TW201720022A

TW201720022A - 交流發電機定子繞組以及車用交流發電機

Info

Publication number: TW201720022A
Application number: TW104139765A
Authority: TW
Inventors: Chun-Yuan Wang; Ming-Laang Liou
Original assignee: Victory Ind Corp
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-06-01
Also published as: TWI563777B; CN106816978A; EP3174182A1

Abstract

本發明提出一種交流發電機定子繞組，其包含一定子以及一組定子用導線，該組定子用導線包含複數條徑向相鄰排列的導線，其中該組定子用導線依序嵌入該定子之相對應之凹槽中。本發明提出另一種車用交流發電機，其包含一交流發電機定子繞組、一具有一第一爪形磁極件及一相對之第二爪形磁極件的轉子，該第一爪形磁極件具有複數個N極爪狀體，而該第二爪形磁極件具有與該第一爪形磁極件之複數個N極爪狀體相同數目的S極爪狀體，其中在至少一彼此相鄰之該第一爪形磁極件之N極爪狀體與該第二爪形磁極件之S極爪狀體之間固設一永久磁鐵。又，該轉子以同軸形式置於該交流發電機定子繞組之中。

Description

交流發電機定子繞組以及車用交流發電機

本發明係有關於一交流發電機之雙導線徑向併排入線之定子繞組結構，特別是關於一種車用三相交流發電機之雙導線徑向併排入線之定子繞組結構。

交流發電機是發電機的一種，係用於將機械能轉換成交流電流形式的電能。車用的交流發電機，係利用引擎輸出動力驅動發電機轉子的轉動，以將引擎之機械能轉換成電能對電瓶充電，藉以對裝設於汽車上之電器部分供電使用。

車用交流發電機一般具有一環形定子及一轉子，藉由轉子在定子中的迅速轉動，使得纏繞在定子上的導線與轉子形成的磁場產生相對運動，進而在導線中產生感應電動勢(電壓)。原則上，交流發電機輸出之電壓，與定子環中的線圈組數成正比。因此，定子環上的導線密度越大，則發電機的發電量亦越大。

習知的發電機所用的定子線圈繞組方式已具有多樣化的方式，例如疊繞式或波狀繞法，且各種繞法均會對所輸出的電壓在低轉速或高轉速下產生不同影響，而造成發電機的不同轉速下的輸出特性。例如，一般而言，對於定子線圈繞組而言，一般影響輸出規格的因子有所使用的導線線徑以及所纏繞的匝數等。發電機在較高轉速下時，原則上導線的線徑越大將使得發電機所輸出的電流越大，反之線徑越小則輸出電流越小。另外，當發電機在較低轉速下時，導線的匝數越多，則發電機輸出的電流越大，反之導線的匝數越少，則發電機輸出的電流越小。因此，在設計發電機時，定子繞組所採用的導線線徑以及導線的纏繞方式，當會依所需要的輸出特性而有不同的變化。

另外，交流發電機之定子係環繞於轉子周圍，當轉子相對定子轉動時，將使定子線圈因電磁感應而產生交流電流。轉子通常具有一第一爪型磁極件及一第二爪型磁極件，且該第一爪形磁極件之複數個N極爪狀體與該第二爪形磁極件之複數個S極爪狀體係分別彼此相鄰且間隔排列。當轉子之磁場線圈通入電流後，其磁極之一爪形磁極件與另一爪形磁極件可分別因電磁感應磁化成N極及S極，如此各對相鄰之爪形磁極件之爪狀體可產生一磁場，而當轉子轉動時，該等磁場之方向亦隨轉子1之轉動而改變，再進一步與定子之定子線圈發生電磁感應以產生交流電流。然而，一般習用之交流發電機之轉子，當磁場線圈通入電流後且磁極之第一爪形磁極件與第二爪形磁極件分別因電磁感應磁化成極及極時，部分磁力線會直接由兩相鄰之爪形磁極件之爪狀體之間的空間直接通過，而不會參與磁極之磁場形成，如此的現象稱之為「漏磁」。而漏磁之情況發生會導致部分磁力無謂的耗損，並降低磁極所形成之磁場強度，更進一步減損了交流發電機之發電量。

