TWI755042B - 旋轉電機的定子排線方法 - Google Patents

Abstract

旋轉電機的定子排線方法包含以下步驟。從定子的外徑側朝向內徑側順向地捲繞第一定子線圈的m層；從定子的內徑側朝向外徑側反向地捲繞第一定子線圈的m+1層；當第一定子線圈的n層與中心線的最小距離小於閥值距離時，繼續捲繞第一定子線圈的n+1層；順向地捲繞第二定子線圈的m層；反向地捲繞第二定子線圈的m+1層；捲繞第二定子線圈的n層，其匝數為第一定子線圈的n層的匝數減二；依序捲繞第二定子線圈的n+1層至最終層；以及依序捲繞第一定子線圈的n+2層至最終層以填充第一排線區域及/或第二排線區域。

Description

旋轉電機的定子排線方法

本發明是關於一種旋轉電機的定子排線方法，且特別是關於一種提升佔槽率之旋轉電機的定子排線方法。

傳統上，電動機與發電機等旋轉電機的定子(stator)通常每齒都會捲繞相同匝數的排線來進行繞線，且相鄰兩齒間的排線會以相同節距從定子的中心軸線放射延伸為對稱軸線。換言之，於傳統旋轉電機，每齒的線圈排列形狀與匝數皆相同。然而，由於傳統旋轉電機是以相同的繞線來進行排列，兩齒間可使用的繞線空間會因為小於兩匝線圈就無法進行繞線，導致此種排線無法充分地利用繞線的空間，從而難以有效地提升旋轉電機的轉矩性能。

本發明之目的在於提出一種旋轉電機的定子之排線方法，定子具有多個第一定子齒與多個第二定子齒，多個第一定子齒之一者在多個第二定子齒之兩相鄰者之間，多個第一定子齒之該者與相鄰之多個第二定子齒之一者之間形成一個槽，該槽被由定子的定子軸心徑向延伸的中心線所平分而形成鄰接多個第一定子齒之該者的第一排線區域與鄰接多個第二定子齒之該者的第二排線區域，所述排線方法包括：從定子的外徑側朝向定子的內徑側於第一排線區域內順向地捲繞第一定子線圈的m層；重疊於第一定子線圈的m層而從定子的內徑側朝向定子的外徑側反向地捲繞第一定子線圈的m+1層；當第一定子線圈的n層與中心線的最小距離小於閥值距離時，則以不垮線為原則繼續捲繞第一定子線圈的n+1層；從定子的外徑側朝向定子的內徑側於第二排線區域內順向地捲繞第二定子線圈的m層；重疊於第二定子線圈的m層而從定子的內徑側朝向定子的外徑側反向地捲繞第二定子線圈的m+1層；捲繞第二定子線圈的n層，其中第二定子線圈的n層的匝數為第一定子線圈的n層的匝數減二；依序捲繞第二定子線圈的n+1層至第二定子線圈的最終層以填充槽之第二排線區域及/或第一排線區域，其中第二定子線圈的最終層中靠近定子的外徑側的匝為最接近於第二排線區域內距離中心線最靠近的端部位置；以及自槽內依序捲繞第一定子線圈的n+2層至第一定子線圈的最終層以填充第一排線區域及/或第二排線區域。

在一些實施例中，其中m為奇數，其中m≦n。

在一些實施例中，上述閥值距離為第一定子線圈的線徑的0.6倍。

在一些實施例中，若n為奇數，則第一定子線圈的n+1層的匝數為第一定子線圈的n層的匝數減一。

在一些實施例中，若n為偶數，則第一定子線圈的n+1層的匝數與第一定子線圈的n層的匝數相同。

在一些實施例中，其中第二定子線圈的n層之後的層為奇數層者，其匝數為其前一層的匝數減一，其中上述之第二定子線圈的n層之後的層不包含最終層。

在一些實施例中，其中第二定子線圈的n層之後的層為偶數層者，其匝數為其前一層的匝數減二，其中上述之第二定子線圈的n層之後的層不包含最終層。

在一些實施例中，若第二定子線圈的最終層為順向地捲繞，則第二定子線圈的最終層的最終匝結束於最接近中心線且不超過中心線的位置。

在一些實施例中，所述排線方法更包括：若第二定子線圈的最終層為反向地捲繞，則第二定子線圈的最終層的匝數為其前一層的匝數減二。

在一些實施例中，其中捲繞第一定子線圈的n+2層至第一定子線圈的最終層以填充槽之第一排線區域及/或第二排線區域之空間。

在一些實施例中，所述排線方法更包括：在捲繞第一定子線圈的最終層之後，增加第二定子線圈的n+1層至第二定子線圈的最終層之至少一層的匝數來填滿第一排線區域與第二排線區域之剩餘空間。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下仔細討論本發明的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論、揭示之實施例僅供說明，並非用以限定本發明之範圍。關於本文中所使用之『第一』、『第二』、…等，並非特別指次序或順位的意思，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。

圖1係根據本發明的實施例之旋轉電機的定子100的剖視示意圖。定子100具有多個第一定子齒10A與多個第二定子齒10B，多個第一定子齒10A與多個第二定子齒10B彼此交互間隔設置。換言之，一個第一定子齒10A設置在兩個鄰近的第二定子齒10B之間，且一個第二定子齒10B設置在兩個鄰近的第一定子齒10A之間。

