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电机定子生产线
聊聊扁线电机的四个应用障碍
来源:ballbet贝博在线 作者:BB贝博ballbet网页登录时间:2024-04-03 14:58:56 浏览:2

  扁线拥有许多传统绕组不可比拟的优点,但同时扁线电机也有部分劣势,但总体而言瑕不掩瑜。随着技术的发展和渗透率的逐渐提升,扁线电机应用的障碍正在被逐个化解。

  “趋肤效应”、“邻近效应”明显,交流阻抗增大,高转速时转换效率降低。趋肤效应指当导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀,且电流集中在导体的“皮肤”部分的一种现象。邻近效应指相互靠近的导体,通有交变电流时,每一根导体都处于自身电流产生的磁场中,同时还处于其他导体中电流产生的磁场中,这使得每个导体中电流分布都会受到邻近导体影响而不均匀现象。“趋肤效应”、“邻近效应”都会增加交流阻抗,交流阻抗增大,高转速时转换效率降低。

  3D打印铜线,导体尺寸和横截面可以任意变化,给了绕组设计极大的自由空间,该方案导致导体内的电分离结构,所述电分离结构用于限制涡流路径,因此电流密度被“强制”到剩余的导体横截面上,此外借助于3D打印可以实现任意连接的几何形状,不需要传统的绕组接头焊接工艺,该方案短期内无法实现量产。

  非标准化;不同车企的设计方案不一样,而定子是电机设计的核心,定子尺寸定型后,导线的线型、尺寸任意一点发生改变,都需要定制昂贵的工装模具,兼容性低,系列化难度高。

  同一车企或电机企业的设计系列化趋势初现,以上汽E2架构为例,在设计之初就考虑了共线生产,三款不同功率的电机(150kw,180kw,250kw)适用于该架构上的所有车型,最大程度上实现模块化。第三方电机的壮大也会改善系列化难度,扁线电机的技术门槛和初始投资门槛远高于传统圆线电机,技术基础较弱的车企只能广泛依赖于第三方电机厂商,第三方电机厂商的电机型号有限,也会成为市场上的主流产品。

  扁线电机生产线倍。扁线电机对产品的一致性要求高,技术难度大,需要投入精度较高的自动化伺服设备、焊接设备、Hair-Pin线成形设备和工装模具等。

  汽车电动化和电机扁线化的趋势已经确定,扁线电机逐渐成为资本宠儿。方正电机的年产100万台新能源汽车驱动电机项目,总投资5亿元人民币,项目达产后可新增销售收入25亿。

  涂覆难度增大,扁平线R角处的漆膜涂覆非常困难,很难保证此处绝缘层的均匀性;绝缘涂层在烘干后会产生收缩,扁线是非均匀收缩,容易变形,需要改良使得R角处的涂覆厚度更厚;

  对扁线的精度要求高,扁线截面积大、匝数少,单根导线不一致对整体性能的影响显著增大,对扁线的一致性要求高,复杂的加工成本使得扁线成本更高,也使得扁线加工企业享受更高的技术溢价;

  新能源汽车所使用的漆包线直接关系到整车运行稳定性,对电磁线厂家的质量控制流程、研发与工艺设计能力提出了很高的要求,需要对拉丝和包漆速度、拉丝与包漆的协调、拉丝模具配置、张力控制、涂漆模具配置、烘焙温度、绝缘漆粘度、工作环境等多个控制点的合理设计、严格控制。

  扁线的最大成本是原材料无氧铜杆,加工费在电机中的价值量并不高。稳定地供给合格的产品是与车企合作的关键,在原材料是主要成本的情况下,车企寻求加工费更低的供应商的动力并不高。

  开关电源电磁元件中,一般不可能没有线圈。线圈中的可变磁场感应产生了涡流,从而导致了集肤效应和邻近效应。集肤效应是由绕线的自感产生的涡流引起的,而邻近效应是由绕线的互感产生的涡流引起的。集肤效应使电流只流经绕线外层极薄的部分,这部分的厚度与频率的平方根成反比。因此,频率越高,绕线损失的固态面积就越多,增加了交流阻抗从而增大了铜损。邻近效应引起的铜损比集肤效应大得多。多层绕组的邻近效应损耗是相当大的,部分原因是感应的涡流迫使静电流只流经铜线截面的一小部分,增加了铜线的阻抗。最严重的是邻近效应感应的涡流是原来流经绕组或绕组层的净电流幅值的很多倍,下面将作定量分析。 相邻导线流过电流时会产生可变磁场,从而形成邻近效应,如果是属于线圈层

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