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 2023-3-30 21:42

请参见本帖75、76楼，对照一下就可知，扁线BUSBAR在高频时的涡流损耗可能会很大的

zengxiaodong · 发表于 2023-4-6 15:58

连续换位导线

zengxiaodong · 发表于 2023-5-20 19:25

本帖最后由 zengxiaodong 于 2023-5-20 19:42 编辑

无标题.png

这本书值得一读。

zengxiaodong · 发表于 2023-5-23 09:05

扁线层数是越来越多了。

微信图片_20230523090433.jpg

zengxiaodong · 发表于 2023-5-23 09:17

楼上的10层扁线，从剖面图可以清楚看出，层间是没有绝缘纸的，这种结构很容易出现匝间短路问题，而下面的图就要好很多！

微信图片_20230523091650.jpg

zengxiaodong · 发表于 2023-5-23 10:49

本帖最后由 zengxiaodong 于 2023-5-23 17:09 编辑

蜗牛牛翻译成长日记 CATTI二级

在上面这个公众号中，发表了一篇《PIW、 HPW和FLW定子绕组技术分析》，对比了圆线、扁线、成形利兹线3中绕组的性能，结论是扁线铜损比利兹线高62%！！！

无标题.png

这实际上翻译自一篇英文论文，该论文原件如下，可参阅本帖11楼

Comparison of Stator Winding Technologies for High-Speed Motors in Electric Prop.pdf (1002.38 KB, 下载次数: 21)

补充内容 (2023-5-30 16:18):
这篇论文很重要，可以说是Formed Litz Wire绕组的扛鼎之作，引用率畸高不下！

coolpine · 发表于 2023-5-23 10:56

非常不错的资料，谢谢。就是贵了点

zengxiaodong · 发表于 2023-5-23 11:30

24000r/min的工况下，对于6极电机，频率为1200Hz，而对于8极电机，频率为1600Hz

6层扁线将会导致非常高的AC Loss，全速运行3个小时以上的话，扁线电机基本上都会烧毁！

zengxiaodong · 发表于 2023-5-23 16:30

本帖最后由 zengxiaodong 于 2023-5-23 16:41 编辑

zengxiaodong 发表于 2023-5-23 10:49
蜗牛牛翻译成长日记 CATTI二级

在上面这个公众号中，发表了一篇《PIW、 HPW和FLW定子绕组技术分析》，对 ...

这篇论文提到的参考文献【7】

Design_of_High_Power_Density_and_High_Efficiency_Wound-Field_Synchronous_Motor_f.rar (4 MB, 下载次数: 14)

Design_of_High_Power_Density_and_High_Efficiency_Wound-Field_Synchronous_Motor_f.rar (3.14 MB, 下载次数: 11)

本文介绍了一种用于电动汽车牵引的发夹型矩形线绕线励磁同步电动机的设计方法，以提高其功率密度和能效。首先，通过实验对样机进行分析，提出改进方案。此外，获得了样机的机械损耗，包括轴承和电刷摩擦损耗，并用于设计改进的电机。然后，提出了一种磁路设计的分析方法，以最大限度地减少电机铁芯中的磁阻。此外，还提出了预测磁场和电枢绕组电阻的分析方法。在此步骤中，电枢绕组考虑使用矩形导线，以减少铜损耗。此外，给出了考虑谐波的铁损估算的计算过程。分析了改进型WFSM的功率密度和效率等性能，并与原型进行了比较。此外，还分析了新型欧洲驱动循环（NEDC）中电机的能效。最后，将改进的WFSM的性能与实验结果进行了比较，验证了所提出的设计过程的有效性。

本文提出了一种用于车辆牵引的120kW/10000rpm高速WFSM的设计方法。考虑到其材料特性，选择了合适的铁芯材料。此外，本文还讨论了设计参数，如铁芯和发夹型电枢绕组的齿和磁轭的宽度，并讨论了基于有限元分析、实验和分析方法评估机械、铜损耗和铁损耗的方法，以最大限度地提高NEDC的效率。结果表明，改进后的模型设计良好，并考虑了主要工作区的模式特征。此外，还设计了一种满足所需规格的电机。采用所提出的方法，该电机的体积减小，功率密度增加了约8.5%。此外，考虑到NEDC，能源效率提高了约0.7%。最后，通过实验验证了该电机的有效性。因此，由于所提出的设计方法和使用所设计的电机，预计电动汽车系统的性能可以得到改善。

zengxiaodong · 发表于 2023-5-23 20:43

zengxiaodong 发表于 2023-5-23 10:49
蜗牛牛翻译成长日记 CATTI二级

在上面这个公众号中，发表了一篇《PIW、 HPW和FLW定子绕组技术分析》，对 ...