彼此相鄰的一個第一定子齒10A與一個第二定子齒10B之間形成有一個槽20，此槽20的內部空間被沿著定子100的定子軸心徑向延伸放射的中心線16所平分而形成鄰接於所對應之第一定子齒10A的第一排線區域20A與鄰接於所對應之第二定子齒10B的第二排線區域20B。

第一排線區域20A與第二排線區域20B係用於捲繞線圈，具體而言，在第一定子齒10A上捲繞有第一定子線圈(圖1未示出)，且第一定子線圈自鄰接第一定子齒10A的第一排線區域20A內進行捲繞，且部分的第一定子線圈可能會超出第一排線區域20A；在第二定子齒10B上捲繞有第二定子線圈(圖1未示出)，且第二定子線圈自鄰接第二定子齒10B的第二排線區域20B內進行捲繞，且部分的第二定子線圈可能會超出第二排線區域20B。

本發明提出一種排線方法，能夠充分地利用兩相鄰的定子齒之間的槽的內部空間來進行繞線，從而有效地提升旋轉電機的轉矩性能。應注意的是，雖然在圖1中示出包含8個定子齒(4個第一定子齒10A與4個第二定子齒10B)的定子100，但本發明不限於此，只要是包含偶數個定子齒的定子的旋轉電機皆適用於本發明所述的排線方法。

本發明的排線方法包含以下步驟：

步驟(S1)：於槽20的第一排線區域20A內，從定子100的外徑側朝向定子100的內徑側順向地捲繞第一定子線圈的m層；接著，同樣於第一排線區域20A內，重疊於第一定子線圈的m層而從定子100的內徑側朝向定子100的外徑側反向地捲繞第一定子線圈的m+1層，其中m為奇數。依上述方式持續往復地進行步驟(S1)直到第一定子線圈的當前層與中心線16之間的最小距離小於閥值距離，並且，將此時的第一定子線圈的當前層定義為第一定子線圈的n層，其中m≦n。在本發明的實施例中，上述閥值距離為第一定子線圈的線徑的0.6倍，但本發明不限於此，閥值距離可為其他經設置的長度數值。在本發明的實施例中，於步驟(S1)中的第一定子線圈的各層的匝數的捲繞原則為進行最大空間排線來填充第一排線區域20A。

步驟(S2)：於槽20內以不垮線為原則繼續順向地或反向地捲繞第一定子線圈的n+1層，且部分的第一定子線圈捲繞可能會超出第一排線區域20A。其中，若於步驟(S1)中，第一定子線圈的n層為順向地捲繞，則於步驟(S2)即為反向地捲繞第一定子線圈的n+1層；若於步驟(S1)中，第一定子線圈的n層為反向地捲繞，則於步驟(S2)即為順向地捲繞第一定子線圈的n+1層。在本發明的實施例中，上述之以不垮線為原則的細節為，若n為奇數，則第一定子線圈的n+1層的匝數為第一定子線圈的n層的匝數減一；若n為偶數，則第一定子線圈的n+1層的匝數與第一定子線圈的n層的匝數相同。

步驟(S3)：於槽20的第二排線區域20B內，從定子100的外徑側朝向定子100的內徑側順向地捲繞第二定子線圈的m層；接著，同樣於第二排線區域20B內，重疊於第二定子線圈的m層而從定子100的內徑側朝向定子100的外徑側反向地捲繞第二定子線圈的m+1層。依上述方式持續往復地進行步驟(S3)直到捲繞完第二定子線圈的n-1層。在本發明的實施例中，於步驟(S3)中的第二定子線圈的各層的匝數的捲繞原則為進行最大空間排線來填充第二排線區域20B。

步驟(S4)：於槽20內，順向地或反向地捲繞第二定子線圈的n層。其中，第二定子線圈的n層的匝數為第一定子線圈的n層的匝數減二。其中，若於步驟(S3)中，第二定子線圈的n-1層為順向地捲繞，則於步驟(S4)即為反向地捲繞第二定子線圈的n層；若於步驟(S3)中，第二定子線圈的n-1層為反向地捲繞，則於步驟(S4)即為順向地捲繞第二定子線圈的n層。

步驟(S5)：於槽20內，繼續順向地或反向地捲繞第二定子線圈的n層之後的層，來填充第二排線區域20B，且部分的第二定子線圈捲繞可能會超出第二排線區域20B，直到第二定子線圈的當前層中靠近定子100的外徑側的匝為最接近於第二排線區域20B內距離中心線16最靠近的端部位置，並且，將此時的第二定子線圈的當前層定義為第二定子線圈的最終層。其中，若於步驟(S4)中，第二定子線圈的n層為順向地捲繞，則於步驟(S5)即為反向地捲繞第二定子線圈的n+1層且順向地捲繞第二定子線圈的n+2層，依此類推；若於步驟(S4)中，第二定子線圈的n層為反向地捲繞，則於步驟(S5)即為順向地捲繞第二定子線圈的n+1層且反向地捲繞第二定子線圈的n+2層，依此類推。在本發明的實施例中，第二定子線圈的n層之後的層(不包含最終層)若為奇數層者，則其匝數為其前一層的匝數減一；第二定子線圈的n層之後的層(不包含最終層)若為偶數層者，則其匝數為其前一層的匝數減二。

