具有八极定子的电机及该定子的绕线结构的制作方法
【专利摘要】一种具有八极定子的电机及该定子的绕线结构，用以提升发电有八极定子的电机的发电效率，该定子的绕线结构包含：一定子，该定子包含沿一圆周方向排列的一第一磁极、一第二磁极、一第三磁极、一第四磁极、一第五磁极、一第六磁极、一第七磁极及一第八磁极，各该磁极上分别绕设有磁极绕组，且该第一磁极、该第二磁极、该第三磁极、该第四磁极、该第五磁极、该第六磁极、该第七磁极及第八磁极的磁极绕组的线圈匝数比为1：8：3：4：9：2：7：6。其中，该定子1的各磁极绕组的线圈匝数总和为40n，且40n≧720。
【专利说明】
具有八极定子的电机及该定子的绕线结构
技术领域
[0001] 本发明是关于一种电机及其定子的绕线结构，尤其是一种由八个磁极所构成的定 子的铜线圈的绕线结构，且该定子的八个磁极与八极转子协同运作产生电力。
【背景技术】
[0002] 定子是电机(包含马达或发电机)的必要组成构件之一。其中，在各种电机中，具有 八个磁极的款式(在此称为八极定子），由于常被掲露于相关文献中，且为市面上易于取得 的商业产品，因此其并非属于新颖的物品。
[0003] 然而，现有电机的定子的各个磁极上所绕设的线圈应数均相同，因此在各个磁极 上所绕设的线圈通入电流时，各该磁极在转子磁场的感应之下将产生相同强度的电力，因 而造成转子的磁极(亦即电枢)旋转通过定子的二个相邻磁极之间时，容易承受较高的磁阻 抗。所述磁阻抗一般很高，且为造成电机热能量损失及效率低落的主因之一。
[0004] 另一方面，由于上述热损失，现有电机在持续一段时间的运转后，该定子的各磁极 的溫度将会升高。由于该转子和定子的绕线皆为奇数圈，各个磁极皆有均匀的热损失，造成 同样的溫度增幅。最终，该定子各磁极的高溫常常通过各种方式影响该转子的效率。在更差 的情况中，不论是基于散逸或对流的方式，转子的溫度将随着定子的溫度升高而上升。最 后，除非热能顺利散逸，否则将会导致电机的诸多不良效应，包含运转寿命、能量效率及环 境效应等等。
[000引已知当电机的整体溫度升高时，其铁损造成的磁损(包含磁滞损与满流损)与电机 铜线圈的电阻损耗均会随的提升，致使电机的虚功增加，造成功率损耗增加，包含电机的有 效和无效成分(active and reactive components),造成其发电效率大幅下降。整体而言， 转子在旋转过程中须承受较高的磁阻抗，因此，若无法解决热能散逸的问题，不论任何方式 皆难W提升发电效率及电力转换效率。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个目的是利用一般八极定子的非等圈数的铜线圈绕线的方式，来提供 一种新颖的线圈设计结构，W解决热能的问题。其中，借助适当地分配各磁极的圈数，每对 相异的磁极将产生大小不同且磁阻和能量损耗均大幅降低的磁场。
[0007] 本发明的另一个目的是提供一种八极定子的绕线结构及该具有该八极定子的电 机，通过使各磁极上的磁极绕组具有相异的线圈应数，能够使运作中的各该磁极的溫升幅 度不同，让转子及定子本体在旋转过程中所接收的热能容易于该电机内部传导，W提升该 电机的散热效果及整体能量效率。
[0008] 为达到前述发明目的，本发明所运用的技术手段包含有：
[0009] -种定子的绕线结构，包含一定子，该定子包含沿一圆周方向排列的一第一磁极、 一第二磁极、一第立磁极、一第四磁极、一第五磁极、一第六磁极、一第屯磁极及一第八磁 极，各该磁极上分别绕设有磁极绕组，且该第一磁极、该第二磁极、该第=磁极、该第四磁 极、该第五磁极、该第六磁极、该第屯磁极及第八磁极的磁极绕组的线圈应数比为1:8:3:4: 9:2:7:6。其中，该定子1的各磁极绕组的线圈应数总和为40n，且40n含720。
