馬達設計:槽開口 ( I )

更新於 發佈於 閱讀時間約 4 分鐘

本文針對馬達矽鋼片上的槽開口設計說明,以馬達生產的觀點來看如何規劃。

其實若以純馬達設計的觀點來說,槽開口是越小越好,以利於矽鋼片靴部吸收磁動勢;甚至取消槽開口,直接連在一起是極端的選擇,但需注意一下靴部漏磁的比例。因此槽開口的設計主要就是生產考量,更精準的說法,就是為了讓漆包線圈能順利通過槽開口進入槽內;當槽開口越大,生產者就越輕鬆。顯然這兩者是互相對立的關係,找出中間協調點,就是馬達設計者的工作了,因此了解馬達生產的必要條件,才能準確的抓出槽開口的尺寸。

而槽開口向內或是向外,是分為兩種繞線辦法,因此在槽開口的生產評估又不太一樣,以下簡稱為內繞或外繞來作為區分。如下圖所示,左側就是槽開口向內,簡稱為內繞;右側就是槽開口向外,簡稱為外繞。

raw-image

由上述可知,槽開口主要是用於馬達繞線,因此最關鍵的要素就是漆包線的線徑尺寸。內繞目前採用入線式及針嘴式繞線兩種製程,入線式的槽開口尺寸需求會小於針嘴式的,因此本文以針嘴式的計算評估為主。

針嘴式繞線如下圖所示,最明顯的特徵就是會有一針嘴治具伸入馬達槽內,引導漆包線圈進行繞線,代表槽開口必須讓繞線針嘴可以進入。詳細的針嘴完整尺寸計算,可參考前文;而槽開口的尺寸計算如下所列,單位都為公釐(mm),其中Sop為槽開口尺寸,Wd為漆包線直徑。

raw-image
raw-image

其中1.6這係數,主要是漆包線在繞線機內,並非是單純的直線移動,往往會有彎角、旋轉、折曲等情況,因此要保留給漆包線的空間需大於線徑尺寸,才不會使表層的絕緣漆層與金屬磨損,導致馬達絕緣不良燒毀的情況。額外增加的1mm主要是繞線針嘴的壁厚,至少單邊要維持0.5mm才能維持最基本的強度需求。

外繞則是讓漆包線順者繞線模頭滑入槽內的概念,是一種槽滿率較高且繞線速度較快的方式;但由於漆包線是滑入的,會有漆包線撞擊模頭後彈跳的機會產生,因此連旁邊的非繞線矽鋼片部位都要進行遮蓋保護,避免漆包線撞到矽鋼片造成損傷。

raw-image

外繞比較特別的一點,是在模頭的部份;因漆包線圈會滑經過模頭遮蓋矽片的部份,此處最小的厚度為0.5mm;對於細線而言,這0.5mm會類似溜滑梯一般的滑順,不用擔心任何問題,但對粗線而言,就如同刀刃一般,會割傷甚至切斷漆包線。因此在槽開口的計算時,會以0.5mm做一個分界點,採用不同的計算式。

raw-image

上列數學式代表,模頭中遮蓋矽鋼片的尺寸會落在0.5~Wd之間。而數學式中最右側的0.5mm則是非繞線部份的矽鋼片遮蓋尺寸;其實繞線速度慢且繞線機的線架張力拉的夠緊時,漆包線圈並不會彈跳,可以不用安裝此遮板。但在馬達生產時,往往希望能擴大產量,繞線的速度調快後,漆包線圈的不穩定性會增加,就需要遮板的安全保護,因此設計時最好還是考量進來比較保險。

