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扁线电机如何“扁”出优势

时间:2024-01-25 08:57:16 点击:612次

扁线电机与圆线电机的区别在于铜线的成形方式,扁线有利于电机槽满率的提升,一般圆线电机的槽满率为40%左右,而扁线电机的槽满率能达到60%以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前提下,可以填充更多的铜线,产生更强的磁场强度,提升功率密度。扁线电机是一种新型的驱动电机,它的导线是扁的而不是圆的,但它并不是一个新鲜事物,几十年前就已经出现在工业领域。

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但是,在新能源汽车上使用扁线电机却是近几年的事情。那么,扁线电机到底是怎么工作的呢?它又如何实现那些优势呢?接下来,本文将从多个方面来详细介绍扁线电机。


扁线电机是什么

扁线电机并不是一个新鲜的概念,它的发展由来已久,几十年了。最初,它主要应用于工业领域的大功率电机和发电机组,因为这些场合对电机的功率和效率要求很高。

后来,新能源汽车产业逐渐兴起,扁线电机也开始应用到车辆领域。车辆上很多应用功能采用扁线电机,比如汽车发电机、起动机、EPS(电动助力转向)电机、主驱动电机、P2(平行混合动力)系统电机等等。

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把线做“扁”带来的优点

那么,在新能源汽车中,扁线电机有什么优势呢?接下来将从以下几个方面进行分析:

首先,槽满率是指电机定子插槽中铜导体的填充比例。扁线电机使用铜条代替铜线,使得插槽中的铜导体更多,从而提高了槽满率。这有什么好处呢?想象一下,如果你要用一根绳子把一个箱子捆起来,是用一根粗绳子还是用几根细绳子呢?显然,用一根粗绳子会更省力,因为它能够更紧密地包裹住箱子。

同理,扁线电机的铜条就像粗绳子一样,能够更紧密地包裹住定子齿。这样就能够减少磁场泄漏和磁阻,提高电机的磁通量和转矩。

其次,功率密度和效率是指电机在单位体积或重量下输出的功率或效果。扁线电机由于槽满率高,能够在相同或更小的体积和重量下输出更大的功率。这对于新能源汽车来说非常重要,因为它意味着可以节省空间和成本,提升能和里程。

最后,噪音和舒适是指电机在运行过程中产生的或振动对人们感觉的影响。扁线电机由于槽满率高,在低转速高扭矩或高转速低扭矩的工况下工作效率更高。

这意味着它可以在较低的转速下输出较大的扭矩或在较高的转速下输出较小的扭矩。这样就能够减少转速变化带来的噪音或振动。

综上所述,扁线电机相比圆线电机,具有槽满率高、功率密度和效率高、噪音和舒适好等优点。

这些优点使得扁线电机在新能源汽车领域有着广阔的应用前景和市场潜力。那么,扁线电机是怎么实现这些优点的呢?它的工作原理又是什么呢?

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扁线电机如何“扁”出优势

扁线电机和圆线电机的工作原理本质上没有区别,都是通过电流在磁场中受力作用产生转动。不同之处在于,扁线电机采用扁平的矩形导线而不是传统的圆形导线。这样做有什么好处呢?我们可以用一个简单的比喻来理解。

1、采用整体铁芯,无拼圆风险。

2、采用连续绕组工艺,无中间焊点,可靠性高。

3、与分段铁芯相比,无铁箍,提升产品性价比。

4、采用单层立绕线圈,与铁芯充分接触,热阻小,导热优于多层线圈。

5、铜满率高,可以达到55%铜满率,有利于提高电机低速区效率。

6、利用绕组之间的三角空间,可进行槽内冷却,提升电机转矩密度30%以上。


假设要填满一个盒子,尽可能不留空隙,你会选圆柱体还是扁平的长方体?如果选圆柱体,那么你会发现盒子里还有很多空隙,圆柱体之间不能紧密地排列。如果是扁平的长方体,它们之间几乎没有空隙。

同样地,如果用扁平的矩形导线替代圆形导线,就可以提高槽满率,即线圈放入槽内后占用槽内空间的比例,因为扁线之间没有空隙,而圆线之间有空隙。

高槽满率意味着什么?意味着在相同体积内,扁线电机可以多填充20-30%的导线。这就相当于增加了电流通过导线时产生的磁场数量和强度。

磁场越强,则电机产生的转动力矩(即转动能力)就越大。因此,在相同体积下,扁线电机比圆线电机具有更高的功率密度(即单位体积内输出功率)和效率(即输出功率与输入功率之比)。