馬達生產:串激馬達 ( I )

閱讀時間約 3 分鐘
本文將介紹串激馬達生產的製程,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。但由於串激馬達的定子及轉子都是採用電磁鐵的激磁方式,因此最明顯的特徵就是定子及轉子都有漆包線圈,也因此增加了生產的複雜度。
下圖為串激馬達的生產製程,其中黑色框的部份為材料,橘色框的部份為生產工序,藍色則為檢測工序,最終馬達產出為綠色框。圖中上側為轉子程序,下側則為定子程序。
串激馬達生產製程
首先針對黑色匡,馬達材料的部份進行說明:
1. 矽鋼片:為馬達磁力載體,由於串激馬達的定子及轉子都採用電磁鐵設計,因此都需使用矽鋼片進行生產製造。
2. 軸心:馬達動力輸出的機構件,需注意軸心的剛性是否能勝任的馬達輸出轉矩大小,若不足則會造成軸心變形或斷裂。
3. 絕緣材料:由於矽鋼片為導電材料,需與漆包線有一層絕緣保護,避免馬達漏電。串激馬達轉子常使用的絕緣材料分為兩類,一種是直接採用環氧樹脂包裹矽鋼片;另一種則是多件式的包裹法,包括塑膠的上下端蓋及槽紙。定子則都採用多件式的包裹法,甚至只使用槽紙做絕緣保護。
定子絕緣保護
4. 整流子:直流馬達機械式換向結構的材料,由銅材及電木所組成。需將馬達漆包線圈與整流子連接,以利到馬達運轉換相;因此整流子下方會有一掛勾,讓漆包線圈可以順利掛接。
5. 漆包線:為馬達中的電能載體,需在矽鋼片上捲繞為圓圈型狀。
6. 槽紙:此處又稱為槽楔片,與絕緣處理的槽紙不同,其目的是要避免轉子在旋轉的過程中,離心力導致漆包線圈向外飛離,因此使用槽楔片塞住槽開口。然隨著繞線能力的強化,漆包線圈本身的緊實度提高後,此工序也就逐漸取消。
7. 凡立水:一種透明漆,大多用於馬達漆包線圈的固化,避免線圈受到羅倫茲力的作用,進而產生損壞。此外,還有些許協助漆包線圈散熱的額外效果。在串激馬達當中,轉子線圈會需使用凡立水固定,而定子線圈則不一定會使用凡立水,因定子本身就是固定不動的構件,定子線圈不會受到離心力影響。
8. 外殼:此為馬達的外殼,為兩件或是三件式的組合件。串激馬達因價格競爭的原故,大多採用簡單的上下組件方式,缺乏保護能力,僅讓馬達定、轉子能順利組裝運作即可。
串激馬達外殼及碳刷總成
9. 軸承:為定子及轉子間的結合件,使旋轉的機構能與固定的機構緊密結合。
10. 碳刷架:安裝碳刷的結構,其中會包括三個部份,絕緣材料、導電材料及彈性機構。絕緣材料是避免電源漏至殼件處,導電材料是要與電源相接,彈性機構是要將碳刷貼緊整流子,以利電能傳輸。
11. 碳刷:由碳及黏著劑所組成的材料,為定、轉子間的電能傳輸元件,屬於耗材,有明確的壽命限制,因此往往會設計成可更替的機構。
重點整理:
串激馬達隨著銅價持續上漲而逐漸勢微。
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