交流發電機定子繞組以及定子繞組用導線的製作方法
2024-02-29 20:38:15
交流發電機定子繞組以及定子繞組用導線的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種交流發電機定子用導線及交流發電機定子繞組。其中該導線包含：一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端之間之多個波狀線圈，每一波狀線圈由直線部及彎弧部交替組成。本實用新型的交流發電機定子繞組包含：一定子，該定子內周圍設有多個徑向凹槽；多條定子用導線，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多個波狀線圈，每一波狀線圈由直線部及彎弧部交替組成；其中每一導線之直線部依次置入該定子的相對應的凹槽中，使該凹槽每一者皆有導線嵌入。
【專利說明】交流發電機定子繞組以及定子繞組用導線
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種交流發電機定子繞組結構，特別是關於一種車用三相交流發電機定子繞組結構以及定子繞組用導線。
【背景技術】
[0002]交流發電機是發電機的一種，用於將機械能轉換成交流電流形式的電能。車用的交流發電機是利用引擎輸出動力驅動發電機轉子轉動，以將引擎的機械能轉換成電能對電瓶充電，藉以對裝設於汽車上的電器部分供電使用。
[0003]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，交流發電機輸出的電壓，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。
[0004]現有技術中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，才能滿足這種線圈數量的繞線並方便繞線疊線過程的製作。然而，這種方式有其缺點，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，該圖是現有技術中定子繞組部分的截面圖，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，由於定子環的體積較大，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。
[0005]此外，中國臺灣專利申請TW 1392196號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，該結構中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 1392196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，這種結構的缺點在於: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。
[0006]有鑑於此，在車用交流發電機的設計上，需要一種小型化且具備高發電效率，又易於製造且成本較低的定子繞組。
實用新型內容
[0007]本實用新型的一個目的在於提供一小型化且具備高發電效率的交流發電機定子繞組及其導線。
[0008]本實用新型的另一目的在於提供一製造工序簡單快速的交流發電機定子繞組及其導線。
[0009]為達成上述目的，本實用新型一方面提供了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的多個波狀線圈，每一波狀線圈由直線部及彎弧部交替組成。
[0010]為達成上述目的，本實用新型的另一方面提供了一種交流發電機定子，該定子包含:一環狀本體，該環狀本體內周具有多個徑向向內突伸的隔柱，這些隔柱的每一者的末端橫向延伸形成多個磁靴；多個界定於這些隔柱之間的徑向凹槽，這些凹槽的每一者具有由相鄰的隔柱末端所形成的所述磁靴之間所界定的一開口 ；其中所述凹槽的每一者的寬度僅能容納一導線，且所述凹槽的開口的寬度略大於該導線的線徑，使該導線能自該開口直接嵌入凹槽中。
[0011]為達成上述目的，本實用新型的再一方面提供了一種交流發電機定子繞組，其包含:一定子，該定子內周圍設有多個徑向凹槽；多條定子用導線，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的多個波狀線圈，每一波狀線圈由直線部及彎弧部交替組成；其中每一導線的直線部依次置入該定子的相對應的凹槽中，使所述凹槽的每一者皆有導線嵌入。
[0012]為達成上述目的，本實用新型的還一方面在於提供一種車用交流發電機，其包含:一交流發電機定子繞組，所述繞組包含:一定子，該定子內周圍設有多個徑向凹槽；多條定子用導線，每一導線包含:一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端的間的多個波狀線圈，每一波狀線圈由直線部及彎弧部交替組成；其中每一導線的直線部依次置入該定子的相對應的凹槽中，使所述凹槽的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的第二爪形磁極件，該第一爪形磁極件具有多個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的多個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，該第一爪形磁極件的多個N極爪狀體與該第二爪形磁極件的多個S極爪狀體系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。
