马达装置论文和设计-陈丰田

全文摘要

一种马达装置，包含转子单元、定子单元、至少一个线圈单元，及切换开关单元。所述定子单元供所述转子单元相对旋转。所述至少一个线圈单元包括缠绕于所述定子单元的第一线圈及第二线圈，所述第一线圈的缠绕磁极数小于所述第二线圈的缠绕磁极数。所述切换开关单元电连接所述第一线圈及所述第二线圈，并受控制以对应切换所述第一线圈及所述第二线圈接收或不接收电能。借此，可以根据不同使用需求而控制所述切换开关单元切换选择使用所述第一线圈或所述第二线圈，以切换不同转速，所以能在兼具成本控制的情况下，达到调整转速的功效。

主设计要求

1.一种马达装置，包含转子单元及定子单元；所述定子单元供所述转子单元相对旋转；其特征在于：所述马达装置还包含至少一个线圈单元及切换开关单元；所述至少一个线圈单元包括缠绕于所述定子单元的第一线圈及第二线圈，所述第一线圈的缠绕磁极数小于所述第二线圈的缠绕磁极数；所述切换开关单元电连接所述第一线圈及所述第二线圈，并受控制以对应切换所述第一线圈及所述第二线圈接收或不接收电能。

设计方案

1.一种马达装置，包含转子单元及定子单元；

所述定子单元供所述转子单元相对旋转；

其特征在于：

所述马达装置还包含至少一个线圈单元及切换开关单元；

所述至少一个线圈单元包括缠绕于所述定子单元的第一线圈及第二线圈，所述第一线圈的缠绕磁极数小于所述第二线圈的缠绕磁极数；

所述切换开关单元电连接所述第一线圈及所述第二线圈，并受控制以对应切换所述第一线圈及所述第二线圈接收或不接收电能。

2.根据权利要求1所述的马达装置，其特征在于：所述切换开关单元还受控制以对应切换所述第一线圈及所述第二线圈为接收电能或提供电能。

3.根据权利要求1所述的马达装置，其特征在于：所述第一线圈的输出功率大于所述第二线圈的输出功率。

4.根据权利要求3所述的马达装置，其特征在于：于所述马达装置启动或第一输出需求时，所述切换开关单元受控制以切换选择所述第一线圈接收电能，于启动后或第二输出需求时，所述切换开关单元受控制以切换选择所述第二线圈接收电能。

5.根据权利要求3所述的马达装置，其特征在于：所述第一线圈的线径大于所述第二线圈的线径。

6.根据权利要求3所述的马达装置，其特征在于：所述第二线圈的绕设位置较所述第一线圈的绕设位置靠近所述转子单元。

7.根据权利要求3所述的马达装置，其特征在于：所述第一线圈的输出功率为所述马达装置的额定功率。

8.根据权利要求1所述的马达装置，其特征在于：所述定子单元包括多个供所述第一线圈缠绕的第一导线槽，及多个供所述第二线圈缠绕的第二导线槽。

9.根据权利要求8所述的马达装置，其特征在于：所述第一导线槽的深度大于所述第二导线槽的深度。

10.根据权利要求8所述的马达装置，其特征在于：所述第一导线槽与所述第二导线槽为交错环绕设置且各自为等角设置。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种马达装置，特别是涉及一种能切换转速的马达装置。

背景技术

现有马达装置(图未示)包括一个转子单元、一个定子单元、三个绕设于所述定子单元的线圈单元，及一个控制单元。所述控制单元控制提供至所述线圈单元的电源，以使所述转子单元相对所述定子单元旋转而提供动力。

一般情况下，诸如汽车、空调装置、空压机等所使用的马达装置，在启动时的负载量皆大于运转时的负载量，所以为了可以顺利启动，一般马达装置皆会设计在较高的输出功率及转速，而在所述马达装置开始运转的后，仍然提供相同的输出功率及转速继续运转，如此不但产生多余的能源浪费，也不符合现今节约能源的时代趋势。

为了解决这个问题，目前有部分的马达装置会加装一个变频变压电路，通过调整提供至所述线圈单元的交流电源的输出电压大小或输出电流频率以改变所述马达装置的输出功率及转速，然而，变频变压电路架构复杂，设计及制作成本皆较高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可以简易切换转速并兼顾制作成本的马达装置。