步驟(S6)：若第二定子線圈的最終層為順向地捲繞，則第二定子線圈的最終層的最終匝結束於最接近中心線16且不超過中心線16的位置；若第二定子線圈的最終層為反向地捲繞，則第二定子線圈的最終層的匝數為其前一層的匝數減二。

步驟(S7)：於槽20內以不垮線為原則繼續順向地或反向地捲繞第一定子線圈的n+1層之後的層，來填充包含第一排線區域20A及/或第二排線區域20B的槽20。其中，若於步驟(S2)中，第一定子線圈的n+1層為順向地捲繞，則於步驟(S7)即為反向地捲繞第一定子線圈的n+2層且順向地捲繞第一定子線圈的n+3層，依此類推；若於步驟(S2)中，第一定子線圈的n+1層為反向地捲繞，則於步驟(S7)即為順向地捲繞第一定子線圈的n+2層且反向地捲繞第一定子線圈的n+3層，依此類推。在本發明的實施例中，進行步驟(S7)，直到第一定子線圈已填滿第一排線區域20A及/或第二排線區域20B的槽20之剩餘空間，並且，將此時的第一定子線圈的當前層定義為第一定子線圈的最終層。

此外，本發明的排線方法還可於步驟(S7)之後選擇性地進行步驟(S8)：在捲繞完第一定子線圈的最終層之後，若第一排線區域20A與第二排線區域20B仍有足夠的剩餘空間，增加第二定子線圈的n+1層至第二定子線圈的最終層之至少一層之匝數來填滿第一排線區域20A與第二排線區域20B之剩餘空間。

以下，利用圖2a至圖2d來說明本發明的排線方法。圖2a至圖2d係根據本發明的第一實施例之局部的定子100的線圈捲繞的流程的示意圖。

在本發明的第一實施例之排線方法中，於步驟(S1)，如圖2a所示，於槽20的第一排線區域20A內，從定子100的外徑側朝向定子100的內徑側順向地捲繞第一定子線圈30A的第1層；且接著，同樣於第一排線區域20A內，重疊於第一定子線圈30A的第1層而從定子100的內徑側朝向定子100的外徑側反向地捲繞第一定子線圈30A的第2層，依上述方式持續往復地捲繞第一定子線圈30A，直到第一定子線圈30A的第3層與中心線16之間的最小距離小於閥值距離(第一定子線圈30A的線徑的0.6倍)。並且，將此時的第一定子線圈30A的第3層定義為第一定子線圈30A的n層，即n=3。其中，如圖2a所示，以箭頭1、2、3的順序捲繞第一定子線圈30A的第1層至第3層。其中，如圖2a所示，於步驟(S1)中的第一定子線圈30A的第1層至第3層的匝數的捲繞原則為進行最大空間排線來填充第一排線區域20A，據此，第一定子線圈30A的第1層與第2層的匝數為13匝，第一定子線圈30A的第3層的匝數為14匝。

在本發明的第一實施例之排線方法中，於步驟(S2)，如圖2a所示，於槽20內以不垮線為原則繼續捲繞第一定子線圈30A的第4層(n+1層)。其中，如圖2a所示，以箭頭4的順序繼續捲繞第一定子線圈30A的第4層，且部分的第一定子線圈30A捲繞會超出第一排線區域20A。其中，因n=3為奇數，故第一定子線圈30A的第4層(n+1層)的匝數為第一定子線圈30A的第3層(n層)的匝數(即，14匝)減一，據此，第一定子線圈30A的第4層的匝數為13匝。

在本發明的第一實施例之排線方法中，於步驟(S3)，如圖2b所示，於槽20的第二排線區域20B內，從定子100的外徑側朝向定子100的內徑側順向地捲繞第二定子線圈30B的第1層；接著，同樣於第二排線區域20B內，重疊於第二定子線圈30B的第1層而從定子100的內徑側朝向定子100的外徑側反向地捲繞第二定子線圈30B的第2層。依上述方式持續往復地進行步驟(S3)直到捲繞完第二定子線圈的第2層(n-1層)。其中，如圖2b所示，以箭頭1、2的順序捲繞第二定子線圈30B的第1層至第2層。其中，如圖2b所示，於步驟(S3)中的第二定子線圈30B的第1層至第2層的匝數的捲繞原則為進行最大空間排線來填充第二排線區域20B，據此，第二定子線圈30B的第1層與第2層的匝數為13匝。

在本發明的第一實施例之排線方法中，於步驟(S4)，如圖2b所示，於槽20內，繼續捲繞第二定子線圈30B的第3層(n層)。其中，如圖2b所示，以箭頭3的順序繼續捲繞第二定子線圈30B的第3層。其中，第二定子線圈30B的第3層(n層)的匝數為第一定子線圈30A的第3層(n層)的匝數(即，14匝)減二，據此，第二定子線圈30B的第3層的匝數為12匝。

