TW201603449A - 製造交流發電機定子繞組的方法 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種一種製造一交流發電機定子繞組的方法，該方法包含以下步驟：提供一定子，該定子內周圍設有複數個徑向凹槽；提供複數條定子用導線，每一導線包含：一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端之間之複數個波狀線圈，每一波狀線圈係由直線部及彎弧部交替組成；將該每一導線之直線部係依序置入該定子之相對應之凹槽中，使該等凹槽之每一者皆有導線嵌入。

Description

製造交流發電機定子繞組的方法

本發明係有關於一製造交流發電機定子繞組的方法，特別是關於一製造車用三相交流發電機定子繞組的方法。

交流發電機是發電機的一種，係用於將機械能轉換成交流電流形式的電能。車用的交流發電機，係利用引擎輸出動力驅動發電機轉子的轉動，以將引擎之機械能轉換成電能對電瓶充電，藉以對裝設於汽車上之電器部分供電使用。

車用交流發電機一般具有一環形定子及一轉子，藉由轉子在定子中的迅速轉動，使得纏繞在定子上的導線與轉子形成的磁場產生相對運動，進而在導線中產生感應電動勢(電壓)。原則上，交流發電機輸出之電壓，與定子環中的線圈組數成正比。因此，定子環上的導線密度越大，則發電機的發電量亦越大。

習知的發電機所用的線圈繞組一般採用疊繞式，若欲達成較高發電量，所採用的線圈數量必然較多且繞線疊線方式繁雜，如此定子環所採用的尺寸必須較大，方能滿足此等線圈數量之繞線並方便繞線疊線過程之製作。然而，此等方式有其缺點，即定子環的長形凹槽為容納較多線圈，其槽寬必然較大，而所容納的導線排列紊亂無序，以致產生較多的空氣隙(如圖1所示習知定子繞組部分截面圖，其中定子1的每一凹槽11中容納多條導線13，斜線部分即為導線與凹槽壁之間以及導線與導線之間的空氣隙)，造成磁阻變大的不良效果，使得發 電效率低落。另外，由於定子環之體積較大，配合的轉子尺寸必然較大，造成整體發電機的體積加大，而佔據較多的機械空間，進而影響了車輛的空間。

又，台灣專利公開號TW I392196雖然提出了一種較小型化的交流發電機定子結構，且可提高定子線槽中的導線密度，然而其使用裁切過的矩形銅線(即扁銅導線)，彎折成U型插線段後，插入定子環的槽孔中，隨後將各插線的末端兩兩焊接型成通路，最後再經整線成型而得。此種做法的好處是定子環槽孔中的插線排列整齊(如TW I392196圖10及11所示)，可有效減少空氣隙的存在，提高導線密度以縮減磁阻，從而提高發電機的效率。然而，此種結構的缺點在於插線作業完成後定子環的線頭過多(如為具有96槽孔的定子環，每槽孔具有兩個插線段，則插線完成後總共有384個線頭，192個焊點)，其製造過程中所需的工序複雜，生產費用高。此外，由於扁銅導線的成本較圓銅導線為高，因此無法有效降低成本。

有鑑於此，在車用交流發電機的設計上，實有必要提出一種製造交流發電機定子繞組的方法，使交流方電機定子繞組具有小型化、具備高發電效率、易於製造且成本較低的特點。

本發明之一目的在於提供一種製造交流發電機定子繞組的方法，使定子繞組具備小型化及高發電效率之特點。

本發明之另一目的在於提供一種製造交流發電機定子繞組的方法，使定子繞組之製造工序簡單快速。

為達成上述目的，本發明一態樣係揭露一種交流發電機定子用導線，其包含一第一端、一第二端、及位於該第一端與第二端之間之複數個波狀線圈，每一波狀線圈係由直線部及彎弧部交替組成。

為達成上述目的，本發明之另一態樣係揭露一種交流發電機定 子，包含：一環狀本體，該環狀本體內周具有複數個徑向向內突伸之隔柱，該等隔柱之每一者之末端橫向延伸形成複數個磁靴；複數個界定於該等隔柱之間的徑向凹槽，該等凹槽之每一者具有由相鄰之隔柱末端所形成之該等磁靴之間所界定的一開口；其中該等凹槽之每一者之寬度僅能容納一導線，且該等凹槽之開口之寬度略大於該導線之線徑，使該導線能自該開口直接嵌入凹槽中。

