马达及马达定子的制作方法

1.本发明关于一种发夹形导线定子及其马达。


背景技术：

2.已知马达的运作控制受限于温度感测器的量测偏差，只能抓一个较大的假设温差当作温度保护，往往在马达运作控制上过于保守。已知的马达定子无适当的温度感测器容置空间，使温度感测器能较准确的量测到马达运作时的热点。有鉴于此，马达制造厂商积极找寻方案能减少马达运作时量测的温差，更有效的控制马达运作与提高马达的性能。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的一目的在于提出一种可解决上述问题的马达定子。马达定子包含铁芯、多个插槽、第一发夹形导线、第二发夹形导线及温度感测器。铁芯为环型并用以定义转子容纳空间于铁芯的中心，其中铁芯包含插入侧与延伸侧。多个插槽位于铁芯上，在圆周方向上环绕转子容纳空间，每一插槽沿铁芯的径向延伸远离转子容纳空间，并用以供多层发夹形导线从插入侧置入插槽并从延伸侧穿出。多个插槽的其中至少一者为一温度感测器容置槽，其中在铁芯的插入侧，温度感测器容置槽在铁芯的径向长度上大于多个插槽除温度感测器容置槽外其他的一者在铁芯的径向长度。第一发夹形导线位于温度感测器容置槽远离转子容纳空间的一端，第二发夹形导线位于温度感测器容置槽内且相邻第一发夹形导线。温度感测器位于温度感测器容置槽内且被容置于第一发夹形导线与第二发夹形导线之间。
4.本发明的另一个面向提供一种马达，马达包含转子、铁芯、第一发夹形导线及温度感测器。铁芯定义转子容纳空间，用以容置转子。多个插槽位于铁芯上，以圆周方向上环绕转子容纳空间，每一插槽径向地延伸，用以容纳多层发夹形导线，其中多个插槽的其中至少一者为温度感测器容置槽。第一发夹形导线位于温度感测器容置槽内，其中第一发夹形导线具有弯折部、第一轴向延伸部及第二轴向延伸部，弯折部连接第一轴向延伸部及第二轴向延伸部。温度感测器相邻第一发夹形导线的第一轴向延伸部，其中第一轴向延伸部相较于第二轴向延伸部于铁芯的径向上远离转子容纳空间。
5.本发明的另一个面向提供一种马达定子，马达定子包含环型铁芯、多个插槽、第一发夹形导线及温度感测器。多个插槽位于铁芯上，径向地向铁芯外环周延伸，多个插槽的至少一者为温度感测器容置槽，温度感测器容置槽包含轴向相邻的第一槽空间与第二槽空间，其中第一槽空间的径向长度大于第二槽空间的径向长度。第一发夹形导线包含第一轴向延伸部配置于第一槽空间以及第二轴向延伸部配置于第二槽空间，第一轴向延伸部与第二轴向延伸部相连。温度感测器配置于第一槽空间，温度感测器相较第一轴向延伸部于径向较远离铁芯外环周。
6.以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、其技术手段、及其产生的功效，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。附图仅例示性地描述本发明
的特征和细节，用以解释发明原理，不限制发明的范围。一些已知惯用的结构与元件在附图中以简单示意的方式绘示。
附图说明
7.图1绘示本发明实施例的马达的立体示意图；
8.图2绘示本发明实施例的马达定子的上视示意图；
9.图3绘示图2中方框处的放大图；
10.图4绘示本发明实施例的马达定子的剖面图；
11.图5绘示本发明实施例的绝缘结构的立体示意图；
12.图6为根据图5的截面线6-6的剖面图；以及
13.图7为根据图5的截面线7-7的剖面图。
14.【符号说明】
15.10:马达
16.100:马达定子
17.110:铁芯
18.111:插入侧
19.113:延伸侧
20.115:外环周
21.120:插槽
22.120a:温度感测器容置槽
23.121a:第一槽空间
24.123a:第二槽空间
25.140:发夹形导线
26.140a:第一发夹形导线
27.141a:弯折部
28.143a:第一轴向延伸部
29.145a:第二轴向延伸部
30.140b:第二发夹形导线
31.150:温度感测器
32.160:绝缘结构
33.161:r形绝缘体
34.161a:封闭部
35.161b:开放部
36.163:b形绝缘体