在本發明的第一實施例之排線方法中，於步驟(S5)，如圖2c所示，於槽20內，繼續捲繞第二定子線圈30B的第3層(n層)之後的層，來填充第二排線區域20B，且部分的第二定子線圈30B捲繞會超出第二排線區域20B，直到第二定子線圈30B的第7層中靠近定子100的外徑側的匝為最接近於第二排線區域20B內距離中心線16最靠近的端部位置，並且，將此時的第二定子線圈30B的第7層定義為第二定子線圈30B的最終層。其中，如圖2c所示，以箭頭1、2、3、4的順序捲繞第二定子線圈30B的第4層至第7層。其中，如圖2c所示，第二定子線圈30B的第3層(n層)之後的層(不包含最終層)若為偶數層者(即，第二定子線圈30B的第4層與第6層)，則其匝數為其前一層的匝數減二；第二定子線圈30B的第3層(n層)之後的層(不包含最終層)若為奇數層者(即，第5層)，則其匝數為其前一層的匝數減一。據此，第二定子線圈30B的第4層的匝數為第二定子線圈30B的第3層的匝數(即，12匝)減二，意即，第二定子線圈30B的第4層的匝數為10匝；第二定子線圈30B的第5層的匝數為第二定子線圈30B的第4層的匝數(即，10匝)減一，意即，第二定子線圈30B的第5層的匝數為9匝；第二定子線圈30B的第6層的匝數為第二定子線圈30B的第5層的匝數(即，9匝)減二，意即，第二定子線圈30B的第6層的匝數為7匝。

在本發明的第一實施例之排線方法中，於步驟(S6)，如圖2c所示，因第二定子線圈30B的第7層(最終層)為順向地捲繞，故第二定子線圈30B的第7層(最終層)的最終匝結束於最接近中心線16且不超過中心線16的位置。據此，第二定子線圈30B的第7層(最終層)的匝數為1匝。

在本發明的第一實施例之排線方法中，於步驟(S7)，如圖2d所示，於槽20內以不垮線為原則繼續捲繞第一定子線圈30A的第4層(n+1層)之後的層，來填充槽20，直到第一定子線圈30A已填滿槽20之剩餘空間，並且，將此時的第一定子線圈30A的第7層定義為第一定子線圈30A的最終層。其中，如圖2d所示，以箭頭1、2、3的順序繼續捲繞第一定子線圈30A的第5層至第7層。據此，如圖2d所示，第一定子線圈30A的第5層、第6層與第7層的匝數分別為5匝、3匝與2匝。

以下，利用圖3a至圖3d來說明本發明的排線方法。圖3a至圖3d係根據本發明的第二實施例之局部的定子100的線圈捲繞的流程的示意圖。

在本發明的第二實施例之排線方法中，於步驟(S1)，如圖3a所示，於槽20的第一排線區域20A內，從定子100的外徑側朝向定子100的內徑側順向地捲繞第一定子線圈30A的第1層；且接著，同樣於第一排線區域20A內，重疊於第一定子線圈30A的第1層而從定子100的內徑側朝向定子100的外徑側反向地捲繞第一定子線圈30A的第2層，依上述方式持續往復地捲繞第一定子線圈30A，直到第一定子線圈30A的第4層與中心線16之間的最小距離小於閥值距離(第一定子線圈30A的線徑的0.6倍)。並且，將此時的第一定子線圈30A的第4層定義為第一定子線圈30A的n層，即n=4。其中，如圖3a所示，以箭頭1、2、3、4的順序捲繞第一定子線圈30A的第1層至第4層。其中，如圖3a所示，於步驟(S1)中的第一定子線圈30A的第1層至第4層的匝數的捲繞原則為進行最大空間排線來填充第一排線區域20A，據此，第一定子線圈30A的第1層與第2層的匝數為8匝，第一定子線圈30A的第3層與第4層的匝數為9匝。

在本發明的第二實施例之排線方法中，於步驟(S2)，如圖3a所示，於槽20內以不垮線為原則繼續捲繞第一定子線圈30A的第5層(n+1層)。其中，如圖3a所示，以箭頭5的順序繼續捲繞第一定子線圈30A的第5層，且部分的第一定子線圈30A捲繞會超出第一排線區域20A。其中，因n=4為偶數，故第一定子線圈30A的第5層(n+1層)的匝數為第一定子線圈30A的第4層(n層)的匝數(即，9匝)相同，據此，第一定子線圈30A的第5層的匝數為9匝。

在本發明的第二實施例之排線方法中，於步驟(S3)，如圖3b所示，於槽20的第二排線區域20B內，從定子100的外徑側朝向定子100的內徑側順向地捲繞第二定子線圈30B的第1層；接著，同樣於第二排線區域20B內，重疊於第二定子線圈30B的第1層而從定子100的內徑側朝向定子100的外徑側反向地捲繞第二定子線圈30B的第2層。依上述方式持續往復地進行步驟(S3)直到捲繞完第二定子線圈的第3層(n-1層)。其中，如圖3b所示，以箭頭1、2、3的順序捲繞第二定子線圈30B的第1層至第3層。其中，如圖3b所示，於步驟(S3)中的第二定子線圈30B的第1層至第3層的匝數的捲繞原則為進行最大空間排線來填充第二排線區域20B，據此，第二定子線圈30B的第1層與第2層的匝數為8匝，第二定子線圈30B的第3層的匝數為9匝。