重點整理:
設計者要理解生產要素,才不會讓馬達變成藝術品。

#可擔任業界顧問、講師

#個人經營歡迎贊助

馬達製造的專家-路昌工業

電動生活體驗-哿暢機電

電機產業的專業代工生產廠-富竹企業社

馬達技術傳承計畫

想要馬達的技術嗎?想要的話可以全部給你,去找吧!
我把所有的知識都放在那裡了。

留言
avatar-img
留言分享你的想法!
Jerry-avatar-img
2024/09/03
你好: 我有一顆拆開的輪鼓馬達,我發現在槽開口處有放類似竹片的東西,可能跟主題比較沒有關係,想請問竹片的功能?竹片有專業名詞嗎?
馬達技術傳承計畫-avatar-img
發文者
2024/09/03
Jerry 那叫槽楔片,是當馬達槽滿率太高時,避免線圈跑出來的保護措施;也算是絕緣保護的一種。那是塑膠材質,厚度約0.18mm左右,很薄。
Duck-avatar-img
2024/05/21
更正,是否遺漏針腳治具與槽寬之間的間隙預留?
馬達技術傳承計畫-avatar-img
發文者
2024/05/21
Duck 這要看繞線機,若是傳統機構式的設計,那間距要抓。若是新式的,角度定位可以到小數點後三位,那就是看自己治具的公差能力了。正常情況公差是0.04到0.1mm,而且我們家會針嘴做成橢圓,繞軸也會做成撓性機構,可以吸收這尺寸變化。
Duck-avatar-img
2024/05/21
感謝分享,請問內繞的槽寬(Sop)設計,是否遺漏了針嘴治具的臂厚計算?依目前公式推算,其針腳治具似乎無法伸入,還請解惑指教,謝謝!
馬達技術傳承計畫-avatar-img
發文者
2024/05/21
Duck 壁厚,我們家是抓0.5就夠,因此左右兩邊總合是1mm
avatar-img
馬達技術傳承計畫
287會員
282內容數
歡迎贊助或是多點廣告,謝謝 可擔任業界顧問、講師
2025/03/17
最近遇到較多客戶在詢問採用內轉子馬達較為適當,抑或是外轉子馬達才是最優解的問題,雖然筆者在過往的文章內有約略介紹到內、外轉馬達各自的優缺點,但並沒有使用數理性的解析,僅作了些主觀的文字描述而已,因此才想要另行文章來補足內、外轉子馬達差異的理論基礎,以利馬達設計時的選擇參考依據。 首先,比較上要有個
Thumbnail
2025/03/17
最近遇到較多客戶在詢問採用內轉子馬達較為適當,抑或是外轉子馬達才是最優解的問題,雖然筆者在過往的文章內有約略介紹到內、外轉馬達各自的優缺點,但並沒有使用數理性的解析,僅作了些主觀的文字描述而已,因此才想要另行文章來補足內、外轉子馬達差異的理論基礎,以利馬達設計時的選擇參考依據。 首先,比較上要有個
Thumbnail
2025/02/26
主要是廠商在詢問,現有的一顆標準規格馬達,其數據資料也已然量測完成,然而客戶有額外想要的轉速目標,希望能針對特定轉速產出對應的特性曲線圖,讓客戶做為評估參考。 當筆者聽到這需求時,其實優先想到的是限制條件,也就是必須在不改變馬達外觀尺寸的前提之下,僅能使用變動繞線條件以及磁鐵強弱的技巧來調變馬達轉
Thumbnail
2025/02/26
主要是廠商在詢問,現有的一顆標準規格馬達,其數據資料也已然量測完成,然而客戶有額外想要的轉速目標,希望能針對特定轉速產出對應的特性曲線圖,讓客戶做為評估參考。 當筆者聽到這需求時,其實優先想到的是限制條件,也就是必須在不改變馬達外觀尺寸的前提之下,僅能使用變動繞線條件以及磁鐵強弱的技巧來調變馬達轉
Thumbnail
2025/01/16
上一篇說明了對應槽極配後,繞線法則的均分磁場電氣角的概念,本文將針對滿足規則後,基於特定條件而採用不同繞線規則的影響;本此將改採用8極12齒的配置,以展示不同案例作為參考。 同樣優先計算齒均分電氣角度,即可獲得(180*8)/12=120度,將其乘上對應齒數後列表如下,並將其超過360度的部分化簡
Thumbnail
2025/01/16
上一篇說明了對應槽極配後,繞線法則的均分磁場電氣角的概念,本文將針對滿足規則後,基於特定條件而採用不同繞線規則的影響;本此將改採用8極12齒的配置,以展示不同案例作為參考。 同樣優先計算齒均分電氣角度,即可獲得(180*8)/12=120度,將其乘上對應齒數後列表如下,並將其超過360度的部分化簡
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
