馬蹄形空心杯電機(jī)線圈及繞線機(jī)
馬蹄形空心杯電機(jī)線圈及繞線機(jī)
現(xiàn)在中國在空心杯電動(dòng)機(jī)制造方面愈發(fā)關(guān)注,因?yàn)閲鴥?nèi)自動(dòng)化空心杯電機(jī)產(chǎn)品發(fā)展和研究的時(shí)間較短,所占有的比例不高,并且中國的人口密集勞動(dòng)力低廉,即使卷繞式生產(chǎn)即使工序多、酬勞成本巨大,還是擁有占比例極高。最近幾年,中國愈發(fā)關(guān)注空心杯電機(jī)和自動(dòng)繞線技術(shù),在繞線機(jī)設(shè)備研發(fā)制造方面有了不錯(cuò)的進(jìn)步和突破。
對電機(jī)性能的產(chǎn)生影響的關(guān)鍵原因之一是電機(jī)中的轉(zhuǎn)子線圈,空心杯電機(jī)中的轉(zhuǎn)子沒有鐵芯,慣量小,功能性卓越而且適用應(yīng)用的范圍廣。另外在對線圈繞制設(shè)備的研發(fā)中,馬鞍形線圈排列規(guī)整,磁體的利用效率高。
空心杯電機(jī)與老式傳統(tǒng)的帶鐵芯的電機(jī)相比,比后者的能量轉(zhuǎn)換效率較明顯較高,而且反應(yīng)速度也會(huì)快很多,,而空心杯電機(jī)效率極高,響應(yīng)速度快,性能穩(wěn)定。由于空心杯電機(jī)沒有滯后,額外的電磁干擾低,可以達(dá)到非常高的電機(jī)轉(zhuǎn)速,而且高速運(yùn)行時(shí)速度設(shè)定靈敏,因此具有相對穩(wěn)定和穩(wěn)定的性能。此外,空心杯電機(jī)的能量密度遠(yuǎn)大于其他電機(jī),重量將遠(yuǎn)小于相同功率的鐵芯電機(jī)。
現(xiàn)在按照線圈的成型方式,在空心杯電機(jī)線圈中,它的生產(chǎn)技術(shù)大致可分為繞卷生產(chǎn)技術(shù)和一次成型生產(chǎn)技術(shù)兩種工藝路線。
兩種方式相比較,第一種卷繞生產(chǎn)技術(shù)比較復(fù)雜,繞制線圈時(shí)效率比較低。為了提高線圈生產(chǎn)繞制效率,繞線機(jī)可以加入一次成型的生產(chǎn)工藝。根據(jù)空心杯線圈形狀和繞線方式的不同,常見的空心杯繞線方式可分為平行直繞形、馬鞍形繞制和斜繞形三種。第一項(xiàng)平行直繞形一般多用于匝數(shù)相對比較少的空心杯電機(jī)線圈繞組。而后兩項(xiàng)是目前國外相對先進(jìn)的空心杯電機(jī)廠家比較常用的兩種線圈繞制工藝。
因?yàn)樾滦透咝Ъ夹g(shù)的傳播和廣泛應(yīng)用,空心杯電機(jī)的品質(zhì)質(zhì)量和制造產(chǎn)量面臨的要求和挑戰(zhàn)會(huì)更高。應(yīng)因這些挑戰(zhàn)與要求,我們分析得出的結(jié)論是,要以空心杯電機(jī)中相對比較重要的技術(shù),即重點(diǎn)關(guān)注繞組漆包線線圈部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與線圈繞制工藝,研發(fā)生產(chǎn)制造馬鞍形空心杯線圈自動(dòng)精密繞線機(jī),掙脫繞線線圈設(shè)計(jì)和生產(chǎn)這兩個(gè)關(guān)鍵的束縛,以達(dá)到提高此線圈制造的性能以及繞線機(jī)的效率與穩(wěn)定性,為高性能空心杯電機(jī)線圈的制備提供可靠的技術(shù)和硬件支持. 通過對空心杯線圈繞線機(jī)的研發(fā),我們可以填補(bǔ)國內(nèi)市場在馬鞍形線圈精密繞線機(jī)的不足,從而在生產(chǎn)高質(zhì)量馬鞍形空心線圈的達(dá)到提高質(zhì)量的同時(shí)降本增效的目的,更進(jìn)一步促進(jìn)空心杯線圈電機(jī)的發(fā)展,同時(shí)提升了空心杯電機(jī)國產(chǎn)化的競爭優(yōu)勢。在其他的方面,空心杯線圈電機(jī)行業(yè)的發(fā)展,反過來也可以促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的快速發(fā)展,這對繞線機(jī)行業(yè)的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)且重要的意義。
相較于斜繞形線圈,繞制馬鞍形線圈有著更好的特性。馬鞍形空心杯線圈繞組的繞組具有相對規(guī)則的繞制幾何形狀,漆包線排列線條整齊;漆包線之間因?yàn)槠岚さ拇嬖诙诳臻g上互不干擾,在線圈兩端的位置,它們重疊的幾率比較低,線圈繞組的繞制厚度也因此控制到相對較小;較少的成品空空使它在易于安裝的同時(shí)可以降低材料成本,可以較大的提高適用性.
在功率密度高的電機(jī)上,為了有效的降低磁隙的同時(shí)增加切割磁場的長度,而采用了馬鞍形的漆包線繞制方式,在相同的情況下成功的切割了磁力線,如此一來使用的的漆包線來講,馬鞍形的繞組線圈實(shí)際會(huì)比斜繞組線圈用的更少,所以漆包線的總長度會(huì)少,所以電機(jī)線圈的內(nèi)阻較小。
于是綜合上述分析我們可知,運(yùn)用馬鞍形線圈繞制方法繞出來的的線圈兩端對比中間要薄,這種線圈形狀使得線圈磁場的磁隙變小,能夠更充分的地利用定子磁性。而且對于功率一樣的電機(jī),運(yùn)用馬鞍形線圈繞制方法的永磁體性能的利用率更高,所以相對來講對永磁體的要求會(huì)較小,更加容易在低本高效率的情況下滿足電機(jī)輸出功率。簡單來說就是,同樣的磁體使用起來更有效率。
另外,在繞制設(shè)備方面用于繞制工藝上,斜繞形線圈出現(xiàn)的時(shí)間更早,所以技術(shù)比較成熟,但是馬鞍形線圈繞制因?yàn)槔@制工藝相對復(fù)雜,所以在市場上研發(fā)的起步較晚,成熟繞線機(jī)相對稀少,而本公司研究馬鞍形線圈繞制多年,已取得了優(yōu)異成果,在這方面技術(shù)較為成熟。