37.170:u形绝缘体
38.f:热收缩膜
39.p:固定胶
40.r:圆周方向
41.s:转子容纳空间
42.x:径向
43.y:轴向
44.l1,l2,l3,l4:径向长度
具体实施方式
45.请参考图1，马达10包括马达定子100及马达转子(无绘示)设置于马达定子100之中，该马达定子100配置以通电激磁并驱动马达转子转动。当马达10运作时，马达定子100与马达转子的温度会显著提高，即使马达10受到冷却(例如使用液冷系统冷却马达10)，马达10内部仍会有许多无法即时降温的热点(例如马达定子100内部无法即时降温的热点)。若马达10运作时无法量测这些热点的实际温度，将不利于即时冷却马达10并可能对马达10的运作性能产生负面影响。
46.请同时参考图1及图2，马达定子100包括铁芯110、多个插槽120、多层的发夹形导线140及温度感测器150。铁芯110为环型并用以定义转子容纳空间s于铁芯110的中心，其中铁芯110包含插入侧111(或称为第一侧)与延伸侧113(或称为第二侧)。多个插槽120位于铁芯110上，其中插槽120沿着轴向y延伸并穿过铁芯110，多个插槽120在圆周方向r上间隔排列并环绕转子容纳空间s，每一插槽120沿铁芯110的径向x延伸远离转子容纳空间s。换言之，插槽120沿着径向x并朝向铁芯110的外环周115延伸，插槽120用以供多层的发夹形导线140从插入侧111进入插槽120并从延伸侧113穿出。多个插槽120的至少一者为温度感测器容置槽120a。
47.请参考图3，在铁芯110的插入侧111，温度感测器容置槽120a的径向长度大于其他种类的插槽120的径向长度。例如，温度感测器容置槽120a在铁芯110上的径向长度l2大于除温度感测器容置槽120a外的其他插槽120在铁芯110上的径向长度l1。因此，温度感测器容置槽120a的尺寸大于其他的插槽120，使得温度感测器容置槽120a具有空间容纳多层的发夹形导线140及温度感测器150。由于温度感测器150是设置在温度感测器容置槽120a槽内于铁芯110上的发夹形导线140之间，当马达10运转时，温度感测器150可以较直接且精准地侦测马达10的内部温度。
48.请同时参考图3及图4，在本发明的一些实施方式中，发夹形导线140包括第一发夹形导线140a及第二发夹形导线140b。第一发夹形导线140a包括第一轴向延伸部143a及第二轴向延伸部145a，其中第一轴向延伸部143a及第二轴向延伸部145a沿着轴向y延伸。第一轴向延伸部143a相较于第二延伸部145a较接近插入侧111而较远离延伸侧113，且第一轴向延伸部143a相较于第二延伸部145a于径向较接近铁芯110的外环周115，使得温度感测器150可配置于第一发夹形导线140a及相邻的第二发夹形导线140b之间的空间，借以较精准地侦测马达10运转时的内部温度。此外，第二发夹形导线140b可以是沿着轴向y延伸的准直导线。在某些实施方式中，第二发夹形导线140b是弯曲导线，以便于第一发夹形导线140a与第二发夹形导线140b之间共同容置温度感测器150。
49.在本发明的一些实施方式中，第一发夹形导线140a包括弯折部141a连接于第一轴向延伸部143a及第二轴向延伸部145a之间。第一轴向延伸部143a相较于第二轴向延伸部145a沿着径向x移位并在轴向y上错开。温度感测器150位于第一发夹形导线140a与第二发夹形导线140b之间，以便于第一发夹形导线140a与相邻的第二发夹形导线140b共同容置温
度感测器150。温度感测器150于轴向y上邻近第二轴向延伸部145a。在本发明的一些实施方式中，可经由弯折部141a不同的弯曲程度来配置第一轴向延伸部143a及第二轴向延伸部145a的相对位置，以便于在第一发夹形导线140a与第二发夹形导线140b之间形成适合的空间容纳温度感测器150。由于温度感测器容置槽120a中用于配置温度感测器150的内部空间可经由不同弯折部141a的型态而有所不同，因此可以有多种尺寸和种类的温度感测器150供选择，用以较精准的侦测马达10的温度。甚至，可以经由不同型态的弯折部141a来设定第一轴向延伸部143a的配置(e.g.倾斜角度和位置)，使第一发夹形导线140a与第二发夹形导线140b可较稳固地容置温度感测器150。