[0010] 如上所述定子的绕线结构，其中，该第一磁极供绕设一第一磁极绕组，该第二磁极 供绕设一第二磁极绕组，该第=磁极供绕设一第=磁极绕组，该第四磁极供绕设一第四磁 极绕组，该第五磁极供绕设一第五磁极绕组，该第六磁极供绕设一第六磁极绕组，该第屯磁 极供绕设一第屯磁极绕组，该第八磁极供绕设一第八磁极绕组，且该第一磁极绕组的线圈 应数为n，该第二磁极绕组的线圈应数为8n、该第S磁极绕组的线圈应数为化、该第四磁极 绕组的线圈应数为4n，该第五磁极绕组的线圈应数为化，该第六磁极绕组的线圈应数为化， 该第屯磁极绕组的线圈应数为化，该第八磁极绕组的线圈应数为6n。
[0011] 如上所述定子的绕线结构，其中，该定子的各磁极包含单一齿部，该第一磁极的齿 部供绕设该第一磁极绕组，该第二磁极的齿部供绕设该第二磁极绕组，该第=磁极的齿部 供绕设该第=磁极绕组，该第四磁极的齿部供绕设该第四磁极绕组，该第五磁极的齿部供 绕设该第五磁极绕组，该第六磁极的齿部供绕设该第六磁极绕组，该第屯磁极的齿部供绕 设该第屯磁极绕组，该第八磁极的齿部供绕设一第八磁极绕组。
[0012] 如上所述定子的绕线结构，其中，该定子的各磁极的线槽数量为数个，使得各该磁 极包含数个齿部。
[0013] 如上所述定子的绕线结构，其中，各该磁极包含一第一线槽、一第二线槽、一第= 线槽及一第四线槽，各该磁极绕组为依序绕设在该第一线槽与第=线槽W及该第二线槽与 第四线槽中的线圈。
[0014] 如上所述定子的绕线结构，其中，各该磁极包含一第一线槽、一第二线槽、一第= 线槽、一第四线槽、一第五线槽及第六线槽，各该磁极绕组为依序绕设在该第一线槽与第四 线槽、该第二线槽与第五线槽W及该第=线槽与第六线槽中的线圈。
[0015] 如上所述定子的绕线结构，其中，该定子于径向方向上相对的任二磁极的磁极绕 组的线圈应数总和相等。亦即，该第一磁极绕组加上该第二及第八磁极绕组的线圈应数总 和等于该第=磁极绕组加上该第四及第二磁极绕组的线圈应数总和、该第五磁极绕组加上 该第六及第四磁极绕组的线圈应数总和，W及该第屯磁极绕组加上该第八及第六磁极绕组 的线圈应数总和。
[0016] -种具有八极定子的电机，该电机包含如上所述定子的绕线结构，且另包含一转 子，该转子具有八个电枢磁极，八个电枢磁极W绕设有八个转子线圈。
[0017] 如上所述具有八极定子的电机，其中，各该转子线圈所绕设的线圈应数为5n应。
[0018] 根据前述结构，本发明实施例具有八极定子的电机及该定子的绕线结构能够利用 非对称的线圈绕线于任二相邻的磁极间产生非对称的磁场，来降低该转子的电枢磁极所承 受的磁阻抗，W降低电机的损失，进而提升该电机的发电效率；同时，利用该定子的各磁极 溫度不同的特性，确实可W提升该电机的散热效果，进一步提升其发电效率。
【附图说明】
[0019] 图1:是本发明一实施例的平面示意图。
[0020] 图2:是本发明一实施例的外观示意图。
[0021] 图3:是本发明一实施例另一实施态样的外观示意图。
[0022] 图4:是本发明一实施例再一实施态样的外观示意图。
[0023] 图5:是一种现有电机的外观示意图。
[0024] 【附图标记说明】
[00巧]〔本发明）
[0026] 1 定子
[0027] 11 第一磁极 111 第一磁极绕组
[002引 112a第一线槽 112b 第二线槽
[0029] 112c第S线槽 112d 第四线槽
