這篇文章將深入探討電機硅鋼片上的槽開口設計,特別是從電機生產的角度出發,來考慮如何精確地規劃槽開口。
從純粹的電機設計觀點來看,理想情況下槽開口應設計得越小越好。這有助于硅鋼片的靴部更有效地吸收磁動勢。極端情況下,甚至可以考慮取消槽開口,使硅鋼片形成一個完整的環形。但這樣做時,需要特別注意靴部漏磁的比例。
然而,在實際生產中,槽開口的設計更多地是根據生產的需求來定。更具體地說,槽開口需要設計得足夠大,以便讓漆包線圈能順利通過槽開口并進入槽內。這意味著,槽開口越大,生產過程就越容易。很明顯,這兩者(磁動勢效率和生產便利性)是處于一種互相對立的關系。因此,找出兩者之間的最佳協調點,便成為電機設計者的重要任務。
此外,槽開口的設計還涉及到槽開口的方向,這主要分為內繞和外繞兩種繞線方式。根據這兩種不同的繞線方式,槽開口的生產評估也會有所不同。
槽開口位置
槽開口位置分析:
槽開口的主要作用是便于電機繞線。因此,設計槽開口的一個關鍵因素就是漆包線的線徑尺寸。目前,內繞繞線主要有入線式和針嘴式兩種制程。針嘴式的槽開口尺寸需求會大于入線式的。因此,本文主要以針嘴式的計算評估為主。
針嘴式繞線的一個明顯特點是,繞線過程中會有一個針嘴治具伸入電機槽內,引導漆包線圈進行繞線。這意味著槽開口必須足夠大,以便讓繞線針嘴順利進入。槽開口尺寸的詳細計算方法如下,單位為毫米(mm),其中Sop為槽開口尺寸,Wd為漆包線直徑。
這一系列精密的計算和設計,旨在確保電機在保持高效運行的同時,也滿足生產的可行性和經濟效益。
內繞槽開口繞線
內繞槽開口計算與考慮
內繞槽開口計算公式
其中,1.6這一系數的設定,是基于漆包線在繞線機內移動時,路徑并非完全直線。由于線圈在進行彎角、旋轉和折曲等操作時需要額外的空間,所以設計槽開口時需保留大于線徑尺寸的空間。這樣可防止表層的絕緣漆層在過程中與金屬磨損,從而避免因絕緣不良而導致電機燒毀。此外,額外增加的1mm主要是考慮繞線針嘴的壁厚,以確保至少單邊0.5mm的基本強度需求。
外繞槽開口繞線
外繞概念與考慮
外繞方式是讓漆包線順著繞線模頭滑入槽內,這是一種槽滿率較高且繞線速度較快的方式。但因漆包線是滑入的,存在撞擊模頭后彈跳的風險,因此需對旁邊的非繞線硅鋼片部位進行遮蓋保護,避免漆包線撞到硅鋼片而造成損傷。
外繞特點分析
外繞的一個特殊點是模頭部分,特別是漆包線圈會滑過模頭遮蓋硅片的地方。此處的最小厚度設定為0.5mm。對細線來說,這0.5mm可以像滑梯一樣順滑,但對于粗線,這就如同刀刃一般,有可能割傷或切斷漆包線。因此,在計算槽開口時,0.5mm被設定為一個重要的分界點,根據此分界點選用不同的計算式。
外繞槽開口計算公式
外繞槽開口計算說明
上述數學式意味著,模頭中遮蓋硅鋼片的尺寸會落在0.5~Wd之間。數學式中最右側的0.5mm則是非繞線部分的硅鋼片遮蓋尺寸。
生產實務重點
設計者必須深入理解生產要素,才能確保設計出來的電機不僅是理論上完美,而且是可以大規模、高效生產的實用產品,而非僅僅成為「藝術品」。
重點:
這樣的整理旨在清晰、有條理地解釋內繞和外繞槽開口計算的原理和實際生產中需要考慮的因素,以幫助設計者和生產者更有效地協同工作。
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