扁线电机技术是新能源汽车驱动电机领域的一次重要革新,它与传统的圆线电机在多个方面存在显著差异。与圆线相比,扁线有利于电机槽满率的提升,而槽满率的提升意味着在定子槽空间不变的条件下,可以填充更多的铜线。通过更大的电流,产生更强的磁场,进而提升功率密度。其中,I-pin、Hair-pin、X-pin作为扁线电机定子绕组的重要类型,其各自展现出独特的特点和性能。
(1)I-pin形式
I-pin绕组形如I,直接将每根扁铜线独立地插入到定子槽内,并在两端进行扭头处理并焊接,从而构成完整的电机绕组。与传统的圆线绕组相比,I-pin绕组采用了较为复杂的结构设计,能够更好地充分利用定子槽的空间,提高电机的效率和功率密度。
I-pin绕组是由两层绕组组成,上下两层绕组的铜线分别沿着不同的方向排列,相互穿插在槽内。这种穿插排列的方式不仅可以提高绕组的填充率,还可以降低电机的电磁噪声和震动。除此之外,I-pin绕组无需预成型,且铜线长度更短,因此损耗更小。
(2)Hair-pin形式
Hair-pin绕组的独特之处在于其先将铜线弯曲成H型发卡状。这种形状的扁铜线需在制造过程中预先成型再将成型后的发卡状铜线插入到定子槽内,并在一端进行焊接。是目前应用较多的扁线绕组形式。相比I-pin绕组,Hair-pin绕组的特殊形状使得其在定子槽内的排列更加有序和紧凑,且具有更少的焊点。
Hair-pin绕组主要有两个优势。首先,由于采用了漆包线,Hair-pin绕组可以在相同的空间里容纳更多的导线,提高了绕组的填充率。其次,Hair-pin绕组的导线间通过扁铜线连接,形成了更紧凑的结构,有助于减小电阻、电感和电容的影响。
(3)X-pin形式
X-pin绕组与Hair-pin绕组类似,主要体现在优化磁场分布和提高电机效率上。通过特殊的形状和排列方式,在焊接端进行了特殊设计,取消了部分直线段,使端部结构更加紧凑。与Hair-pin绕组不同,X-pin绕组的漆包线呈现出交叉的X形,进一步提高绕组的填充率和紧凑型,使电机的功率密度和效率得到了极大的提升。
在驱动电机中,X-pin绕组的端部高度降低,有效减少了电机的整体体积。同时,X-pin绕组相比Hair-pin绕组进一步减少了铜损,电阻降低约7%,使得电机在运行过程中能够更高效地将电能转化为机械能,提高了能源利用率。
综上所述,-pIin、Hair-pin和X-pin三种扁线电机绕组形式在新能源汽车驱动电机领域都有着各自的优势。无论是槽内的空间利用、绕组填充率、电磁性能还是能量转化效率等方面,分别从不同角度提高了电机的性能。而这些扁线绕组类型在电机中的应用,其背后的工艺制造极其关键。它直接关乎电机最终的运行效能。例如,在扁线生产制造过程中,如漆皮线线伤,精度控制不当、焊接质量等问题,可能导致绕组间短路、严重影响电机的正常运行,甚至损坏电机。关于工艺制造中可能出现的问题及其解决方案,欢迎大家在评论互动,或关注下一篇文章,我们将为您详细解答。