[0030] 11化第五线槽 112f 第六线槽
[0031 ] 12 第二磁极 121 第二磁极绕组
[0032] 122a第一线槽 122b 第二线槽
[0033] 122c第S线槽 122d 第四线槽
[0034] 13 第S磁极 131 第S磁极绕组
[003引14 第四磁极 141 第四磁极绕组
[0036] 15 第五磁极 141 第五磁极绕组
[0037] 16 第六磁极 161 第六磁极绕组
[003引17 第屯磁极 171 第屯磁极绕组
[0039] 18 第八磁极 181 第八磁极绕组
[0040] 2 转子 21 电枢磁极
[0041] Ll 第一导线 L2 第二导线
[0042] L3 第S导线 L4 第四导线
[004引〔现有技术）
[0044] 9 现有电机
[004引 91 定子 92 转子
[0046] 11' 第一相位导线 12' 第二相位导线
[0047] 13' 第S相位导线。
【具体实施方式】
[0048] 为让本发明的上述及其它目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较 佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
[0049] 请参照图1所示，本发明具有八极定子的电机的一实施例的示意图，该电机包含一 定子1及一转子2,该定子1包含八个磁极，分别为沿一圆周方向（例如:顺时针方向或逆时针 方向）排列的一第一磁极11、一第二磁极12、一第S磁极13、一第四磁极14、一第五磁极15、 一第六磁极16、一第屯磁极17及一第八磁极18。该第一~第八磁极11~18上分别绕设有磁 极绕组，所述磁极绕组是将线圈集中缠绕于各该磁极所形成，且该第一、第二、第=、第四、 第五、第六、第屯及第八磁极11、12、13、14、15、16、17、18的磁极绕组的线圈应数比为1:8:3: 4:9:2:7:6。在本发明中，该电机可实施为一马达或一发电机。
[0050] 具体的，请参照图2所示，该实施例具有八极定子的电机的其中一种实施态样，该 定子1的各磁极的线槽数量可W为一个;换句话说，各该磁极包含单一齿部。据此，该第一磁 极11的齿部可供绕设一第一磁极绕组111;该第二磁极12的齿部可供绕设一第二磁极绕组 121;同理，该第^、第四、第五、第六、第屯及第八磁极13、14、15、16、17、18的齿部分别供绕 设一第三、一第四、一第五、一第六、一第屯及一第八及磁极绕组131、141、151、161、171、 181。其中，若该第一磁极绕组111的线圈应数为n，则该第二磁极绕组121的线圈应数为8n， 该第S磁极绕组131的线圈应数为化，该第四磁极绕组141的线圈应数为4n，该第五磁极绕 组151的线圈应数为化，该第六磁极绕组161的线圈应数为化，该第屯磁极绕组171的线圈应 数为化，该第八磁极绕组181的线圈应数为6n，使得该第一、第二、第S、第四、第五、第六、第 屯及第八磁极绕组111、121、131、141、151、161、171、181的线圈应数比能够形成1:8:3:4:9: 2:7:6。
[0051] 此外，该定子1的各磁极绕组的线圈应数总和可W表示如下式(1)所示：
[0052] ln+8n+3n+4n+9n+化巧n+6n = 40n (1)由此可知，当该第一磁极绕组111 的线圈应数为n应时，该定子1的各磁极绕组的线圈应数总和即为40n应。举例而言，当该第 一磁极绕组111的线圈应数为40应时，该定子1的各磁极绕组的线圈应数总和即为1600应， 是本领域技术人员所能理解的。