為達成上述目的，本發明之又一態樣係揭露一種交流發電機定子繞組，包含：一定子，該定子內周圍設有複數個徑向凹槽；複數條定子用導線，每一導線包含：一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端之間之複數個波狀線圈，每一波狀線圈係由直線部及彎弧部交替組成；其中每一導線之直線部係依序置入該定子之相對應之凹槽中，使該等凹槽之每一者皆有導線嵌入。

為達成上述目的，本發明之又一態樣係揭露一種車用交流發電機，包含：一交流發電機定子繞組，包含：一定子，該定子內周圍設有複數個徑向凹槽；複數條定子用導線，每一導線包含：一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端之間之複數個波狀線圈，每一波狀線圈係由直線部及彎弧部交替組成；其中每一導線之直線部係依序置入該定子之相對應之凹槽中，使該等凹槽之每一者皆有導線嵌入；一轉子，其包括一第一爪形磁極件及一相對之第二爪形磁極件，該第一爪形磁極件具有複數個N極爪狀體，而該第二爪形磁極件具有與該第一爪形磁極件之複數個N極爪狀體相同數目的S極爪狀體，當該第一爪形磁極件與該第二爪形磁極件彼此結合時，該第一爪形磁極件之複數個N極爪狀體與該第二爪形磁極件之複數個S極爪狀體係分別彼此相鄰且間隔排列；該轉子以同軸形式置於該交流發電機定子繞組之中。

為達成上述目的，本發明之又一態樣係揭露一種製造一交流發 電機定子繞組的方法，該方法包含以下步驟：提供一定子，該定子內周圍設有複數個徑向凹槽；提供複數條定子用導線，每一導線包含：一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端之間之複數個波狀線圈，每一波狀線圈係由直線部及彎弧部交替組成；將該每一導線之直線部係依序置入該定子之相對應之凹槽中，使該等凹槽之每一者皆有導線嵌入。

為達成上述目的，本發明之又一態樣係揭露一種交流發電機定子繞組，包含：一定子，該定子包括一環狀本體，該環狀本體內周具有複數個徑向向內突伸之隔柱，該等隔柱之每一者之末端橫向延伸形成複數個磁靴；複數個界定於該等隔柱之間的徑向凹槽，該等凹槽之每一者具有由相鄰之隔柱末端所形成之該等磁靴之間所界定的一開口；複數條定子用導線，每一導線包含：一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端之間之複數個波狀線圈，每一波狀線圈係由直線部及彎弧部交替組成；其中每一導線之直線部係自其第一端開始依序置入該定子之相對應之凹槽中，使該定子之該複數個凹槽之每一者皆有導線嵌入，且其中該複數個凹槽之每一者之寬度僅能容納一導線，且該複數個凹槽之開口之寬度略大於該導線之直線部之線徑，使該導線之直線部能自該開口直接嵌入凹槽中。

為達成上述目的，本發明之又一態樣係揭露一種車用交流發電機，包含：一交流發電機定子繞組，包含：一定子，該定子包括一環狀本體，該環狀本體內周具有複數個徑向向內突伸之隔柱，該等隔柱之每一者之末端橫向延伸形成複數個磁靴；複數個界定於該等隔柱之間的徑向凹槽，該等凹槽之每一者具有由相鄰之隔柱末端所形成之該等磁靴之間所界定的一開口；複數條定子用導線，每一導線包含：一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端之間之複數個波狀線圈，每一波狀線圈係由直線部及彎弧部交替組成；其中每一導線之直線部 係自其第一端開始依序置入該定子之相對應之凹槽中，使該定子之該複數個凹槽之每一者皆有導線嵌入，且其中該複數個凹槽之每一者之寬度僅能容納一導線，且該複數個凹槽之開口之寬度略大於該導線之直線部之線徑，使該導線之直線部能自該開口直接嵌入凹槽中；一轉子，其包括一第一爪形磁極件及一相對之第二爪形磁極件，該第一爪形磁極件具有複數個N極爪狀體，而該第二爪形磁極件具有與該第一爪形磁極件之複數個N極爪狀體相同數目的S極爪狀體，當該第一爪形磁極件與該第二爪形磁極件彼此結合時，該第一爪形磁極件之複數個N極爪狀體與該第二爪形磁極件之複數個S極爪狀體係分別彼此相鄰且間隔排列；該轉子以同軸形式置於該交流發電機定子繞組之中。

