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电动机线圈中的矩形绝缘磁铁线

线圈绕组线

线圈为电动机、变压器和发电机提供磁场,用于制造电动机 扬声器 和 麦克风。线圈绕组中使用的导线的形状和尺寸是为满足特定用途而设计的。

参数,例如  电感,能量损失( Q系数)、绝缘强度和所需磁场强度对线圈绕组的设计有很大影响。

高效的线圈使特定用途所需的材料和体积最小化。电导体面积与所提供的绕组空间之比称为“填充系数”。由于圆导线总是有一些间隙,并且导线在匝之间和层之间也有一些绝缘所需的空间,所以填充系数总是小于1。为了获得更高的填充因子,可以使用矩形、方形或扁平线。

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线圈绕组的发展趋势要求定制结构、严格的规格和高质量的绕线。

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电动汽车驱动模块得益于方形磁铁线
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nba欧宝直播 导线在涉及空间约束时很有用。当形成线圈时,放在线圈中的同等数量的方线可以放置在比同样数量的圆线更紧的线圈结构中。这使得工程师们能够制造出紧凑的线圈和小型电动机,在更少的空间里提供更多的动力。与此相反的是绕组空间内的随机导线结构,称为“野生绕组”

为了提高效率和减少热量,电线的密集包装减少了空气空间,使填充系数更高。为了在多层绕组上最好地包装圆导线,上层的导线在下层的槽中至少与线圈周长成300度。这些导线是密集的,称为“正交绕组”。

狂野的缠绕

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野生绕组产生不良的填充因子

有时叫 杂乱卷绕,这种卷绕结构导致填充系数差。随机导线放置导致线圈体上产生的导线长度分布更广,因此线圈电阻范围更广。尽管存在这些缺点,但它在大规模生产中很常见,并且可以以非常高的速度卷绕,并且几乎不需要操作员或用于生产它的机器的参与。绕组主要存在于 继电器 线圈,小型变压器, 点火线圈、小型电动机,以及通常具有小于等于0.05线规的相对较小的装置 嗯。使用圆导线获得的填充系数约为73%至80%,与填充系数为90%的正交绕组相比更低。

环形线圈绕组线

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磁芯感应环形线圈采用铜线绕制。

环形线圈用于与低频电一起工作时。环形线圈起着感应器的作用,可以将频率提升到适当的水平。电感器是无源的电子元件,因此它们可以以磁场的形式储存能量。 一个环形线圈转动,并且随着这些转动产生更高的频率。 环面 比螺线管更经济高效。环形绕组是通过将铜线缠绕在圆环上并在圆周上均匀分布而形成的。尽管由于漏磁率(MFL)较低,需要大量的人工操作 漏感),环形绕组产生低铁心损耗和功率密度。

电子换向(EC)电机

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EC电机在更小的空间内产生更大的功率

由于电机绕组技术对高性能密度的要求,永磁转子无刷直流电机(electronic-conversitated motors,EC)驱动器越来越多地取代异步电机技术。由于紧凑的设计,铜含量在许多情况下可以削减一半。

电机制造商也要求生产技术具有更大的灵活性。在生产异步电动机时,通常采用先绕空心线圈,然后用工具将其拉入定子的牵引系统。相比之下,EC定子的集中绕组在制造过程中更灵活,实施时更节能,运行时可调性更好,所需空间更小。

螺旋缠绕

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电线在每一层都呈螺旋状排列。由于从一层到另一层的移动方向在右手和左手之间发生变化,导线交叉并位于下面一层的间隙内。下层的导丝不存在。如果层数超过某个限制,则无法保持结构,并创建一个任意缠绕。这可以通过使用单独的绝缘层来防止,当层间的电压差超过铜线绝缘层的电压强度时,无论如何都需要单独的绝缘层。

正交绕组

正交绕组结构为圆导线创造了一个最佳的填充因子(90.7%)。上层绕组需要放入下层提供的槽中。

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用于正交循环绕组的矩形磁线

当绕组的大部分圆周与线圈法兰平行时,可以找到最佳的体积使用。当绕组被放置在线圈体周围时,它将与先前放置的导线相接,并且需要根据导线规的尺寸进行调整。这种运动称为绕步。所述绕线台阶可占据圆形线圈筒子线圈周长60度的区域,并占据矩形线圈筒子的一侧。卷绕台阶的面积取决于线规和线圈的几何结构。

如果绕线步骤不能正确执行,则导线的自导向能力将丧失,并产生野绕线。总的来说,第一根侵入导线主要决定了绕组台阶的位置和质量。应该认识到,导线需要以可能平坦的角度进入绕组空间。这样可以避免不必要的导线弯曲,并将第二个绕线步骤所需的空间降至最低。

对于正交循环绕组线圈,绕组阶梯区域始终位于进入绕组空间的导线区域,并以螺旋形式与绕组方向相反地连续。因此,线圈的较大卷绕宽度导致沿线圈圆周的较大卷绕台阶面积。与导线条目相比,创建的偏移将导致从第一层到第二层的层台阶的不同位置。这种行为在每一层上都会重复,从而在绕组的侧面形成一个螺旋形的交叉段。当导线在交叉段内交叉时,产生的绕组高度增加。因此,具有圆形线圈接地的正交线圈在横截面上永远不会是圆形的,但是径向移动绕组和层阶梯形成驼峰形状。经验表明,根据卷绕宽度、线圈和钢丝直径,交叉部分比常规卷绕高度高出约5%至10%。

三线绕组几何形状

理想情况下,绕组应平行于绕组法兰,满足正交条件。有必要根据每层绕组的匝数调整绕组宽度。对于非圆形线圈横截面积,优选将交叉区域定位到线圈体的小侧,也称作卷绕头。这是因为非圆形线圈安装在金属板包装上或呈圆形排列。线圈应相当小,以避免与相邻线圈或金属板包装接触。对于正交圆线圈,可以定义三种绕组几何结构:

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1.每层匝数相等

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2.每层匝数不等,从缩短层开始

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3.每层匝数不等,从较长层开始

绕组结构的选择主要取决于线圈或线圈体的设计。除此之外,还必须考虑卷绕宽度和卷绕高度的可用空间条件。此外,可以通过选择巧妙的绕组模式来影响最后一个绕组的位置和末端。正交线圈绕组的绕组高度由以下公式得出:

h=[1+(n-1)–正弦60°–d
h——卷绕高度
n–层数
d–清漆上方的最大线规(CuL)

缠绕层周长至少为300°的正交缠绕线圈具有导线横截面的最紧圆形封装。这种绕组方法达到最高的填充系数,是用圆导线填充可用绕组横截面的最佳方法。当绕组和层跳仅发生在绕组横截面的一侧时,方线圈被视为正交循环绕组。

理论上,几何填充因子将达到0.91。然而,在实际应用中,由于存在绕组跳变和层跳变区域,并且没有考虑导线绝缘,因此无法达到该值。

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