50.在本发明的一些实施方式中，温度感测器150相邻或直接接触第一发夹形导线140a的第一轴向延伸部143a，第一轴向延伸部143a与温度感测器150沿着径向x并排，其中第一轴向延伸部143a相较于第二轴向延伸部145a于铁芯110的径向x上远离转子容纳空间s。举例来说，第一发夹形导线140a位于温度感测器容置槽120a最远离转子容纳空间s的一端，第二发夹形导线140b位于温度感测器容置槽120a内且相邻于第一发夹形导线140a，而温度感测器150位于温度感测器容置槽120a内且容置于第一发夹形导线140a与第二发夹形导线140b之间。换言之，第一发夹形导线140a的第一轴向延伸部143a相较于第二发夹形导线140b于径向x较接近铁芯110的外环周115。
51.在本发明的一些实施方式中，第一发夹形导线140a可以为中性导线或终端导线。中性导线或终端导线邻近温度感测器150，且相较于其他导线，中性导线及终端导线相对地电压较低，对于温度感测器150的绝缘破坏风险较低，产品的可靠度也会因此提升。
52.在本发明的一些实施方式中，第二发夹形导线140b沿着轴向y准直延伸并相邻或接触第一发夹形导线140a的第二轴向延伸部145a，其中温度感测器150的容置空间的区域相邻弯折部141a和/或第一轴向延伸部143a。温度感测器150接触第一轴向延伸部143a和第二发夹形导线140b的至少一者，以直接侦测马达10的内部温度。在本发明的一些实施方式中，第二发夹形导线140b、温度感测器150及第一轴向延伸部143a依序沿着铁芯110的径向x排列。当马达10运转时，第二发夹形导线140b及第一轴向延伸部143a在径向x上夹持于温度感测器150的两侧，进而避免温度感测器150震动而干扰温度感测。
53.在本发明的一些实施方式中，第一轴向延伸部143a突出于插入侧111，而第二轴向延伸部145a突出于延伸侧113，其中温度感测器容置槽120a位于插入侧111的口径大于温度感测器容置槽120a位于延伸侧113的口径，以便于第一发夹形导线140a、第二发夹形导线140b及温度感测器150从插入侧111置入并固定于温度感测器容置槽120a内。具体而言，温度感测器容置槽120a在插入侧111的径向长度l3大于温度感测器容置槽120a在延伸侧113的径向长度l4，以便于第一发夹形导线140a、第二发夹形导线140b及温度感测器150可同时从铁芯110的插入侧111进入铁芯110并固定于温度感测器容置槽120a内。于一应用例子，由于温度感测器容置槽150在延伸侧113的口径及长度l4小于插入测111的口径及长度l3，可以将铁芯110的延伸侧113朝向地面，使插入侧111较延伸侧113远离地面，通过重力将第一发夹形导线140a、第二发夹形导线140b及温度感测器150在组装后卡固于温度感测器容置槽120a内。
54.请参照图3，在本发明的一个或多个实施方式中，马达定子100包括热收缩膜f，其中热收缩膜f配置以包覆温度感测器150、第一轴向延伸部143a的一部分及第二发夹形导线
140b的一部分，以便于第一发夹形导线140a、第二发夹形导线140b及温度感测器150插入温度感测器容置槽120a。于一应用例子，热收缩膜f先包覆并热缩固定第一发夹形导线140a、第二发夹形导线140b及温度感测器150，接着将并排固定的第一发夹形导线140a、第二发夹形导线140b及温度感测器150从铁芯110的插入侧111置入温度感测器容置槽120a。热收缩膜f有助于较快速且准确地将温度感测器150组装于温度感测器容置槽120a内。因热收缩膜f可将温度感测器150固定于第一发夹形导线140a及第二发夹形导线140b之间而设置于温度感测器容置槽120a内，马达10运转时可避免温度感测器150在铁芯110内震动而对温度感测产生负面影响。
