馬達設計：漆包線 ( I )

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。

常有馬達設計者詢問筆者，能生產的真實槽滿率為何? 其實筆者腦中都會有個疑問，這不是查一查、畫一畫就能知道的數值，為何要詢問? 矽鋼片空間扣除絕緣處理尺寸，再扣除漆包線的絕緣尺寸，就是第一階段的真實槽滿率，第二階段則是在計算加工所需保留的作業空間，就是生產槽滿率。若詢問的是生產槽滿率，筆者還稍微能接受；若問的是第一階段的真實槽滿率，這就代表設計者跟本沒考慮過絕緣處理，也可以說，沒有安全法規的觀念；這樣的馬達，就算能順利生產，在販售上，也可能無法通過各國的安全規範，跟本不能銷售。

而漆包線的真實尺寸及絕緣層厚度等資料，其實漆包線廠都會提供，甚至可以做客制化的調整。之前於漆包線篇中有介紹過，公制漆包線絕緣層的厚度有分0、1、2、3種，過往馬達大多採用1種線，但近年由於絕緣漆的能力強化了，2種線的出廠耐壓也可以答到4000V以上，因此為了提高槽滿率，也有馬達廠採用2種線使用。

公制漆包線

公制漆包線

英制漆包線則是僅分為兩種，Single跟Heavy。

英制漆包線

英制漆包線

上述規格表為大亞電線電纜所提供，會詳細列出裸銅線的公差範圍，以及絕緣層皮膜厚度。假設使用直徑1mm的1種漆包線，則裸銅線公差為正負0.03mm，代表裸銅線可能最小的直徑為0.97mm，當最大完成外徑為1.102mm時，代表真實導體面積比為(0.97/1.102)=88.02%。則在真實槽滿率的計算當中，應該是從88%開始往下降。其數學式表示如下，其中WR(%)為真實導體面積比，Wc為導體直徑，Wt為公差尺寸，Wf為最終完成外徑。

真實導體面積比

由於不同尺寸，其佔比會有差異，因此可由漆包線廠商所提供的資料，來做初期的設計估算。如筆者喜歡用最差的條件做預先設計，之後再請漆包線廠商協助做優化調整，則生產時可以有更佳的效益及品質。 例如同樣是直徑1mm的1種漆包線，其實還有標示最小皮模厚0.025mm，則代表最大完成外徑1.102mm，其實有機會縮小至裸銅線加上兩倍最小皮模厚，等於(0.97+2*0.025)=1.02mm，真實導體面積比(0.97/1.02)=95.1%。

假設直徑1mm的2種漆包線，亦符合馬達使用時的耐壓標準，裸銅線公差範圍縮小至0.012mm，裸銅線下限值為0.988mm；最小皮模厚度也降至0.017mm，則最小完成外徑為1.022mm，真實導體面積比(0.988/1.022)=96.67%。

由上述的計算，可以看到真實導體面積比可從88%擴增到96%，但若一開始設計時，完全沒考慮這點，恐怕實際生產時，除了效率降低之外，最糟的情況會變成跟本繞不進去，而降低漆包線徑。

重點整理： 其實很多時候，答案就在身邊。
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