这篇论文参考文献【10】是一篇博士论文，可在这个帖子下载阅读

https://bbs.simol.cn/thread-19710-1-1.html

zengxiaodong · 发表于 2023-5-24 10:19

高频率导致的AC Loss往往超出大家的想象，扁线的涡流损耗大到足以烧毁电机的程度。

烧毁的扁线电机.jpg

zengxiaodong · 发表于 2023-5-26 15:30

如果电机转速要增加到24000r/min，扁线电机有很大的难度！

一方面，由于频率大幅度提高了，扁线的临界高度会减小，也就是每层导体的高度需要显著减小，故层数一般希望增加到10~12层；

但是，另一方面，最常用的波绕组（整距），又对并联支路数有很多限制，从而，电机的反电势很难匹配理想！

这也就是新能源汽车电压平台提升到800V，且趋向于更高的重要原因之一！

zengxiaodong · 发表于 2023-5-27 14:53

这个帖子我一开始就发在【电动汽车】板块

第一次搬家，搬到【其他资料区】

第二次搬家，搬到【电机技术综合讨论区】

第三次搬家，又搬回到【电动汽车】

............

zengxiaodong · 发表于 2023-5-27 21:07

本帖最后由 zengxiaodong 于 2023-5-27 22:08 编辑

圆线电机的AC Loss电密云图，能够清楚显示出槽内磁力线扫掠的模式！

无标题.png

zengxiaodong · 发表于 2023-5-28 16:34

绞线——由细铜线制成的电导体——在电气工程中被广泛使用，因为它们比单根铜线更灵活，直径也更大。BRUSA使用绞线制造电动机。这些就是所谓的高频线束（见图04）。在这些线束中，细的单根电线通过一层清漆相互绝缘。这种“技巧”实现了所谓的趋肤效应（消除），因此可以减少高速下的（热量）损失。

在高频线束的制造方面有很多专业知识。BRUSA用于制造电动机的高频线束由一个特殊的辊压在一起，使单根电线具有六边形横截面（见图06）。其结果是具有高填充因子的紧凑的股线，产生特别强的磁场。由于挤压引起的机械变形，高频股被称为“成形股”，然后，这些成形的股线被用于生产用于非常高效的电动机的绕组线圈。根据线圈绕组的类型，在拉入式绕组和成形的绞合线之间进行区分。

铜线也可以用于生产线圈绕组，而不是由细的单根电线组成。这种绕组被称为“发夹”，发夹绕组非常常见。例如，它们被用于丰田普锐斯或欧宝安培的电动机等。

zengxiaodong · 发表于 2023-5-28 16:38

这个显微断面图，6边形是如何实现的？丝与丝之间的绝缘又是如何不被压碎的呢？

无标题1.png

补充内容 (2023-5-29 16:06):
微观图像显示了定子绕组单股的横截面：由于机械成型，该股呈现六边形。

补充内容 (2023-5-29 16:07):
铜的颜色带点紫色

zengxiaodong · 发表于 2023-5-29 06:44

上面2层楼有关BRUSA公司的技术介绍，提供PDF版本的资料如下

Formed-litz-wire Technology.pdf (3.22 MB, 下载次数: 5)

Innovative and highly integrated modular electric drivetrain.pdf (1013.59 KB, 下载次数: 5)

zengxiaodong · 发表于 2023-5-29 09:41

Hofer公司的这个宣传图片挺有趣，那意思是拉入式圆线以及目前火热的扁线，都要进化成变形利兹线

zengxiaodong · 发表于 2023-5-29 10:51

Development of a Production Process for Formed Litz Wire Stator Windings.pdf (1.42 MB, 下载次数: 17)

补充内容 (2023-5-30 10:13):
这篇论文的天字第一号参考文献，就是11楼的附件。

zengxiaodong · 发表于 2023-5-29 15:50

Formed Litz Wire以及Form Litz Wire这两者有什么区别？

文献中似乎是没有区别的，本人认为最好能够加以区别，因为“孔隙度”不同，这也就是在1楼我特地翻译成“变形利兹线”的原因。

微信图片_20230529154321.jpg

		自动登录	找回密码
密码			立即注册

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