[0013]為達成上述目的，本實用新型的又一方面在於提供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，該定子內周圍設有多個徑向凹槽；提供多條定子用導線，每一導線包含:一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端的間的多個波狀線圈，每一波狀線圈由直線部及彎弧部交替組成；將該每一導線的直線部依次置入該定子的相對應的凹槽中，使所述凹槽的每一者皆有導線嵌入。
[0014]為達成上述目的，本實用新型的再一方面在於提供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多個徑向向內突伸的隔柱，所述隔柱的每一者的末端橫向延伸形成多個磁靴；多個界定於所述隔柱之間的徑向凹槽，所述凹槽的每一者具有由相鄰的隔柱末端所形成的所述磁靴之間所界定的一開口 ；多條定子用導線，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的多個波狀線圈，每一波狀線圈由直線部及彎弧部交替組成；其中每一導線的直線部自其第一端開始依次置入該定子的相對應的凹槽中，使該定子的該多個凹槽的每一者皆有導線嵌入，且其中該多個凹槽的每一者的寬度僅能容納一導線，且該多個凹槽的開口的寬度略大於該導線的直線部的線徑，使該導線的直線部能自該開口直接嵌入凹槽中。
[0015]為達成上述目的，本實用新型的還一方面在於提供一種車用交流發電機，其包含:一交流發電機定子繞組，所述繞組包含:一定子，該定子包括一環狀本體，該環狀本體內周具有多個徑向向內突伸的隔柱，所述隔柱的每一者的末端橫向延伸形成多個磁靴；多個界定於所述隔柱之間的徑向凹槽，所述凹槽的每一者具有由相鄰的隔柱末端所形成的所述磁靴之間所界定的一開口 ；多條定子用導線，每一導線包含:一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端的間的多個波狀線圈，每一波狀線圈系由直線部及彎弧部交替組成；其中每一導線的直線部自其第一端開始依序置入該定子的相對應的凹槽中，使該定子的該多個凹槽的每一者皆有導線嵌入，且其中該多個凹槽的每一者的寬度僅能容納一導線，且該多個凹槽的開口的寬度略大於該導線的直線部的線徑，使該導線的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的第二爪形磁極件，該第一爪形磁極件具有多個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的多個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，該第一爪形磁極件的多個N極爪狀體與該第二爪形磁極件的多個S極爪狀體系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。
[0016]為達成上述目的，本實用新型的再一方面在於提供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多個徑向向內突伸的隔柱，所述隔柱的每一者的末端橫向延伸形成多個磁靴；多個界定於所述隔柱的間的徑向凹槽，所述凹槽的每一者具有由相鄰的隔柱末端所形成的該等磁靴的間所界定的一開口 ；提供多條定子用導線，每一導線包含:一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端的間的多個波狀線圈，每一波狀線圈由直線部及彎弧部交替組成；將每一導線的直線部自其第一端開始依次置入該定子的相對應的凹槽中，使該定子的該多個凹槽的每一者皆有導線嵌入，其中該多個凹槽的每一者的寬度僅能容納一導線，且該多個凹槽的開口的寬度略大於該導線的直線部的線徑，使該導線的直線部能自該開口直接嵌入凹槽中。
[0017]本實用新型將進一步參考附圖來說明，其中這些附圖用於概要示出依照本實用新型的優選實施例。應了解，本實用新型在任何方面皆不局限於下述實施例。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為現有技術的定子繞組部分截面圖；
[0019]圖2為依據本實用新型一實施例的定子用導線結構示意圖；
[0020]圖3為製作定子用導線的線模板結構示意圖；
[0021]圖4A為壓扁治具的俯視示意圖；
[0022]圖4B為壓扁治具的側視示意圖；
[0023]圖4C為壓扁治具於壓扁導線位置的側視示意圖；
[0024]圖5A為依據本實用新型一實施例的定子結構示意圖；
[0025]圖5B為圖5A的部分放大圖；
[0026]圖6A為依據本實用新型一實施例的定子繞線示意圖，顯示第一相位的兩個凹槽組依序以導線順向加以入線；
[0027]圖6B為依據本實用新型一實施例的定子繞線示意圖，顯示圖6A順向加以入線後的反向入線；
[0028]圖7為依據本實用新型一實施例的定子繞組部分截面圖；
[0029]圖8為依據本實用新型另一實施例的定子繞組部分截面圖；
[0030]圖9為依據本實用新型一實施例的交流發電機的轉子的分解圖；及
[0031]圖10為依據本實用新型一實施例的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。
[0032]【符號說明】
[0033]I 定子
[0034]5 轉子
[0035]11 凹槽
[0036]13 導線
[0037]20 導線
[0038]20a 導線
[0039]20b 導線
[0040]21 第一端
[0041]21a 第一端
[0042]21b 第一端
[0043]22 第二端
[0044]22a 第二端
[0045]22b 第二端
[0046]23 線圈
[0047]30 定子
[0048]31 環狀本體
[0049]32 隔柱
[0050]33 凹槽
[0051]34 磁靴
[0052]35 開口
[0053]36 電性絕緣材料
[0054]51 轉軸
[0055]52 滑環
[0056]53 軸承
[0057]54 磁場線圈