有鑑於此，可知若欲提高發電機的輸出效能，可針對定子繞組的線徑及繞線方式進行較佳的設計，亦可對轉子結構進行改良以避免漏磁現象而提升發電效能。

本發明之一目的在於提供一具有較佳輸出效能的交流發電機定子繞組。

本發明之另一目的在於提供一具有較佳輸入效能的交流發電機之定子繞組與轉子結構。

為達成上述目的，本發明一態樣係揭露一種交流發電機定子繞組，包含：一定子；以及一組定子用導線，包含複數條徑向相鄰排列的導線，其中該組定子用導線依序嵌入該定子之相對應之凹槽中。

為達成上述目的，本發明之另一態樣係揭露一種交流發電機定子繞組，包含：一定子，該定子內周圍設有複數個徑向凹槽；複數條定子用導線，每一導線包含：一第一端；一第二端；位於該第一端與第二端之間之複數個波狀線圈，每一波狀線圈係由直線部及彎弧部交替組成，其中該每一導線係經一治具壓扁使該直線部之截面呈現近似橢圓形；其中將該兩條導線之直線部沿著該定子之圓周方向相鄰排列，而依序將該兩條導線之直線部嵌入該定子之相對應之凹槽中，使該等凹槽之每一者皆有的兩條沿著該定子之圓周方向相鄰排列的導線嵌入。

為達成上述目的，本發明之又一態樣係揭露一種車用交流發電機，包含：如上述之一種交流發電機定子繞組；一轉子，其包括一第一爪形磁極件及一相對之第二爪形磁極件，該第一爪形磁極件具有複數個N極爪狀體，而該第二爪形磁極件具有與該第一爪形磁極件之複數個N極爪狀體相同數目的S極爪狀體，當該第一爪形磁極件與該第二爪形磁極件彼此結合時，該第一爪形磁極件之複數個N極爪狀體與該第二爪形磁極件之複數個S極爪狀體係分別彼此相鄰且間隔排列，其中在至少一彼此相鄰之該第一爪形磁極件之N極爪狀體與該第二爪形磁極件之S極爪狀體之間固設一永久磁鐵，其中該永久磁鐵之一N極端係與該第一爪形磁極件之N極爪狀體)接觸，而該永久磁鐵之一S極端係與該第二爪形磁極件之S極爪狀體接觸；該轉子以同軸形式置於該交流發電機定子繞組之中。