為達成上述目的，本發明之再一態樣係揭露一種製造一交流發電機定子繞組的方法，該方法包含以下步驟：提供一定子，該定子包括：一環狀本體，該環狀本體內周具有複數個徑向向內突伸之隔柱，該等隔柱之每一者之末端橫向延伸形成複數個磁靴；複數個界定於該等隔柱之間的徑向凹槽，該等凹槽之每一者具有由相鄰之隔柱末端所形成之該等磁靴之間所界定的一開口；提供複數條定子用導線，每一導線包含：一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端之間之複數個波狀線圈，每一波狀線圈係由直線部及彎弧部交替組成；將每一導線之直線部自其第一端開始依序置入該定子之相對應之凹槽中，使該定子之該複數個凹槽之每一者皆有導線嵌入，其中該複數個凹槽之每一者之寬度僅能容納一導線，且該複數個凹槽之開口之寬度略大於該導線之直線部之線徑，使該導線之直線部能自該開口直接嵌入凹槽中。

本發明將進一步參考附圖來說明，其中該等附圖係概要第顯示依照本發明之較佳實施例。應了解，本發明在任何方面皆不侷限於下述實施例。

1‧‧‧定子

5‧‧‧轉子

11‧‧‧凹槽

13‧‧‧導線

20‧‧‧導線

20a‧‧‧導線

20b‧‧‧導線

21‧‧‧第一端

21a‧‧‧第一端

21b‧‧‧第一端

22‧‧‧第二端

22a‧‧‧第二端

22b‧‧‧第二端

23‧‧‧線圈

30‧‧‧定子

31‧‧‧環狀本體

32‧‧‧隔柱

33‧‧‧凹槽

34‧‧‧磁靴

35‧‧‧開口

36‧‧‧電性絕緣材料

51‧‧‧轉軸

52‧‧‧滑環

53‧‧‧軸承

54‧‧‧磁場線圈

55‧‧‧第一爪形磁極件

56‧‧‧第二爪形磁極件

231‧‧‧直線部

231a‧‧‧直線部

231b‧‧‧直線部

232‧‧‧彎曲部

232a‧‧‧彎曲部

232b‧‧‧彎曲部

551‧‧‧爪狀體

561‧‧‧爪狀體

800‧‧‧線模

810‧‧‧線模凸塊

820‧‧‧間隙

900‧‧‧壓扁治具

910‧‧‧壓夾槽

A‧‧‧箭頭

B‧‧‧箭頭

圖1為習知定子繞組部分截面圖；圖2為依據本發明一實施例之定子用導線結構示意圖；圖3為製作定子用導線之線模板結構示意圖；圖4A為壓扁治具之俯視示意圖；圖4B為壓扁治具之側視示意圖；圖4C為壓扁治具於壓扁導線位置之側視示意圖；圖5A為依據本發明一實施例之定子結構示意圖；圖5B為圖5A之部分放大圖；圖6A為依據本發明一實施例之定子繞線示意圖，顯示第一相位的兩個凹槽組依序以導線順向加以入線；圖6B為依據本發明一實施例之定子繞線示意圖，顯示圖6A順向加以入線後之反向入線；圖7為依據本發明一實施例之定子繞組部分截面圖；圖8為依據本發明另一實施例之定子繞組部分截面圖；圖9為依據本發明一實施例之交流發電機之轉子之分解圖；及圖10為依據本發明一實施例之車用交流發電機示意圖，其中轉子以同軸形式置於定子繞組之中。

