探讨一下定子线棒换位技术

zhaoranjun

挤流效应的存在，主要是遏制层间导线间形成的环形电流，
各位都赞成什么样的换位技术，例如单根换位，0 360 0换位等等
请各位达人，发表一下高见，小生拜读中。

chenjinhua024

本人对线棒换位技术不是很明白，他主要用在打电机上，研究比较少。发表一下愚见：换位的目的就是减少集肤效应，并不是遏制层间导线的环形电流。
常规电机中大部分用多股细导线取代单根线棒就是为了减少集肤效应引起的导体内部的涡流损耗，但这带来的问题会使端部引起环流损耗。故实际中可能在槽中的指向部分使用编织换位，而在端部进行扭转换位

张老五

有多股导线减小集肤效应大家都明白，换位是如何减小集肤效应的，请楼上的解释一下好吗？

zhaoranjun

若在电机定子槽内放置整块导体组成的线棒，当导体中通过电流时，由于导体沿槽高方向上截面各部分漏磁通匝链数不同，使得感应电动势也不同，导体内部就会形成环流。导体中的电流密度由槽底向槽口逐渐增加，就产生了“集肤效应”，集肤效应所产生的涡流使得交流电阻和附加铜耗增加。为何解决这种环流问题，设计常常采用厚度较薄的铜线并联。但是由于各并联股线的电势不相等，故在任意两根股线所组成的回路中有环流，由于回路中阻抗很小，若不采取有效措施，将导致各股线电流不均匀，造成各股线温升不同，引起局部过热。

定子线棒的附加损耗和局部过程将会造成电机设计效率下降，使得寿命变短。因此大中型电机定子线棒设计和制造往往引入线棒换位技术。业内最早使用的线棒换位技术是0度、360度、0度全换位，即罗贝尔换位。这种换位方案采用端部股线不换位，槽部股线扭转一周的方式，其好处就是结构和工艺较为简单，可消除槽部漏磁场影响。但是，因为这种方式端部不换位，端部漏磁场的影响并未消除。为何减少端部线棒中的涡流，又发展出许多新换位方式，如不足360度换位，0度、360度、0度加槽部空换位段换位，0度、360度、0度延长换位，0度、540度、0度换位等，通过计算可以得到合适的换位参数，可有效减少端部漏磁场的影响，降低环流，提升性能。

传统换位技术中，定子线棒，每匝均有偶数根股线并联而成，由于换位原因，线棒高度均要高出一根股线的高度，这样就会降低槽的有效导体利用率。因此，进来有人提出单根线棒换位技术。单根换位法所用股线由奇数根股线构成，换位原理为通过空出的一根股线位置进行换位。同样高度的股线，并联股数个数比偶数根的股线多出一根，提高了槽的有效利用率。

张老五

定义
　　集肤效应(skin effect)又叫趋肤效应,表皮效应，当交变电流通过导体时，电流将趋于导体表面流过，这种现象叫集肤效应。电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时，会聚集于导体表层，而非平均分布于整个导体的截面积中。频率越高，趋肤效用越显著。
原理
　　因为当导线流过交变电流时，根据楞次定律会在导线内部产生涡流,与导线中心电流方向相反,。由于导线中心较导线表面的磁链大，在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。这样作用的结果，电流在表面流动，中心则无电流，这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。 　　集肤效应是电磁学，涡流学（涡旋电流）的术语。这种现象是由通电铁磁性材料，靠近未通电的铁磁性材料，在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场，有了磁场就会产生切割磁力线的电流，这个电流就是所谓的涡旋电流，这个现象就是集肤效应。
影响
　　在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。在工业应用方面，利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。
效应
　　考虑到交流电的集肤效应，为了有效地利用导体材料和便于散热，发电厂的大电流母线常做成槽形或菱形母线；另外，在高压输配电线路中，利用钢芯铝绞线代替铝绞线，这样既节省了铝导线，又增加了导线的机械强度，这些都是利用了集肤效应这个原理。 　　集肤效应是在讯号线里最基本的失真作用过程之一，也有可能是最容意被忽略误解的。与一般讯号线的夸大宣传所言,集肤效应并不会改变所有的高频讯号,并且不会造成任何相关动能的损失。正好相反，集肤效应会因传导体的不同成分，在传递高频讯号时有不连贯的现象。同样地，在陈旧的线束传导体上，集肤效应助长讯号电流在多条线束上的交互跳动，对于声音造成刺耳的记号。
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这是百度的结果
集肤效应是导体在交流电作用下，本身的磁场作用的结果，没发现跟漏磁通有何联系

chenjinhua024

有多股导线减小集肤效应大家都明白，换位是如何减小集肤效应的，请楼上的解释一下好吗？
张老五 发表于 2010-10-17 15:02

                               
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我认为换位并不能降低集肤效应，只是降低环流
4楼，5楼的解释也应该是这样的

电机学徒工

有多股导线减小集肤效应大家都明白，换位是如何减小集肤效应的，请楼上的解释一下好吗？
张老五 发表于 2010-10-17 15:02

                               
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导线换位的目的，实际上是为了减小环流。
实际上，正是因为电机设计时，导线采用多股并绕，才需要考虑换位。如果不换位的话，多股导线在槽内平行前进，但在端部，则会导致多股导线的长度不同，而长度不同则会导致不同导线的电阻和电压降不同。这样，这样同一线圈的多股导线之间就会产生环流。故需要在绕制线圈的过程中将不同的导线进行换位，这样可以尽可能的减少环流的产生，当然绝对没有是不可能的。

luozhiqiao

愚见：采用多股导线的目的是为了减小集肤效应所带来的涡流损耗；而采用编织换位是为了减小单根线棒内的循环电流带来的损耗。
单根线棒由多股铜线组成，在线棒两端铜线是并联在一起的。线棒在槽中，每股铜线所处磁路位置是不一样的，所交链的磁通也是不一样的，所产生的感应电动势也会不一样。那么在单根线棒内部，就会产生循环电流，产生损耗。
360度换位方式只在直线部分进行换位，端部是没有换位的，但是在端部存在漏磁场，同样会造成各股线的感应电势不平衡，产生环流。所以现在厂家一般都采用不完全换位，例如328.5°、312°等等，不完全换位利用各股线在槽部感应电势的差异来或多或少抵消端部漏磁场在线棒端部所感应的不同电势（这是要经过计算的），从而使线棒各股线间的环流降低，来减小线棒端部损耗，但此种线棒的绕制工艺相对比较复杂。哈电的线棒好像就是采用328.5°不完全换位的。

zhaoranjun

哈电的确如此   学习 各位继续探讨

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不完全换位的角度要根据计算出来具体确定

zengxiaodong

chenjinhua024 发表于 2010-10-19 17:22
我认为换位并不能降低集肤效应，只是降低环流
4楼，5楼的解释也应该是这样的

是的，换位与集肤效应无关，它解决的是并联导线的环流问题。可参考几篇扁线电机的帖子