[0058]55 第一爪形磁極件
[0059]56 第二爪形磁極件
[0060]231 直線部
[0061]231a 直線部
[0062]231b 直線部
[0063]232 彎曲部
[0064]232a彎曲部
[0065]232b彎曲部
[0066]551爪狀體
[0067]561爪狀體
[0068]800線模
[0069]810線模凸塊
[0070]820間隙
[0071]900壓扁治具
[0072]910壓夾槽
[0073]A箭頭
[0074]B箭頭
【具體實施方式】
[0075]圖2是依據本實用新型的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、以及介於該第一端21與第二端22之間的多個波狀線圈23，每一波狀線圈23由多個直線部231及多個彎弧部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(即導線的截面為圓形線)，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。這種做法的好處在於，相較於現有技術中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高於普通圓銅線的成本，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，因此採用如本實用新型的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中的導線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的截面皆為方形、矩形或橢圓形等等。
[0076]導線20的製作可利用如圖3所示的線模板800達成。製造方式是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的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的直線部231及彎弧部232交替構成的波浪狀線圈23。
[0077]接著，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的直線部231。又如圖4B中所示，導線20的直線部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的直線部231壓扁型態(非圓型)，而此時導線20為彎弧部232仍保持圓線的部分壓扁導線。
[0078]圖5A是依據本實用新型的一定子結構。如圖5A所示，定子30具有一環狀本體31，其環內周圍設有多個以隔柱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)，或不限於這些數目。隔柱32的末端略為橫向突出形成磁靴34，而兩磁靴34之間形成凹槽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的材料製成，例如冷軋鋼板(SPCC)、矽鋼或其他類似材料等。定子的長形凹槽33的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內的徑向長形凹槽33的表面形狀，而可直接嵌入凹槽33中以覆蓋凹槽33的表面。電性絕緣材料36可由壓製紙板、塑料薄膜、聚酯薄膜、芳綸紙及環氧樹脂等材料製成。
[0079]定子30的多個長形凹槽33可供導線20入線繞線用。詳言之，一導線20的波狀線圈23的每一直線部231，自該導線20的第一端21開始，依次嵌置於定子30的相對應位置的凹槽33中，而從該導線20的第二端出線。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多個層導線20以增加發電量。藉由多條波浪狀導線20嵌入定子30的所有凹槽33中，使每一凹槽33皆具有導線層於其內，便可完成定子30的繞線作業。定子30的繞線作業，進一步依據本實用新型的一優選實施例作為例示說明如下。
[0080]圖6A及6B表示本實用新型的定子30使用波狀導線20的繞線方式。在本實施例中，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槽唚第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槽唚第95、96槽)為第3相，如此剛好繞定子30 —圈96個凹槽33。
[0081]如圖6A所不，一導線20a的線圈23a的直線部231a從導線20a的第一端21a開始，自定子30的多個凹槽33的一者(如圖6A中所示的凹槽，可指定為第I槽)開始入線嵌入第I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 —周入線，而導線20a自第91槽出線時(如圖6A的箭頭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自其第一端21b，開始將其直線部231b嵌入相鄰於具有導線20a的直線部231a的凹槽的一凹槽(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的箭頭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方向反向將其剩餘的直線部231a嵌入相對應已入線的凹槽33中，迴繞定子30 —周后，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方向反向將其剩餘的直線部231b嵌入相對應已入線的凹槽33中，迴繞定子30 —周后，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的直線部231。