在本發明的第二實施例之排線方法中，於步驟(S4)，如圖3b所示，於槽20內，繼續捲繞第二定子線圈30B的第4層(n層)。其中，如圖3b所示，以箭頭4的順序繼續捲繞第二定子線圈30B的第4層。其中，第二定子線圈30B的第4層(n層)的匝數為第一定子線圈30A的第4層(n層)的匝數(即，9匝)減二，據此，第二定子線圈30B的第4層的匝數為7匝。

在本發明的第二實施例之排線方法中，於步驟(S5)，如圖3c所示，於槽20內繼續捲繞第二定子線圈30B的第4層(n層)之後的層，來填充第二排線區域20B，直到第二定子線圈30B的第7層中靠近定子100的外徑側的匝為最接近於第二排線區域20B內距離中心線16最靠近的端部位置，並且，將此時的第二定子線圈30B的第7層定義為第二定子線圈30B的最終層。其中，如圖3c所示，以箭頭1、2、3的順序繼續捲繞第二定子線圈30B的第5層至第7層。其中，如圖3c所示，第二定子線圈30B的第4層(n層)之後的層(不包含最終層)若為奇數層者(即，第5層)，則其匝數為其前一層的匝數減一；第二定子線圈30B的第4層(n層)之後的層(不包含最終層)若為偶數層者(即，第二定子線圈30B的第6層)，則其匝數為其前一層的匝數減二。據此，第二定子線圈30B的第5層的匝數為第二定子線圈30B的第4層的匝數(即，7匝)減一，意即，第二定子線圈30B的第5層的匝數為6匝；第二定子線圈30B的第6層的匝數為第二定子線圈30B的第5層的匝數(即，6匝)減二，意即，第二定子線圈30B的第6層的匝數為4匝。

在本發明的第二實施例之排線方法中，於步驟(S6)，如圖3c所示，因第二定子線圈30B的第7層(最終層)為順向地捲繞，故第二定子線圈30B的第7層(最終層)的最終匝結束於最接近中心線16且不超過中心線16的位置。據此，第二定子線圈30B的第7層(最終層)的匝數為2匝。

在本發明的第二實施例之排線方法中，於步驟(S7)，如圖3d所示，於槽20內以不垮線為原則繼續捲繞第一定子線圈30A的第5層(n+1層)之後的層，來填充槽20，直到第一定子線圈30A已填滿槽20之剩餘空間，並且，將此時的第一定子線圈30A的第7層定義為第一定子線圈30A的最終層。其中，如圖3d所示，以箭頭1、2的順序繼續捲繞第一定子線圈30A的第6層至第7層。據此，如圖3d所示，第一定子線圈30A的第6層與第7層的匝數分別為8匝與3匝。

以下，利用圖4a至圖4e來說明本發明的排線方法。圖4a至圖4e係根據本發明的第三實施例之局部的定子100的線圈捲繞的流程的示意圖。

在本發明的第三實施例之排線方法中，於步驟(S1)，如圖4a所示，於槽20的第一排線區域20A內，從定子100的外徑側朝向定子100的內徑側順向地捲繞第一定子線圈30A的第1層；且接著，同樣於第一排線區域20A內，重疊於第一定子線圈30A的第1層而從定子100的內徑側朝向定子100的外徑側反向地捲繞第一定子線圈30A的第2層，依上述方式持續往復地捲繞第一定子線圈30A，直到第一定子線圈30A的第5層與中心線16之間的最小距離小於閥值距離(第一定子線圈30A的線徑的0.6倍)。並且，將此時的第一定子線圈30A的第5層定義為第一定子線圈30A的n層，即n=5。其中，如圖4a所示，以箭頭1、2、3、4、5的順序捲繞第一定子線圈30A的第1層至第5層。其中，如圖4a所示，於步驟(S1)中的第一定子線圈30A的第1層至第5層的匝數的捲繞原則為進行最大空間排線來填充第一排線區域20A，據此，第一定子線圈30A的第1層與第2層的匝數為8匝，第一定子線圈30A的第3層、第4層與第5層的匝數為9匝。

在本發明的第三實施例之排線方法中，於步驟(S2)，如圖4a所示，於槽20內以不垮線為原則繼續捲繞第一定子線圈30A的第6層(n+1層)，且部分的第一定子線圈30A捲繞會超出第一排線區域20A。其中，如圖4a所示，以箭頭6的順序繼續捲繞第一定子線圈30A的第6層。其中，因n=5為奇數，故第一定子線圈30A的第6層(n+1層)的匝數為第一定子線圈30A的第5層(n層)的匝數(即，9匝)減一，據此，第一定子線圈30A的第6層的匝數為8匝。