圖2係為依據本發明之車用交流發電機定子用導線示意圖。如圖2所示，導線20包含一第一端21、一第二端22、以及介於第一端及第二端之間的位於該第一端21與第二端22之間之複數個波狀線圈23，每一波狀線圈23係由複數個直線部231及複數個彎弧部232交替組成。例如，一個波狀線圈23可視為直線部231及彎弧部232組成的一個正弦形狀。又例如，導線20的波狀線圈數可視為例如圖3中開口向下的彎弧部232的數量(在圖3中為8個彎弧部232，可視為8圈)。導線20的波狀 線圈數可為6-8圈，亦可具有較多的圈數例如12-16圈。導線20的材質通常可使用例如普通圓線型式的漆包銅線(即導線之截面為圓形線)，或者為提高與定子組裝後的導線密度，可利用治具將導線20的直線部231加壓壓扁，使其截面成為方形、矩形或橢圓形等等。此種做法的好處在於，相較於習知技術使用扁導線增加定子凹槽中的導線密度以減低空氣隙比率的作法，由於採用扁銅線的成本遠較普通圓銅線的成本為高，而實際將導線繞線至定子凹槽中時，不在定子凹槽中的彎弧導線部分並不存在有空隙率的問題，因此採用如本發明之部分壓扁的導線不僅可達到如使用扁導線提高導線密度降低導線間空隙率的效果，亦能有效的節省製造成本。當然，若欲直接使用扁導線製成如圖3中之導線20的形狀以追求較好的發電效能亦可，此時直線部231及彎弧部232之截面皆為方形、矩形或橢圓形等等。

導線20之製作可利用如圖3所示之線模板800達成。製造方式係將長直導線依著線模凸塊810的形狀外廓彎折，而交替穿繞於線模凸塊810中的間隙820，由於線模凸塊810之外廓具有所需的直線部231及彎弧部232的形狀，故可完成導線20之直線部231及彎弧部232交替構成的波浪狀線圈23。

又，當導線20經由線模板800製作完成後，若欲進一步將直線部231壓扁使其截面為非圓型狀，可另外使用一壓扁治具達成，例如圖4A-4C所示的壓扁治具900。圖4A顯示壓扁治具900的俯視圖，其具有壓夾槽910，用以容納導線20之直線部231。又如圖4B中所示，導線20之直線部231(圓形截面處)可置放於該壓扁治具900的壓夾槽910內，以橫向加壓導線20以將導線20壓扁至所需的形狀或尺寸，而獲得如圖4C所示的導線20之直線部231壓扁型態(非圓型)，而此時導線20之彎弧部232仍保持圓線的部分壓扁導線。

圖5A係為依據本發明之一定子結構。如圖5A所示，定子30具有 一環狀本體31，其環內周圍設有複數個以隔柱32隔開的徑向長形凹槽33，凹槽33的數量可為例如72至96個(在圖5中為96個)，或不限於此等數目。隔柱32之末端略為橫向突出形成磁靴34，而兩磁靴34之間係形成凹槽33的開口35。一般而言，定子30本身使用電性及磁場性質較佳之材料製成，例如冷軋鋼板(SPCC)、矽鋼或其他類似材料等。定子之長形凹槽33之表面可鋪設電性絕緣材料36。如圖5B所示，電性絕緣材料36可使用例如一片狀材料摺疊符合於定子30內之徑向長形凹槽33之表面形狀，而可直接嵌入凹槽33中以覆蓋凹槽33之表面。電性絕緣材料36係可由壓製紙板、塑膠薄膜、聚酯薄膜、芳綸紙及環氧樹脂等材料製成。

定子30之複數個長形凹槽33係可供導線20入線繞線用。詳言之，一導線20之波狀線圈23之每一直線部231，係自該導線20之第一端21開始，依序嵌置於定子30之相對應位置的凹槽33中，而從該導線20之第二端出線。如此，凹槽33中便具有嵌入的一層導線20。又，一個凹槽33中並不限定僅有一層導線20，而可在同一凹槽中嵌置複數個層導線20以增加發電量。藉由多條波浪狀導線20嵌入定子30之所有凹槽33中，使每一凹槽33皆具有導線層於其內，便可完成定子30之繞線作業。定子30的繞線作業，係進一步依據本發明之一較佳實施例作為例示說明如下。

