这篇文章将深入探讨电机硅钢片上的槽开口设计,特别是从电机生产的角度出发,来考虑如何精确地规划槽开口。
从纯粹的电机设计观点来看,理想情况下槽开口应设计得越小越好。这有助于硅钢片的靴部更有效地吸收磁动势。极端情况下,甚至可以考虑取消槽开口,使硅钢片形成一个完整的环形。但这样做时,需要特别注意靴部漏磁的比例。
然而,在实际生产中,槽开口的设计更多地是根据生产的需求来定。更具体地说,槽开口需要设计得足够大,以便让漆包线圈能顺利通过槽开口并进入槽内。这意味着,槽开口越大,生产过程就越容易。很明显,这两者(磁动势效率和生产便利性)是处于一种互相对立的关系。因此,找出两者之间的最佳协调点,便成为电机设计者的重要任务。
此外,槽开口的设计还涉及到槽开口的方向,这主要分为内绕和外绕两种绕线方式。根据这两种不同的绕线方式,槽开口的生产评估也会有所不同。
![槽开口位置](http://dingyue.ws.126.net/2023/0816/36881a59j00rzgoli0020d000xz00gkp.jpg)
槽开口位置分析:
槽开口的主要作用是便于电机绕线。因此,设计槽开口的一个关键因素就是漆包线的线径尺寸。目前,内绕绕线主要有入线式和针嘴式两种制程。针嘴式的槽开口尺寸需求会大于入线式的。因此,本文主要以针嘴式的计算评估为主。
针嘴式绕线的一个明显特点是,绕线过程中会有一个针嘴治具伸入电机槽内,引导漆包线圈进行绕线。这意味着槽开口必须足够大,以便让绕线针嘴顺利进入。槽开口尺寸的详细计算方法如下,单位为毫米(mm),其中Sop为槽开口尺寸,Wd为漆包线直径。
这一系列精密的计算和设计,旨在确保电机在保持高效运行的同时,也满足生产的可行性和经济效益。
![内绕槽开口绕线](http://dingyue.ws.126.net/2023/0816/05d5b806j00rzgolj001cd000hs00hsp.jpg)
内绕槽开口计算与考虑
![内绕槽开口计算公式](http://dingyue.ws.126.net/2023/0816/f4788c9aj00rzgolk0005d000f0002op.jpg)
其中,1.6这一系数的设定,是基于漆包线在绕线机内移动时,路径并非完全直线。由于线圈在进行弯角、旋转和折曲等操作时需要额外的空间,所以设计槽开口时需保留大于线径尺寸的空间。这样可防止表层的绝缘漆层在过程中与金属磨损,从而避免因绝缘不良而导致电机烧毁。此外,额外增加的1mm主要是考虑绕线针嘴的壁厚,以确保至少单边0.5mm的基本强度需求。
![外绕槽开口绕线](http://dingyue.ws.126.net/2023/0816/938632a1j00rzgolk004gd000z900qgp.jpg)
外绕概念与考虑
外绕方式是让漆包线顺着绕线模头滑入槽内,这是一种槽满率较高且绕线速度较快的方式。但因漆包线是滑入的,存在撞击模头后弹跳的风险,因此需对旁边的非绕线硅钢片部位进行遮盖保护,避免漆包线撞到硅钢片而造成损伤。
外绕特点分析
外绕的一个特殊点是模头部分,特别是漆包线圈会滑过模头遮盖硅片的地方。此处的最小厚度设定为0.5mm。对细线来说,这0.5mm可以像滑梯一样顺滑,但对于粗线,这就如同刀刃一般,有可能割伤或切断漆包线。因此,在计算槽开口时,0.5mm被设定为一个重要的分界点,根据此分界点选用不同的计算式。
![外绕槽开口计算公式](http://dingyue.ws.126.net/2023/0816/b4adab61j00rzgolm0008d000f0002np.jpg)
外绕槽开口计算说明
上述数学式意味着,模头中遮盖硅钢片的尺寸会落在0.5~Wd之间。数学式中最右侧的0.5mm则是非绕线部分的硅钢片遮盖尺寸。
生产实务重点
设计者必须深入理解生产要素,才能确保设计出来的电机不仅是理论上完美,而且是可以大规模、高效生产的实用产品,而非仅仅成为「艺术品」。
重点:
这样的整理旨在清晰、有条理地解释内绕和外绕槽开口计算的原理和实际生产中需要考虑的因素,以帮助设计者和生产者更有效地协同工作。
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