本实用新型的马达装置，包含转子单元、定子单元、至少一个线圈单元，及切换开关单元。

所述定子单元供所述转子单元相对旋转。

所述至少一个线圈单元包括缠绕于所述定子单元的第一线圈及第二线圈，所述第一线圈的缠绕磁极数小于所述第二线圈的缠绕磁极数。

所述切换开关单元电连接所述第一线圈及所述第二线圈，并受控制以对应切换所述第一线圈及所述第二线圈接收或不接收电能。

本实用新型的马达装置，所述切换开关单元还受控制以对应切换所述第一线圈及所述第二线圈为接收电能或提供电能。

本实用新型的马达装置，所述第一线圈的输出功率大于所述第二线圈的输出功率。

本实用新型的马达装置，于所述马达装置启动或于第一输出需求时，所述切换开关单元受控制以切换选择所述第一线圈接收电能，于启动后或于第二输出需求时，所述切换开关单元受控制以切换选择所述第二线圈接收电能。

本实用新型的马达装置，所述第一线圈的线径大于所述第二线圈的线径。

本实用新型的马达装置，所述第二线圈的绕设位置较所述第一线圈的绕设位置靠近所述转子单元。

本实用新型的马达装置，所述第一线圈的输出功率为所述马达装置的额定功率。

本实用新型的马达装置，所述定子单元包括多个供所述第一线圈缠绕的第一导线槽，及多个供所述第二线圈缠绕的第二导线槽。

本实用新型的马达装置，所述第一导线槽的深度大于所述第二导线槽的深度。

本实用新型的马达装置，所述第一导线槽与所述第二导线槽为交错环绕设置且各自为等角设置。

本实用新型的有益效果在于：通过设置缠绕磁极数不相同的所述第一线圈与所述第二线圈，并搭配设置所述切换开关单元，可以根据不同使用需求而控制所述切换开关单元切换选择使用所述第一线圈或所述第二线圈，以切换不同的转速，所以能在兼具成本控制的情况下，达到调整转速的功效。

附图说明

图1是本实用新型马达装置的一个第一实施例的一个方块示意图；

图2是所述第一实施例的一个不完整的示意图；

图3、4是所述第一实施例的三个线圈单元的接线示意图；及

图5是所述第一实施例的其中一个线圈单元的其中一个线圈的示意图，用于说明其运作原理；

图6、7是所述第一实施例的多个第一线圈及多个第二线圈的绕线示意图；

图8是一个示意图，说明所述第一实施例的一个定子单元的另一种样态；

图9是一个示意图，说明所述第一实施例的所述线圈单元的另一种绕线样态；

图10是本实用新型马达装置的一个第二实施例的一个方块示意图；

图11是所述第二实施例的一个不完整的示意图；

图12是本实用新型马达装置的一个第三实施例的一个方块示意图；

图13是所述第三实施例的一个不完整的示意图；

图14是本实用新型马达装置的一个第四实施例的一个方块示意图；

图15、16为示意图，说明所述第四实施例的一个第一线圈及一个第二线圈于一个定子单元的绕线方式；

图17是本实用新型马达装置的一个第五实施例的一个方块示意图；

图18、19为示意图，说明所述第五实施例的一个第一线圈、一个第二线圈与一个第三线圈于一个定子单元的绕线方式；

图20是本实用新型马达装置的一个第六实施例的一个方块示意图；及

图21、22为示意图，说明所述第六实施例的一个第一线圈、一个第二线圈、一个第三线圈与一个第四线圈于一个定子单元的绕线方式。

具体实施方式

在本实用新型被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图1及图2，本实用新型马达装置的一个第一实施例，适用于电连接一个三相的电源9，并包含一个转子单元2、一个定子单元3、三个线圈单元4、一个切换开关单元5，及一个控制单元6。

所述转子单元2绕自身轴线转动。

所述定子单元3围绕所述转子单元2设置，且供所述转子单元2相对旋转，并包括多个第一导线槽31。于本实施例中，所述第一导线槽31的数量为36个，但所述定子单元3能依实际需求而有不同数量的第一导线槽31，并不限于此。

