分数槽集中绕组PM电机的研究
本帖最后由 pat 于 2011-6-24 19:05 编辑分数槽集中绕组（FSCWs）电动机的应用可达到增加功率密度、比功率、效率、可靠性和降低成本的目的。FSCWs已广泛用于表贴式永磁电机中，ORNL的研究者将FSCWs推广到内置式和嵌入式磁钢永磁电机中。通过使用集中绕组和卷线轴式铁心，FSCWs具有降低电机制造成本、尺寸和重量的潜力，同时增加效率的特性。研究者以PRIUS电机为例，将正弦分布绕组改成FSCWs，而转子结构不变！
9槽8极IPM电机外形
改进后的9槽8极分数槽集中绕组与原整数槽分布绕组IPM电机电磁仿真结果
上图显示了5800rpm时9槽8极分数槽集中绕组IPM电机和48槽分布绕组IPM电机的磁密云图，其中分布绕组样机磁链呈轴对称分布，而FSCWs样机磁链非对称分布，磁力线扭曲将导致较大的涡流损耗。
通过ORNL开发的汽车仿真软件对US06和FUDS行驶循环工况的仿真表明，改进型FSCWs电机可减小转矩纹波和铜耗，增加效率。
总之，FSCWs电机具有以下优势：
较大的电感增强低速牵引和高速容错能力；
可更有效地利用铜线绕组，端部长度缩短减小了I2R损耗，同时减小电机尺寸；
制造方便，定子可分扇区。 本帖最后由 fengxingyun 于 2011-6-24 23:41 编辑
奇怪为何能减少转矩纹波呢？虽然能减少齿槽转矩，但也带来了分数次谐波啊，它的谐波含量倒是有可能更大了 转矩文波，fscw并不占优势啊 还有应用在ipm上， 磁阻转矩的优势也不明显 本帖最后由 kch 于 2011-6-25 06:37 编辑
作者提到：
上图显示了5800rpm时9槽8极分数槽集中绕组IPM电机和48槽分布绕组IPM电机的磁密云图，其中分布绕组样机磁链呈轴对称分布，而FSCWs样机磁链非对称分布，磁力线扭曲将导致较大的涡流损耗。
通过ORNL开发的汽车仿真软件对US06和FUDS行驶循环工况的仿真表明，改进型FSCWs电机可减小转矩纹波和铜耗，增加效率。
总之，FSCWs电机具有以下优势：
较大的电感增强低速牵引和高速容错能力；
可更有效地利用铜线绕组，端部长度缩短减小了I2R损耗，同时减小电机尺寸；
制造方便，定子可分扇区。
作者是在说明改进型的FSCWs电机比分布绕组电机更具优势，请把这两者的对比图和具体数据拿出来分享一下。 本帖最后由 pat 于 2011-6-25 12:12 编辑
回复 5# kch
本文是美国能源部的报告内容，材料很短，没有提供完整的数据，也没有样机测试，所以才让大家讨论，一会儿我把原文贴出来。
谢谢，非常感谢，学习一下 集中绕组还是有优势。ZQ Zhu老师现在就致力于研究FSCWs 学些中.没看懂啊 不知道这个电机单边磁拉力是否平衡 回复 10# 龍が如く
看仿真磁力线分布，单边磁拉力确实是个问题，希望有搞过相关研究的人来解读。 真的是受教了，这真的是一次学习的好机会谢谢各位的讲解，谢谢了！ 个人认为9槽8极（V型钢转子结构）除了单边磁拉力大容易引起震动噪声外，不是很适用作为牵引电机使用（楼上所说的谐波影响我就不重复了），原因如下：
1.48槽8极电机一般功率在45-100kW左右（以个人设计的电机而言），而若使用9槽8极或者18槽12极（集中绕组的设计可以将定子做成拼块结构，可以用硅钢叠成，也可以用粉墨铁芯压成）的电机一般用在功率比较小的驱动上，一般为10-20kW，而且一般不采用V型岗结构，一字型就能满足设计要求。
2.个人做过48槽8极和36槽8极电机的对比，感觉在相同转子结构磁钢的情况下，通过斜极消除5,7次反电势谐波（48槽8极），而36槽8极分数槽则无需斜极，采用分数槽的有一点好处就是工艺简单，无需斜极。
3.9槽8极还有一个缺点就是抗去磁能力较弱，磁钢有极大的去磁风险。
个人愚见，很不成熟，算是抛砖引玉吧。 回复 13# fairy_1002
楼主您好，看了您的高见真实受益匪浅呀。我也知道了我们这边的原来的8/9槽结构的电机为什么容易失磁了。原来我们这边的电机就是8/9槽结构的，一字型内置式的。但是失磁率非常高。是研究没有通过的。后来我们没有办法就改了，改成了现在应用比较多的6/9槽的结构，就是把转子改为了外粘6/9的结构，或者是外粘10/9结构的了。从现在的情况来看还是可以的。至少比8/9的效果要好多了。现在我们这只有很少一部分用外粘8/9结构的了，基本上都改了。是不是这个6/9结构要比8/9结构在应用要好一些呀，在理论上肯定没有8/9好，但是8/9结构的设计难度是不是比较高呀。对设计者的要求比较高，像我这种低水平的直接就白给呀。希望高手给分析一下，谢谢了！ 2010的PRIUS的发电机就是用的主这种结构，已经关注了很久了，我们实电机，还没有。 回复 6# pat
这个的原文件有么？谢谢！ 个人感觉8/9槽电机并不是理想的槽极比，虽然它的波形类似于每极每相槽数q=3的绕组反电势波形，正如楼上几位说的，首先是存在明显的单边磁拉力，是引起噪声、振动、轴承磨损的因素；其次是存在分数次定子磁势谐波，这会造成磁路的提前饱和，转子的涡流损耗明显增加，如磁钢、护套部分。
至于说引起转矩波动，由于分电势波型正弦度高，电磁转矩波动是会明显改善的（前提是磁路饱和程度不高），当磁路高饱和时，不论分数槽还是整数槽都会产生明显的转矩波动，仅仅是分数槽电机更容易饱和而已。当磁钢表贴时，等效气隙增大，提前饱和的程度会改善很多，饱和引起的转矩波动也就微乎其微了。 学习中,呵呵 这个帖子很好，支持一下 搞个10极12槽的
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