本發明將進一步參考附圖來說明，其中該等附圖係概要第顯示依照本發明之較佳實施例。應了解，本發明在任何方面皆不侷限於下述實施例。

10‧‧‧導線

10a‧‧‧導線

10b‧‧‧導線

11‧‧‧第一端

11a‧‧‧第一端

11b‧‧‧第一端

12‧‧‧第二端

12a‧‧‧第二端

12b‧‧‧第二端

13‧‧‧波狀線圈

20‧‧‧定子

21‧‧‧環狀本體

22‧‧‧隔柱

23‧‧‧凹槽

24‧‧‧磁靴

25‧‧‧開口

26‧‧‧電性絕緣材料

40‧‧‧轉子

41‧‧‧轉軸

42‧‧‧滑環

43‧‧‧軸承

45‧‧‧第一爪形磁極件

46‧‧‧第二爪形磁極件

50‧‧‧永久磁鐵

51‧‧‧永久磁鐵之N極端

52‧‧‧永久磁鐵之S極端

53‧‧‧永久磁鐵之外表面

55‧‧‧凹部

60‧‧‧護罩

131‧‧‧直線部

131a‧‧‧直線部

131b‧‧‧直線部

132‧‧‧彎弧部

132a‧‧‧彎弧部

132b‧‧‧彎弧部

451‧‧‧爪狀體

453‧‧‧溝槽

461‧‧‧爪狀體

463‧‧‧溝槽

800‧‧‧線模板

810‧‧‧線模凸塊

820‧‧‧間隙

900‧‧‧壓扁治具

910‧‧‧壓夾槽

A‧‧‧箭頭

A-A‧‧‧線

圖1為依據本發明一實施例之定子用導線結構示意圖；圖2為製作定子用導線之線模板結構示意圖；圖3A為壓扁治具之俯視示意圖；圖3B為壓扁治具之側視示意圖；圖3C為壓扁治具於壓扁導線位置之側視示意圖；圖4A為依據本發明一實施例之定子結構示意圖；圖4B為圖4A之部分放大圖；圖5A為依據本發明一實施例之定子繞線示意圖，顯示第一相位的一個凹槽組依序以雙導線徑向併排順向加以入線；圖5B為依據本發明一實施例之定子繞線示意圖，顯示圖5A雙導線徑向併排順向加以入線後雙導線徑向併排繼續反向入線；圖6為依據本發明一實施例之使用較小線徑導線而以雙導線徑向併排入線之定子繞組部分截面圖；圖7為依據習知技術之使用較大線徑導線而以單導線入線之定子繞組部分截面圖；圖8A為依據表1所繪製之冷溫輸出曲線圖；圖8B為依據表1所繪製之熱溫輸出曲線圖；圖9為依據本發明一實施例之使用雙導線在定子圓周方向上併排而入線之定子繞組部分截面圖；圖10係交流發電機之轉子之分解圖；圖11係依據本發明之交流發電機之轉子之磁極組成示意圖；圖12係依據本發明之永久磁鐵及其護罩之立體圖；圖13係依據本發明之永久磁鐵及其護罩安裝於磁極之一實施例沿圖11之A-A線之剖面圖；圖14係依據本發明之永久磁鐵及其護罩安裝於磁極之另一實施例沿圖11之A-A線之剖面圖；圖15A為依據表2所繪製之冷溫輸出曲線圖；及圖15B為依據表2所繪製之熱溫輸出曲線圖

為達成優化發電機輸出效能的目的，本發明揭露一種使用波狀導線的定子繞組。圖1係為依據本發明之車用交流發電機定子繞組所使用的導線示意圖。如圖1所示，導線10包含一第一端11、一第二端12、以及位於該第一端11與第二端12之間之複數個波狀線圈13，每一波狀線圈13係由複數個直線部131及複數個彎弧部132交替組成。例如，一個波狀線圈13可視為直線部131及彎弧部132組成的一個正弦形狀。又例如，導線10的波狀線圈數可視為例如圖3中開口向下的彎弧部132的數量(在圖3中為8個彎弧部132，可視為8圈)。導線10的波狀線圈數可為6-8圈，亦可具有較多的圈數例如12-16圈。導線10的材質通常可使用例如普通圓線型式的漆包銅線(即導線之截面為圓形線)，或者為提高與定子組裝後的導線密度，並可利用治具將導線10的直線部131加壓壓扁，使其截面成為方形、矩形或橢圓形等等。在本實施例中，係將導線10之直線部131壓扁後使其具有如圖3C中所示之兩平坦相對邊的一近似橢圓形之截面。由於習知技術係具有使用扁導線以增加定子凹槽中的導線密度，進而減低空氣隙比率的作法，然而採用扁型銅導線的成本遠較普通圓銅線的成本為高，而實際將導線繞線至定子凹槽中時，不在定子凹槽中的彎弧導線部分並不存在有空隙率的問題，因此採用如本發明之部分壓扁的導線(即僅有直線部壓扁)不僅可達到如使用扁導線提高導線密度降低導線間空隙率的效果，亦能有效的節省製造成本。當然，若欲直接使用扁導線製成如圖3中之導線20的形狀以追求較好的發電效能亦可，此時直線部231及彎弧部232之截面皆為方形、矩形或橢圓形等等。

進一步言之，導線10之製作可利用如圖2所示之線模板800達成。製造方式係將長直導線依著線模凸塊810的形狀外廓彎折，而交替穿繞於線模凸塊810中的間隙820，由於線模凸塊810之外廓具有所需的直線部131及彎弧部132的形狀，故可完成導線10之直線部131及彎弧部132交替構成的波狀線圈13。

又，當導線10經由線模板800製作完成後，若欲進一步將直線部131壓扁使其截面為非圓型狀，可另外使用一壓扁治具達成，例如圖3A-3C所示的壓扁治具900。圖3A顯示壓扁治具900的俯視圖，其具有壓夾槽910，用以容納導線10之直線部131。又如圖3B中所示，導線10之直線部131(圓形截面處)可置放於該壓扁治具900的壓夾槽910內，以橫向加壓導線10以將導線10壓扁至所需的形狀或尺寸，而獲得如圖3C所示的導線10之直線部131壓扁型態(即具有兩平坦相對邊的一近似橢圓形之截面型態)，而導線10之彎弧部132仍保持圓線的部分壓扁導線。

