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楼主: zengxiaodong

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

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 楼主| 发表于 2022-11-21 13:58 | 显示全部楼层 来自: 中国
某一时刻路径上面的矢量磁位Az分布




这个Az空间分布图似乎是光滑连续的,前面的槽内导体切割磁力线动画,也都看不出矢量磁位在扁线层与层之间分界面2侧有什么不同。

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 楼主| 发表于 2022-11-21 16:45 | 显示全部楼层 来自: 中国
本帖最后由 zengxiaodong 于 2022-11-21 16:49 编辑

要显示出矢量磁位Az在跨越扁线层间分界线时的变化,可以(对横坐标)求导数,甚至求2阶导数




这就明显看出4层扁线,3个跨越处,Az并不是单调变化的

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 楼主| 发表于 2022-11-23 21:10 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
采埃孚ZF今天刚发布的软文





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 楼主| 发表于 2022-11-24 09:46 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
本帖最后由 zengxiaodong 于 2022-11-24 11:09 编辑

采埃孚ZF的这个Braided winding似乎与Transposition winding无关?!


Braided wire才是类似于Litz wire的换位导线
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 楼主| 发表于 2022-11-24 11:26 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
本帖最后由 zengxiaodong 于 2022-11-24 11:40 编辑

在250r/min同样的转速下,假设4层扁线增加到8层


某一相的扁线焦耳损耗动画如下



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 楼主| 发表于 2022-11-24 12:19 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
即使是8层扁线,即使是250r/min低转速,AC Loss也是惊人的大,更不用说60倍转速了,如果15000r/min那就可想而知

电密沿槽深的分布



损耗沿槽深的分布

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 楼主| 发表于 2022-11-24 15:02 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
转速(频率)增加60倍,结果如下








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 楼主| 发表于 2022-11-24 22:09 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
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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 楼主| 发表于 2022-11-28 10:41 | 显示全部楼层 来自: 中国

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 楼主| 发表于 2022-11-28 17:16 | 显示全部楼层 来自: 中国
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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 楼主| 发表于 2022-11-28 17:28 | 显示全部楼层 来自: 中国
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

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 楼主| 发表于 2022-11-29 09:10 | 显示全部楼层 来自: 中国
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。




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

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 楼主| 发表于 2022-11-29 14:12 | 显示全部楼层 来自: 中国
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。

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 楼主| 发表于 2022-11-29 16:48 | 显示全部楼层 来自: 中国


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。

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 楼主| 发表于 2022-11-30 08:27 | 显示全部楼层 来自: 中国
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!
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 楼主| 发表于 2022-12-1 14:23 | 显示全部楼层 来自: 中国
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。
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 楼主| 发表于 2022-12-2 09:48 | 显示全部楼层 来自: 中国
线圈端部的AC Loss如何考虑呢?


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 楼主| 发表于 2022-12-3 18:30 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
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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 楼主| 发表于 2022-12-5 15:02 | 显示全部楼层 来自: 中国
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。






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 楼主| 发表于 2022-12-5 19:53 | 显示全部楼层 来自: 中国
CAJ格式,硕士论文






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