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无刷直流永磁电机绕组浅析,分数槽绕组有优势!

发布时间:2018-10-26 23:09:00 点击:    

 
 
无刷直流水磁电动机应用

无锡伯顿ca88官网2018年10月26日讯  无刷直流水磁电动机被广泛地用于视听设备、计算机外部设备和情报信息机械等领域。在这些领域内,无刷直流永磁电动机大多采取多极薄饼式外转子结构,电枢绕组大多采用分数槽绕组。为何如此呢?缘由在于多极薄饼式结构能使电动机的结构紧凑,性能提高,满足用户的高精度要求;而采用分数槽绕组,主要因其拥有电枢冲片齿槽数少、每齿一个集中线圈、端部短、齿槽效应引起的力短脉动小等独特优势。

电枢冲片齿槽数少

少槽多极数是分数槽绕组最突出优点,一定程度上可以减少槽绝缘所占的空间,提高铜铁等有效材料的利用率,且使电枢冲片和铁芯制作变得简单容易。

每个齿上绕制一个集中线圈

一般情况下,无刷直流水磁电动机的电枢绕组第一节距y=l,即每个齿上绕制一个集中线圈,可采用自动绕线机绕制,可以显著提高生产效率,降低电动机的制造成本。

显著地缩短电枢线圈端部长

因跨距小,电枢线圈端部长可显著缩短,节省铜材,可减小电枢的漏抗、增加电动机的出力,提高灵敏度和效率。

齿槽效应引起的力短脉动小。

分数槽绕组实现裂磁极对与磁极对之间的分布,可有效减少齿槽转矩。

实例分析分数槽绕组

以“相数m=3,电枢槽数Z=9、转子永磁体磁极数2p=8”无刷电机常用极槽数为例,谈谈极槽数为8/9的双层叠绕组的磁势、连接方式。

● 相邻两槽间夹角

设相邻两槽电气夹角为α,则

α=p×360/Z=4×360/9=160°

电枢绕组磁势星形图

如图1所示,为9槽、8极电机磁势星形图。

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图1

电枢绕组第一节距y=1,几何上为每齿绕绕一个一个线圈的集中绕组,两线圈边间磁势轴线间夹角即相邻两槽电气夹角为α=160°,短距系数为

ky = sin(y/τ*90?)

              = sin[1÷(9÷8)×90?]

              = sin(80?)=0.98

电枢绕组连接方法

由图1可见,本电机由t=1个虚拟单元电机组成。第1、第2和第9齿上的第1、第2和第9个线圈组成U相,第4、第5和第3齿上的第4、第5和第3个线圈组成V相,第7、第8和第6齿上的第7、第8和第6个线圈组成W相,第1、第4和第7槽矢量可分别看作为为U相、V相和W相合成矢量方向,则U相由第9线圈头与第1线圈头相连、第1线圈尾与第2线圈尾相连构成,V相由第3线圈头与第4线圈头相连、第4线圈尾与第5线圈尾相连构成,W相由第6线圈头与第7线圈头相连、第7线圈尾与第8线圈尾相连构成,等效每极每相槽数q0=3, 等效槽距角α0=20?,分布系数为 

 kp = sin(q0*α0/2)/q0sin(α0/2)

= sin(3×20?/2)÷[3×sin(20?/2)]

= 0.5÷0.52=0.96

● 绕组系数

绕组系数kw=ky·kp=0.98×0.96=0.94。 

 
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