在本發明的第三實施例之排線方法中，於步驟(S3)，如圖4b所示，於槽20的第二排線區域20B內，從定子100的外徑側朝向定子100的內徑側順向地捲繞第二定子線圈30B的第1層；接著，同樣於第二排線區域20B內，重疊於第二定子線圈30B的第1層而從定子100的內徑側朝向定子100的外徑側反向地捲繞第二定子線圈30B的第2層。依上述方式持續往復地進行步驟(S3)直到捲繞完第二定子線圈的第4層(n-1層)。其中，如圖4b所示，以箭頭1、2、3、4的順序捲繞第二定子線圈30B的第1層至第4層。其中，如圖4b所示，於步驟(S3)中的第二定子線圈30B的第1層至第4層的匝數的捲繞原則為進行最大空間排線來填充第二排線區域20B，據此，第二定子線圈30B的第1層與第2層的匝數為8匝，第二定子線圈30B的第3層與第4層的匝數為9匝。

在本發明的第三實施例之排線方法中，於步驟(S4)，如圖4b所示，於槽20內，繼續捲繞第二定子線圈30B的第5層(n層)。其中，如圖4b所示，以箭頭5的順序繼續捲繞第二定子線圈30B的第5層。其中，第二定子線圈30B的第5層(n層)的匝數為第一定子線圈30A的第5層(n層)的匝數(即，9匝)減二，據此，第二定子線圈30B的第5層的匝數為7匝。

在本發明的第三實施例之排線方法中，於步驟(S5)，如圖4c所示，於槽20內，繼續捲繞第二定子線圈30B的第5層(n層)之後的層，來填充第二排線區域20B，且部分的第二定子線圈30B捲繞會超出第二排線區域20B，直到第二定子線圈30B的第8層中靠近定子100的外徑側的匝為最接近於第二排線區域20 B內距離中心線16最靠近的端部位置，並且，將此時的第二定子線圈30B的第8層定義為第二定子線圈30B的最終層。其中，如圖4c所示，以箭頭1、2、3的順序繼續捲繞第二定子線圈30B的第6層至第8層。其中，如圖4c所示，第二定子線圈30B的第5層(n層)之後的層(不包含最終層)若為偶數層者(即，第二定子線圈30B的第6層)，則其匝數為其前一層的匝數減二；第二定子線圈30B的第5層(n層)之後的層(不包含最終層)若為奇數層者(即，第7層)，則其匝數為其前一層的匝數減一。據此，第二定子線圈30B的第6層的匝數為第二定子線圈30B的第5層的匝數(即，7匝)減二，意即，第二定子線圈30B的第6層的匝數為5匝；第二定子線圈30B的第7層的匝數為第二定子線圈30B的第6層的匝數(即，5匝)減一，意即，第二定子線圈30B的第7層的匝數為4匝。

在本發明的第三實施例之排線方法中，於步驟(S6)，如圖4c所示，因第二定子線圈30B的第8層(最終層)為反向地捲繞，因此第二定子線圈的第8層(最終層)的匝數為其前一層(即，第二定子線圈的第7層)的匝數(即，4匝)減二，據此，第二定子線圈30B的第8層的匝數為2匝。

在本發明的第三實施例之排線方法中，於步驟(S7)，如圖4d所示，於槽20內以不垮線為原則繼續捲繞第一定子線圈30A的第6層(n+1層)之後的層，來填充第一排線區域20A，直到第一定子線圈30A已填滿第一排線區域20A之剩餘空間，並且，將此時的第一定子線圈30A的第8層定義為第一定子線圈30A的最終層。其中，如圖4d所示，以箭頭1的順序繼續捲繞第一定子線圈30A的第7層。據此，如圖4d所示，第一定子線圈30A的第7層的匝數為1匝。

在本發明的第三實施例之排線方法中，於步驟(S8)，如圖4e所示，在捲繞完第一定子線圈30A的第8層(最終層)之後，若第一排線區域20A與第二排線區域20B仍有足夠的剩餘空間(須滿足線匝直徑)，增加第二定子線圈30B的第6層(n+1層)至第二定子線圈的第8層(最終層)之至少一層之匝數來再排入線匝以填滿第一排線區域20A與第二排線區域20B之剩餘空間。據此，如圖4e所示，將第二定子線圈30B的第6層、第7層與第8層的匝數各增加一匝(如圖4e所示的深色線匝)來填滿第一排線區域20A與第二排線區域20B之剩餘空間。換言之，將第二定子線圈30B的第6層、第7層與第8層的匝數分別為6匝、5匝與3匝。

以下，利用圖5a至圖5d來說明本發明的排線方法。圖5a至圖5d係根據本發明的第四實施例之局部的定子100的線圈捲繞的流程的示意圖。

在本發明的第四實施例之排線方法中，於步驟(S1)，如圖5a所示，於槽20的第一排線區域20A內，從定子100的外徑側朝向定子100的內徑側順向地捲繞第一定子線圈30A的第1層；且接著，同樣於第一排線區域20A內，重疊於第一定子線圈30A的第1層而從定子100的內徑側朝向定子100的外徑側反向地捲繞第一定子線圈30A的第2層，依上述方式持續往復地捲繞第一定子線圈30A，直到第一定子線圈30A的第6層與中心線16之間的最小距離小於閥值距離(第一定子線圈30A的線徑的0.6倍)。並且，將此時的第一定子線圈30A的第6層定義為第一定子線圈30A的n層，即n=6。其中，如圖5a所示，以箭頭1、2、3、4、5、6的順序捲繞第一定子線圈30A的第1層至第6層。其中，如圖5a所示，於步驟(S1)中的第一定子線圈30A的第1層至第6層的匝數的捲繞原則為進行最大空間排線來填充第一排線區域20A，據此，第一定子線圈30A的第1層與第2層的匝數為5匝，第一定子線圈30A的第3層與第4層的匝數為6匝，第一定子線圈30A的第5層與第6層的匝數為7匝。