圖6A及6B係表示本發明之定子30使用波狀導線20之繞線方式。在本實施例中，係以製作一兩組三相發電繞組的定子為例，使用具有96個凹槽的定子30以及具有16線圈數的導線20，因此每一相發電繞組(共2組)具有32個凹槽33，每相每組發電繞組具有16個凹槽。換言之，若第1、2槽及相對應的凹槽(即第7、8槽，第13、14槽...第91、92槽)為第一相，第3、4槽及相對應的凹槽(即第9、10槽，第15、16槽...第93、94槽)為第2相，第5、6槽及相對應的凹槽(即第11、12槽， 第17、18槽...第95、96槽)為第3相，如此剛好繞定子30一圈96個凹槽33。

如圖6A所示，一導線20a的線圈23a的直線部231a係從導線20a之第一端21a開始，自定子30之複數個凹槽33之一者(如圖6A中所示之凹槽，可指定為第1槽)開始入線嵌入第1槽中，隨後每一直線部231a依續順向嵌入第7槽、第13槽、第19槽、第25槽...以至第91槽完成繞環狀體31一周入線，而導線20a自第91槽出線時(如圖6A之箭頭A所示)，此時導線20a的16個線圈數中尚剩餘8個線圈數未入槽(未圖示)。又，一導線20b係自其第一端21b，開始將其直線部231b嵌入相鄰於具有導線20a之直線部231a之凹槽的一凹槽(在圖6A中可視為第26槽)，隨後每一直線部231b依序順向嵌入相對應凹槽中，繞至第20槽出線完成順向一周(如圖6A之箭頭B所示)，此時導線20b的16個線圈數中尚剩餘8個線圈數未入槽(未圖示)。隨後見圖6B，導線20a自第91槽開始，朝箭頭A方向反向將其剩餘之直線部231a嵌入相對應已入線的凹槽33中，回繞定子30一周後，第二端22a自入槽處起算的第91槽出線。同樣地，導線20b自第20槽開始，朝箭頭B方向反向將其剩餘之直線部231b嵌入相對應已入線的凹槽33中，回繞定子30一周後，第二端22b自入槽處起算的第20槽出線。如此一來，該導線20a及20b各繞該定子30兩圈(順向及反向各一圈)而完成一個相位兩組繞線的導線入線(導線20a及20b各為一相位的一繞組)，而留下在定子30凹槽33之外的第一端21a及21b，與第二端22a及22b的四個線頭。隨後，以上述方式依序將第二相位的兩個凹槽組(第3、4槽及相對應凹槽)及第三相位(第5、6槽及相對應凹槽)的兩個凹槽組依序以導線20加以入線，即可完成具有兩組三相發電繞組的定子繞線組，而此時在定子30中已入線的每一凹槽33具有兩層導線20之直線部231。

然而，為加大發電量及提升發電效能，定子30的凹槽33中並不 限定僅嵌入兩層導線20之直線部231。例如，在上述第一相位的兩組凹槽中，可使導線20a及20b再分別由其線頭第二端出線之凹槽，各自再入線一相同導線20a及20b，並且同樣順向繞定子30於相對應的凹槽入線一周後，再反向繞定子30於相對應的凹槽入線一周出線，如此即可使定子30的一個相位的相對應凹槽中的每一者具有四層導線，而留下四個導線線頭，即兩個第一端21a、兩個第一端21b，兩個第二端22a及兩個第二端22b共八個線頭。依此方式繼續將第二相繞組及第三相繞組之相對應凹槽組增加導線，即可完成單一凹槽33具有四層導線20之直線部231的兩組三相交流發電機定子繞組。隨後，同一相位同一組的兩條導線20利用例如焊接方式彼此串聯(例如第91槽中的導線20a的第二端22b與第91槽中的22a焊接串連)，並且最後以Y字接法或星狀接法焊接三相導線，即可完成定子繞組的導線連接作業。

上述關於本發明所使用的導線及繞線方式，其優點在於可使定子繞線作業完成後之定子繞組大幅減少導線線頭以及焊點。例如前述實施例中，凹槽具有四層導線的兩組三相繞線組之定子30共具有12條導線20，因此總共有24個線頭(12個第一端21，及12個第二端22)，由於相同相位凹槽的兩條導線20之第一端21及第二端22必須串連之故，因此兩組三相繞線組之導線20共具有6個焊點，又例如兩組三相繞線組利用Y字連接法焊接再需要2個焊點，因此本實施例之交流發電機定子繞組，共具有8個焊點。相較於習知技術(TW I392196)之凹槽同樣具有四層導線的定子繞線組製法(同樣使用96凹槽之定子)，其具有384個線頭及192個焊點，本發明所掲露的定子繞組大幅簡化了結構並縮減焊點數量。