圖4A係為依據本發明之一定子結構。如圖4A所示，定子20具有一環狀本體21，其環內周圍設有複數個以隔柱22隔開的徑向長形凹槽23，凹槽23的數量可為例如72至96個(在圖4A中為96個)，或不限於此等數目。隔柱22之末端略為橫向突出形成磁靴24，而兩磁靴24之間係形成凹槽23的開口25。一般而言，定子20本身使用電性及磁場性質較佳之材料製成，例如冷軋鋼板(SPCC)、矽鋼或其他類似材料等。定子之長形凹槽23之表面可鋪設電性絕緣材料26。如圖4B所示，電性絕緣材料26可使用例如一片狀材料摺疊符合於定子20內之徑向長形凹槽23之表面形狀，而可直接嵌入凹槽23中以覆蓋凹槽23之表面。電性絕緣材料26係可由壓製紙板、塑膠薄膜、聚酯薄膜、芳綸紙及環氧樹脂等材料製成。

定子20之複數個長形凹槽23係可供導線10入線繞線用。詳言之，一導線10之波狀線圈13之每一直線部131，係自該導線10之第一端11開始，依序嵌置於定子20之相對應位置的凹槽23中，而從該導線10之第二端出線。如此，凹槽23中便具有嵌入的一層導線10。又，一個凹槽23中並不限定僅有一層導線10，而可在同一凹槽中嵌置複數個層導線10以增加發電量。又，藉由多條波浪狀導線10嵌入定子20之所有凹槽23中，使每一凹槽23皆具有導線層於其內，便可完成定子20之繞線作業。定子20的繞線作業，係進一步依據本發明之一較佳實施例作為例示說明如下。

圖5A及5B係表示本發明之定子20使用波狀導線10之繞線方式。在本實施例中，係以製作一兩組三相發電繞組的定子為例，使用具有96個凹槽的定子20以製作定子繞組，因此每一相發電繞組(共2組)具有32個凹槽23，每相每組發電繞組具有16個凹槽。換言之，若第1、2槽及相對應的凹槽(即第7、8槽，第13、14槽...第91、92槽)為第一相，第3、4槽及相對應的凹槽(即第9、10槽，第15、16槽...第93、94槽)為第2相，第5、6槽及相對應的凹槽(即第11、12槽，第17、18槽...第95、96槽)為第3相，如此剛好繞定子20一圈96個凹槽23。

如圖5A所示，一對具有16個線圈數的波狀導線10a及10b係在定子20的徑向方向上相鄰排列，而以該等導線10a及10b各自之第一端11a及11b開始，將直線部131a及131b自定子20之複數個凹槽23之一者(如圖5A中所示之凹槽，可指定為第1槽)以雙層導線同時入線方式開始入線嵌入第1槽中，使直線部131a及131b在該第1槽中彼此徑向相鄰，隨後導線10a及10b各自之每一直線部131a及131b，係以徑向相鄰的方式繼續依次順向嵌入第7槽、第13槽、第19槽、第25槽...以至第91槽完成繞環狀體21一周入線，而導線10a及10b自第91槽在徑向方向併排出線時(如圖5A之箭頭A處所示)，導線10a及10b的16個線圈數中尚剩餘8個線圈數未入槽(未圖示)。隨後，見圖5B，導線10a及10b自第91槽開始，朝箭頭A方向分別將其剩餘之直線部131a及131b以在徑向方向上相鄰併排的方式，依雙層導線同時入線的方式依序嵌入相對應已入線的凹槽23中，反向回繞定子20一周後，導線10a及10b各自之第二端12a及12b自入槽處起算的第91槽出線。如此一來，導線10a及10b以在徑向方向上相鄰併排的方式繞該定子20兩圈(順向及反向各一圈)而完成一個相位之一組繞線的導線入線(即，導線10a及10b所入線完成的凹槽形成一相位的一繞組)，而留下在定子20凹槽23之外的徑向相鄰排列之第一端11a及11b，與徑向相鄰排列之第二端12a及12b的四個線頭。隨後，以上述方式依序將第一相位的另一凹槽組(即第2槽及相對應凹槽)、第二相位的兩個凹槽組(即第3、4槽及相對應凹槽)及第三相位(即第5、6槽及相對應凹槽)的兩個凹槽組，依序以上述方式分別以兩條導線10加以徑向相鄰併排入線，即可完成具有兩組三相發電繞組的定子繞線組，而此時在定子20中已入線的每一凹槽23具有四層導線10之直線部131。

