馬達生產:馬達繞線 ( I )

閱讀時間約 2 分鐘
槽滿率電阻介紹,可知馬達繞線的馬達特性會有直接的影響,因此特別介紹有關於馬達繞線的實務。
在馬達繞線設備中,具備一功能,稱為排線。若無此功能的繞線機,其繞線方式如下圖所示,線圈會在同一位置落下,持續堆疊至一定高度後,會如同山崩般的往兩側移動。此種方式會有兩個明顯的缺點,漆包線圈會較為鬆散,容易受到羅倫茲力的作用,使得漆包線的表層絕緣漆長期磨損,最終造成耐壓不良,使線圈燒毀;這也是馬達線圈往往需要加入凡立水製程的原因。第二就是電阻會較高,因其漆包線圈的總長度會較長。
但在部份馬達當中,反而需要使用不排線的技巧,或是不完整排線方式搭配整線工序,才能滿足需要的繞線條件。這種情況大多是分佈繞的馬達,未來後續再專文說明。
無排線功能
排線的功能,則可以由馬達繞線機來主動調整漆包線圈落下的位置,使線圈達到整齊排列且緊實的效果。實質的效果包括,電阻降低、用銅量降低、漆包線圈高度降低、延長線圈壽命、 熱傳效果變好等等有利因素。因排線有眾多好處,也導致後期的馬達繞線機都具備此功能。
排線功能
左側為早期無排線的馬達繞線成果,右側則是導入排線功能的結果。可明顯觀察到左側如一類似山的形狀,且漆包線圈較為鬆散不緊貼;右側較為平整美觀,且漆包線圈的線條紋路十分有序。
排線差異
此外,雖然已有了排線的功能,但在馬達當中,其實並非將漆包線圈排成長方型即可,反而更類似平行四邊型。在馬達繞線機的設定上,則是更加見縫插針,會針對槽形、槽絕緣方式、法令安全規範、漆包線徑、圈數、繞線順序等實務條件,調整不同的排線規則,以達到最高槽滿率。
理想線圈分佈
實際線圈分佈
但很可惜的是,馬達設計者在不了解實務生產的物理限制條件,經常設計出無法生產的馬達。依筆者的經驗,待馬達設計完成,才考慮生產,往往需要下修馬達效率2~5%,才能達到穩定生產規劃;若是不調整設計則馬達生產的不良率會過高,進而降低產品競爭力。
重點整理:
1. 馬達生產實務中,有許多的工法可做選擇。
2. 馬達設計最好與馬達生產盡早協調。
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