以上實施例僅為例示性說明。事實上，本發明之定子30之凹槽33中的導線20之層數並不限定於上述實施例之四層。事實上若有必要，藉由增加凹槽33之深度，可增加單一相位一組凹槽中的導線20入 線數量為2至8條導線並加以串連，而使一凹槽中達到4至16層導線層。如此可有效快速提升發電效能。

又，本發明所採用的導線20並不限定使用16個線圈數的導線，以上述實施例而言，亦可改用具有8個線圈數的導線，舉例而言，若同樣欲達到在定子30的單一相位凹槽中具有4層導線，則需使用4條具有8個線圈數的導線。

此外，本發明採取的導線20的結構以及入線方式，使得在定子30的單一凹槽33內之導線20的多個直線部231，係在定子30之截面上沿著凹槽33之徑向直線排列，因此基本上導線20的截面均相鄰於凹槽33兩旁的隔柱32，且空氣隙較小，如圖7斜線部分所示。圖7之凹槽33中的導線20之直線部231排列整齊，並不會有如習知技術圖1所示導線排列紊亂的情形，故圖7中斜線部分所示的空氣隙(斜線部分)明顯較圖1為小，因而磁場通過所有導線20之直線部231之截面係較為均勻，磁阻亦較小。如圖8所示，若進一步使用直線部經壓扁後的導線，凹槽33中的空氣隙(斜線部分)將更小，而能進一步的提升發電效能。又，本發明之導線結構以及入線方式使得定子30之凹槽33的寬度可設定的較為狹窄，而可有效增加凹槽數量，將定子小型化並且同時增加發電導線組數及提高發電效能。

又，本發明的另一特點在於，定子30的隔柱32末端形成的磁靴34其尺寸可以縮小，以提高凹槽33之開口35的大小。一般而言，磁靴35的尺寸係越大越好，以避免漏磁的現象而能提高發電機的效能，尤其在此種凹槽數較多，而凹槽尺寸較狹窄的定子型態，減小磁靴的尺寸將使得漏磁現象較容易發生，因而一般而言磁靴的尺寸相較於凹槽開口不會太小，例如習知技術TW I392196之圖10所示，隔柱末端部分的磁靴幾乎將凹槽開口封閉。然而，在本發明中，定子30的凹槽33的橫向寬度僅能容納一條導線20，因此凹槽33的槽寬僅略大於導線20的 線徑，而隔柱32的末端具有縮小尺寸的磁靴34，使得凹槽33之開口35之尺寸與凹槽33之槽寬近似，而能使導線20之直線部231直接自開口35整條嵌入凹槽33中。就發電功效而言，本發明此種定子結構依據上述實施例繞線完成後，其發電效能與磁靴尺寸較大者相近，而未有明顯落差。舉例而言，以同樣的定子尺寸而言，具有較大尺寸的磁靴的凹槽開口為0.8mm，而依據本發明之具有較小尺寸的磁靴的凹槽開口為1.3mm至2.0mm之間，前者在轉子轉速1600rpm的條件下可輸出的電流大小為62.9A，而後者再相同轉子轉速1600rpm的條件下可輸出的電流大小為63.8A，效能後者甚至優於前者。

根據上述本發明縮減定子30的磁靴34的尺寸，以加大凹槽33之開口35之尺寸的定子結構之優勢在於，可使導線20的入線作業變得較容易。詳言之，過小的凹槽開口35將使得凹槽呈現幾乎是槽孔的形式，當凹槽開口小於導線20的線徑，將使得導線20的入線作業僅能用插置的方式進行作業(如TW I392196專利所揭露的定子型式)。然而，本發明之較寬的凹槽開口35，將使得導線20的直線部231整段可輕易的嵌入凹槽33中，大幅降低繞線作業的複雜性，並可提高入線速度，甚至可利用入線治具達到自動化入線作業，以提高生產效率。