然而，為加大發電量及提升發電效能，定子20的凹槽23中並不限定僅嵌入導線10a及10b之共計4層的直線部131a及131b。例如，在另一較佳實施例中，於上述第一相位的一組凹槽中，可以另外兩條具有8個線圈數而徑向相鄰併排的導線10之第一端，分別串連至前述導線10a及10b的第二端12a及12b後，再將該另外兩條導線10由其第一端開始以相鄰併排之直線部，依雙層導線同時入線的方式自定子20之第1槽開始入線，而以順向繞定子20一圈入線後自第91槽出線，如此即可使定子20的一個相位的一相對應凹槽組中的每一者具有六層導線，而留下四個導線線頭，即導線10a及10b的兩個第一端11a及11b，以及另外兩個導線10的各自第二端。依此方式繼續將第一相繞組的另一相對應凹槽、第二相繞組之相對應凹槽組、及第三相繞組之相對應凹槽組增加導線，即可完成單一凹槽23具有六層導線10之直線部131的兩組三相交流發電機定子繞組。隨後，將同一相位的導線線頭焊接後，並且最後以Y字接法或星狀接法焊接三相導線，即可完成具有六層導線的定子繞組的導線連接作業。

以上實施例僅為例示性說明。事實上，本發明之定子20之凹槽23中的導線10之層數並不限定於上述實施例之四層或六層。例如，若將上述具有8個線圈數的另外兩條徑向相鄰併排的導線10改為使用具有16個線圈數的導線，則在繞線完成後可使定子20的每一凹槽具有8層導線。若有必要，藉由增加凹槽33之深度，可增加單一相位一組凹槽中的徑向併排導線10之入線數量，而使一凹槽中具有4至16層導線層。如此可有效快速提升發電效能。

又，本發明所採用的導線20並不限定使用16個線圈數的導線，以上述實施例而言，亦可改用具有8個線圈數的導線，舉例而言，若同樣欲達到在定子20的單一相位凹槽中具有4層導線，則需使用共4條具有8個線圈數的導線。

承上所述，本發明採取的導線10的結構以及入線方式，係較佳以壓扁後的直線部之兩相對平坦邊沿著定子之凹槽23之徑向方向嵌入凹槽23中，而使得在定子20的單一凹槽23內之導線10的多個直線部131，係在定子20之截面上沿著凹槽23之徑向直線排列。如圖6所示，依據本發明一較佳實施例所揭露的入線方式所呈現的定子凹槽部分截面圖，由圖中可見定子20之凹槽23中具有6層導線(即3層徑向相鄰併排的導線直線部對)。依據前述圖5A至5B所揭露的繞線方式的優勢在於，可使用線徑較習知導線線徑為小的導線以使定子凹槽23中容納更多層的導線(例如線徑較習知1.9mm導線為小的導線)，以使發電機在高轉速時能有較佳的輸出效能。舉例而言，若使用例如線徑為1.5mm的漆包線，將其壓扁後可使其直線部具有大約為長邊為1.6mm，短邊為1.4mm的近似橢圓形，而以在凹槽23中的6層導線佔據凹槽23的深度，而可形成如圖6中所示之結構(當然本發明不限於使用線徑為1.5mm之導線，導線線徑小於習知線徑皆可使用，例如1.7mm或1.6mm等等)。

然而，若使用習知常用之1.9mm導線，其經壓扁後所形成的直線部之尺寸將呈現長邊約為2.3mm至2.4mm，短邊為1.4mm的近似橢圓形狀。因此，如圖7所示，在相同的凹槽寬度與深度限制下，定子20的凹槽23僅能容納4層1.9mm導線壓扁後的直線部。值得注意的是，圖7所示乃是以1.9mm導線經壓扁成具有上述直線部之尺寸，並以導線自第一端開始以單層導入線的方式將導線之直線部依序嵌入與圖7相同之定子20之相對應凹槽23中，並以順向-反向-順向-反向之順序完成繞線作業所製成的具有兩組三相之交流發電機定子繞組，而形成在每一凹槽中具有4層導線之定子繞組結構。