[0053] 请续参照图1及图2所示，该转子2可W具有八个电枢磁极21，各该电枢磁极21上同 样可W绕设有相同应数的转子线圈，且该转子的各个电枢磁极21与该定子1间具有一气隙。 其中，已知该定子1的各磁极绕组的线圈应数总和为40n应，因此各该电枢磁极21上所绕设 的线圈应数可W表示如下式(2)所示：
[0054] 40n今8 = 5n (2)
[0055] 亦即，各该电枢磁极21上所绕设的线圈应数可W为5n应，故举例来说，当该第一磁 极绕组111的线圈应数为18应时，各该电枢磁极21上的线圈应数均为90应。
[0056] 请参照图3所示，该实施例具有八极定子的电机的另一实施态样，该定子1的各磁 极的线槽数量可W为数个;换句话说，各该磁极包含数个齿部。举例而言，在本实施态样中， 各该磁极包含4个线槽，使得该定子1的极距为4。其中，该第一磁极11包含一第一线槽112a、 一第二线槽11化、一第=线槽112c及一第四线槽112d，该第一磁极绕组111为绕设在该第一 ~第四线槽112a~112d中的n应线圈。具体的，通过将一导线在该第一线槽112a与第S线槽 112c绕设n应后，接续在该第二线槽112b与第四线槽112d绕设n应，即可构成该第一磁极绕 组111。该第二磁极12亦包含一第一线槽122a、一第二线槽12化、一第=线槽122c及一第四 线槽122d，该第二磁极绕组121为绕设在该第一~第四线槽122a~122d中的Sn应线圈；同 理，该第S~第八磁极13、14、15、16、17、18同样分别包含一第一线槽、一第二线槽、一第^ 线槽及一第四线槽，且该第S~第八磁极绕组131、141、151、161、171、181分别为绕设在所 述第一~第四线槽中的化、4n、化、2n、化与6n应线圈。
[0057] 借助上述结构，本发明实施例具有八极定子的电机实际使用时，该转子2可供结合 一转动轴，该转动轴受一动力源(例如：马达巧E动，使该转子2可W受该转动轴带动而旋转。 该实施例具有八极定子的电机及该定子1的绕线结构的主要特点在于：
[0058] 虽然该定子1的各磁极上的第一、第二、第=、第四、第五、第六、第屯及第八磁极绕 组111、121、131、141、151、161、171、181具有相异的线圈应数，然而该定子1于径向方向上相 对的任二磁极的磁极绕组的线圈应数总和均相等。更具体的，已知该第一、第二、第=、第 四、第五、第六、第屯及第八磁极绕组111、121、131、141、151、161、171、181的线圈应数比形 成1:8:3:4:9:2:7:6,且该第一及第五磁极11、15、该第二及第六磁极12、16、该第S及第屯 磁极13、17与该第四及第八磁极14、18分别于径向方向上相对，该第一及第五磁极绕组111、 151的线圈应数总和为IOn，则该第二及第六磁极绕组121、161的线圈应数总和为1 On，该第 S及第屯磁极绕组131、171的线圈应数总和为lOn，该第四及第八磁极绕组14U181的线圈 应数总和亦为lOn，使得该定子1于径向方向上相对的任二磁极的磁极绕组的线圈应数总和 均相等。