本發明前述說明之定子繞線組結構，可與一轉子結構結合，以組成一車用交流發電機總成，例如圖9所示之轉子5之結構。交流發電機之轉子5可相對於定子(圖中未示)轉動。轉子5包含轉軸51、滑環52、軸承53、磁場線圈54、第一爪形磁極件55及第二爪形磁極件56。本發明之定子繞線組結構，其係以同軸形式環繞於轉子5之周圍，當車用蓄電池之電力經由滑環52提供至磁場線圈54，第一爪形磁極件55及第二爪形磁極件56可因電磁感應作用被磁化而產生一磁場；當轉子5被來自引擎的動力帶動而相對本發明之定子繞線組轉動時，該磁場之方向亦隨轉子5之轉動而改變，如此將使定子線圈因電磁感應而產 生交流電流。

詳言之，當轉子5之磁場線圈54通入電流後，第一爪形磁極件55與第二爪形磁極件56可分別因電磁感應磁化成N極及S極，如此各對相鄰之爪形磁極件之爪狀體551、561可產生一磁場，而當轉子5轉動時，該等磁場之方向亦隨轉子5之轉動而進一步與定子繞線組中之導線20發生電磁感應以產生交流電流。

又，如圖9所示，轉子5之第一爪形磁極件55可具有四個、六個或八個爪狀體551，而第二爪形磁極件56亦可具有四個、六個或八個爪狀體561，其中第一爪形磁極件55之爪狀體551數目與第二爪形磁極件56之爪狀體561數目相同。

第一爪形磁極件55與第二爪形磁極件56係以相互咬合之方式而組合成該磁極，而使第一爪形磁極件55之爪狀體551與第二爪形磁極件56之爪狀體561彼此成對相鄰且間隔排列。如前所述，當轉子之磁極線圈通電後，第一爪形磁極件55可因電磁感應而磁化成N極，且第二爪形磁極件56可因電磁感應而磁化成S極；如此，各對相鄰之形成N極之第一爪形磁極件55之爪狀體551與形成S極之第二爪形磁極件56之爪狀體561之間可產生磁力線，進而形成一磁場。若磁極線圈54以與上述磁極線圈相反的方向纏繞設置，則第一爪形磁極件55則因電磁感應而磁化成S極，且第二爪形磁極件56則因電磁感應而磁化成N極；同樣地，各對相鄰之形成S極之第一爪形磁極件55之爪狀體551與形成N極之第二爪形磁極件56之爪狀體561之間亦可產生磁力線，進而形成一磁場。

圖10為依據本發明一實施例之車用交流發電機示意圖，如圖10及前述內容所述，定子30完成繞線作業後之繞組，其中央係可容納轉子5之總成，而轉子5以同軸形式置於定子繞組之中央部位(換言之，定子繞線組以同軸形式環繞於轉子5之周圍)，轉子5可於定子30中相 對於定子繞線組轉動，藉由磁場變化而使定子繞線組中的導線產生感應電流，進而將電流輸出，達到發電的目的。

依以上舉例說明之轉子5之結構，與前述之定子繞線組之結構所組成的車用交流發電機，具備小型化結構且同時具有高發電效能的特點。同時，其製造工序簡單、易於自動化且具有成本低的優勢。

本發明之具體實施例係說明如上，惟本領域之技藝者當可在不脫離本發明之精神下，對本發明做任何的修改及潤飾，然此等修改及潤飾當仍屬本發明所界定之範圍。

20a‧‧‧導線

20b‧‧‧導線

21a‧‧‧第一端

21b‧‧‧第一端

22a‧‧‧第二端

22b‧‧‧第二端

30‧‧‧定子

231a‧‧‧直線部

231b‧‧‧直線部

232a‧‧‧彎曲部

232b‧‧‧彎曲部

Claims (20)

