淘汰发卡扁线（Hairpin）？是变形利兹线（Form Litz Wire）还是增材制造？

zengxiaodong · 发表于 2022-11-24 22:09

在15000r/min时，即使在满负荷时，第2层扁线的电密分布也跟空载时很像，几乎全是涡流，也就是电密以中性面反相位分布。

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zengxiaodong · 发表于 2022-11-28 10:41

zengxiaodong · 发表于 2022-11-28 17:16

用Motor-CAD计算对比了一下12根0.71线径并绕，与1根2.7线径

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zengxiaodong · 发表于 2022-11-28 17:28

计算的结果可谓是大跌眼镜！！！

12根0.71线径并绕：计算时间7小时，AC Loss是170W
1根2.7线径：计算时间24分钟，AC Loss是85W

zengxiaodong · 发表于 2022-11-29 09:10

本帖最后由 zengxiaodong 于 2022-11-29 09:30 编辑

Motor-CAD计算的圆绕组AC Loss可以说是很离谱的，连基本物理规律都不符合了，竟然导线越细AC Loss越大。

为此，用Fluxmotor计算了一下，完全一模一样的模型，结果如下。

12根0.71线径并绕：计算耗时约1小时，AC Loss为7W
1根2.7线径：计算耗时10分钟，AC Loss为96W

可见Fluxmotor调用Flux计算的结果更靠谱。

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补充内容 (2022-12-26 19:20):
2022.2版本计算的时间大幅度延长！用12根0.71线径并绕，计算耗时8.5小时

zengxiaodong · 发表于 2022-11-29 14:12

这个圆绕组的计算实例，我本来是想用来说明换位问题的，没想到Motor-CAD计算的结果根本不符合逻辑！

只好假设Fluxmotor的计算是正确的，我想讲的观点是：

假如实际的电机是12根0.71线径并绕（28匝，并联支路数为1，额定频率240Hz），那么其AC Loss并不是计算得到的7W，因为这个计算没有考虑到12根线之间的环流损耗，除非这12根线在槽内完全换位，否则，其实际的损耗将等效于一根粗导线，这1根假想的粗导线大体上跟12根0.71线占用的空间相等！由于槽满率报警无法排线，只好将粗导线线径试凑到最大值2.7，计算AC Loss得到96W这个数值，实际的交流损耗应该按照96W来考虑，方能得到准确的结果。

zengxiaodong · 发表于 2022-11-29 16:48

12根0.71mm线径并绕，上图中白色圆圈大体上就是12根导线占用的空间，这个圆圈的直径大于2.7mm，其他的12根导线线束，某一方向的尺寸更是大于白色圆圈的直径，因此，楼上采用2.7mm线径计算得到的AC Loss应该说是比实际偏小的，但是无法采用大于2.7mm的圆线，否则软件将无法自动排线。

补充内容 (2022-11-30 19:45):
Fluxmotor对多线并绕线圈的排布，用不同的颜色显示出了同一线束的空间分布。

zengxiaodong · 发表于 2022-11-30 08:27

多根细线并绕，实质上与前面提到的分裂扁线有异曲同工之妙！

zengxiaodong · 发表于 2022-12-1 14:23

散嵌圆绕组实际上不可能像软件自动布线那样理想，也就是线束的分散性会大很多。

线束分散性越大其后果是AC Loss越大，这点应引起特别注意。

zengxiaodong · 发表于 2022-12-2 09:48

线圈端部的AC Loss如何考虑呢？

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zengxiaodong · 发表于 2022-12-3 18:30

本帖最后由 zengxiaodong 于 2022-12-3 19:15 编辑

这是不包括端部绕组的线圈焦耳损耗

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zengxiaodong · 发表于 2022-12-5 15:02

本帖最后由 zengxiaodong 于 2022-12-5 19:51 编辑

zengxiaodong 发表于 2022-12-2 09:48
线圈端部的AC Loss如何考虑呢？

建立3D模型，进行端部绕组的AC Loss计算，当然是最精确的解决方案，但是耗费的计算资源需要权衡考虑。

毕竟，端部绕组的AC Loss占比不会很大，因为根据我们前面的谈论，AC Loss是与切割磁力线密切相关的，既然端部绕组切割磁力线的效果很弱（想想端部漏感的数值大小），所以相对于槽内绕组AC Loss而言，端部AC Loss与漏感有异曲同工之妙。

水电站水轮发电机端部涡流损耗计算研究综述_杨平.pdf (711.52 KB, 下载次数: 5)

