TWI634723B - 三相馬達之定子及其繞線方法 - Google Patents

三相馬達之定子及其繞線方法 Download PDF

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TWI634723B
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Abstract

一種三相馬達之定子，用於解決習知繞線過程繁雜且生產效率不佳的問題。係包含：一磁軛部，呈環形且具有一通孔；3N個極臂，各該極臂分別具有兩端，一端與該磁軛部連接，另一端朝遠離該磁軛部之方向延伸；3N個連接柱，設置於該磁軛部；一導線，繞設於各該極臂及各該連接柱；及一電路單元，具有3N個接點，該3N個接點對應連接於該3N個連接柱，其中，每相鄰之三個接點為一組，每組的第一個接點形成短路，每組的第二個接點形成短路，每組的第三個接點形成短路。本發明另揭示三相馬達之定子的繞線方法。

Description

三相馬達之定子及其繞線方法
本發明係關於一種三相馬達之定子及其繞線方法，尤其是一種能提高生產效率，亦能使用更細之線材繞線，且繞線過程中線材不易斷裂之三相馬達之定子的繞線方法。
請參照第1、2圖，習知之三相馬達定子的繞線方法，係將該定子9套設於一繞線機台M之轉軸Y，該定子9具有九個極臂91、九個極靴92、三個連接柱93，且兩相鄰之極臂91間隔為40°，其中，該九個極臂91分別標號為U-1、V-2、W-3、U-4、V-5、W-6、U-7、V-8、W-9，該三個連接柱93分別標號為P1、P2、P3。
請參照第2圖，繞線時，該繞線機台M之繞線頭穿伸於該兩相鄰之極靴92之間的間隙，並針對正對於該繞線機台M的該標號為U-1之極臂91進行繞線，繞線完該標號為U-1之極臂91後，該繞線機台M之轉軸Y逆時針旋轉120°，使該標號為U-4之極臂91正對於該繞線機台M並進行繞線，繞線完該標號為U-4之極臂91後，該繞線機台M之轉軸Y逆時針旋轉120°，使該標號為U-7之極臂91正對於該繞線機台M並進行繞線，再將繞線頭繞線於該標號為P1之連接柱93，完成第一相位線圈繞線。
接著，該繞線機台M之轉軸Y需順時針旋轉240°，使該標 號為V-2之極臂91正對於該繞線機台M並進行繞線，繞線完該標號為V-2之極臂91後，該繞線機台M之轉軸Y逆時針旋轉120°，使該標號為V-5之極臂91正對於該繞線機台M並進行繞線，繞線完該標號為V-5之極臂91後，該繞線機台M之轉軸Y逆時針旋轉120°，使該標號為V-8之極臂91正對於該繞線機台M並進行繞線，再將繞線頭繞線於該標號為P2之連接柱93，完成第二相位線圈繞線。
第三相位線圈繞線同上述第二相位線圈繞線方式。
然而，所述之繞線方法係將每第三個極臂91繞線在同一相位線圈，由於此方法為跨越極臂91繞線，該繞線機台M之轉軸Y必須具有多次順、逆時針旋轉，且旋轉角度較大，導致繞線過程繁雜，除了生產效率不佳外，線材亦容易被拉扯而造成斷裂。
有鑑於此，習知的三相馬達定子的繞線方法確實仍有加以改善之必要。
為解決上述問題，本發明提供一種三相馬達之定子，係具有能使用更細之線材繞線。
本發明提供一種三相馬達之定子的繞線方法，係具有提高生產效率，亦能使用更細之線材繞線，且繞線過程中線材不易斷裂的三相馬達之定子的繞線方法。
本發明以下所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。
本發明全文所述之N為大於1之整數。
本發明的三相馬達之定子，包含：一磁軛部，呈環形且具有 一通孔；3N個極臂，各該極臂分別具有兩端，一端與該磁軛部連接，另一端朝遠離該磁軛部之方向延伸；3N個連接柱，設置於該磁軛部；一導線，繞設於各該極臂及各該連接柱；及一電路單元，具有3N個接點，該3N個接點對應連接於該3N個連接柱，其中，每相鄰之三個接點為一組，每組的第一個接點形成短路，每組的第二個接點形成短路，每組的第三個接點形成短路。