[0059] 再者，请续参照图1所示，该第一磁极绕组111及其二侧的磁极绕组(第二及第八磁 极绕组12U181)的线圈应数总和为15n(第一磁极绕组111为n应，第二磁极绕组121为Sn应， 第八磁极绕组181为6n应）；该第=磁极绕组131及其二侧的磁极绕组(第二及第四磁极绕组 12U141)的线圈应数总和为15n(第S磁极绕组131为化应，第二磁极绕组121为Sn应，第四 磁极绕组141为4n应）；该第五磁极绕组151及其二侧的磁极绕组(第四及第六磁极绕组141、 161)的线圈应数总和为15n(第五磁极绕组151为化应，第四磁极绕组141为4n应，第六磁极 绕组161为化应）；且该第屯磁极绕组171及其二侧的磁极绕组(第六及第八磁极绕组161、 181)的线圈应数总和同样为15n(第屯磁极绕组171为7n应，第六磁极绕组161为化应，第八 磁极绕组181为6n应）。换句话说，于该圆周方向上分别相差90°的奇数磁极的第一磁极绕组 111、第=磁极绕组131、第五磁极绕组151及第屯磁极绕组171与其各自二侧的磁极绕组的 线圈应数总和均相等。
[0060] 据此，该实施例借助使该定子1于径向方向上相对的任二磁极的磁极绕组的线圈 应数总和相等，并且使于该圆周方向上分别相差90°的第一磁极绕组111、第S磁极绕组 131、第五磁极绕组151及第屯磁极绕组171与其各自二侧的磁极绕组的线圈应数总和相等， 可W使该转子2受该转动轴带动而相对该定子1旋转时达到转动平衡的效果。其中，该定子1 的各磁极上的第一、第二、第=、第四、第五、第六、第屯及第八磁极绕组111、121、131、141、 151、161、171、181具有相异的线圈应数，使得任二相邻的磁极间具有一电压差。更具体的， W该第一磁极11与第二磁极12为例，该第一磁极11的第一磁极绕组111的线圈应数为n，该 第二磁极12的第二磁极绕组121的线圈应数为8n，据此，当该第一~第八磁极绕组 131、141、151、161、171、181通入电流时，该第一磁极绕组111与该第二磁极绕组121的等效 电压不同，因此该第一磁极11与第二磁极12间具有一电压差，使得该第一磁极11与第二磁 极12能够产生不同强度的磁场。据此，当该转子2的电枢磁极21旋转通过该第一磁极11与第 二磁极12之间时，利用该第一磁极11与第二磁极12磁场强度差异来降低该电枢磁极21所承 受的磁阻抗，使该转子2能够更为平顺地转动。
[0061] 值得注意的是，为了确保任二相邻的磁极间所产生的磁场强度差异幅度足W降低 该电枢磁极21所承受的磁阻抗，该定子1的各磁极绕组的线圈应数总和较佳大于等于720 应，亦即，该第一磁极绕组111的线圈应数较佳大于等于18应，使得40n含720。更具体的，已 知该定子1的各磁极绕组的线圈应数总和与该定子1运作时所产生的电压呈正相关，因此设 计使该线圈应数总和大于等于720应，确实能够提升二相邻的磁极间所产生的磁场强度差 异。再者，借助设计使该线圈应数总和大于等于720应，可W使该定子1满足高电压/低电流 的工作条件，同时降低组成该定子1的娃钢片所需的厚度，能够进一步降低该定子1的重量 与制造成本。
[0062] 再者，由于该定子1的各磁极上的磁极绕组具有相异的线圈应数，因此各该磁极绕 组的等效电压不同。因此，当该实施例具有八极定子的电机实际运转时，各该磁极的溫升幅 度将不同。更具体的，W于径向方向上相对的该第一磁极11与第五磁极15为例，该第一磁极 11的第一磁极绕组111的线圈应数为n，该第五磁极15的第五磁极绕组151的线圈应数为化， 因此该第五磁极15的溫升幅度将大于该第一磁极11;换句话说，该第一磁极11在运转过程 中维持于一相对低溫，而该第五磁极15在运转过程中维持于一相对高溫。借此，虽然该转子 2的电枢磁极21旋转通过该第五磁极15时，可能受到该第五磁极15的相对高溫影响而产生 溫升;然而，该电枢磁极21旋转通过该第一磁极11时，由于该第一磁极11具有相对低溫，使 得该电枢磁极21的热能能够有效溢散。由此可知，该实施例具有八极定子的电机利用该定 子1的各磁极溫度不同的特性，可W使该转子2在旋转过程中所接收的热能容易于该电机内 部传导，进而提升该电机的散热效果及能源效率。