每一个线圈单元4包括缠绕于所述第一导线槽31的一个第一线圈41及一个第二线圈42，所述第一线圈41的缠绕磁极数小于所述第二线圈42的缠绕磁极数，所述第一线圈41的输出功率大于所述第二线圈42的输出功率，所述第一线圈41的线径大于所述第二线圈42的线径，所述第一线圈41的绕组极距(pole distance)大于所述第二线圈42的绕组极距。其中，所述第一线圈41的输出功率较佳为所述马达装置的额定功率。

参阅图1、图3及图4，其中，所述线圈单元4能如图3所示呈星形(或称Y形)接线，或如图4所示呈三角形(Δ)接线，并分别电连接至所述三相的电源9。

其中，由于所述线圈单元4为三相线圈，且三相线圈间的相配合绕设方式为此业界所熟悉的内容，在此并不赘述，且本案的图示2、8、11、13、15、18、21中所绘制的绕线圈数也仅为示意，是用于说明其绕线方式，并非代表特定数量的绕线圈数，特此说明。

其中，所述第一线圈41与所述第二线圈42较佳是皆使用分布绕组(distributedwindings)方式进行绕线(下述的第三线圈43(见图11)也相同)，因此，其缠绕的线圈数将会均匀分布于多个对应的第一导线槽31中，然而，为了图示清楚起见，于图6、图7及图9中，所述第一线圈41与所述第二线圈421皆只绘制其中一个线圈作为说明。

参阅图1及图2，所述切换开关单元5电连接所述电源9、所述控制单元6、所述第一线圈41及所述第二线圈42。

所述控制单元6控制所述切换开关单元5以切换选择所述第一线圈41或所述第二线圈42电连接所述电源9。所述控制单元6于所述马达装置启动或一个第一输出需求时，控制所述切换开关单元5切换选择所述第一线圈41电连接所述电源9，于启动后或一个第二输出需求时，控制所述切换开关单元5切换选择所述第二线圈42电连接所述电源9。其中，所述第一输出需求为较高功率输出且较高转速需求，所述第二输出需求为较低功率输出且较低转速需求。

参阅图1、图2及图5，其原理说明如下：

常用的马达装置的输出功率单位为马力(horsepower，缩写为hp)，其为转矩(或称扭力)与转速的乘积。

转矩的公式如下，其中，T为转矩，B为磁场，I为电流，L为线圈长度，D为线圈宽度，N为线圈数，θ为磁场B与电流I的夹角。其中，电流I正比于线径的平方，且相关于线圈数N。

由公式1中，可以推导出在同一个马达装置中：

T∝B·I·N (公式2)

马达装置的同步转速公式如下，其中，n_{s<\/sub>为同步转速，f为电源9的频率，P为极数(poles)，在中国台湾，电源9的频率f一般为60Hz。}

n_{s<\/sub>＝120f\/P (公式3)}

绕组极距公式如下：

绕组极距＝槽数\/磁极数 (公式4)

参阅图2、图6及图7，于本实施例中，所述定子单元3的第一导线槽31的槽数为36个，每一个第一线圈41、每一个第二线圈42所缠绕的磁极数分别设定为4极、12极，因此，根据公式3、4，每一个第一线圈41、每一个第二线圈42的绕组极距分别如图6及图7所示为9及3，转速则为每分钟转速1800转(Revolution(s)Per Minute，缩写为rpm)与600转，其中，较佳是设计所述第一线圈41与所述第二线圈42间的齿距(tooth pitch)各自为1，但不限于此。

值得一提的是，所述第一导线槽31的数量及每一个第一线圈41、每一个第二线圈42所缠绕的磁极数皆能依实际需求而定，并不限于此。例如，如图8及图9所示，所述定子单元3也可以是包括24个第一导线槽31，且每一个第一线圈41、每一个第二线圈42所缠绕的磁极数分别设定为4极、8极，如此，根据公式3、4，每一个第一线圈41、每一个第二线圈42的绕组极距分别为6及3，转速则为每分钟转速1800转与900转。其中，较佳是设计所述第一线圈41间的齿距为2，且所述第二线圈42间的齿距为1，但不限于此。