[0082]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的直線部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的凹槽，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。按照這種方式繼續將第二相繞組及第三相繞組的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的直線部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22a與第91槽中的另一導線20a之第一端21a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。
[0083]上述關於本實用新型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的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的定子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的第一端21及第二端22必須串連，因此兩組三相繞線組的導線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，因此本實施例的交流發電機定子繞組，共具有8個焊點。相較於現有技術(TW1392196)的凹槽同樣具有四層導線的定子繞線組製法(同樣使用96凹槽的定子)，其具有384個線頭及192個焊點，本實用新型所提供的定子繞組大幅簡化了結構並縮減焊點數量。
[0084]以上實施例僅為例示性說明。事實上，本發明的定子30的凹槽33中的導線20的層數並不限定於上述實施例的四層。事實上若有必要，藉由增加凹槽33的深度，可增加單一相位一組凹槽中的導線20入線數量以增加層數，有效快速提升發電效能。實踐上，一般採用2至8條導線採用上述方式繞線，並加以串連，而使一凹槽中達到四至十六層導線層。
[0085]又，本實用新型所採用的導線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。
[0086]此外，本實用新型採取的導線20的結構以及入線方式，使得在定子30的單一凹槽33內的導線20的多個直線部231，在定子30的截面上沿著凹槽33的徑向直線排列，因此基本上導線20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的凹槽33中的導線20的直線部231排列整齊，並不會有如現有技術的圖1所示導線排列紊亂的情形，因此圖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的直線部231的截面較為均勻，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，本實用新型的導線結構以及入線方式使得定子30的凹槽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。
[0087]又，本實用新型的另一特點在於，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的開口 35的大小。一般而言，磁靴34的尺寸越大越好，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，例如現有技術TW 1392196的圖10所示，隔柱末端部分的磁靴幾乎將凹槽開口封閉。然而，在本實用新型中，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的開口 35的尺寸與凹槽33的槽寬近似，而能使導線20的直線部231直接自開口 35整條嵌入凹槽33中。就發電功效而言，本實用新型的這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，而依據本實用新型的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，後者的效能甚至優於前者。
[0088]根據上述本實用新型縮減定子30的磁靴34的尺寸，以加大凹槽33的開口 35的尺寸的定子結構的優勢在於，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 1392196專利所公開的定子型式)。然而，本實用新型的較寬的凹槽開口 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。
[0089]本實用新型前述說明的定子繞線組結構，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所示的轉子5的結構。交流發電機的轉子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。本實用新型的定子繞線組結構，其以同軸形式環繞於轉子5的周圍，當車用蓄電池的電力經由滑環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實用新型的定子繞線組轉動時，該磁場的方向亦隨轉子5的轉動而改變，如此將使定子線圈因電磁感應而產生交流電流。
[0090]詳言之，當轉子5的磁場線圈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，如此各對相鄰的爪形磁極件的爪狀體551、561可產生一磁場，而當轉子5轉動時,該磁場的方向亦隨轉子5的轉動而進一步與定子繞線組中的導線20發生電磁感應以產生交流電流。