1. 一種製造一交流發電機定子繞組的方法，該方法包含以下步驟：提供一定子，該定子內周圍設有複數個徑向凹槽；提供複數條定子用導線，每一導線包含：一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端之間之複數個波狀線圈，每一波狀線圈係由直線部及彎弧部交替組成；將該每一導線之直線部係依序置入該定子之相對應之凹槽中，使該等凹槽之每一者皆有導線嵌入。
2. 如請求項1之方法，其中該等個凹槽之表面上均鋪設有一電性絕緣材料。
3. 如請求項1之方法，其中該定子具有72至96個凹槽。
4. 如請求項1之方法，其中該等導線之波狀線圈組具有6到8個相同彎弧方向的彎弧部。
5. 如請求項1之方法，其中該等導線之波狀線圈組具有12到16個相同彎弧方向的彎弧部。
6. 如請求項1之方法，其中該等導線之直線部之截面為方形、矩形或橢圓形。
7. 如請求項1之方法，其中該每一導線之該等直線部係由第一端開始順向依序置入該定子相對應之數個凹槽中繞該定子一圈入線後，再反向依序置入該定子相對應之該數個凹槽中並由該第二端出線，使得相對應的該數個凹槽的每一者中皆具有2層導線。
8. 如請求項7之方法，其中該每一導線係以另一導線之第一端串連 之，且該另一導線之複數個直線部係自其第一端開始依序置入該每一導線所置入之該定子相對應之該數個凹槽中繞該定子一圈入線後，再反向依序置入該定子相對應之該數個凹槽中並由該第二端出線，使得相對應的該數個凹槽的每一者中皆具有4層導線。
9. 如請求項1之方法，其中該每一導線之該等直線部係由第一端開始順向依序置入該定子相對應之數個凹槽中繞該定子一圈入線並由該第二端出線後再串連另一導線之第一端，該另一導線自其第一端開始反向依序置入該定子相對應之該數個凹槽中並由其第二端出線，使得相對應的該數個凹槽的每一者中皆具有2層導線。
10. 如請求項1之方法，其中每個凹槽中具有2至8層導線。
11. 一種製造一交流發電機定子繞組的方法，該方法包含以下步驟：提供一定子，該定子包括：一環狀本體，該環狀本體內周具有複數個徑向向內突伸之隔柱，該等隔柱之每一者之末端橫向延伸形成複數個磁靴；複數個界定於該等隔柱之間的徑向凹槽，該等凹槽之每一者具有由相鄰之隔柱末端所形成之該等磁靴之間所界定的一開口；提供複數條定子用導線，每一導線包含：一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端之間之複數個波狀線圈，每一波狀線圈係由直線部及彎弧部交替組成；將每一導線之直線部自其第一端開始依序置入該定子之相對 應之凹槽中，使該定子之該複數個凹槽之每一者皆有導線嵌入，其中該複數個凹槽之每一者之寬度僅能容納一導線，且該複數個凹槽之開口之寬度略大於該導線之直線部之線徑，使該導線之直線部能自該開口直接嵌入凹槽中。
12. 如請求項11之方法，其中該定子具有72至96個凹槽。
13. 如請求項11之方法，其中該等導線之波狀線圈組具有6到8個相同彎弧方向的彎弧部。
14. 如請求項11之方法，其中該等導線之波狀線圈組具有12到16個相同彎弧方向的彎弧部。
15. 如請求項11之方法，其中該等導線之直線部之截面為方形、矩形或橢圓形。
16. 如請求項11之方法，其中該開口之尺寸為1.3mm至2.0mm。
17. 如請求項11之交流發電機定子繞組，其中該每一導線之該等直線部係由第一端開始順向依序置入該定子相對應之數個凹槽中繞該定子一圈入線後，再反向依序置入該定子相對應之該數個凹槽中並由該第二端出線，使得相對應的該數個凹槽的每一者中皆具有2層導線。
18. 如請求項17之方法，其中該每一導線係以另一導線之第一端串連之，且該另一導線之複數個直線部係自其第一端開始依序置入該每一導線所置入之該定子相對應之該數個凹槽中繞該定子一圈入線後，再反向依序置入該定子相對應之該數個凹槽中並由該第二端出線，使得相對應的該數個凹槽的每一者中皆具有4層導線。
19. 如請求項11之方法，其中該每一導線之該等直線部係由第一端開始順向依序置入該定子相對應之數個凹槽中繞該定子一圈入線並由該第二端出線後，再串連另一導線之第一端，該另一導線 自其第一端開始反向依序置入該定子相對應之該數個凹槽中並由其第二端出線，使得相對應的該數個凹槽的每一者中皆具有2層導線。
20. 如請求項11之方法，其中每個凹槽中具有2至8層導線。