参阅图1及图2，于本实施例中，设计每一个第一线圈41、每一个第二线圈42的输出功率分别为2马力及1\/4马力，其中，所述第一线圈41与所述第二线圈42的绕圈匝数能由本领域具通常知识者自行依公式1及实际需求而进行调整，在此不赘述。

实际使用时，当所述马达装置要启动时，所述控制单元6控制所述切换开关单元5以切换选择所述第一线圈41(较佳为额定功率)分别电连接所述电源9的三相输入，此时由于所述第一线圈41的极数为4极且输出功率为2马力，因此，此时所述马达装置的转速为每分钟转速为1800转且输出功率为2马力，当所述马达装置启动并达到设定负载后，所述控制单元6即可控制所述切换开关单元5切换选择所述第二线圈42分别电连接所述电源9的三相输入，此时，由于所述第二线圈42的极数为12极且输出功率为1\/4马力，因此，此时所述马达装置的转速为每分钟转速为600转且输出功率为1\/4马力。

而当所述马达装置在运转时，若负载改变而需要较大的输出功率及较高转速(即所述第一输出需求)时，所述控制单元6能再控制所述切换开关单元5切换回选择所述第一线圈41分别电连接所述电源9的三相输入，而当负载改变而需要较小的输出功率及较低的转速(即所述第二输出需求)时，所述控制单元6则能控制所述切换开关单元5再切换回选择所述第二线圈42分别电连接所述电源9的三相输入。

值得一提的是，所述第一输出需求及所述第二输出需求也可以是根据如温度、压力等设定而设计，例如当所述马达装置是应用于空调装置时，所述第一输出需求可以是对应到较大的温差设定，而所述第二输出需求则对应到较低的温差设定，也就是说，当所述空调装置开始运转时，由于此时室温与设定温度温差较大，因此，切换使用所述第一线圈41进行运转，当所述空调装置运转一段时间，室温与设定温度温差降低到一个定值以下后，即切换至所述第二线圈42进行运转，如此，能依不同使用需求而进行对应切换输出。

经由以上的说明，能将本实施例的优点归纳如下：

一、通过设置缠绕磁极数不相同的所述第一线圈41与所述第二线圈42，并搭配设置所述切换开关单元5受控制以对应切换所述第一线圈41及所述第二线圈42接收或不接收电能，可以根据不同使用需求而切换选择使用所述第一线圈41或所述第二线圈42，以切换不同的转速，如此，在不需加装变频变压电路的情况下，就可以简易地使用所述切换开关单元5进行切换，以因应各种转速需求而进行调整，相较于现有技术，本实施例能在兼具成本控制的情况下，达到调整转速的功效。

二、通过设置搭配设计所述第一线圈41及所述第二线圈42的功率不同，还能根据不同使用需求而切换选择所需的功率，因此，还能在兼具成本控制的情况下，达到节省能源的功效。

再者，通过在所述马达装置运转达到设定负载后，即切换选择功率及转速较低的所述第二线圈42，也能降低所述马达装置在高速运转时产生的磨耗，因此，还具有减少维修成本的功效。

三、通过将线径较小的所述第二线圈42设置地离所述转子单元2较近，可以通过缩减电流较小的所述第二线圈42与所述转子单元2间的距离，而得到较佳的导磁效果。

参阅图10及图11，为本实用新型马达装置的一个第二实施例，所述第二实施例是类似于所述第一实施例，所述第二实施例与所述第一实施例的差异在于：

所述定子单元3包括24个第一导线槽31。

每一个线圈单元4还包括一个缠绕于所述第一导线槽31的第三线圈43，所述第三线圈43的缠绕磁极数大于所述第二线圈42的缠绕磁极数，所述第三线圈43的输出功率小于所述第二线圈42的输出功率，所述第三线圈43的线径小于所述第二线圈42的线径，所述第三线圈43的绕组极距小于所述第二线圈42的绕组极距。