據此，本發明的三相馬達之定子，利用該導線係繞設於各該極臂及各該連接柱，且由於該電路單元之每相鄰之三個接點為一組，每組的第一個接點形成短路，每組的第二個接點形成短路，每組的第三個接點形成短路，因此當該3N個連接柱對應連接於該電路單元之該3N個接點時，該定子形成三相馬達之定子。
其中，該3N個連接柱以該磁軛部之中心呈等距排列且位於該兩相鄰之極臂之間。如此，係具有提高繞線之順暢性的功效。
其中，該電路單元另具有一中心孔，該3N個接點係等距環設於該中心孔之周圍。如此，係具有組裝方便的功效。
其中，該3N個連接柱係由金屬材質製成，該3N個接點可供該3N個連接柱電性連接。如此，係具有組裝方便的功效。
其中，該三相馬達之定子係形成△接線。如此，係具有提高功率的功效。
其中，該電路單元係為一電路板。如此，係具有作業方便的功效。
本發明另提供一種三相馬達之定子的繞線方法，包含：一磁軛部，呈環形且具有一通孔；3N個極臂，各該極臂分別具有兩端，一端與該磁軛部連接，另一端朝遠離該磁軛部方向延伸；3N個連接柱，設置於該磁軛部；一導線，該導線係先繞經其中之一連接柱並繞線該極臂後，經由 鄰近之連接柱再繞線下一個極臂，形成順時針或逆時針對該3N個連接柱及該3N個極臂依序繞線，繞線完該3N個連接柱及該3N個極臂後，再將該3N個連接柱連接至一電路單元，該電路單元具有3N個接點；其中，每相鄰之三個接點為一組，將每組的第一個接點相連接形成短路，將每組的第二個接點相連接形成短路，將每組的第三個接點相連接形成短路，再將該3N個接點電性連接於該3N個連接柱，使形成三相馬達之定子。
據此，本發明的三相馬達之定子的繞線方法，利用該導線係順時針或逆時針依序對該3N個極臂繞線，並將該3N個連接柱對應連接該電路單元之該3N個接點，使該定子形成三相馬達之定子，除了提高生產效率外，亦能使用更細之線材繞線，且繞線過程中線材不易斷裂。
〔本發明〕
1‧‧‧極臂
2‧‧‧連接柱
3‧‧‧導線
4‧‧‧電路單元
40‧‧‧中心孔
41‧‧‧接點
42‧‧‧驅動電路
5‧‧‧極靴
A‧‧‧磁軛部
B‧‧‧繞線套
C‧‧‧通孔
M‧‧‧繞線機台
Y‧‧‧轉軸
U-1、V-2、W-3、U-4、V-5、W-6、U-7、V-8、W-9‧‧‧極臂
P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9‧‧‧連接柱
Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9‧‧‧接點
〔習用〕
9‧‧‧定子
91‧‧‧極臂
92‧‧‧極靴
93‧‧‧連接柱
M‧‧‧繞線機台
Y‧‧‧轉軸
P1、P2、P3‧‧‧連接柱
第1圖：一種習知之定子套設於一繞線機台的結構示意圖。
第2圖：一種習知之定子繞線方法的示意圖。
第3圖：本發明一實施例的立體結構示意圖。
第4a圖：本發明一實施例的平面結構流程圖。
第4b圖：本發明一實施例的平面結構流程圖。
第4c圖：本發明一實施例的平面結構流程圖。
第4d圖：本發明一實施例的平面結構流程圖。
第4e圖：本發明一實施例的平面結構流程圖。
第4f圖：本發明一實施例的平面結構流程圖。
第4g圖：本發明一實施例的平面結構流程圖。
第4h圖：本發明一實施例的平面結構流程圖。
第4i圖：本發明一實施例的平面結構流程圖。
第5圖：本發明一實施例的平面結構示意圖。
第6圖：本發明一實施例的平面結構展開圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第3圖，其係本發明三相馬達之定子的一實施例，該三相馬達之定子包含一磁軛部A、3N個極臂1、3N個連接柱2、一導線3及一電路單元4，該3N個極臂與該磁軛部A連接，該3N個連接柱2係設置於該磁軛部A，該導線3繞線於各該極臂1及各該連接柱2，該電路單元4連接於該3N個連接柱2。