[0063] 综上所述，由于电机的转子相对定子旋转时，电枢磁极的磁阻抗造成电机的损失， 本发明实施例具有八极定子的电机及该定子1的绕线结构借助使该定子1的各磁极上的第 一、第二、第S、第四、第五、第六、第屯及第八磁极绕组111、121、131、141、151、161、171、181 具有相异的线圈应数，可W通过适当设计使该第一、第二、第=、第四、第五、第六、第屯及第 八磁极绕组 111、121、131、141、151、161、171、181 的线圈应数比形成 1:8:3:4:9:2:7:6,确保 该转子2受带动而旋转时达到转动平衡的效果及增进能源效率，并且利用任二相邻的磁极 间所产生的磁场强度差异来有效降低该电枢磁极21所承受的磁阻抗，W降低电机的损失， 进而提升该实施例具有八极定子电机的发电效率或最大机械转矩。
[0064] 此外，已知当电机的整体溫度升高时，其铁损所导致的磁损(包含其磁滞损与满流 损)与电机的铜线圈的电阻损耗及满流损均会随之提升，致使电机的虚功增加，造成其发电 效率大幅下降。本发明实施例具有八极定子的电机及该定子1的绕线结构利用该定子1的各 磁极溫度不同的特性，可W使该转子2在旋转过程中所接收的热能容易于该电机内部传导， 进而提升该电机的散热效果。据此，通过降低铁忍和铜线圈的损耗，该实施例具有八极定子 的电机的整体溫度能够下降，W限制其铁损与铜损，进一步提升其发电效率或提高可获得 的最大转矩。
[0065] 本领域普通技术人员可W理解当本发明实施例的八极定子1经由通电而于其磁极 产生交变磁场时，该八极定子1可驱动转子旋转。由于该八极定子1的磁场通过感应转子旋 转而产生，此效应即为回授运作。由于转子的驱动力道部份由转子本身所提供，因此可提升 电机的效率。由于上述的八极定子绕线方式，因此除了可W提升电机的散热效率之外，亦可 增进电机的运转效率。如此，可证明该八极定子1的绕线结构可用W制作一电机，且其溫度 仅略高于现有电机运作前的溫度数度而已。
[0066] 为了凸显本发明实施例具有八极定子的电机相较现有电机确实具有较高的发电 效率，将该实施例具有八极定子的电机与使用该八极定子的一=相电机的配线方式一并进 行实际测试。请参照图4所示，该实施例具有八极定子的电机的再一实施态样，在本实施态 样中，各该磁极包含6个线槽，使得该定子1的极距为6。其中，该第一磁极11包含一第一线槽 112曰、一第二线槽11化、一第=线槽112c、一第四线槽112d、一第五线槽112e及一第六线槽 112f，该第一磁极绕组111为绕设在该第一~第六线槽112a~112f中的n应线圈。具体的，通 过将一导线在该第一线槽112a与第四线槽112d绕设n应后，接续在该第二线槽11化与第五 线槽112e绕设n应，最后在该第=线槽112c与第六线槽112f绕设n应，即可构成该第一磁极 绕组111。同理，该第二~第八磁极12、13、14、15、16、17、18同样分别包含一第一线槽、一第 二线槽、一第=线槽、一第四线槽、一第五线槽及一第六线槽，且该第二~第八磁极绕组 121、131、141、151、161、171、181分别为绕设在所述第一~第六线槽中的：3n、4n、化、2n、化与 6n应线圈。该定子1的各磁极绕组的线圈应数总和为720应，亦即，该第一磁极绕组111的线 圈应数为18应。