前述已知影響發電機輸出規格的因子有所使用的導線線徑以及所纏繞的匝數(即凹槽中的導線層數)等。若將使用1.5mm導線並以雙導線入線方式製作之定子繞組(導線經壓扁後依圖5A-5B所揭露的雙導線同時入線之繞線方式完成之定子繞組結構，每一凹槽具有6層導線，而形成如圖6之結構)，與圖7所示之使用1.9mm導線並以單導線入線方式製作之定子繞組(導線經壓扁後以前述單導線入線之繞線方式完成之定子繞組結構，每一凹槽具有4層導線，而形成如圖7之結構)結合相同的轉子測試不同轉速下的冷溫輸出效能及熱溫輸出效能可得出如下表1之結果：

需說明者，表1中之冷溫輸出為定子結合轉子開始測試後便直接量取之數據，此時定子溫度尚未升高；熱溫輸出為定子結合轉子開始測試後約40分鐘至50分鐘所量取之數據，此時定子溫度較冷溫時為高而應貼近發電機實際工作狀況。由表1可知，依據前述使用1.5mm導線之雙層導線入線形成圖6之定子結構，相較於前述圖7之使用1.9mm導線之單層導線入線定子結構，從轉子轉速大於2000rpm後，無論冷溫輸出或熱溫輸出之電流前者皆大於後者，且在高轉速區域電流輸出效能皆超越圖7之結構。因此，根據此一實施例，可知使用小於習知線徑之導線(在此實施例為線徑1.5mm之導線)經壓扁而完成前述雙導線入線方式的定子繞線組，係較使用習知較粗導線(如1.9mm)的單導線入線方式之定子繞線組有較佳的發電效能(參圖8A之冷溫輸出曲線圖及圖8B之熱溫輸出曲線圖)。

又，依據本發明的一實施例，定子20的隔柱22末端形成的磁靴24其尺寸可以縮小，以提高凹槽23之開口25的大小。如圖6所示，在本發明中，定子20的凹槽23的橫向寬度可僅容納一條導線20，因此凹槽23的槽寬僅略大於導線10的線徑，而隔柱22的末端具有縮小尺寸的磁靴24，使得凹槽23之開口25之尺寸與凹槽23之槽寬近似，而能使導線10之直線部131直接自開口25整條嵌入凹槽23中。就發電功效而言，本發明此種定子結構依據上述實施例繞線完成後，其發電效能與磁靴尺寸較大者相近，而未有明顯落差。

根據上述本發明縮減定子20的磁靴24的尺寸，以加大凹槽23之開口25之尺寸的定子結構之優勢在於，將使得導線10的直線部131整段可輕易的嵌入凹槽23中，大幅降低繞線作業的複雜性，並可提高入線速度，甚至可利用入線治具達到自動化入線作業，以提高生產效率。

然而，本發明所揭示的雙導線定子繞線組之結構，並不限於前述圖5A至5B中所描述之以雙導線在定子之徑向方向併排的方式入線。本發明亦可將兩條導線經壓扁後的直線部，自導線的第一端開始以在定子的圓周方向上併排的方式，依序嵌入定子的相對應凹槽中，同樣順向繞定子入線一周後，繼續將該兩條導線以在定子的圓周方向上併排的方式反向繞定子一周以嵌入定子的該等相對應凹槽，使得定子之凹槽中具有兩層徑向排列的在圓周方向上相鄰的兩條導線。同樣地，該兩條導線可再分別串連至額外兩條導線之第一端，且該額外兩條導線之直線部沿著該定子之圓周方向相鄰排列，而自其第一端開始依序置入之該定子相對應之凹槽中順向繞該定子一圈入線後由其第二端出線，以使得相對應的該數個凹槽的每一者中皆具有三層徑向排列的在圓周方向上相鄰的兩條導線，而使得定子之一凹槽截面中呈現如圖9之結構。在另一實施例中，前述已完成順向-反向繞定子一周入線之在圓周方向上相鄰的兩條導線，係分別串連至額外兩條導線之第一端，且該額外兩條導線之直線部沿著該定子之圓周方向相鄰排列，而自第一端開始依序置入之定子相對應凹槽中順向繞該定子一圈入線，以使得相對應的凹槽的每一者中皆具有三層徑向排列的在圓周方向上相鄰的兩條導線，隨後該額外兩條導線再反向依序置入該定子相對應之該數個凹槽中並由第二端出線，以使得相對應凹槽的每一者中皆具有四層徑向排列的在圓周方向上相鄰的兩條導線。以上所述為本發明之另一種雙導線入線方式。

