在一次技術(shù)交流會上，入職不久的小S一臉不解地問女士參，"為何無刷直流永磁電機(jī)要選用分?jǐn)?shù)槽繞組?"這一問題女士參也曾一度疑惑，小S這么一問女士參早已醞釀在心的答案突口而出：“直驅(qū)、緊湊”。

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無刷直流水磁電動機(jī)應(yīng)用

無刷直流水磁電動機(jī)被廣泛地用于視聽設(shè)備、計算機(jī)外部設(shè)備和情報信息機(jī)械等領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域內(nèi)，無刷直流永磁電動機(jī)大多采取多極薄餅式外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，電樞繞組大多采用分?jǐn)?shù)槽繞組。為何如此呢?緣由在于多極薄餅式結(jié)構(gòu)能使電動機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，性能提高，滿足用戶的高精度要求;而采用分?jǐn)?shù)槽繞組，主要因其擁有電樞沖片齒槽數(shù)少、每齒一個集中線圈、端部短、齒槽效應(yīng)引起的力短脈動小等獨(dú)特優(yōu)勢。

●電樞沖片齒槽數(shù)少

少槽多極數(shù)是分?jǐn)?shù)槽繞組突出優(yōu)點(diǎn)，一定程度上可以減少槽絕緣所占的空間，提高銅鐵等有效材料的利用率，且使電樞沖片和鐵芯制作變得簡單容易。

●每個齒上繞制一個集中線圈

一般情況下，無刷直流水磁電動機(jī)的電樞繞組節(jié)距y=l，即每個齒上繞制一個集中線圈，可采用自動繞線機(jī)繞制，可以顯著提高生產(chǎn)效率，降低電動機(jī)的制造成本。

●顯著地縮短電樞線圈端部長

因跨距小，電樞線圈端部長可顯著縮短，節(jié)省銅材，可減小電樞的漏抗、增加電動機(jī)的出力，提高見敏度和效率。

●齒槽效應(yīng)引起的力短脈動小。

分?jǐn)?shù)槽繞組實(shí)現(xiàn)裂磁極對與磁極對之間的分布，可有效減少齒槽轉(zhuǎn)矩。

實(shí)例分析分?jǐn)?shù)槽繞組

以“相數(shù)m=3，電樞槽數(shù)Z=9、轉(zhuǎn)子永磁體磁極數(shù)2p=8”無刷電機(jī)常用極槽數(shù)為例，談?wù)剺O槽數(shù)為8/9的雙層疊繞組的磁勢、連接方式。

● 相鄰兩槽間夾角

設(shè)相鄰兩槽電氣夾角為α，則

α=p×360/Z=4×360/9=160°

●電樞繞組磁勢星形圖

如圖1所示，為9槽、8極電機(jī)磁勢星形圖。

圖1

電樞繞組節(jié)距y=1,幾何上為每齒繞繞一個一個線圈的集中繞組，兩線圈邊間磁勢軸線間夾角即相鄰兩槽電氣夾角為α=160°，短距系數(shù)為

ky = sin(y/τ*90o)

= sin[1÷(9÷8)×90o]

= sin(80o)=0.98

●電樞繞組連接方法

由圖1可見，本電機(jī)由t=1個虛擬單元電機(jī)組成。第1、第2和第9齒上的第1、第2和第9個線圈組成U相，第4、第5和第3齒上的第4、第5和第3個線圈組成V相，第7、第8和第6齒上的第7、第8和第6個線圈組成W相，第1、第4和第7槽矢量可分別看作為為U相、V相和W相合成矢量方向，則U相由第9線圈頭與第1線圈頭相連、第1線圈尾與第2線圈尾相連構(gòu)成，V相由第3線圈頭與第4線圈頭相連、第4線圈尾與第5線圈尾相連構(gòu)成，W相由第6線圈頭與第7線圈頭相連、第7線圈尾與第8線圈尾相連構(gòu)成，等效每極每相槽數(shù)q0=3, 等效槽距角α0=20o，分布系數(shù)為

kp = sin(q0*α0/2)/q0sin(α0/2)

= sin(3×20o/2)÷[3×sin(20o/2)]

= 0.5÷0.52=0.96

● 繞組系數(shù)

繞組系數(shù)kw=ky·kp=0.98×0.96=0.94。

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