[发明专利]交流发电机定子及定子绕组

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流发电机定子，特别是关于一种车用交流发电机定子及定子绕组结构。

背景技术

交流发电机是发电机的一种，其用于将机械能转换成交流电流形式的电能。车用的交流发电机利用引擎输出动力驱动发电机转子的转动，以将引擎的机械能转换成电能对电瓶充电，藉以对装设于汽车上的电器部分供电使用。

车用交流发电机一般具有一环形定子及一转子，藉由转子在定子中的迅速转动，使得缠绕在定子上的导线与转子形成的磁场产生相对运动，进而在导线中产生感应电动势(电压)。原则上，交流发电机输出的电压，与定子环中的线圈组数成正比。因此，定子环上的导线密度越大，则发电机的发电量也越大。

现有技术中的发电机所用的线圈绕组一般采用叠绕式，若欲达成较高的发电量，所采用的线圈数量必然较多且绕线叠线方式繁杂，如此定子环所采用的尺寸必须较大，才能满足这种线圈数量的绕线并方便绕线叠线过程的制作。然而，这种方式有其缺点，即定子环的长形凹槽为容纳较多线圈，其槽宽必然较大，而所容纳的导线排列紊乱无序，以致产生较多的空气隙(如图1所示现有技术的定子绕组部分截面图，其中定子1的每一凹槽11中容纳多条导线13，斜线部分即为导线与凹槽壁之间以及导线与导线之间的空气隙)，造成磁阻变大的不良效果，使得发电效率低落。另外，由于定子环的体积较大，配合的转子尺寸必然较大，造成整体发电机的体积加大，而占据较多的机械空间，进而影响了车辆的空间。

又，中国台湾专利申请TWI392196号提出了一种较小型化的交流发电机定子结构，且可提高定子线槽中的导线密度，然而其使用裁切过的矩形铜线(即扁铜导线)，弯折成U型插线段后，插入定子环的槽孔中，随后将各插线的末端两两焊接型成通路，最后再经整线成型而得。这种做法的好处是定子环槽孔中的插线排列整齐(如TWI392196图10及11所示)，可有效减少空气隙的存在，提高导线密度以缩减磁阻，从而提高发电机的效率。然而，这种结构的缺点在于插线作业完成后定子环的线头过多(如为具有96槽孔的定子环，每槽孔具有两个插线段，则插线完成后总共有384个线头，192个焊点)，其制造过程中所需的工序复杂，生产费用高。此外，由于扁铜导线的成本较圆铜导线为高，因此无法有效降低成本。

有鉴于此，在车用交流发电机的设计上，需要一种小型化且具备高发电效率，又易于制造且成本较低的定子。

发明内容

本发明的一目的在于提供一小型化且具备高发电效率的交流发电机定子及定子绕组。

本发明的另一目的在于提供一制造工序简单快速的交流发电机定子绕组。

为达成上述目的，本发明一个方面提供了一种交流发电机定子用导线，其包含一第一端、一第二端、及位于该第一端与第二端之间的多个波状线圈，每一波状线圈由直线部及弯弧部交替组成。

为达成上述目的，本发明的另一方面在于提供一种交流发电机定子，其包含：一环状本体，该环状本体内周具有多个径向向内突伸的隔柱，所述隔柱的每一者的末端横向延伸形成多个磁靴；多个界定于所述隔柱的间的径向凹槽，所述凹槽的每一者具有由相邻的隔柱末端所形成的所述磁靴之间所界定的一开口；其中所述凹槽的每一者的宽度仅能容纳一导线，且所述凹槽的开口的宽度略大于该导线的线径，使该导线能自该开口直接嵌入凹槽中。

为达成上述目的，本发明的又一方面在于提供一种交流发电机定子绕组，其包含：一定子，该定子内周围设有多个径向凹槽；多条定子用导线，每一导线包含：一第一端；一第二端；位于该第一端与第二端的间的多个波状线圈，每一波状线圈由直线部及弯弧部交替组成；其中每一导线的直线部依次置入该定子的相对应的凹槽中，使所述凹槽的每一者皆有导线嵌入。

为达成上述目的，本发明的再一方面在于提供一种车用交流发电机，其包含：一交流发电机定子绕组，包含：一定子，该定子内周围设有多个径向凹槽；多条定子用导线，每一导线包含：一第一端；一第二端；位于该第一端与第二端的间的多个波状线圈，每一波状线圈由直线部及弯弧部交替组成；其中每一导线的直线部依次置入该定子的相对应的凹槽中，使所述凹槽的每一者皆有导线嵌入；一转子，其包括一第一爪形磁极件及一相对的第二爪形磁极件，该第一爪形磁极件具有多个N极爪状体，而该第二爪形磁极件具有与该第一爪形磁极件的多个N极爪状体相同数目的S极爪状体，当该第一爪形磁极件与该第二爪形磁极件彼此结合时，该第一爪形磁极件的多个N极爪状体与该第二爪形磁极件的多个S极爪状体系分别彼此相邻且间隔排列；该转子以同轴形式置于该交流发电机定子绕组之中。