又，依據本發明之定子繞線組結構，可與一轉子結構結合，以組成一車用交流發電機總成，例如圖10所示之轉子40之結構。交流發電機之轉子40可相對於定子(圖中未示)轉動。轉子40包含轉軸41、滑環42、軸承43、磁場線圈44、第一爪形磁極件45及第二爪形磁極件46。本發明之定子繞線組結構，其係以同軸形式環繞於轉子40之周圍，當車用蓄電池之電力經由滑環42提供至磁場線圈44，第一爪形磁極件45及第二爪形磁極件46可因電磁感應作用被磁化而產生一磁場；當轉子40被來自引擎的動力帶動而相對本發明之定子繞線組轉動時，該磁場之方向亦隨轉子5之轉動而改變，如此將使定子線圈因電磁感應而產生交流電流。

詳言之，當轉子40之磁場線圈44通入電流後，第一爪形磁極件45與第二爪形磁極件46可分別因電磁感應磁化成N極及S極，如此各對相鄰之爪形磁極件之爪狀體451、461可產生一磁場，而當轉子40轉動時，該等磁場之方向亦隨轉子40之轉動而進一步與定子繞線組中之導線10發生電磁感應以產生交流電流。

又，如圖10所示，轉子40之第一爪形磁極件45可具有四個、六個或八個爪狀體451，而第二爪形磁極件46亦可具有四個、六個或八個爪狀體461，其中第一爪形磁極件45之爪狀體451數目與第二爪形磁極件46之爪狀體461數目相同。第一爪形磁極件45與第二爪形磁極件46係以相互咬合之方式而組合成該磁極，而使第一爪形磁極件45之爪狀體451與第二爪形磁極件46之爪狀體461彼此成對相鄰且間隔排列。當轉子之磁極線圈44通電後，第一爪形磁極件45可因電磁感應而磁化成N極，且第二爪形磁極件46可因電磁感應而磁化成S極；如此，各對相鄰之形成N極之第一爪形磁極件45之爪狀體451與形成S極之第二爪形磁極件46之爪狀體461之間可產生磁力線，進而形成一磁場。若一磁極線圈以與上述之磁極線圈相反的方向纏繞設置，則第一爪形磁極件45則因電磁感應而磁化成S極，且第二爪形磁極件46則因電磁感應而磁化成N極；同樣地，各對相鄰之形成S極之第一爪形磁極件45之爪狀體451與形成N極之第二爪形磁極件46之爪狀體461之間亦可產生磁力線，進而形成一磁場。

進一步參考圖11，依據本發明一較佳實施例，係於在各對相鄰之爪狀體451、461之間設置一如圖11所示之永久磁鐵50或永久磁鐵50及其護罩60。如圖11所示，永久磁鐵50係可固定設置於各個相鄰之爪狀體451及461之間，且永久磁鐵之N極端51係與可形成N極之第一爪形磁極件45之爪狀體451接觸，而永久磁鐵之S極端52係與可形成S極之第二爪形磁極件46之爪狀體461接觸；如此，當轉子之磁極線圈通電且各對爪狀體451及461之間形成磁場時，永久磁鐵50可阻擋相鄰之爪狀體451及461之磁力線之直線通過，而避免漏磁之情形發生，以增強相鄰之爪狀體451及461所形成之磁場，並進一步增加交流發電機之發電量。

若第一爪形磁極件45因電磁感應而磁化成S極，且第二爪形磁極件46因電磁感應而磁化成N極，則永久磁鐵50之設置，以其N極端51則與第二爪形磁極件46之爪狀體461接觸且其S極端52則與第一爪形磁極件45之爪狀體451接觸之方式設置。

