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扁線電機(jī)常見(jiàn)的繞組型式對(duì)比與分析 |
發(fā)布時(shí)間：2022-05-07 09:37:00 點(diǎn)擊： |
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| 起重電機(jī)專業(yè)生產(chǎn)廠家無(wú)錫宏達(dá)2022年5月7日訊 扁線電機(jī)具備槽滿率高，散熱效率高以及NVH性能良好的特性，在新能源汽車發(fā)展迅猛的階段，扁線電機(jī)技術(shù)符合驅(qū)動(dòng)電機(jī)高性能、高效率、高功率密度的發(fā)展趨勢(shì)。扁線電機(jī)在新能源汽車上的應(yīng)用起始于美國(guó)國(guó)家能源部主導(dǎo)的“先進(jìn)集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（DOE）”項(xiàng)目，該項(xiàng)目電機(jī)采用三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，一項(xiàng)是五相繞組、一項(xiàng)是雙V磁極結(jié)構(gòu)，另外一項(xiàng)就是扁線電機(jī)。同時(shí)美國(guó)能源局DOE在 2017年發(fā)布了電動(dòng)汽車2025發(fā)展路線規(guī)劃圖，對(duì)三電系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)給出了明確的技術(shù)參數(shù)要求。成本方面在2025年，電控的要求在2025年達(dá)到 2.7＄/kw，電機(jī)需要達(dá)到 3.3＄/kw。在功率體積方面，電機(jī)的峰值功率體積密度需要做到 50kW/L。電動(dòng)汽車電機(jī)需要高度緊湊性和輕便性，同時(shí)還受到嚴(yán)格的效率和能量密度要求約束。對(duì)于大部分電機(jī)制造商而言，目前需要的是能研發(fā)出滿足特定要求的扁線電機(jī)產(chǎn)品，生產(chǎn)步驟的嚴(yán)格化及定制化是制造過(guò)程中難以攻克的核心問(wèn)題。電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)與工業(yè)電機(jī)的制造不同，必須嚴(yán)格把控定子及與其質(zhì)量相關(guān)的材料、工藝參數(shù)和測(cè)試結(jié)果。與工業(yè)電機(jī)相比，電動(dòng)汽車電機(jī)的生產(chǎn)周期通常要短得多，所以相對(duì)而言其制造工藝更加復(fù)雜。因此，電動(dòng)汽車零部件需要更靈活的生產(chǎn)設(shè)備，可以盡可能輕松地切換到新的定子設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)中。定子繞組是新能源車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力心臟，通常指由多個(gè)線圈或者線圈組通過(guò)不同的繞制方式構(gòu)成的對(duì)稱電路連接回路。在驅(qū)動(dòng)工況下，當(dāng)外部的電能通過(guò)高壓線束連接到定子繞組的輸入端子時(shí)，定子繞組可以將輸入的電能轉(zhuǎn)換成磁能并存儲(chǔ)在定轉(zhuǎn)子氣隙中，最終轉(zhuǎn)換為機(jī)械能提供驅(qū)動(dòng)力。
Hairpin是目前比較常見(jiàn)的扁線繞組形式，由于單根形狀比較像發(fā)夾，所以也叫發(fā)夾式繞組。該繞組型式的特點(diǎn)是只需要焊接一端。
Hairpin繞組工藝是先將扁線繞組預(yù)成型為“發(fā)卡”式結(jié)構(gòu)，沿軸向整體裝配進(jìn)定子鐵芯槽內(nèi)。
由于軸向嵌裝繞組不受極靴形狀的影響，可以大大減少繞組嵌裝所需的裝配預(yù)留空間和導(dǎo)體間隙，其槽滿率可以達(dá)到70％左右（目前市場(chǎng)上已批產(chǎn)Hairpin產(chǎn)品的最高槽滿率為69%），Hairpin繞組憑借其優(yōu)異的功率，扭矩與效率性能迅速占領(lǐng)主流技術(shù)市場(chǎng)。
i-pin繞組
I-Pin繞組成型思路是扁線導(dǎo)體不經(jīng)過(guò)預(yù)成型，直接將直扁線導(dǎo)體沿軸向嵌裝在鐵芯槽內(nèi)頭都下需要焊接。
I-Pin最大的特點(diǎn)是制造工藝簡(jiǎn)單，一字型扁銅線直接插入定子槽內(nèi)后扭頭焊接，特點(diǎn)是端部?jī)深^都需要焊接。
扁線連續(xù)波繞組
扁線連續(xù)波繞(Continuous hairpin / wave winding)的最大好處是成型后兩頭端部無(wú)需焊接，但由于該繞組型式制造工藝尚處于開(kāi)發(fā)階段，尚未成為主流。
同樣性能條件下，Hairpin與分布式圓線繞組相比，其端部長(zhǎng)度可以縮短，與波繞組相比端部長(zhǎng)度稍長(zhǎng)。
對(duì)于槽數(shù)較多的定子結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，Hairpin的出線和焊接工藝難度加大，波繞組則不存在端部焊點(diǎn)的問(wèn)題，相對(duì)而言更適合多槽定子。
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| 上一篇：如何減少電機(jī)過(guò)熱的可能性
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