請參照第3圖，該磁軛部A呈環形且具有一通孔C，該3N個極臂1分別具有兩端，一端與該磁軛部A連接，另一端朝遠離該磁軛部A之方向延伸，特別說明的是，該定子結構係可以配合內轉子或外轉子使用，在本實施例中，該定子是以配合外轉子來做說明，因此，各該極臂1係以該通孔C為中心呈輻射狀展開。另外，各該極臂1之自由端分別設置有一極靴5，各該極靴5以該磁軛部A之中心呈等距排列，且兩相鄰之極靴5之間具有一間隙。其中，由於N為大於1之整數，因此該3N個極臂1的數量可以為六、九、十二...個，在本實施例中，該3N個極臂1的數量係為九個。
請參照第3圖，該3N個連接柱2的數量與該3N個極臂1的數量相同，因此該3N個連接柱2的數量係為九個，該3N個連接柱2係設置於該磁軛部A上並以該磁軛部A之中心呈等距排列，且該3N個連接柱2位於兩相鄰之極臂1之間，其中，該3N個連接柱2係由金屬材質製成。
請參照第3圖，該導線3繞設於各該極臂1及各該連接柱2，特別說明的是，該定子另具有一繞線套B，該繞線套B覆蓋該定子之上下 表面，因此，各該極臂1亦受該繞線套B覆蓋，該導線3係繞設於該已受該繞線套B覆蓋之極臂1。
請參照第3圖，該電路單元4具有一中心孔40及3N個接點41，該3N個接點41係等距環設於該中心孔40之周圍，該3N個接點41對應連接於該3N個連接柱2，且該3N個接點41可供該3N個連接柱2電性連接，其中，該3N個接點41的數量與該3N個極臂1的數量相同，因此該3N個接點41的數量係為九個，該九個接點41分別以順時針方向標號為Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9，特別說明的是，每相鄰之三個接點41係為一組，因此，在本實施例中，該九個接點41係分為三組，第一組為相鄰之Q1、Q2、Q3，第二組為相鄰之Q4、Q5、Q6，第三組為相鄰之Q7、Q8、Q9，每組的第一個接點41相連接形成短路，每組的第二個接點41相連接形成短路，每組的第三個接點41相連接形成短路，意即，該第一、四、七個接點41(Q1、Q4、Q7)相連接形成短路，該第二、五、八個接點41(Q2、Q5、Q8)相連接形成短路，該第三、六、九個接點41(Q3、Q6、Q9)相連接形成短路。該電路單元4較佳係為一電路板，該電路單元4另具有一驅動電路42，該驅動電路42與該3N個接點41電性連接(圖未繪示)。
請參照第3圖，據由前述結構，該導線3係繞設於各該極臂1及各該連接柱2，由於該電路單元4之第一、四、七個接點41(Q1、Q4、Q7)相連接形成短路，該第二、五、八個接點41(Q2、Q5、Q8)相連接形成短路，該第三、六、九個接點41(Q3、Q6、Q9)相連接形成短路，因此當該九個連接柱2對應連接於該電路單元4之該九個接點41時，該定子形成三相馬達之定子。
請參照第3、4a圖，係為上述本發明三相馬達之定子的繞線方法，該繞線方法係將該定子套設於一繞線機台M之轉軸Y，由該繞線機 台M之導線3執行繞線動作，定義該九個極臂1分別以順時針方向標號為U-1、V-2、W-3、U-4、V-5、W-6、U-7、V-8、W-9，且兩相鄰之極臂1間隔為40°(機械角)，該九個連接柱2分別以順時針方向標號為P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9。
請參照第3、4a圖，首先，該標號為U-1之極臂1係正對於該繞線機台M的位置，該繞線機台M作動使該導線3繞經該標號為P1之連接柱2，再針對正對於該繞線機台M的該標號為U-1之極臂1進行繞線，在繞線完一預定匝數後，接著，再將該導線3繞經該標號為P9之連接柱2，此時，該繞線機台M暫停繞線動作，且使該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°。
請參照第3、4b圖，接續上述第4a圖之動作，該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°後，此時，該標號為W-9之極臂1正對於該繞線機台M的位置，將該導線3由該標號為P9之連接柱2出發並繞線該標號為W-9之極臂1，在繞線完一預定匝數後，接著，再將該導線3繞經該標號為P8之連接柱2，此時，該繞線機台M暫停繞線動作，且使該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°。