總而言之，當永久磁鐵50固定設置於各個相鄰之已受電磁感應而產生磁極之爪狀體451及461之間，永久磁鐵50之一極性端則與其同極性之爪狀體接觸。

又，若進一步將固設於相鄰之爪狀體451及461之間之永久磁鐵50之朝向該磁極之外側的一外表面53上覆蓋一由非導磁材料所製成之護罩60，如圖12所示，除可藉其剛性以保護該永久磁鐵50，並由於該材料的非導磁特性而可進一步避免漏磁，而可更進一步的增強該磁場，以達到更佳的技術效果。其中，該非導磁材料可採用一不銹鋼材料。

而永久磁鐵50或永久磁鐵50及其護罩60可以嵌入之方式固設於二相鄰之爪狀體451與461之間。圖13係由圖11之A-A線之剖面以顯示一種將永久磁鐵50及其護罩60嵌入二相鄰之爪狀體451與461之間之方式，其中第一爪形磁極件45之爪狀體451與相鄰之第二爪形磁極件46之爪狀體461之相對之二側面可分別以車銑之方式設置一溝槽453及463，永久磁鐵50及其護罩60可利用該二溝槽453及463以嵌入於該相鄰之二爪狀體451及461之間，且其中永久磁鐵50之N極端51係容納於N極爪狀體451之溝槽453中，而其S極端52係容納於S極爪狀體461之溝槽463中。此外，圖14係由圖11之A-A線之剖面以顯示另一種將永久磁鐵50及其護罩60嵌入二相鄰之爪狀體451與461之間之方式，其係以車銑之方式在爪狀體451與461之間之內側形成一凹部55，永久磁鐵50及其護罩60可容納於凹部55中以嵌入於該相鄰之二狀體451及461之間，其中永久磁鐵50之N極端51係抵靠N極爪狀體451，而其S極端52係抵靠S極爪狀體461。

為使永久磁鐵50或永久磁鐵50及其護罩60更能固著於相鄰之爪狀體451及461之間，可進一步將黏著劑施用於永久磁鐵50或永久磁鐵50及其護罩60與爪狀體451及461之間。

以上所揭式的具有永久磁鐵50之轉子結構，係具有達到增加發電量之功效。以前述圖6中所示之使用1.5mm導線並以雙導線入線方式製作之定子繞組(導線經壓扁後依圖5A-5B所揭露的雙導線同時入線之繞線方式完成之定子繞組結構，每一凹槽具有6層導線)，分別結合具有永久磁鐵50之轉子與不具有永久磁鐵50之轉子，以進行不同轉速下的冷溫輸出效能及熱溫輸出效能測試，可得出如下表2之結果：

由表2之測試結果可知，在磁極之相鄰N極及S極爪狀體之間裝設有永久磁鐵之轉子，其所產生之發電量不論在任何轉速下，其冷溫輸出電流及熱溫輸出電流皆大於未在磁極中裝設有永久磁鐵之轉子之發電量。因此，可知本發明所提出利用在磁極之相鄰N極及S極爪狀體之間裝設有永久磁鐵之轉子結構，可達成較佳的發電效能(參圖15A之冷溫輸出曲線圖及圖15B之熱溫輸出曲線圖)。

當然，以上根據本發明之一較佳實施例之轉子結構，不應僅被認為限縮於如上所述之特定之實施例。舉例而言，該等永久磁鐵以其他不同之方式固設於二相鄰爪狀體之間，或僅在部分相鄰之二爪狀體之間設置有永久磁鐵，而在其他相鄰之二爪狀體之間未設置有永久磁鐵，進而同樣達到本案發明可達到之技術效果。本案申請專利範圍欲包含該等修改及裝置。

此外，依以上舉例說明之雙導線入線方式之定子繞線組之結構，與上述轉子所組成的車用交流發電機，具備小型化結構且同時具有高發電效能的特點。同時，其製造工序簡單、易於自動化且具有成本低的優勢。

本發明之具體實施例係說明如上，惟本領域之技藝者當可在不脫離本發明之精神下，對本發明做任何的修改及潤飾，然此等修改及潤飾當仍屬本發明所界定之範圍。