在本發明的第四實施例之排線方法中，於步驟(S2)，如圖5a所示，於槽20內以不垮線為原則繼續捲繞第一定子線圈30A的第7層(n+1層)。其中，如圖5a所示，以箭頭7的順序捲繞第一定子線圈30A的第7層，且部分的第一定子線圈30A捲繞會超出第一排線區域20A。其中，因n=6為偶數，故第一定子線圈30A的第7層(n+1層)的匝數為第一定子線圈30A的第6層(n層)的匝數(即，7匝)相同，據此，第一定子線圈30A的第7層的匝數為7匝。

在本發明的第四實施例之排線方法中，於步驟(S3)，如圖5b所示，於槽20的第二排線區域20B內，從定子100的外徑側朝向定子100的內徑側順向地捲繞第二定子線圈30B的第1層；接著，同樣於第二排線區域20B內，重疊於第二定子線圈30B的第1層而從定子100的內徑側朝向定子100的外徑側反向地捲繞第二定子線圈30B的第2層。依上述方式持續往復地進行步驟(S3)直到捲繞完第二定子線圈的第5層(n-1層)。其中，如圖5b所示，以箭頭1、2、3、4、5的順序捲繞第二定子線圈30B的第1層至第5層。其中，如圖5b所示，於步驟(S3)中的第二定子線圈30B的第1層至第5層的匝數的捲繞原則為進行最大空間排線來填充第二排線區域20B，據此，第二定子線圈30B的第1層與第2層的匝數為5匝，第二定子線圈30B的第3層與第4層的匝數為6匝，第二定子線圈30B的第5層的匝數為7匝。

在本發明的第四實施例之排線方法中，於步驟(S4)，如圖5b所示，於槽20內繼續捲繞第二定子線圈30B的第6層(n層)。其中，如圖5b所示，以箭頭6的順序繼續捲繞第二定子線圈30B的第6層。其中，第二定子線圈30B的第6層(n層)的匝數為第一定子線圈30A的第6層(n層)的匝數(即，7匝)減二，據此，第二定子線圈30B的第6層的匝數為5匝。

在本發明的第四實施例之排線方法中，於步驟(S5)，如圖5c所示，於槽20內繼續捲繞第二定子線圈30B的第6層(n層)之後的層，來填充第二排線區域20B，且部分的第二定子線圈30B捲繞會超出第二排線區域20B，直到第二定子線圈30B的第8層中靠近定子100的外徑側的匝為最接近於第二排線區域20B內距離中心線16最靠近的端部位置，並且，將此時的第二定子線圈30B的第8層定義為第二定子線圈30B的最終層。其中，如圖5c所示，以箭頭1、2的順序繼續捲繞第二定子線圈30B的第7層至第8層。其中，如圖5c所示，第二定子線圈30B的第6層(n層)之後的層(不包含最終層)若為奇數層者(即，第7層)，則其匝數為其前一層的匝數減一。據此，第二定子線圈30B的第7層的匝數為第二定子線圈30B的第6層的匝數(即，5匝)減一，意即，第二定子線圈30B的第7層的匝數為4匝。

在本發明的第四實施例之排線方法中，於步驟(S6)，如圖5c所示，因第二定子線圈30B的第8層(最終層)為反向地捲繞，因此第二定子線圈的第8層(最終層)的匝數為其前一層(即，第二定子線圈的第7層)的匝數(即，4匝)減二，據此，第二定子線圈30B的第8層的匝數為2匝。

在本發明的第四實施例之排線方法中，於步驟(S7)，如圖5d所示，於槽20內以不垮線為原則繼續捲繞第一定子線圈30A的第7層(n+1層)之後的層，來填充槽20，直到第一定子線圈30A已填滿槽20之剩餘空間，並且，將此時的第一定子線圈30A的第8層定義為第一定子線圈30A的最終層。其中，如圖5d所示，以箭頭1的順序繼續捲繞第一定子線圈30A的第8層。據此，如圖5d所示，第一定子線圈30A的第8層的匝數為1匝。

由於旋轉電機的定子的繞線的匝數越高，可以越提升旋轉電機的轉矩性能，且越大的繞線空間使用率，就代表可以獲得較佳性能的旋轉電機。根據上述實施例，本發明提出一種旋轉電機的定子之排線方法，其中，第一排線區域的繞線與第二排線區域的繞線並未以中心線為對稱且匝數不一致，從而能夠充分的使用了繞線空間，以提升佔槽率，同時能夠明顯提升旋轉電機的轉矩性能。