于每一个线圈单元4中，其绕设位置距所述转子单元2由近到远依次为所述第三线圈43、所述第二线圈42，及所述第一线圈41。

于本实施例中，所述定子单元3的第一导线槽31的槽数为24个，每一个第一线圈41、每一个第二线圈42、每一个第三线圈43所缠绕的磁极数分别设定为4极、8极、12极，因此，根据公式3、4，每一个第一线圈41、每一个第二线圈42、每一个第三线圈43的绕组极距分别为6、3、及2，其分别对应的转速为每分钟转速1800、900、600转。

于本实施例中，设计每一个第一线圈41、每一个第二线圈42、每一个第三线圈43的输出功率分别为2马力、1\/2马力及1\/4马力，其中，所述第一线圈41、所述第二线圈42与所述第三线圈43的绕圈匝数能由本领域具通常知识者自行依公式1及实际需求而进行调整，在此不赘述。

实际使用时，所述控制单元6于所述马达装置启动或有所述第一输出需求时，控制所述切换开关单元5以切换选择所述第一线圈41分别电连接所述电源9的三相输入，并于所述马达装置有所述第二输出需求时，控制所述切换开关单元5切换选择所述第二线圈42分别电连接所述电源9的三相输入，于有一个第三输出需求时，控制所述切换开关单元5切换选择所述第三线圈43分别电连接所述电源9的三相输入。其中，第三输出需求为较所述第二输出需求更低功率输出且更低转速的需求。

实际使用时，当所述马达装置要启动时，所述控制单元6控制所述切换开关单元5以切换选择所述第一线圈41分别电连接所述电源9的三相输入，当所述马达装置启动并达到设定负载后，所述控制单元6即可控制所述切换开关单元5切换选择所述第二线圈42分别电连接所述电源9的三相输入。

而当所述马达装置在运转时，若负载改变而需要较大的输出功率及较高转速(即所述第一输出需求)时，所述控制单元6能再控制所述切换开关单元5切换回选择所述第一线圈41分别电连接所述电源9的三相输入，而当负载改变而需要较小的输出功率及较低的转速(即所述第二输出需求或所述第三输出需求)时，所述控制单元6则能根据需求而控制所述切换开关单元5切换选择所述第二线圈42或所述第三线圈43以分别电连接所述电源9的三相输入。

如此，所述第二实施例也能达到与上述第一实施例相同的目的与功效，且通过增设所述第三线圈43，还能提供所述第三输出需求供使用者切换选择，而具有更佳的应用灵活性。

参阅图12及图13，为本实用新型马达装置的一个第三实施例，所述第三实施例是类似于所述第一实施例，所述第三实施例与所述第一实施例的差异在于：

所述马达装置为单相马达，且包含一个线圈单元4，所述线圈单元4还包括一个缠绕于所述第一导线槽31且用于辅助启动的辅助线圈44(Auxiliary Winding，或称起动绕组(Start Winding))。其中，所述第一线圈41与所述第二线圈42作为主线圈(main winding)使用，而所述辅助线圈44较佳是在空间上的设置相位与对应的第一线圈41相差90度，以达到较佳的启动控制效果，由于在单相马达上设置辅助线圈的方式已为此业界所熟悉的内容，在此不赘述。

实际使用时，当所述马达装置要启动时，所述控制单元6控制所述切换开关单元5以切换选择所述第一线圈41与所述辅助线圈44电连接所述单相电源9，当所述马达装置启动到达一定程度时(较佳是在转速达到同步转速的75％左右时)，所述控制单元6控制所述切换开关单元5切换仅选择所述第一线圈41电连接所述电源9，也就是说，此时已能断开所述辅助线圈44，接着，当所述马达装置启动并达到设定负载后，所述控制单元6即可控制所述切换开关单元5以切换选择所述第二线圈42电连接所述电源9，以降低所述马达装置的输出功率及降低转速。

而当所述马达装置在运转时，若负载改变而需要较大的输出功率及较高的转速(即所述第一输出需求)时，所述控制单元6能再控制所述切换开关单元5切换回选择所述第一线圈41电连接所述电源9，而当负载改变而需要较小的输出功率及较低的转速(即所述第二输出需求)时，所述控制单元6则能控制所述切换开关单元5再切换回选择所述第二线圈42电连接所述电源9。

