如何在保证电机性能的前提下,提高槽满率?

在保证电机性能的前提下,提高槽满率可以从以下几个方面着手:

优化绕组设计

采用合理的绕组形式:如选择 I - pin 绕组等,相比 Hair - pin 绕组,I - pin 绕组不存在成型端的应力回弹问题,槽内导体间隙更小,能提高槽满率。

减小绕组端部长度:在满足电机电磁性能要求的基础上,尽可能缩短绕组端部长度,可增加槽内绕组的有效填充空间,但需注意,端部长度过短可能会影响绕组的散热和机械强度。

优化绕组换位方式:对于并联支路数大于 1 且每极每相槽数大于 1 的情况,遵循合理的换位原则,确保各支路中的导体数量相同,保持绕组端部长度一致,减少不等跨距绕组的数量,以优化整体性能。

改进铁芯设计

合理选择铁芯槽型:根据电机的具体应用需求和性能要求,设计合适的铁芯槽型。例如,采用等槽宽的槽型结构时,需平衡好铁芯槽的槽数与绝缘材料、导体面积的关系。

精确控制铁芯尺寸:提高铁芯加工精度,确保铁芯槽的尺寸精度和一致性,减小槽内尺寸误差,使绕组能够更紧密地填充在槽内。

提升制造工艺水平

提高铜线成型精度:对铜线成型过程进行分析和仿真模拟,设计出精确的模具轮廓,得到精确的线型尺寸,并通过视觉检测等手段,对成型后的铜线尺寸进行 100% 在线检测,防止异常线型流入下序。

确保装配精度:在绕组装配过程中,保证整体抱线机构、入口导向机构、定子铁芯、铁芯定位底座等一连串机构的轴线和角度精确对中。一般轴线对中精度要控制在 0.05mm 以内,角度对中精度要控制在 0.02° 以内。

优化绝缘处理工艺:采用合适的绝缘材料和绝缘处理工艺,在保证绝缘性能的前提下,尽量减小绝缘层的厚度。例如,选择新型的高介电强度、薄型绝缘材料。同时,改进滴漆工艺,如采用真空滴漆技术,在真空环境下进行滴漆,能够更充分地填充电机内部的空隙,槽满率可达 90% - 96%,并有效排出气泡,提高漆膜的致密性和附着力。

选用合适的材料

采用变截面扁铜线:如德国弗劳恩霍夫机床与成型技术研究所通过使用新的金属成型生产工艺加工扁铜线,可将电机定子铜满率从 50% 大幅提升至 80%。

使用高填充率的绝缘材料:选择具有良好流动性和填充性的绝缘漆或其他绝缘材料,以便在绕组浸渍或填充过程中,能够更好地填充槽内的微小间隙,提高整体的槽满率。

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