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电机绕组相关系数与汽车电机的关系

发布时间:2018-07-25 22:27:00 点击:    

 
 

无锡伯顿亚虎国际娱乐2018年7月25日讯 看了汽车电机自动化生产线的视频,小X颇感惊讶。嵌线、接线、绑扎和焊接等一系列动作连贯、流畅,几乎无人工介入。

亚虎国际娱乐,YZR亚虎国际娱乐,YZB亚虎国际娱乐小X和Ms.参无话不说,聊天时特意道出他憋在心头的这些感慨:汽车电机生产自动化程度那么高,复杂的绕组问题都搞定了,我们这些搞电机的该何去何从?为破解这些个疑惑,以下Ms.参且先绕开炫目的视觉冲击问题,回到原点重新研究交流绕组,一则再探绕组究竟有多神秘,二来解开汽车电机生产自动化的秘密,小X所言何去何从问题也就迎刃而解了。

交流绕组的基本要求

01

交流电机绕组无论如何变化,须满足以下基本要求:

一定导体数下,基波电势和基波磁势较大;

对三相绕组基波而言,三相电势和磁势必须对称,即三相大小相等、相位互差120°、三相阻抗相等;

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电势和磁势波形接近正弦波,即谐波分量尽可能小;

确保绝缘性能和机械强度可靠的前提下,用铜量少、散热条件好;

制造工艺简单或适合特定工艺,检修方便。

绕组基波电势的计算

02

从导体电势开始,逐步引申到匝电势、线圈电势、线圈组电势和相电势。

● 导体电势

设Bm1是正弦波磁密的幅值,L为有效导体长,V为磁密波的线速度,导体电势的较大值为

Ec1m= Bm1LV……(1)

导体电势的有效值为

|Ec1|= Ec1m/√2= Bm1LV/√2

                  =Bm1L/√2·2pτn/60=√2fBm1τ……(2)

式中τ为用长度表示的极距;f为电势的频率,f= pn/60。

正弦波磁密波每极磁通量Ф1=2/π·Bm1τL,Bm1=π/2·Ф1·1/τL,代入式(2)得

|Ec1|=π/√2·fФ1=2.22fФ1……(3)

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● 匝电势和短距系数

匝电势为线匝两边电势的矢量和。设线圈边跨槽距用弧长表示为y1,则用电角度表示的线圈槽距γ=y1/τ·180°,如图1所示。

图1

因两线圈边电势Ec1、Ec1’为反向串接,故合成电势为 

         |Et|=|Ec1+(-Ec1’)|=2|Ec1|cos(180°-γ)/2

=2|Ec1|cos(90°-γ/2)

= 2|Ec1|sin(γ/2)

=2|Ec1|sin(y1/τ·90°) 

=2|Ec1|ky1

=4.44ky1fФ1……(3)

式(3)中ky1为绕组短距系数,即

ky1=|Et|/2|Ec1|= sin(y1/τ·90°)……(4)

● 线圈电势

线圈内各匝电势同大小、同方向,直接叠加。设线圈有wc匝,则

Ey1=4.44wcky1fФ1……(5)

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● 线圈组电势

线圈组电势是q个线圈的矢量和,如图2所示。

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图2

由正弦定律Ey1= 2Rsin(α1/2), 2R= Ey1/sin(α1/2)

 Eq1=2Rsin(q*α1/2) 

   = Ey1·sin(q*α1/2)/sin(α1/2)

   =qEy1·sin(q*α1/2)/qsin(α1/2)

   = qEy1·kq1……(6)

kq1= Eq1/qEy1= sin(q*α1/2)/qsin(α1/2) ……(7)

式(7)中kq1称为绕组的分布系数

式(5)代入式(6)得

Eq1=q4.44wcky1fФ1·kq1

=4.44qwcky1kq11

   =4.44qwckw11……(8)

● 相电势

一相所串联线圈组电势相加即得相电势。一般每条支路所串联各线圈组电势电势同大小、同相位,可直接相加。式(8)中线圈组串联匝数为qwc,替换为每相绕组的串联匝数(即一条支路的匝数)w1即得相电势为

EФ1=4.44w1kw1fФ1……(9)

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汽车电机绕组特点

03

汽车电机结构尺寸要求极为苛刻,内腔留给绕组的空间弥足珍贵。采取措施优化绕组是汽车电机设计的难点和关键技术。

较大限度地缩减端部接线,提高有效导体长度占比线圈总长的比率。

较大限度地提高绕组系数或有效导体长度利用率,减低或消除谐波含量。

如何优化绕组呢?式(4)短距系数、式(7)分布系数寓意的内容说明一切,探明其中的奥秘,上述汽车电机生产自动化的秘密破解自然不在话下。

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