如此，所述第三实施例也能达到与上述第一实施例相同的目的与功效，且能良好地应用于单相的所述马达装置。

参阅图14、图15及图16，为本实用新型马达装置的一个第四实施例，所述第四实施例是类似于所述第一实施例，所述第四实施例与所述第一实施例的差异在于：

所述马达装置还适用于电连接一个电池模块8。

所述定子单元3还包括多个第二导线槽32，所述第一导线槽31的深度大于所述第二导线槽32的深度，所述第一导线槽31与所述第二导线槽32为交错环绕设置，较佳为两者均匀间隔设置，但不限于此。

于本实施例中，所述第一导线槽31的槽数为18个、所述第二导线槽32的槽数为18个，总数量为36个，但所述定子单元3能依实际需求而有不同数量的所述第一导线槽31与所述第二导线槽32，并不限于此。

所述第一线圈41缠绕于所述第一导线槽31。所述第二线圈42缠绕于所述第二导线槽32。搭配设计每一个第一线圈41的输出功率大于每一个第二线圈42的输出功率，每一个第一线圈41的缠绕磁极数小于每一个第二线圈42的缠绕磁极数，每一个第一线圈41的线径大于每一个第二线圈42的线径。

其中，所述第一导线槽31、所述第二导线槽32的深度正比于对应设置的所述第一线圈41、所述第二线圈42的线径大小与功率大小，且功率大小相关于缠绕磁极数。其中，所述第一线圈41与所述第二线圈42的绕圈匝数能由本领域具通常知识者自行依公式1及实际需求而进行调整，在此不赘述。

其中，所述第一线圈41与所述第二线圈42皆使用分布绕组方式进行绕线(下述的所述第三线圈43(见图17)与所述第四线圈45(见图20)也相同)，因此，其缠绕的线圈数将会分布于每一个对应的第一导线槽31及第二导线槽32中(下述的所述第三线圈43与所述第四线圈45则分别对应于第三导线槽33及第四导线槽34)，然而，为了图示清楚起见，于图16、图19、图22中，皆只绘制其中一个线圈单元4，并各自以一个线圈说明所述第一线圈41、所述第二线圈42、所述第三线圈43，及第四线圈45。

参阅图14、图15及图16，所述切换开关单元5电连接所述第一线圈41、所述第二线圈42、所述控制单元6、所述电源9及所述电池模块8，并受控制以对应切换所述第一线圈41及所述第二线圈42接收或不接收电能，及受控制以对应切换所述第一线圈41及所述第二线圈42为由所述电源9接收电能或提供电能至所述电池模块8。

于本实施例中，由于所述定子单元3的所述第一导线槽31的槽数为18个、所述第二导线槽32的槽数为18个，总和为36个，并设计每一个第一线圈41、每一个第二线圈42所缠绕的磁极数分别为2极、6极，根据上述公式3、4，每一个第一线圈41、每一个第二线圈42的绕组极距分别为9、3，若以总槽数进行计算，则分别为图16所示的18、6，每一个第一线圈41、每一个第二线圈42的转速则分别为每分钟转速3600转与1200转。其中，图16中是以对应的第一线圈41与对应的第二线圈42间的齿距(tooth pitch)为1作为说明，但不限于此。

于实际操作时，所述控制单元6控制所述切换开关单元5以于一个马达模式或一个发电机模式运作。

于所述马达模式中，相同于上述，由于启动时，所需要的扭力及功率较大，因此，所述控制单元6能于启动时，控制所述切换开关单元5切换使用功率较大的所述第一线圈41，并于启动后维持运转时，切换为使用功率较小的所述第二线圈42，而在运转过程中，若负载改变而有需要调高或调低输出功率或是改变转速时，能再依需求而切换为使用所述第一线圈41或所述第二线圈42。

而在所述马达装置有多余能量可以回收时，例如，当应用于电动车辆上，需要剎车减速时，所述控制单元6能控制所述切换开关单元5切换为所述发电机模式，此时，所述控制单元6控制所述切换开关单元5切换当下闲置的所述第一线圈41或所述第二线圈42电连接至所述电池模块8，例如，若此时所述第一线圈41电连接至所述电源9并作为驱动使用，则切换选择所述第二线圈42电连接至所述电池模块8，以使所述第二线圈42通过所述马达装置的运转动能而感应发电，并存储至所述电池模块8，如此，则能将所述马达装置的多余能量进行回收利用，进而提高能源利用率。