以上概述了數個實施例的特徵，因此熟習此技藝者可以更了解本發明的態樣。熟習此技藝者應了解到，其可輕易地把本發明當作基礎來設計或修改其他的製程與結構，藉此實現和在此所介紹的這些實施例相同的目標及/或達到相同的優點。熟習此技藝者也應可明白，這些等效的建構並未脫離本發明的精神與範圍，並且他們可以在不脫離本發明精神與範圍的前提下做各種的改變、替換與變動。

100:旋轉電機的定子 10A:第一定子齒 10B:第二定子齒 16:中心線 20:槽 20A:第一排線區域 20B:第二排線區域 30A:第一定子線圈 30B:第二定子線圈 1,2,3,4,5,6,7:箭頭

從以下結合所附圖式所做的詳細描述，可對本發明之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或減少。 [圖1]係根據本發明的實施例之旋轉電機的定子的剖視示意圖。 [圖2a]至[圖2d]係根據本發明的第一實施例之局部的定子的線圈捲繞的流程的示意圖。 [圖3a]至[圖3d]係根據本發明的第二實施例之局部的定子的線圈捲繞的流程的示意圖。 [圖4a]至[圖4e]係根據本發明的第三實施例之局部的定子的線圈捲繞的流程的示意圖。 [圖5a]至[圖5d]係根據本發明的第四實施例之局部的定子的線圈捲繞的流程的示意圖。

100:旋轉電機的定子

10A:第一定子齒

10B:第二定子齒

16:中心線

20:槽

20A:第一排線區域

20B:第二排線區域

Claims (11)

1. 一種旋轉電機的定子排線方法，該定子具有複數個第一定子齒與複數個第二定子齒，該些第一定子齒之一者在該些第二定子齒之兩相鄰者之間，該些第一定子齒之該者與相鄰之該些第二定子齒之一者之間形成一個槽，該槽被由該定子的一定子軸心徑向延伸的一中心線所平分而形成鄰接該些第一定子齒之該者的一第一排線區域與鄰接該些第二定子齒之該者的一第二排線區域，所述排線方法包括： 從該定子的一外徑側朝向該定子的一內徑側於該第一排線區域內順向地捲繞一第一定子線圈的m層； 重疊於該第一定子線圈的該m層而從該定子的該內徑側朝向該定子的該外徑側反向地捲繞該第一定子線圈的m+1層； 當該第一定子線圈的n層與該中心線的一最小距離小於一閥值距離時，則以不垮線為原則繼續捲繞該第一定子線圈的n+1層； 從該定子的該外徑側朝向該定子的該內徑側於該第二排線區域內順向地捲繞一第二定子線圈的m層； 重疊於該第二定子線圈的該m層而從該定子的該內徑側朝向該定子的該外徑側反向地捲繞該第二定子線圈的m+1層； 捲繞該第二定子線圈的n層，其中該第二定子線圈的該n層的匝數為該第一定子線圈的該n層的匝數減二； 依序捲繞該第二定子線圈的n+1層至該第二定子線圈的最終層以填充該槽之該第二排線區域及/或該第一排線區域，其中該第二定子線圈的該最終層中靠近該定子的該外徑側的匝為最接近於該第二排線區域內距離該中心線最靠近的端部位置；以及 自該槽內依序捲繞該第一定子線圈的n+2層至該第一定子線圈的最終層以填充該第一排線區域及/或該第二排線區域。
2. 如請求項1所述之排線方法，其中m為奇數，其中m≦n。
3. 如請求項1所述之排線方法，其中該閥值距離為該第一定子線圈的線徑的0.6倍。
4. 如請求項1所述之排線方法，其中若n為奇數，則該第一定子線圈的該n+1層的匝數為該第一定子線圈的該n層的匝數減一。
5. 如請求項1所述之排線方法，其中若n為偶數，則該第一定子線圈的該n+1層的匝數與該第一定子線圈的該n層的匝數相同。
6. 如請求項1所述之排線方法，其中該第二定子線圈的該n層之後的層為奇數層者，其匝數為其前一層的匝數減一，其中上述之該第二定子線圈的該n層之後的層不包含該最終層。
7. 如請求項1所述之排線方法，其中該第二定子線圈的該n層之後的層為偶數層者，其匝數為其前一層的匝數減二，其中上述之該第二定子線圈的該n層之後的層不包含該最終層。
8. 如請求項1所述之排線方法，其中若該第二定子線圈的該最終層為順向地捲繞，則該第二定子線圈的該最終層的最終匝結束於最接近該中心線且不超過該中心線的位置。
9. 如請求項1所述之排線方法，更包含： 若該第二定子線圈的該最終層為反向地捲繞，則該第二定子線圈的該最終層的匝數為其前一層的匝數減二。
10. 如請求項1所述之排線方法，其中 捲繞該第一定子線圈的該n+2層至該第一定子線圈的該最終層以填充該槽之該第一排線區域及/或該第二排線區域之空間。
11. 如請求項10所述之排線方法，更包含： 在捲繞該第一定子線圈的該最終層之後，增加該第二定子線圈的該n+1層至該第二定子線圈的該最終層之至少一層的匝數來填滿該第一排線區域與該第二排線區域之剩餘空間。

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