[0067] 注意到，在本实施态样中，该实施例具有八极定子的电机为一单相八极电机，据 此，该定子1于径向方向上相对的任二磁极的磁极绕组可W由同一导线缠绕形成。更具体 的，该第一磁极绕组111与该第五磁极绕组151可W由一第一导线Ll缠绕形成，该第二磁极 绕组121与该第六磁极绕组161可W由一第二导线L2缠绕形成，该第=磁极绕组131与该第 屯磁极绕组171可W由一第=导线L3缠绕形成，该第四磁极绕组141与该第八磁极绕组181 可W由一第四导线L4缠绕形成，且该第一导线LU第二导线L2、第=导线L3与第四导线L4可 W相互串联连接并联连接，本发明并不加 W限制。
[0068] 请另参照图5所示，一种现有=相八极电机9,该现有电机9包含一定子91及一转子 92,该定子91的极距同样为6。该现有电机9由一第一相位导线L1'、一第二相位导线L2'及一 第=相位导线L3'于该定子91的各个磁极间绕设相同应数的线圈，且该定子91的各磁极所 绕设的线圈应数总和为720应。该定子91可W采用全节距绕或短节距绕，关于该定子91的绕 线方法是本领域中普通技术人员所能理解的，且美国专利申请第12/566,723等专利前案均 已掲示该定子91的绕线方法，恕不再行寶述。
[0069] 由此可知，该实施例具有八极定子的电机的再一实施态样与该现有电机9均为八 极48槽的电机，且该定子1与该现有电机9的定子91中，各磁极所绕设的线圈应数总和均为 720应。借此，采用具有10马力、7.5斤瓦输出功率与ISOOrpm额定转速的电动机推动该转子2 与该现有电机9的转子92,并且W额定功率6kW且额定电压为220V的电热管作为电机负载， 可W测得如下表一所示的测试数据。其中，由于该现有电机9为一=相电机，分别对该第一 相位导线L1'与第二相位导线L2'间的输出侧L12'W及该第二相位导线L2'与第=相位导线 L3'间的输出侧L23'进行测试。
[0070] 表一
[0071]
[0072]
[0073] 由于上表一可知，虽然该实施例具有八极定子的电机的再一实施态样与该现有电 机9为线圈应数总和相同的八极48槽电机，然而该实施例所产生的无效电力(0.6)明显小于 该现有电机9所产生的无效电力(约1.85 )，使得该实施例的功率因数(0.995)优于该现有电 机9的功率因数(约0.86)。据此，本发明实施例具有八极定子的电机具有较小的虚功，确实 能够增进其其发电效率。值得一提的是，该实施例所输出电能的相位角（5°)明显小于该现 有电机9所输出电能的相位角(约30.5°)，因此提供另一证据证明本发明实施例具有八极定 子的电机具有较小的虚功，本发明实施例具有八极定子的电机及该定子的绕线结构确实能 达到更高的能量转换效率。
[0074] 再者，该现有电机9所产生的无效电力（约1.85)的约为该实施例所产生的无效电 力(0.6)的=倍，因此在运转过程中的整体溫度势必会高于该实施例具有八极定子的电机。 除此之外，为了进行比较，借助实际对该定子1的各个磁极的溫度进行测量，可W得出在八 个磁极中，溫度最低的为该第一磁极11的45%相对地，溫度最高的为该第五磁极15的75°， 显见该定子1的各磁极溫度确实不同，且其差异最高可达2.5倍，由于该转子2的一电枢磁极 21通过溫度最高的第五磁极15的行程仅占其完整行程的1/8,确实有助于该电枢磁极21的 热能溢散，使该转子2在旋转过程中所接收的热能容易于该电机内部传导，进而提升该电机 的散热效果。据此，该实施例具有八极定子的电机确实使其整体溫度下降，W限制其铁损与 铜损，因此相较该现有电机9而言发电效率能够有效提升。