每年4月、5月都是最多稅要繳的月份,當然大部份的人都是有機會繳到「綜合所得稅」,只是相當相當多人還不知道,原來繳給政府的稅!可以透過一些有活動的銀行信用卡或電子支付來繳,從繳費中賺一點點小確幸!就是賺個1%~2%大家也是很開心的,因為你們把沒回饋變成有回饋,就是用卡的最高境界 所得稅線上申報
Thumbnail
每年4月、5月都是最多稅要繳的月份,當然大部份的人都是有機會繳到「綜合所得稅」,只是相當相當多人還不知道,原來繳給政府的稅!可以透過一些有活動的銀行信用卡或電子支付來繳,從繳費中賺一點點小確幸!就是賺個1%~2%大家也是很開心的,因為你們把沒回饋變成有回饋,就是用卡的最高境界 所得稅線上申報
Thumbnail
全球科技產業的焦點,AKA 全村的希望 NVIDIA,於五月底正式發布了他們在今年 2025 第一季的財報 (輝達內部財務年度為 2026 Q1,實際日曆期間為今年二到四月),交出了打敗了市場預期的成績單。然而,在銷售持續高速成長的同時,川普政府加大對於中國的晶片管制......
Thumbnail
全球科技產業的焦點,AKA 全村的希望 NVIDIA,於五月底正式發布了他們在今年 2025 第一季的財報 (輝達內部財務年度為 2026 Q1,實際日曆期間為今年二到四月),交出了打敗了市場預期的成績單。然而,在銷售持續高速成長的同時,川普政府加大對於中國的晶片管制......
Thumbnail
重點摘要: 6 月繼續維持基準利率不變,強調維持高利率主因為關稅 點陣圖表現略為鷹派,收斂 2026、2027 年降息預期 SEP 連續 2 季下修 GDP、上修通膨預測值 --- 1.繼續維持利率不變,強調需要維持高利率是因為關稅: 聯準會 (Fed) 召開 6 月利率會議
Thumbnail
重點摘要: 6 月繼續維持基準利率不變,強調維持高利率主因為關稅 點陣圖表現略為鷹派,收斂 2026、2027 年降息預期 SEP 連續 2 季下修 GDP、上修通膨預測值 --- 1.繼續維持利率不變,強調需要維持高利率是因為關稅: 聯準會 (Fed) 召開 6 月利率會議
Thumbnail
接續上文,本文將繼續說明感應馬達的生產及檢測工序。 橘色框中的生產程序說明如下: 1. 絕緣處理:感應馬達僅在定子矽鋼片才需進行此工序,採用絕緣塑膠槽紙裹住矽鋼片,以達到絕緣的效果。但需要特別注意,由於絕緣處理會受到各國的安全法規限制,要符合販售國家當地法規才行。由於只在矽鋼片槽內有做絕緣保護,上下
Thumbnail
接續上文,本文將繼續說明感應馬達的生產及檢測工序。 橘色框中的生產程序說明如下: 1. 絕緣處理:感應馬達僅在定子矽鋼片才需進行此工序,採用絕緣塑膠槽紙裹住矽鋼片,以達到絕緣的效果。但需要特別注意,由於絕緣處理會受到各國的安全法規限制,要符合販售國家當地法規才行。由於只在矽鋼片槽內有做絕緣保護,上下
Thumbnail
本文將介紹感應馬達生產的製程,但由於各家的馬達細節設計會有所不同,在此是以最基本的生產模式為主。感應馬達主要的特徵就是轉子採用導電材料,以利感應磁場的生產,目前普遍採用鋁轉子的工藝,少數針對高效率的感應馬達,會使用銅轉子的技術。 下圖為感應馬達的生產製程,其中黑色框的部份為材料,橘色框的部份為生產工
Thumbnail
本文將介紹感應馬達生產的製程,但由於各家的馬達細節設計會有所不同,在此是以最基本的生產模式為主。感應馬達主要的特徵就是轉子採用導電材料,以利感應磁場的生產,目前普遍採用鋁轉子的工藝,少數針對高效率的感應馬達,會使用銅轉子的技術。 下圖為感應馬達的生產製程,其中黑色框的部份為材料,橘色框的部份為生產工
Thumbnail
本文針對馬達矽鋼片上的槽開口設計說明,以馬達生產的觀點來看如何規劃。 其實若以純馬達設計的觀點來說,槽開口是越小越好,以利於矽鋼片靴部吸收磁動勢;甚至取消槽開口,直接連在一起是極端的選擇,但需注意一下靴部漏磁的比例。因此槽開口的設計主要就是生產考量,更精準的說法,就是為了讓漆包線圈能順利通過槽開口進
Thumbnail
本文針對馬達矽鋼片上的槽開口設計說明,以馬達生產的觀點來看如何規劃。 其實若以純馬達設計的觀點來說,槽開口是越小越好,以利於矽鋼片靴部吸收磁動勢;甚至取消槽開口,直接連在一起是極端的選擇,但需注意一下靴部漏磁的比例。因此槽開口的設計主要就是生產考量,更精準的說法,就是為了讓漆包線圈能順利通過槽開口進