[0091 ] 又，如圖9所示，轉子5的第一爪形磁極件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的爪狀體551數目與第二爪形磁極件56的爪狀體561數目相同。
[0092]第一爪形磁極件55與第二爪形磁極件56以相互咬合的方式而組合成該磁極，而使第一爪形磁極件55的爪狀體551與第二爪形磁極件56的爪狀體561彼此成對相鄰且間隔排列。如前所述，當轉子的磁極線圈通電後，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，各對相鄰的形成N極的第一爪形磁極件55的爪狀體551與形成S極的第二爪形磁極件56的爪狀體561的間可產生磁力線，進而形成一磁場。若磁場線圈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，各對相鄰的形成S極的第一爪形磁極件55的爪狀體551與形成N極的第二爪形磁極件56的爪狀體561的間亦可產生磁力線，進而形成一磁場。
[0093]圖10為依據本實用新型一實施例的車用交流發電機示意圖，如圖10及前述內容所述，定子30完成繞線作業後的繞組，其中央可容納轉子5的總成，而轉子5以同軸形式置於定子繞組的中央部位(換言之，定子繞線組以同軸形式環繞於轉子5的周圍)，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。
[0094]根據上述舉例說明的轉子5的結構，與前述的定子繞線組的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。
[0095]本實用新型的具體實施例說明如上然而，本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神下，還可對本實用新型做任何的修改及潤飾，然而這些修改及潤飾當仍屬本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種交流發電機定子用導線，其特徵在於，所述交流發電機定子用導線包含:
AA-上山 —弟—觸；._?笛——τ:^
弟.~-? ； 位於所述第一端與第二端之間的多個波狀線圈，每一波狀線圈由直線部及彎弧部交替組成，其中所述導線為漆包銅線。
2.如權利要求1的定子用導線，其特徵在於:所述導線的波狀線圈組有6到8個相同彎弧方向的彎弧部。
3.如權利要求1的定子用導線，其特徵在於:所述導線的波狀線圈組有12到16個相同彎弧方向的彎弧部。
4.如權利要求1的定子用導線，其特徵在於:所述導線的直線部的截面為方形、矩形或橢圓形。
5.如權利要求1的定子用導線，其特徵在於:所述導線的直線部及彎弧部的截面皆為圓形、方形、矩形或橢圓形。
6.一種交流發電機定子繞組，其特徵在於，所述交流發電機定子繞組包含: 一定子，所述定子內周圍設有多個徑向凹槽； 多條定子用導線，每一導線包含:
AA-上山 —弟—觸；._?笛——τ:^
弟.~-? ； 位於所述第一端與第二端的間的多個波狀線圈，每一波狀線圈系由直線部及彎弧部交替組成，所述導線為漆包銅線； 其中每一導線的直線部系依序置入所述定子的相對應的凹槽中，使所述凹槽的每一者皆有導線嵌入。
7.如權利要求6的交流發電機定子繞組，其特徵在於:所述凹槽的表面上均鋪設有一電性絕緣材料。
8.如權利要求7的交流發電機定子繞組，其特徵在於:所述電性絕緣材料包含一材料，所述材料是從由壓製紙板、塑料薄膜、聚酯薄膜、芳綸紙及環氧樹脂組成的群中選出。
9.如權利要求6的交流發電機定子繞組，其特徵在於:所述定子具有72至96個凹槽。
10.如權利要求6的交流發電機定子繞組，其特徵在於:所述定子的材料是由冷軋鋼板(SPCC)與矽鋼組成的群中選出。
11.如權利要求6的交流發電機定子繞組，其特徵在於:所述導線的波狀線圈組具有6到8個相同彎弧方向的彎弧部。
12.如權利要求6的交流發電機定子繞組，其特徵在於:所述導線的波狀線圈組具有12到16個相同彎弧方向的彎弧部。
13.如權利要求6的交流發電機定子繞組，其特徵在於:所述導線的直線部的截面為圓形、方形、矩形或橢圓形。
14.如權利要求6的交流發電機定子繞組，其特徵在於:所述導線的直線部及彎弧部的截面皆為方形、矩形或橢圓形。
15.如權利要求6的交流發電機定子繞組，其特徵在於:所述每一導線的所述直線部由第一端開始順向依次置入所述定子相對應的數個凹槽中繞所述定子一圈入線後，再反向依序置入所述定子相對應的所述數個凹槽中並由所述第二端出線，使得相對應的所述數個凹槽的每一者中皆具有2層導線。
16.如權利要求15的交流發電機定子繞組，其特徵在於:所述每一導線以另一導線的第一端串連，且所述另一導線的多個直線部自其第一端開始依次置入所述每一導線所置入的所述定子相對應的所述數個凹槽中繞所述定子一圈入線後，再反向依序置入所述定子相對應的所述數個凹槽中並由所述第二端出線，使得相對應的所述數個凹槽的每一者中皆具有4層導線。
17.如權利要求16的交流發電機定子繞組，其特徵在於:以焊接方式串連所述每一導線及相對應的所述另一導線。
18.如權利要求6的交流發電機定子繞組，其特徵在於:所述每一導線的所述直線部由第一端開始順向依次置入所述定子相對應的數個凹槽中繞所述定子一圈入線並由所述第二端出線後再串連另一導線的第一端，所述另一導線自其第一端開始反向依序置入所述定子相對應的所述數個凹槽中並由其第二端出線，使得相對應的所述數個凹槽的每一者中皆具有2層導線。
19.如權利要求18的交流發電機定子繞組，其特徵在於:以焊接方式串連所述每一導線及相對應的所述另一導線。
20.如權利要求6的交流發電機定子繞組，其特徵在於:每個凹槽中具有2至8層導線。
【文檔編號】H02K15/085GK204103618SQ201420402732
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】王俊元, 劉明朗 申請人:勝利工業股份有限公司