[0075] 综上所述，本发明具有八极定子的电机及该定子的绕线结构确可降低转子所承受 的磁阻抗，并且提升电机的散热效果，W达到提升具有八极定子的电机的发电及能源效率 的功效。
【主权项】
1. 一种定子的绕线结构，其特征在于，其包含： 一个定子，该定子包含沿一个圆周方向排列的一个第一磁极、一个第二磁极、一个第三 磁极、一个第四磁极、一个第五磁极、一个第六磁极、一个第七磁极及一个第八磁极，各该磁 极上分别绕设有磁极绕组，且该第一磁极、该第二磁极、该第三磁极、该第四磁极、该第五磁 极、该第六磁极、该第七磁极及第八磁极的磁极绕组的线圈匝数比为1:8:3:4:9:2:7:6,且 该定子1的各磁极绕组的线圈匝数总和为40η，其中，40η^720。2. 如权利要求1所述定子的绕线结构，其特征在于:该第一磁极供绕设一个第一磁极绕 组，该第二磁极供绕设一个第二磁极绕组，该第三磁极供绕设一个第三磁极绕组，该第四磁 极供绕设一个第四磁极绕组，该第五磁极供绕设一个第五磁极绕组，该第六磁极供绕设一 个第六磁极绕组，该第七磁极供绕设一个第七磁极绕组，该第八磁极供绕设一个第八磁极 绕组，且该第一磁极绕组的线圈匝数为η，该第二磁极绕组的线圈匝数为8η、该第三磁极绕 组的线圈匝数为3η、该第四磁极绕组的线圈匝数为4η，该第五磁极绕组的线圈匝数为9η，该 第六磁极绕组的线圈匝数为2η，该第七磁极绕组的线圈匝数为7η，该第八磁极绕组的线圈 匝数为6η。3. 如权利要求2所述定子的绕线结构，其特征在于:该定子的各磁极包含单一齿部，该 第一磁极的齿部供绕设该第一磁极绕组，该第二磁极的齿部供绕设该第二磁极绕组，该第 三磁极的齿部供绕设该第三磁极绕组，该第四磁极的齿部供绕设该第四磁极绕组，该第五 磁极的齿部供绕设该第五磁极绕组，该第六磁极的齿部供绕设该第六磁极绕组，该第七磁 极的齿部供绕设该第七磁极绕组，该第八磁极的齿部供绕设该第八磁极绕组。4. 如权利要求2所述定子的绕线结构，其特征在于：该定子的各磁极的线槽数量为数 个，使得各该磁极包含数个齿部。5. 如权利要求4所述定子的绕线结构，其特征在于:各该磁极包含一个第一线槽、一个 第二线槽、一个第三线槽及一个第四线槽，各该磁极绕组为依序绕设在该第一线槽与第三 线槽以及该第二线槽与第四线槽中的线圈。6. 如权利要求4所述定子的绕线结构，其特征在于:各该磁极包含一个第一线槽、一个 第二线槽、一个第三线槽、一个第四线槽、一个第五线槽及一个第六线槽，各该磁极绕组为 依序绕设在该第一线槽与第四线槽、该第二线槽与第五线槽以及该第三线槽与第六线槽中 的线圈。7. 如权利要求2、3、4、5或6所述定子的绕线结构，其特征在于:该定子于径向方向上相 对的任二磁极的磁极绕组的线圈匝数总和相等，且该第一磁极绕组加上该第二及第八磁极 绕组的线圈匝数总和等于该第三磁极绕组加上该第四及第二磁极绕组的线圈匝数总和、该 第五磁极绕组加上该第六及第四磁极绕组的线圈匝数总和，以及该第七磁极绕组加上该第 八及第六磁极绕组的线圈匝数总和。8. -种具有八极定子的电机，其特征在于，该电机包含如权利要求2、3、4、5或6所述定 子的绕线结构，且另包含： 一个转子，该转子具有八个电枢磁极，各该电枢磁极以绕设有转子线圈。9. 如权利要求8所述具有八极定子的电机，其特征在于:各该电枢磁极上所绕设的转子 线圈匝数为5η匝。
【文档编号】H02K3/12GK105846582SQ201610076138
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月3日
【发明人】林高合, 王世宏
【申请人】林高合, 王世宏