馬達設計小工具:線徑轉換 ( I )

更新於 發佈於 閱讀時間約 3 分鐘

本文是針對馬達繞線時,想要依本身的生產能力調整漆包線徑粗度時,會使用到的轉換計算進行介紹及說明。

實際量產時往往將多條細線並繞的馬達,改由單條粗線採用機台繞線,較為省時;但開發階段,並無設備協助,僅能採用人工繞線打樣時,則會調整為多條細線並聯的模式才能順利工作,這類不同情境下的線徑變化,三不五時就會遇到,就會需要線徑轉換的計算。

這類常用的轉換計算,筆者習慣將其整理為excel作為小工具,方便臨時運用,也分享給大家;提供檔案連結如下,請自行取用:

線徑轉換

詳細說明其計算方法,首先針對多條細線並聯要改為單條粗線的情況。excel的表格陳列如下,使用者僅需要填寫原馬達的設計線徑以及並聯數,程式會自動計算原馬達設計的有效導體面積,以及對應更改的單條粗線直徑。

細線並繞改單條粗線

細線並繞改單條粗線

其計算的順序就是利用原馬達設計的線徑及並聯數,算出有效導體面積後,再利用面積值,求得新的圓直徑,就變成了單條粗線的線徑。若以計算方程式來看,A為有效導體面積,是需要使用原線徑Dold及並聯數P,加上圓形面積的計算公式就可以求得面積。之後再將面積反向導入圓形面積計算公式,即可求得新的圓形直徑Dnew值。

raw-image

由上述可知,線徑轉換主要就是利用圓形面積,再多加了並聯數P這一參數值;若將並聯數P放置於求得圓形直徑處,就轉變為單條粗線改為多條細線並聯的方程式。下列為單條粗線改為多條細線並繞的計算工具,使用者此時僅需要填寫單條粗線的直徑,程式就會自動計算有效導體面積;之後再填入想要採用的並聯數量,即可求得單條細線的直徑。

單條粗線改為多條細線並繞

單條粗線改為多條細線並繞

其數學演算方程式如下,將原本的單條粗線直徑Dold使用圓形面積公式求得有效導體面積A值,之後再次反向利用圓形面積公式,但在分母處加入了並聯數P,即可計算出並聯後的單條線直徑Dnew值。由於並聯數P是在分母,因此可以有個直覺的認知,並聯數越多則使用的漆包線徑就會越細。

raw-image

若將並聯數P直接導入圓形面積公式,則可進行任意並聯數的變化,如下圖所示,使用者可填入原馬達設計所使用的線徑及並聯數,程式會自動計算出得有效導體面積,後續在更改想要變動的並聯數量,就可以求得新的漆包線徑。綜合上述可知,當更改的並聯數比原本的並聯數多時,漆包線徑就會變細;反之當更改的並聯數較少時,線徑就會變粗。

更改並聯數

更改並聯數

其數學計算式如下,除了線徑D有新舊之分外,並聯數P也有了新舊的差別。首先利用原本的線徑Dold以及並聯數Pold值,搭配圓形面積計算公式求得有效導體面積A值,再反向計算並利用新的並聯數Pnew值,求得新圓形直徑Dnew值,就是漆包線徑。

raw-image

其實將並聯數P導入圓形面積公式就可以完全取代線徑轉換的計算,僅區將並聯數代入1,就會變成單條粗線的意思,但使用上較不直觀,因此筆者仍將其分三個程式計算工具,提供給大家使用。檔案連結如下,請自行取用:

線徑轉換

重點整理:

其實只是圓形面積公式的靈活運用而已。

#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!
avatar-img
馬達技術傳承計畫
284會員
266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
「欸!這是在哪裡買的?求連結 🥺」 誰叫你太有品味,一發就讓大家跟著剁手手? 讓你回購再回購的生活好物,是時候該介紹出場了吧! 「開箱你的美好生活」現正召喚各路好物的開箱使者 🤩
Thumbnail
「欸!這是在哪裡買的?求連結 🥺」 誰叫你太有品味,一發就讓大家跟著剁手手? 讓你回購再回購的生活好物,是時候該介紹出場了吧! 「開箱你的美好生活」現正召喚各路好物的開箱使者 🤩
Thumbnail
傳統馬達會利用調整電阻值的大小,來直接限制馬達輸入電流的上限;但電阻值的增加也會導致銅損值上升,是種如同雙面刃的技法。所幸隨著電控技術的進步,馬達電流的限制工作可以轉交給驅動電路掌控,馬達僅需要盡可能地降低電阻值即可;更直白的說就是漆包線徑越粗越好,暨可以降低馬達電阻,還同時強化散熱能力,以得到更優
Thumbnail
傳統馬達會利用調整電阻值的大小,來直接限制馬達輸入電流的上限;但電阻值的增加也會導致銅損值上升,是種如同雙面刃的技法。所幸隨著電控技術的進步,馬達電流的限制工作可以轉交給驅動電路掌控,馬達僅需要盡可能地降低電阻值即可;更直白的說就是漆包線徑越粗越好,暨可以降低馬達電阻,還同時強化散熱能力,以得到更優
Thumbnail
對筆者而言,這就是基於現實比小說更荒誕的情況下,會使用的轉換工具。本計算程式是基於已知當下的馬達繞線條件,包括漆包線徑及圈數後,計算出導體面積,之後在依照設計需求改換不同線徑時,可自動計算出圈數的變化;或是變動馬達設計圈數時,計算獲取新的漆包線徑值。由此可知,本工具是在固定槽滿率的條件之下,進行漆包
Thumbnail
對筆者而言,這就是基於現實比小說更荒誕的情況下,會使用的轉換工具。本計算程式是基於已知當下的馬達繞線條件,包括漆包線徑及圈數後,計算出導體面積,之後在依照設計需求改換不同線徑時,可自動計算出圈數的變化;或是變動馬達設計圈數時,計算獲取新的漆包線徑值。由此可知,本工具是在固定槽滿率的條件之下,進行漆包
Thumbnail
在馬達的領域當中,大小其實是有明確區別的,也就是個別馬達公司或是工廠能製造的馬達是有大小差異的;以東元為例,一顆馬達可能比人還要龐大,若要求他們製作只有手掌大小的馬達時,會轉給子公司東元精電生產。因為大馬達所使用的生產設備及工法,甚至是師傅的標準作業程序等等都會與小馬達大相逕庭,無法通用。 這準則
Thumbnail
在馬達的領域當中,大小其實是有明確區別的,也就是個別馬達公司或是工廠能製造的馬達是有大小差異的;以東元為例,一顆馬達可能比人還要龐大,若要求他們製作只有手掌大小的馬達時,會轉給子公司東元精電生產。因為大馬達所使用的生產設備及工法,甚至是師傅的標準作業程序等等都會與小馬達大相逕庭,無法通用。 這準則
Thumbnail
解決了馬達設計上的難題,下一步就是馬達生產上的困擾,以下分為不同的部分一一說明之。 一、繞法變化 平角線若採用傳統馬達繞線法,首先會遇到進出口線的空間問題,導致平角線無法使用傳統馬達線圈的堆疊方式;如下圖所示,會有起繞線堆疊在線圈最內側,需要有額外的空間讓線材跑出來,但平角線缺乏任意成形的自由度
Thumbnail
解決了馬達設計上的難題,下一步就是馬達生產上的困擾,以下分為不同的部分一一說明之。 一、繞法變化 平角線若採用傳統馬達繞線法,首先會遇到進出口線的空間問題,導致平角線無法使用傳統馬達線圈的堆疊方式;如下圖所示,會有起繞線堆疊在線圈最內側,需要有額外的空間讓線材跑出來,但平角線缺乏任意成形的自由度
Thumbnail
認識的友人詢問,才讓筆者再次想起馬達電流密度這項參數;事實上筆者已經不太使用這一設計指標了,但長久以來的馬達相關經歷,不免會有這樣的小工具在手上,因此分享給大家,檔案連結如下,請自行取用: 電流密度設計 電流密度計算的小工具分為兩種模式,分別為已知馬達功率的情況下,給定設定之電流密度目標,計算出
Thumbnail
認識的友人詢問,才讓筆者再次想起馬達電流密度這項參數;事實上筆者已經不太使用這一設計指標了,但長久以來的馬達相關經歷,不免會有這樣的小工具在手上,因此分享給大家,檔案連結如下,請自行取用: 電流密度設計 電流密度計算的小工具分為兩種模式,分別為已知馬達功率的情況下,給定設定之電流密度目標,計算出
Thumbnail
這是筆者常用的馬達設計調整手法,但原意是用於馬達工作電壓變換時,更改繞線條件的計算,如110V的馬達要更改為220V的使用電壓時,需針對繞線條件進行修改。會僅變更繞線條件而非整顆馬達修改,主要是其他材料的變動成本較高,而漆包線徑的調整是馬達當中最容易的項目;因此會發現市面上不同工作電壓的馬達外觀大小
Thumbnail
這是筆者常用的馬達設計調整手法,但原意是用於馬達工作電壓變換時,更改繞線條件的計算,如110V的馬達要更改為220V的使用電壓時,需針對繞線條件進行修改。會僅變更繞線條件而非整顆馬達修改,主要是其他材料的變動成本較高,而漆包線徑的調整是馬達當中最容易的項目;因此會發現市面上不同工作電壓的馬達外觀大小
Thumbnail
實際上就算直接使用專業檢試設備對馬達進行量測,仍然會受限於裝置的硬體使用範圍條件,無法完整的量測到馬達特性數據,僅有可量測範圍內的數據資料。退而求其次,針對無法直接量測的部分,可藉由數學演算的方式,將整份馬達特性曲線圖及數據表產出。 而當馬達特性是藉由演算獲得,也就代表可以簡單地透過excel就得
Thumbnail
實際上就算直接使用專業檢試設備對馬達進行量測,仍然會受限於裝置的硬體使用範圍條件,無法完整的量測到馬達特性數據,僅有可量測範圍內的數據資料。退而求其次,針對無法直接量測的部分,可藉由數學演算的方式,將整份馬達特性曲線圖及數據表產出。 而當馬達特性是藉由演算獲得,也就代表可以簡單地透過excel就得
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