|
什么叫單線電機？
前言：
首先讓我們來回顧一下電動車電機的發(fā)展史，自1998年以來，以千鶴、大陸鴿和綠源為首的電動車企業(yè)推出的電動自行車電機均為直流有刷永磁電機，電機繞組有多線并繞的直驅型直流有刷輪轂電機，也有印制電路板形式的有刷有齒輪轂電機。因此，從繞組結構方面來看，印制電路板電機可以說是最早的單線電機了。
隨著科學技術的不斷發(fā)展，在2003年前后，以永磁體為外轉子的無刷直流電機和控制系統(tǒng)誕生了，有刷直流輪轂電機則逐漸的淡出市場了，電動自行車電機的功率也從最早的180瓦逐漸上升到現在的500瓦甚至800瓦以上，在目前逐漸流行的酷車電動車則提升到了1500瓦以上，電動車改裝市場甚至達到了10000瓦以上的功率，因此，隨著市場個性化需求的不斷提升，輪轂電機的各項性能指標也在經受著各種嚴峻的考驗和挑戰(zhàn)。
電動車直流無刷永磁單線電機（以下均簡稱單線電機）正是在如今市場激烈競爭的大環(huán)境下應運而生的，由于單線電機的新工藝繞組可以大幅度的提高電機定子的用銅量，使得同尺寸下的電機功率大幅提高50%以上，一定輸入功率（電機定子磁路在線性工作區(qū)間）下的起步扭矩則同步提高50%以上，電機的工作效率平臺也會加寬許多，電機的工作溫升大幅下降，因此單線電機不僅適合普通老百姓，還適合大功率、大負載、高要求的工作場合，綜合節(jié)能效益達10-30%以上。
關于什么是單線電機，首先要說明一下，單線電機不能簡單的從名稱方面來理解，也就是說并不是非要用一根漆包銅線從頭繞到尾的才是單線電機。
下面來具體說說什么是單線電機：
1、從繞組形式看：單線電機每一根繞組都是看得見摸得著的，繞組的匝數也可以一目了然。而多線并繞電機根本無法看得見每一根繞組，也很難看得清繞組匝數。
2、從繞組的制作工藝看：單線電機的繞組是通過專用的自動化機器設備將較大規(guī)格的漆包線預成形成單匝的U形繞組然后通過人工或自動化機器設備插入定子線槽內，最后再通過人工和設備或過橋連接片一一對接再焊接而成，由于單線電機的單根繞組較粗，以目前通用型定子槽的槽口是無法直接將漆包線繞線進線槽內的。
有人會問，為何不通過加大定子線槽槽口來滿足連續(xù)繞制單線繞組呢？因為加大槽口后電機的性能將會變壞，主要體現在脈動力矩增加，電機工作噪音增加，功率和扭矩都會下降等等等等，這是大家都不想看到的。因此，采用預成形成U形繞組輔以激光焊接工藝是目前單線電機最佳的制作方案。
3、從匝數的配合來看：單線電機的匝數一般都是等數匝，可以分別制作出1匝、1.5匝、2匝、3匝、4匝、5匝、6匝、7匝、8匝、9匝、10匝等等數匝。許多電機廠為了調整電機的額定速度，將多線電機定子槽內的匝數隨意的增減（相鄰的兩個定子齒上的匝數不相等），特別對于多匝電機來說，由于多線電機是疊層繞制的，在部分定子齒上多繞了一匝或少繞了一匝是很難分辨出來，其結果就是產生電機功率下降，起步扭矩下降，電機工作噪音增加，控制器匹配性不好等嚴重后果。
4、從電機的性能來看：對于通用槽型來說，單線電機的槽滿率比多線電機增加了50-70%以上，同樣的尺寸和定速下，由于單線電機的內阻減小了許多，因此起最大功率可提升30-50%左右，一定輸入功率（電機定子磁路在線性工作區(qū)間）下的起步扭矩提升40%以上，效率平臺加寬了許多，綜合節(jié)電達10-30%。
5、從電機的工作穩(wěn)定性來看：由于單線電機相對多線電機的功率余量大，在較大的輸出功率下，單線電機的工作溫度比多線電機要低許多，而且由于單線電機繞組的分布非常均勻，繞組兩側又充分的暴露在定子鐵芯外面，散熱性能更好，因此工作穩(wěn)定性更好。
6、從電機的電磁性能來看：單線電機的繞組是預成形工藝制作，每匝繞組的長度幾乎一致，因此電機的三相繞組之間的阻抗幾乎相同，電感量也非常一致，電磁性能非常好，因此與電機控制器的匹配性比較好。手工繞制的多線工藝電機在繞組內阻值和電感值方面一致性較差，且個體之間的差異較大，因此與高端電機控制器特別是矢量正弦波控制器的匹配性不太好。
7、從電機的性價比來看：由于單線電機同比多線電機提升了較大的功率密度和扭矩性能，在大多數使用場合下，完全可以用較少的稀土永磁材料和定子鐵芯替代永磁和鐵芯材料用量較大的多線電機，即20mm磁鋼單線電機完全可以替代30mm磁鋼多線電機，30mm磁鋼單線電機替代45mm磁鋼多線電機，45mm磁鋼單線電機替代68mm磁鋼多線電機，以此類推即可。
單線電機大幅度減少了稀土永磁體和定子鐵芯的用量，不僅節(jié)約了珍貴的礦產資源，而且提升了小功率輸出下的工作效率，節(jié)電效果十分顯著，隨著大批量生產后的各項生產工藝成本不斷優(yōu)化，其性價比要比同功率、同性能的多線電機高出許多。
8、從電機的發(fā)展趨勢來看：單線電機具有高性價比、高功率密度、小功率大扭矩、體積小重量輕、節(jié)省資源、節(jié)約能源等優(yōu)點，推廣和普及單線電機事業(yè)的社會效益和經濟效益是非常巨大的，相線單線電機將引領電動車直流無刷電機的發(fā)展潮流。
|