1000MW水轮发电机端部磁场及涡流损耗计算_张玉雷.pdf (1.7 MB, 下载次数: 5)

zengxiaodong · 发表于 2022-12-5 19:53

CAJ格式，硕士论文

大型水轮发电机端部电磁场和涡流损耗计算分析_张洪升.rar (2.36 MB, 下载次数: 5)

大型水轮发电机端部涡流损耗计算_高金龙.rar (3.37 MB, 下载次数: 9)

zengxiaodong · 发表于 2022-12-11 09:38

车用扁铜线永磁同步电机绕组损耗优化方法_李晓华.rar (1.97 MB, 下载次数: 19)

zengxiaodong · 发表于 2022-12-12 08:47

本帖最后由 zengxiaodong 于 2022-12-12 08:54 编辑

关于多根细线并绕不换位并联的AC Loss计算，有一个资料用外电路进行计算对比的结果，居然并绕比单根粗导线的损耗还大。https_://www_.jishulink_.com/content/post/437203

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zengxiaodong · 发表于 2022-12-12 11:26

分裂导线（不换位）时的AC Loss，理论上应该跟整根粗导线的AC Loss近乎相等。
而有限元计算的结果既可能变大也可能变小，我认为没有变大或者变小的普遍性结论，也就是可以简单认为AC Loss保持不变，误差不大！

zengxiaodong · 发表于 2022-12-13 11:43

zengxiaodong 发表于 2022-9-21 11:10
你说到的绝缘问题，这里有一篇文献，内容是低成本替代Litz线的方案，其原理就是简化丝与丝之间的绝缘， ...

这篇外文文献提到的铜表面故意氧化，生成氧化铜，国内有企业申请了专利。

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氧化铜是一种半导体，其电阻率远不止铜的1000倍，估计要达到铜电阻率的100万倍以上！！！

zengxiaodong · 发表于 2022-12-13 17:01

这2个专利都是金杯电工电磁线有限公司申请的，据说用于风力发电行业。

金杯电工电磁线有限公司.png

zengxiaodong · 发表于 2022-12-15 15:56

本帖最后由 zengxiaodong 于 2022-12-15 15:59 编辑

应该说CuO的绝缘性还是很理想的，虽然其属于半导体，但是电阻率也比纯铜增加了百万倍以上，至于绝缘体的电阻率，则又比半导体再增加1亿倍！

问题是CuO的机械力学性能如何？是否能够在挤压加工时塑性变形而不破损？

zengxiaodong · 发表于 2022-12-16 08:57

   漆包线就是在铜、铝、锰铜合金等金属丝（直径0.01mm-2mm）上涂上高分子绝缘漆膜制备而成，其结构由裸体导线和绝缘漆膜两部分组成。其中，绝缘漆膜的功效就是使绕组线圈中导线与导线之间产生良好的绝缘作用。可见，漆包线的质量水平很大程度上取决于漆膜的性能，也即取决于漆包线漆及成膜工艺条件。漆包线作为可正常使用的产品，其外观、漆膜连续性、绝缘性、耐热性、机械性能等方面的技术指标必须达标，而通过调整漆膜结构获得漆包线的一些特殊性能，如直焊性、耐电晕性、自润滑性、自粘性、耐冷媒、阻燃性等可以拓宽漆包线的用途和改进使用效果。

   漆包线具有直焊性能，就意味着接线时无需除去漆膜直接焊接。这不仅仅减少了焊接工序，更是提高了接线可靠性和工作效率，对于多焊点的场合特别适用，尤其是多采用微细线的微电子领域。在美国、日本、欧洲，直焊性漆包线使用普遍受到重视，国内近10年来直焊性漆包线的发展也非常迅速，年增长率超过15%。

   漆包线的直焊性能取决于漆膜的结构，如聚氨酯漆包线具有优良的直焊性能，然而在生产实践中发现聚氨酯漆包线往往在耐热性能、漆膜连续性、高压绝缘性、表面光洁性能方面表现不佳。

   近年来，为进一步提高电子元器件性能而推广使用利兹线（litz wire），这样对漆包线的直焊性提出了更高的要求, 因此，通过对漆包线漆膜结构与漆膜直焊性能及综合性能的关系进行系统、深入研究，建立它们之间的内在关联性，必将为进一步开发出综合性能更好的直焊性漆包线和推动漆包线行业的技术进步提供有价值的基础数据。

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