55.在本发明的另外一些实施方式中，可以利用固定胶p将温度感测器150、第一发夹形导线140a及第二发夹形导线140b固定于温度感测器容置槽120a中。具体而言，固定胶p可填入于温度感测器容置槽120a内温度感测器150与发夹形导线140之间的间隙。固定胶p用以将第一发夹形导线140a、第二发夹形导线140b及温度感测器150彼此粘着固定，可避免马达10运转时震动对温度感测产生负面影响。
56.请参考图4，温度感测器容置槽120a包含第一槽空间121a与第二槽空间123a，第一槽空间121a与第二槽空间123a沿着轴向y相邻并相互连通。其中第一槽空间121a的径向长度l3大于第二槽空间123a的径向长度l4，且第一槽空间121a的空间尺寸大于第二槽空间123a的空间尺寸。第一轴向延伸部143a及温度感测器150配置于第一槽空间121a内，且温度感测器150相较第一轴向延伸部143a于径向x较远离铁芯110的外环周115。第二轴向延伸部145a配置于第二槽空间123a内，其中第二轴向延伸部145a及温度感测器150沿着轴向y相邻。第一槽空间121a与第二槽空间123a在温度感测器容置槽120a内形成阶梯形内壁。在本发明的一些实施方式中，第一发夹形导线140a可沿着阶梯形内壁共形地延伸，而形成第一轴向延伸部143a与第二轴向延伸部145a。第一轴向延伸部143a在径向x可支撑温度感测器150的侧面，第二轴向延伸部145a在轴向y可支撑温度感测器150的底部，当马达10运作或运送而产生震动时，可使得温度感测器150在铁芯110内具有较优异的稳定度。
57.请参考图3至图7，马达定子100还包括绝缘结构160，用以包覆于第一发夹形导线140a及第二发夹形导线140b之外，使彼此电性绝缘且绝缘于铁芯110。绝缘结构160包括r形绝缘体161(请参考图6)及b形绝缘体163(请参考图7)。r形绝缘体161与b形绝缘体163彼此沿着轴向y连接，可以是一体成形或非一体成形的结构。在第一槽空间121a内，r形绝缘体161同时包覆于第一发夹形导线140a的第一轴向延伸部143a及第二发夹形导线140b，且借以将第一及第二发夹形导线140a、140b与其他的发夹形导线140隔离。在第二槽空间123a内，b形绝缘体163包覆于第一发夹形导线140a的第二轴向延伸部145a及第二发夹形导线140b，并借以将第一及第二发夹形导线140a、140b与其他的发夹形导线140隔离。
58.在本发明的一个或多个实施方式中，马达定子100包括绝缘结构160及u形绝缘体170，绝缘结构160包括r形绝缘体161。r形绝缘体161包括封闭部161a及开放部161b，其中封闭部161a环绕两个发夹形导线140，开放部161b与u形绝缘体170共同环绕温度感测器150、第一发夹形导线140a的第一轴向延伸部143a及第二发夹形导线140b的一部分，以容纳第一发夹形导线140a、第二发夹形导线140b及温度感测器150，故r形绝缘体161将第一及第二发夹形导线140a、140b与其他的发夹形导线140分隔。相较于只容置两个发夹形导线140，容置第一发夹形导线140a、第二发夹形导线140b及温度感测器150所占用的空间较大，因此配置
距离可相互调整的开放部161b以及u形绝缘体170，用以包覆第一发夹形导线140a、第二发夹形导线140b及温度感测器150。根据第一发夹形导线140a、第二发夹形导线140b及温度感测器150的空间尺寸，调整开放部161b及u形绝缘体170的相对位置，亦可容纳并提供多种尺寸的温度感测器150绝缘及隔温效果。
59.在本发明的一个或多个实施方式中，温度感测器150大致为矩形，第一发夹形导线140a也具有矩形截面，第一发夹形导线140a可较紧密地直接热接触温度感测器150，借此增加接触面积并增强温度感测的灵敏度，但本发明并不以此为限，其他种发夹形导线与温度感测器相互对应的形状与截面亦可实施。
60.综上所述，本发明所提供马达的温度感测器容置于温度感测器容置槽，马达具有尺寸不同的温度感测器容置槽以有效容置温度感测器及多层的发夹形导线。借此，在马达运作时，温度感测器可较精准的量测热点的实际温度，可有利于控制马达的温度并对马达的运作性能产生正面影响。本发明不同实施方式仅作为实例来呈现，广度和范围不应受上述描述所限。