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电机定子生产线
火狐电竞app:电机定子绕组的发夹技术为什么没有得到广泛应用?
来源:火狐电竞app 作者:火狐体育全站app时间:2021-12-19 13:54:12 浏览:19

  在电动汽车大趋势的背景下,电动驱动器通过在汽车传动系统中的使用而获得了巨大的创新推动力,增加功率密度的相关需求和降低批量生产成本的必要性将改进电机绕组和相关的生产过程。棒绕绕组代表了具有许多优点的有前途的替代方案,在发夹式电机的特殊情况下,绕组由大量涂漆铜线制成的预制元件组成,这些元件必须组装并相互连接。与之前的生产链不同,扁平线首先被预弯曲,然后插入,最后将末端扭曲。

  高效率和低成本是全电动汽车动力传动系统实现高行驶里程和低电池成本的一些挑战。对低损耗电机的最大影响是高铜槽填充系数,所谓的“发夹式绕组”概念在欧洲汽车制造商中非常流行,尽管具有很有前途的特性,但电机设计工程师仍面临许多困难,其中一些如趋肤效应和邻近效应会导致高速区域的大量损失,从而降低汽车的整体性能。

  似乎有无穷无尽的电动机拓扑结构、架构和配置,工程师面临的众多设计选择之一是缠绕在定子中的铜线的形状。比较了在电动汽车中一些最常见的电机技术中使用扁线发夹绕组和绞合圆线:感应、同步永磁和绕线磁场电机拓扑。为了优化电机的效率,与圆线绕组相比,发夹技术增加了同等条件下的布线面积。在某些类型的电机中使用扁平线发夹绕组具有显着优势,与平行槽配置相关的扁平线绕组的优势是更高的铜槽填充因子。

  牵引应用中的电机要求在功率密度和效率方面不断提高,发夹式绕组的使用是一个相对较新的发展,并因其有益的效果而受到越来越多的关注电磁和热性能。发夹绕组是实心导体,而不是传统使用的绞线,因此可以实现高填充因子和良好的热性能,这使得发夹绕组在需要高功率密度和效率的设计中具有吸引力。事实证明,在可用区域中塞入更多的铜线可以缩短端匝空间,减少热量并提高扭矩和功率密度,最终可以减小给定应用的电机尺寸。发夹式绕组方案可以更容易地加强导体之间关键连接的构造,绕组也非常适合液体冷却,这进一步提高了性能和可靠性。

  电线越粗,电阻越小,电线上的热量损失的能量就越少,发夹电机的绕组端部尺寸比圆线电机短,降低了铜损,进一步提高了效率,电机使用更少的能量。与没有发夹式接线的电机相比,它增加了最大效率区的面积,两种电机在相同工况下的平均效率差异,发夹式电机机高出1.12%。低于平均水平,两种电机之间的效率差异可能为 2%,在低速高扭矩的工作点,效率差异甚至可以达到惊人的10%。

  发夹式定子绕组可以装载更多的扁平线,这意味着电机可以在相同的能量损失下输出更高的功率和扭矩。 发夹式电机中使用的扁平线具有更规则的形状,并降低了定子槽中的热阻,它提供了更高的传热效率,从而进一步提高了峰值功率和持续性能。绕组提供了更大的刚度,电机本身提供了更好的刚度。在电磁设计上,可以采用更小的槽口,减少机械和电磁噪声。

  发夹工艺的自动化程度非常高,因此可以摊销更大的投资成本,电机定子可实现的尺寸也有限制,直径约100毫米的中到大尺寸都是可能的。与传统的卷绕工艺相比,可以实现中等的循环时间,插入式线圈技术的绕组模式是无与伦比的。层绕组形成具有非常高的凹槽填充因子和有序的绕组头,电机具有良好的电气特性。综上所述,可以看出,每个绕线工艺都有其目的,必须根据具体情况选择最佳绕线工艺。

  发夹技术没有得到广泛应用主要是发夹式绕组制造工艺非常复杂,需要将线材成形为发夹状,然后才能自动插入定子铁芯槽中,然后,末端必须扭曲和焊接。发夹式电机无法手工制造,为这些电机建造一条高效的生产线需要巨大的投资。

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