導到其餘磁極繞組以進行散熱，故能有效提升本創作定子的自體散熱效果。

10‧‧‧轉子

20‧‧‧定子齒部

201~248‧‧‧第1~第48線槽

31~38‧‧‧第一~第八磁極繞組

50‧‧‧定子

60‧‧‧轉子

51‧‧‧定子齒部

52‧‧‧線槽

521~526‧‧‧第1~第6線槽

71~78‧‧‧第一~第八磁極繞組

圖1：本發明較佳實例與一轉子的平面示意圖。

圖2：本發明定子繞線結構較佳實例的平面示意圖。

圖3：已知定子繞線結構的平面示意圖。

請參考圖1與圖2所示，本發明定子可為發電機的定子或為電動機的定子，其內供設置一轉子10，本實施例係以發電機的定子為例說明，其中定子內設有一八極轉子。

本發明定子一共包含有四十八個定子齒部20，相鄰的定子齒部20之間依序形成第1~第48線槽201~248，該些線槽201~248依序繞設有第一~第八磁極繞組31~38。

該第一磁極繞組31為繞設在第1~第6線槽201~206中12圈的第一導線，舉例來說，該第一導線係先在第1線槽201與第4線槽204繞設12圈後，接續在第2線槽202與第5線槽205繞設12圈，再接續於第3線槽203與第6線槽206繞設12圈，藉此構成該第磁極繞組31。

該第二磁極繞組32為繞設在第7~第12線槽207~212中96圈的第二導線，舉例來說，該第二導線係先在第7線槽207與第10線槽210繞設96圈後，接續在第 8線槽208與第11線槽211繞設96圈，再接續於第9線槽209與第12線槽212繞設96圈，藉此構成該第二磁極繞組32。

該第三磁極繞組33為繞設在第13~第18線槽213~218中36圈的第三導線，舉例來說，該第三導線係先在第13線槽213與第16線槽216繞設36圈後，接續在第14線槽214與第17線槽217繞設36圈，再接續於第15線槽215與第18線槽218繞設36圈，藉此構成該第三磁極繞組33。

該第四磁極繞組34為繞設在第19~第24線槽219~224中48圈的第四導線，舉例來說，該第四導線係先在第19線槽219與第22線槽222繞設48圈後，接續在第20線槽220與第23線槽223繞設48圈，再接續於第21線槽221與第24線槽224繞設48圈，藉此構成該第四磁極繞組34。

該第五磁極繞組35設於該第一磁極繞組31的相對側，且為繞設在第25~第30線槽225~230中108圈的第五導線，舉例來說，該第五導線係先在第25線槽225與第28線槽228繞設108圈後，接續在第26線槽226與第29線槽229繞設108圈，再接續於第27線槽227與第30線槽230繞設108圈，藉此構成該第五磁極繞組35。

該第六磁極繞組36設於該第二磁極繞組32的相對側，且為繞設在第31~第36線槽231~236中24圈的第六導線，舉例來說，該第六導線係先在第31線槽231與第34線槽234繞設24圈後，接續在第32線槽232與第 35線槽235繞設24圈，再接續於第33線槽233與第36線槽236繞設24圈，藉此構成該第六磁極繞組36。

該第七磁極繞組37設於該第三磁極繞組33的相對側，且為繞設在第37~第42線槽237~242中84圈的第七導線，舉例來說，該第七導線係先在第37線槽237與第40線槽340繞設84圈後，接續在第38線槽238與第41線槽241繞設84圈，再接續於第39線槽239與第42線槽242繞設84圈，藉此構成該第七磁極繞組37。

該第八磁極繞組38設於該第四磁極繞組34的相對側，且為繞設在第43~第48線槽243~248中72圈的第八導線，舉例來說，該第八導線係先在第43線槽243與第46線槽346繞設72圈後，接續在第44線槽244與第47線槽247繞設72圈，再接續於第45線槽245與第48線槽248繞設72圈，藉此構成該第八磁極繞組38。該第一~第八磁極繞組31~38的總繞線圈數為480圈。

該第一~第八導線分別具有一頭端與一尾端，該第一導線的尾端連接到第五導線的頭端，該第一導線的頭端與第五導線的尾端作為發電機的第一輸出端。

同樣地，該第六與第二導線頭尾相接，該第二導線的頭端與第六導線的尾端作為發電機的第二輸出端；該第七與第三導線頭尾相接，該第三導線的頭端與第七導線的尾端作為發電機的第三輸出端；該第八與第四導線頭尾相接，該第四導線的頭端與第八導線的尾端作為發電機的第四輸出端。當轉子10轉動時，該些磁極繞組31~38根據轉子10所產生的磁場變化分別感應出電壓，藉此達到發 電之目的。

為了測試本發明發電機的效能，本實施例利用一台10馬力、7.5仟瓦輸出功率的電動機推動發電機的轉子10，並量測該些磁極繞組31~38輸出端的電壓。根據測試數據，本發明的輸出電壓可達250/390V，高於傳統的220/380V，因此本發明發電機定子的繞線結構確實能達到更高發電效能。

此外，由於本案只在第五磁極繞組35繞設有較多圈數的線圈(即108圈)，第五磁極繞組35產生的電流大而產生較高的熱能；其餘磁極繞組的線圈數較少，故其餘磁極繞組的產生電流較小而產生較低的熱能。是以，第五磁極繞組35所產生的熱能會傳導到其餘磁極繞組以進行散熱，故能提升發電機的自體散熱效果，藉此避發電機的運轉溫度過高。

201‧‧‧第1線槽

206‧‧‧第6線槽

207‧‧‧第7線槽

212‧‧‧第12線槽

213‧‧‧第13線槽

218‧‧‧第18線槽

219‧‧‧第19線槽

224‧‧‧第24線槽

225‧‧‧第25線槽

230‧‧‧第30線槽

231‧‧‧第31線槽

236‧‧‧第36線槽

237‧‧‧第37線槽

242‧‧‧第42線槽

243‧‧‧第43線槽

248‧‧‧第48線槽

31~38‧‧‧第一~第八磁極繞組

Claims (3)

1. 一種定子的繞線結構，其定子包含有48個定子齒部，相鄰的定子齒部之間依序形成第1~第48線槽，該些線槽中繞設有第一~第八磁極繞組，其特徵在於：該第一磁極繞組依序繞設在第1與第4線槽、第2與第5線槽和第3與第6線槽中，且繞線圈數分別為12圈；該第二磁極繞組依序繞設在第7與第10線槽、第8與第11線槽和第9與第12線槽中，且繞線圈數分別為96圈；該第三磁極繞組依序繞設在第13與第16線槽、第14與第17線槽和第15與第18線槽中，且繞線圈數分別為36圈；該第四磁極繞組依序繞設在第19與第22線槽、第20與第23線槽和第21與第24線槽中，且繞線圈數分別為48圈；該第五磁極繞組依序繞設在第25與第28線槽、第26與第29線槽和第27與第30線槽中，且繞線圈數分別為108圈；該第六磁極繞組依序繞設在第31與第34線槽、第32與第35線槽和第33與第36線槽中，且繞線圈數分別為24圈；該第七磁極繞組依序繞設在第37與第40線槽、第38與第41線槽和第39與第42線槽中，且繞線圈數分別為84圈；以及該第八磁極繞組依序繞設在第43與第46線槽、第44與第47線槽和第45與第48線槽中，且繞線圈數分別為72 圈。
2. 如請求項1所述定子的繞線結構，其中的定子為發電機的定子。
3. 如請求項1所述定子的繞線結構，其中的定子為電動機的定子。