高速永磁电机设计 都用的很深的槽，然后槽满率又不是很高

a1056597642

我是想请教一下，高速电机设计的定子槽深度很深，这种深槽设计，出发点是什么？

不觉

增加槽面积

Utakuta

高速电机频率高，涡流损耗大，电流在导体截面分布不均，集中在外层（趋肤效应），定子体积受限的情况下，把槽深加大来换取槽面积和铜面积，给利兹线和分层换位提供空间；另一方面高速转子的外径必然不会太大，定子本身的可用空间也主要靠深度。

蓝海翊

楼上说的很有道理啊， 是不是槽深的话 还可以缩短端部绕组高度， 降低端部漏感？ 毕竟高速电机需要快速相响应的话 电感不能太大。
还有槽深一点，槽满率会降低，也有利于槽间通风，降低温升。

a1056597642

Utakuta 发表于 2025-5-23 14:44
高速电机频率高，涡流损耗大，电流在导体截面分布不均，集中在外层（趋肤效应），定子体积受限的情况下，把 ...

就是常规的耐电晕漆包线，不是励磁绞线那种。增加槽面积和铜面积，但是槽满率很低，45%左右。 这个怎么理解？ 通风散热这个我清楚， 槽口没铜线可以走风

a1056597642

蓝海翊 发表于 2025-5-23 16:12
楼上说的很有道理啊， 是不是槽深的话 还可以缩短端部绕组高度， 降低端部漏感？ 毕竟高速电机需要快速相响 ...

有没有可能这种设计 是为了降低AC loss 呢？

a1056597642

不觉 发表于 2025-5-23 14:22
增加槽面积

可否详细说一下。确实是增加了槽的面积，作用是什么呢？ 对性能有什么影响？

不觉

a1056597642 发表于 2025-5-23 17:01
可否详细说一下。确实是增加了槽的面积，作用是什么呢？ 对性能有什么影响？ ...

对于大功率高速永磁同步电机来说，可以增加散热面积，减少铜耗，减小齿部磁密，减小转子直径

a1056597642

不觉 发表于 2025-05-23 17:26
对于大功率高速永磁同步电机来说，可以增加散热面积，减少铜耗，减小齿部磁密，减小转子直径

减小铜耗 这个是怎么理解的

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zxf02105

高速永磁电机选用窄且深的定子槽，一是这种槽定子齿部宽，有利于降低定子磁密来减少铁耗，且对NVH也有好处。二是深槽可以保证槽面积来嵌入足够的铜线以降低铜耗。就是为了保证嵌线和端部尺寸符合要求，得减少定子内径。不过对于高速电机来说，本身转子外径就不能太大。

蓝海翊

a1056597642 发表于 2025-5-23 17:00
有没有可能这种设计 是为了降低AC loss 呢？

高速电机一般圈数都不多，但是高速带来的高频率，趋肤效应会比较明显，确实会增加交流电阻和铜耗。
槽深的话可以转换成多股细线并绕，减少趋肤效应，降低损耗。

a1056597642

zxf02105 发表于 2025-05-24 12:08
高速永磁电机选用窄且深的定子槽，一是这种槽定子齿部宽，有利于降低定子磁密来减少铁耗，且对NVH也有好处。二是深槽可以保证槽面积来嵌入足够的铜线以降低铜耗。就是为了保证嵌线和端部尺寸符合要求，得减少定子内径。不过对于高速电机来说，本身转子外径就不能太大。

你的意思是，多股并绕，降低电流密度，铜损低。 您知道这个深槽跟绕组交流损耗有关系嘛？ AC loss

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不觉

a1056597642 发表于 2025-5-24 17:53
你的意思是，多股并绕，降低电流密度，铜损低。 您知道这个深槽跟绕组交流损耗有关系嘛？ AC loss ...

当然有关系，你看一下，集肤效应和临近效应。另外我见过一种方案是把槽口高度做得很高，可以减少转子磁场、槽口漏磁对导体的影响

不觉

a1056597642 发表于 2025-5-23 16:59
就是常规的耐电晕漆包线，不是励磁绞线那种。增加槽面积和铜面积，但是槽满率很低，45%左右。 这个怎么理 ...

可能只是为了用已有的冲片，交流损耗再大，也不会比减少几十的槽满率增加的铜耗大

zxf02105

a1056597642 发表于 2025-5-24 17:53
你的意思是，多股并绕，降低电流密度，铜损低。 您知道这个深槽跟绕组交流损耗有关系嘛？ AC loss ...

高频下绕组由于集肤效应会使得部分靠近槽口的绕组的有效面积变小电密变大损耗也变大。这部分额外的损耗不可避免，小槽或者矮槽也一样存在。楼上提到的槽口做高倒是个削弱这部分损耗的办法。
我的理解是，做深槽并绕更多的铜线综合下来还是可以减低铜耗和绕组温度的。
当然，做深槽导致定子磁路拉长，磁轭的磁密也变大，铁耗也会增加，效率就不一定了。
综上，具体设计还是取决与具体的应用吧。电机的转速范围，频率范围，冲片牌号的选择，温升效率的要求。。。。。。反正就是哪种设计思路好用就用哪种呗

a1056597642

zxf02105 发表于 2025-5-26 16:22
高频下绕组由于集肤效应会使得部分靠近槽口的绕组的有效面积变小电密变大损耗也变大。这部分额外的损耗不 ...

轭部磁密 轭部也可以做的宽一些，哈哈哈

zxf02105

定子槽大小不变的话，轭部要做宽就得加大外径或者减小内径了。受限于已成型结构件尺寸的限制，我一般会选择减小内径

a1056597642

zxf02105 发表于 2025-5-27 14:38
定子槽大小不变的话，轭部要做宽就得加大外径或者减小内径了。受限于已成型结构件尺寸的限制，我一般会选择 ...

是的，您说的对的。因为是高速电机，转子动力学这块儿，转子外径小一点。   您能给多解释一下， 关于槽口 AC loss 吗？

zxf02105

a1056597642 发表于 2025-5-27 15:39
是的，您说的对的。因为是高速电机，转子动力学这块儿，转子外径小一点。   您能给多解释一下， 关于槽口 ...

靠近槽口的绕组受到槽口漏磁的影响，会加剧导线在高频下的集肤效应，导致这部分的绕组电密更大损耗更高