請參照第3、4c圖，接續上述第4b圖之動作，該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°後，此時，該標號為V-8之極臂1正對於該繞線機台M的位置，將該導線3由該標號為P8之連接柱2出發並繞線該標號為V-8之極臂1，在繞線完一預定匝數後，接著，再將該導線3繞經該標號為P7之連接柱2，此時，該繞線機台M暫停繞線動作，且使該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°。
請參照第3、4d圖，接續上述第4c圖之動作，該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°後，此時，該標號為U-7之極臂1正對於該繞線機台M的位置，將該導線3由該標號為P7之連接柱2出發並繞 線該標號為U-7之極臂1，在繞線完一預定匝數後，接著，再將該導線3繞經該標號為P6之連接柱2，此時，該繞線機台M暫停繞線動作，且使該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°。
請參照第3、4e圖，接續上述第4d圖之動作，該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°後，此時，該標號為W-6之極臂1正對於該繞線機台M的位置，將該導線3由該標號為P6之連接柱2出發並繞線該標號為W-6之極臂1，在繞線完一預定匝數後，接著，再將該導線3繞經該標號為P5之連接柱2，此時，該繞線機台M暫停繞線動作，且使該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°。
請參照第3、4f圖，接續上述第4e圖之動作，該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°後，此時，該標號為V-5之極臂1正對於該繞線機台M的位置，將該導線3由該標號為P5之連接柱2出發並繞線該標號為V-5之極臂1，在繞線完一預定匝數後，接著，再將該導線3繞經該標號為P4之連接柱2，此時，該繞線機台M暫停繞線動作，且使該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°。
請參照第3、4g圖，接續上述第4f圖之動作，該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°後，此時，該標號為U-4之極臂1正對於該繞線機台M的位置，將該導線3由該標號為P4之連接柱2出發並繞線該標號為U-4之極臂1，在繞線完一預定匝數後，接著，再將該導線3繞經該標號為P3之連接柱2，此時，該繞線機台M暫停繞線動作，且使該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°。
請參照第3、4h圖，接續上述第4g圖之動作，該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°後，此時，該標號為W-3之極臂1正對於該繞線機台M的位置，將該導線3由該標號為P3之連接柱2出發並繞線該標號為W-3之極臂1，在繞線完一預定匝數後，接著，再將該導線3 繞經該標號為P2之連接柱2，此時，該繞線機台M暫停繞線動作，且使該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°。
請參照第3、4i圖，接續上述第4h圖之動作，該繞線機台M之轉軸Y以順時針方向旋轉40°後，此時，該標號為V-2之極臂1正對於該繞線機台M的位置，將該導線3由該標號為P2之連接柱2出發並繞線該標號為V-2之極臂1，在繞線完一預定匝數後，接著，再將該導線3繞經該標號為P1之連接柱2，此時，該繞線機台M暫停繞線動作，且使該導線3拉伸於該標號為U-1與該標號為V-2之極臂1之間的間隙，以完成該3N個極臂1之繞線。