如此，所述第四实施例也能达到与上述第一实施例相同的目的与功效，且还具有以下功效：

一、通过设置所述第一线圈41与所述第二线圈42，并通过所述切换开关单元5对应切换所述第一线圈41及所述第二线圈42为接收电能或提供电能，可以同时提供驱动及发电功能，提高能源利用率，而通过设置所述第一导线槽31与所述第二导线槽32分别供所述第一线圈41与所述第二线圈42设置，可以错开所述第一线圈41与所述第二线圈42的磁力线分布，提高两者所产生磁场的独立性，降低两者的磁力相互影响，而得到较佳的驱动运转效果以及发电效果，且由于目前制作所述定子单元3的技术是使用多片冲压的硅钢片堆叠而成，本实施例与现有的定子单元3在制作上的差异仅在于使用不同模具，而在制程及组装上则无其他差异，也就是说，本实施例的定子单元3几乎不会提升制作成本，因此，本实施例的马达装置除了可以同时提供驱动及发电功能、提高能源利用率外，还能兼顾生产及维修成本。

二、通过将所述第一导线槽31与所述第二导线槽32设计为交错环绕设置，以及将输出功率较大的所述第一线圈41设置于较深的所述第一导线槽31，并将输出功率较小的所述第二线圈42设置于较浅的所述第二导线槽32，不仅可以使所述第一线圈41与所述第二线圈42皆尽可能地靠近所述转子单元2，而获得较佳的电磁感应效果，且能避免当所述第一线圈41与所述第二线圈42绕线在同样的导线槽时，会有在每一个导线槽中，同样的线圈单元与所述转子单元2的距离可能会出现不一致的情况，也就是说，以所述第二线圈42为例，当所述第二线圈42与所述第一线圈41一起缠绕在同一个导线槽时的距离，与所述第二线圈42单独缠绕在一个导线槽时的距离，两者间会具有差异，如此，将造成电磁感应效果与预期出现差异，而本实施例通过将所述第一线圈41与所述第二线圈42设置于深度与其功率呈正比的所述第一导线槽31与所述第二导线槽32中，可以避免这种情形，而具有较佳的电磁感应效果。

参阅图17、图18及图19，为本实用新型马达装置的一个第五实施例，所述第五实施例是类似于所述第四实施例，所述第五实施例与所述第四实施例的差异在于：

所述马达装置还包含一个第三线圈43，所述定子单元3还包括多个供所述第三线圈43缠绕的第三导线槽33，所述第三导线槽33的深度小于所述第二导线槽32。所述第一导线槽31、所述第二导线槽32与所述第三导线槽33为交错环绕设置。于本实施例中，由于所述第一导线槽31、所述第二导线槽32与所述第三导线槽33的槽数皆为12个，因此，较佳是设计所述第一导线槽31、所述第二导线槽32与所述第三导线槽33是依序间隔循环排列设置，以获得均匀分布的效果。其中，所述定子单元3能依实际需求而有不同数量的所述第一导线槽31、所述第二导线槽32与所述第三导线槽33，并不限于此。

其中，所述第二线圈42的输出功率大于所述第三线圈43的输出功率。所述第二线圈42的线径大于所述第三线圈43的线径。

其中，所述第一导线槽31、所述第二导线槽32及所述第三导线槽33的深度正比于对应设置的所述第一线圈41、所述第二线圈42及所述第三线圈43的线径大小与功率大小。

所述切换开关单元5电连接所述第三线圈43并受控制以切换所述第三线圈43为接收电能、不接收电能或提供电能。

于本实施例中，由于所述定子单元3的所述第一导线槽31、所述第二导线槽32与所述第三导线槽33的槽数皆为12个，所以总和为36个，并设计所述第一线圈41、所述第二线圈42与所述第三线圈43所缠绕的磁极数分别设定为2极、4极与12极，根据上述公式3、4，所述第一线圈41、所述第二线圈42与所述第三线圈43的绕组极距分别为6、3、1，若以总槽数进行计算，则分别如图19所示为18、9、3，所述第一线圈41、所述第二线圈42与所述第三线圈43的转速则分别为每分钟转速3600转、1800转与600转。