Thumbnail
本文來探討單條粗線及細線併繞對馬達的影響。 然而最困擾的不是幾條線併繞的問題,而是併繞因為無法執行整齊排線,線圈是反覆交疊的,會導致槽滿率下降。多線併繞的有效槽滿率大多若在30%左右,會遠不如預期,當生產單位無法繞線時,會降低圈數或是降低線徑,就導致馬達特性及效率變化及下降。 馬達顧問服務
Thumbnail
本文來探討單條粗線及細線併繞對馬達的影響。 然而最困擾的不是幾條線併繞的問題,而是併繞因為無法執行整齊排線,線圈是反覆交疊的,會導致槽滿率下降。多線併繞的有效槽滿率大多若在30%左右,會遠不如預期,當生產單位無法繞線時,會降低圈數或是降低線徑,就導致馬達特性及效率變化及下降。 馬達顧問服務
Thumbnail
主要是作為馬達設計者來說,太少關注到漆包線尺寸了,容易造成未來設計與生產的對立,故專文討論之。 英制漆包線則是僅分為兩種,Single跟Heavy。 重點整理: 其實很多時候,答案就在身邊。 馬達顧問服務
Thumbnail
主要是作為馬達設計者來說,太少關注到漆包線尺寸了,容易造成未來設計與生產的對立,故專文討論之。 英制漆包線則是僅分為兩種,Single跟Heavy。 重點整理: 其實很多時候,答案就在身邊。 馬達顧問服務
Thumbnail
上一篇介紹了細線的馬達繞線,本篇來介紹粗線的部份。 再次提醒,對於繞線時的粗細定義,與線徑、圈數及漆包線完成外徑的公差有關係,並非單純的看線徑作判斷。詳細的判斷方式,可以參考上一篇的說明。 重點整理: 馬達生產的細節很多,要能找出最大公約數才行。 馬達顧問服務
Thumbnail
上一篇介紹了細線的馬達繞線,本篇來介紹粗線的部份。 再次提醒,對於繞線時的粗細定義,與線徑、圈數及漆包線完成外徑的公差有關係,並非單純的看線徑作判斷。詳細的判斷方式,可以參考上一篇的說明。 重點整理: 馬達生產的細節很多,要能找出最大公約數才行。 馬達顧問服務
Thumbnail
本文要來探討採用針嘴式繞線機的馬達,會需要保留針嘴作業空間,其對應的生產槽滿率。 下圖為針嘴時體圖,其會進入馬達槽內的,分別有略大的頭部Ne,已即需穿過槽開口的頸部Nn,同時具備讓線穿過的中空孔Nh部份。這些尺寸都依需要繞線的漆包線徑Wd而有所變化,將其尺寸變化轉為數學式表示。 馬達顧問服務
Thumbnail
本文要來探討採用針嘴式繞線機的馬達,會需要保留針嘴作業空間,其對應的生產槽滿率。 下圖為針嘴時體圖,其會進入馬達槽內的,分別有略大的頭部Ne,已即需穿過槽開口的頸部Nn,同時具備讓線穿過的中空孔Nh部份。這些尺寸都依需要繞線的漆包線徑Wd而有所變化,將其尺寸變化轉為數學式表示。 馬達顧問服務
Thumbnail
本文來探討馬達產品的真實槽滿率,但要注意,還有一個受到生產限制的槽滿率,主要是採用針嘴式繞線機的馬達,會需要保留針嘴作業空間。。 將完整槽空間除以漆包線的有效導體空間,僅得到42.68%的真實槽滿率。由這種計算方式可觀察到,實際槽滿率往往低於設計規劃,可能都落在30~50%之間。 馬達顧問服務
Thumbnail
本文來探討馬達產品的真實槽滿率,但要注意,還有一個受到生產限制的槽滿率,主要是採用針嘴式繞線機的馬達,會需要保留針嘴作業空間。。 將完整槽空間除以漆包線的有效導體空間,僅得到42.68%的真實槽滿率。由這種計算方式可觀察到,實際槽滿率往往低於設計規劃,可能都落在30~50%之間。 馬達顧問服務
Thumbnail
由槽滿率及電阻介紹,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。 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。 馬達顧問服務
Thumbnail
由槽滿率及電阻介紹,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。 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。 馬達顧問服務
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News