由上述3、4a至4i圖，該繞線方法係自開始至結束由單一導線3執行繞線動作，該導線3由其中之一極臂1繞線後經由該連接柱2再繞線下一個極臂1，藉此依序繞線該九個極臂1，該導線3繞線完該九個極臂1後，再將該九個連接柱2對應連接於該電路單元4之該九個接點41(如圖3所示)，由於該電路單元4之第一、四、七個接點41(Q1、Q4、Q7)相連接形成短路，該第二、五、八個接點41(Q2、Q5、Q8)相連接形成短路，該第三、六、九個接點41(Q3、Q6、Q9)相連接形成短路，因此當該九個連接柱2對應連接於該電路單元4之該九個接點41時，該定子形成三相馬達之定子(如圖5、6所示)。特別說明的是，在本實施例中，該繞線機台M之轉軸Y係順時針旋轉，再針對正對於該繞線機台M的該極臂1進行繞線，該繞線機台M之轉軸Y亦可以逆時針旋轉再依序對各該極臂1進行繞線，以確保該導線3係依序繞線該九個極臂1。
綜上所述，本發明的三相馬達之定子及其繞線方法，利用該導線係繞線完一個極臂後，該繞線機台之轉軸依序一次旋轉一個預定角度(機械角)，且該導線繞線完該3N個極臂後，再將該3N個連接柱對應連接該電路單元之該3N個接點，由於該電路單元之第一、四、七個接點相連 接形成短路，該第二、五、八個接點相連接形成短路，該第三、六、九個接點相連接形成短路，使該定子形成三相馬達之定子，除了提高生產效率外，亦能使用更細之線材繞線，且繞線過程中線材不易斷裂。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (7)

  1. 一種三相馬達之定子，包含：一磁軛部，呈環形且具有一通孔；3N個極臂，各該極臂分別具有兩端，一端與該磁軛部連接，另一端朝遠離該磁軛部之方向延伸；3N個連接柱，設置於該磁軛部；一導線，繞設於各該極臂及各該連接柱；及一電路單元，具有3N個接點，該3N個接點對應連接於該3N個連接柱，其中，每相鄰之三個接點為一組，每組的第一個接點形成短路，每組的第二個接點形成短路，每組的第三個接點形成短路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之三相馬達之定子，其中，該3N個連接柱以該磁軛部之中心呈等距排列且位於該兩相鄰之極臂之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之三相馬達之定子，其中，該電路單元另具有一中心孔，該3N個接點係等距環設於該中心孔之周圍。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之三相馬達之定子，其中，該3N個連接柱係由金屬材質製成，該3N個接點可供該3N個連接柱電性連接。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之三相馬達之定子，其中，該三相馬達之定子係形成△接線。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之三相馬達之定子，其中，該電路單元係為一電路板。
  7. 一種三相馬達之定子的繞線方法，包含：一磁軛部，呈環形且具有一通孔；3N個極臂，各該極臂分別具有兩端，一端與該磁軛部連接，另一端朝遠離該磁軛部方向延伸；3N個連接柱，設置於該磁軛部；一導線，該導線係先繞經其中之一連接柱並繞線該極臂後，經由鄰近之連接柱再繞線下一個極臂，形成順時針或逆時針依序對該3N個連接柱及該3N個極臂繞線，繞線完該3N個連接柱及該3N個極臂後，再將該3N個連接柱連接至一電路單元，該電路單元具有3N個接點；其中，每相鄰之三個接點為一組，將每組的第一個接點相連接形成短路，將每組的第二個接點相連接形成短路，將每組的第三個接點相連接形成短路，再將該3N個接點電性連接於該3N個連接柱，使形成三相馬達之定子。
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