于所述马达模式中，所述控制单元6能控制所述切换开关单元5依需求而切换选择所需功率及转速的所述第一线圈41、所述第二线圈42或所述第三线圈43，而在所述发电机模式中，所述控制单元6也能控制所述切换开关单元5依需求而选择当下闲置的所述第一线圈41、所述第二线圈42或所述第三线圈43电连接至所述电池模块8而提供发电。

如此，所述第五实施例也能达到与上述第四实施例相同的目的与功效，且还能提供所述第三线圈43供所述切换开关单元5进行驱动或发电的切换，而具有更佳的应用灵活性。

参阅图20、图21及图22，为本实用新型马达装置的一个第六实施例，所述第六实施例是类似于所述第四实施例，所述第六实施例与所述第四实施例的差异在于：

所述马达装置还包含一个第四线圈45，所述定子单元3还包括多个供所述第四线圈45缠绕的第四导线槽34，所述第四导线槽34的深度小于所述第三导线槽33。所述第一导线槽31、所述第二导线槽32、所述第三导线槽33与所述第四导线槽34为交错环绕设置。于本实施例中，由于所述第一导线槽31、所述第二导线槽32、所述第三导线槽33与所述第四导线槽34的槽数分别为6、12、12、6个，槽数并不相等，因此，较佳是设计所述第一导线槽31、所述第二导线槽32、所述第三导线槽33与所述第四导线槽34是各自等角均匀交错分布设置。

所述切换开关单元5电连接所述第四线圈45并受控制以切换所述第四线圈45为接收电能、不接收电能或提供电能。

其中，所述第三线圈43的输出功率大于所述第四线圈45的输出功率。所述第三线圈43的线径大于所述第四线圈45的线径。

其中，所述第一导线槽31、所述第二导线槽32、所述第三导线槽33与所述第四导线槽34的深度正比于对应设置的所述第一线圈41、所述第二线圈42、所述第三线圈43与所述第四线圈45的线径大小与功率大小。

于本实施例中，由于所述第一导线槽31、所述第二导线槽32、所述第三导线槽33与所述第四导线槽34的槽数分别为6、12、12、6个，所以总和为36个，并设计所述第一线圈41、所述第二线圈42、所述第三线圈43与所述第四线圈45所缠绕的磁极数分别设定为2极、4极、4极与2极，根据上述公式3、4，所述第一线圈41、所述第二线圈42、所述第三线圈43与所述第四线圈45的绕组极距皆为3，若以总槽数进行计算则分别为18、9、9、18，所述第一线圈41、所述第二线圈42、所述第三线圈43与所述第四线圈45的转速则分别为每分钟转速3600转、1800转、1800转与3600转。

于实际使用时，由于所述第一线圈41与所述第四线圈45、所述第二线圈42与第三线圈43的转速相同，因此，于所述马达模式中，所述控制单元6除了能控制所述切换开关单元5依需求而切换选择所需功率及转速的所述第一线圈41、所述第二线圈42、所述第三线圈43或所述第四线圈45外，还能同时驱动转速相同的所述第一线圈41与所述第四线圈45、所述第二线圈42与第三线圈43，例如，当所述马达装置要启动时，可以是仅驱动功率最大的所述第一线圈41，或是同时驱动所述第一线圈41与所述第四线圈45，或同时驱动所述第二线圈42与第三线圈43以提供较大功率，而当开始稳定运转后，则能依需求而任意切换为所需功率及转速的所述第一线圈41、所述第二线圈42、所述第三线圈43或所述第四线圈45，如此，可以提供切换控制上的更多选择。

如此，所述第六实施例也能达到与上述第四实施例相同的目的与功效，且通过设置所述第四线圈45，并设计所述第一线圈41与所述第四线圈45、所述第二线圈42与第三线圈43的转速分别相同，还可以提供更多的应用灵活性。

综上所述，本实用新型马达装置，所以确实能达成本实用新型的目的。

以上所述者，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型的范围。

设计图

马达装置论文和设计

马达装置论文和设计-陈丰田

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设计图

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