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什么叫單線電機(jī)？
前言：
首先讓我們來(lái)回顧一下電動(dòng)車電機(jī)的發(fā)展史，自1998年以來(lái)，以千鶴、大陸鴿和綠源為首的電動(dòng)車企業(yè)推出的電動(dòng)自行車電機(jī)均為直流有刷永磁電機(jī)，電機(jī)繞組有多線并繞的直驅(qū)型直流有刷輪轂電機(jī)，也有印制電路板形式的有刷有齒輪轂電機(jī)。因此，從繞組結(jié)構(gòu)方面來(lái)看，印制電路板電機(jī)可以說(shuō)是最早的單線電機(jī)了。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在2003年前后，以永磁體為外轉(zhuǎn)子的無(wú)刷直流電機(jī)和控制系統(tǒng)誕生了，有刷直流輪轂電機(jī)則逐漸的淡出市場(chǎng)了，電動(dòng)自行車電機(jī)的功率也從最早的180瓦逐漸上升到現(xiàn)在的500瓦甚至800瓦以上，在目前逐漸流行的酷車電動(dòng)車則提升到了1500瓦以上，電動(dòng)車改裝市場(chǎng)甚至達(dá)到了10000瓦以上的功率，因此，隨著市場(chǎng)個(gè)性化需求的不斷提升，輪轂電機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)也在經(jīng)受著各種嚴(yán)峻的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。
電動(dòng)車直流無(wú)刷永磁單線電機(jī)（以下均簡(jiǎn)稱單線電機(jī)）正是在如今市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的大環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生的，由于單線電機(jī)的新工藝?yán)@組可以大幅度的提高電機(jī)定子的用銅量，使得同尺寸下的電機(jī)功率大幅提高50%以上，一定輸入功率（電機(jī)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(jī)的工作效率平臺(tái)也會(huì)加寬許多，電機(jī)的工作溫升大幅下降，因此單線電機(jī)不僅適合普通老百姓，還適合大功率、大負(fù)載、高要求的工作場(chǎng)合，綜合節(jié)能效益達(dá)10-30%以上。
關(guān)于什么是單線電機(jī)，首先要說(shuō)明一下，單線電機(jī)不能簡(jiǎn)單的從名稱方面來(lái)理解，也就是說(shuō)并不是非要用一根漆包銅線從頭繞到尾的才是單線電機(jī)。
下面來(lái)具體說(shuō)說(shuō)什么是單線電機(jī)：
1、從繞組形式看：?jiǎn)尉�電機(jī)每一根繞組都是看得見(jiàn)摸得著的，繞組的匝數(shù)也可以一目了然。而多線并繞電機(jī)根本無(wú)法看得見(jiàn)每一根繞組，也很難看得清繞組匝數(shù)。
2、從繞組的制作工藝看：?jiǎn)尉�電機(jī)的繞組是通過(guò)專用的自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備將較大規(guī)格的漆包線預(yù)成形成單匝的U形繞組然后通過(guò)人工或自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備插入定子線槽內(nèi)，最后再通過(guò)人工和設(shè)備或過(guò)橋連接片一一對(duì)接再焊接而成，由于單線電機(jī)的單根繞組較粗，以目前通用型定子槽的槽口是無(wú)法直接將漆包線繞線進(jìn)線槽內(nèi)的。
有人會(huì)問(wèn)，為何不通過(guò)加大定子線槽槽口來(lái)滿足連續(xù)繞制單線繞組呢？因?yàn)榧哟蟛劭诤箅姍C(jī)的性能將會(huì)變壞，主要體現(xiàn)在脈動(dòng)力矩增加，電機(jī)工作噪音增加，功率和扭矩都會(huì)下降等等等等，這是大家都不想看到的。因此，采用預(yù)成形成U形繞組輔以激光焊接工藝是目前單線電機(jī)最佳的制作方案。
3、從匝數(shù)的配合來(lái)看：?jiǎn)尉�電機(jī)的匝數(shù)一般都是等數(shù)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(shù)匝。許多電機(jī)廠為了調(diào)整電機(jī)的額定速度，將多線電機(jī)定子槽內(nèi)的匝數(shù)隨意的增減（相鄰的兩個(gè)定子齒上的匝數(shù)不相等），特別對(duì)于多匝電機(jī)來(lái)說(shuō)，由于多線電機(jī)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(lái)，其結(jié)果就是產(chǎn)生電機(jī)功率下降，起步扭矩下降，電機(jī)工作噪音增加，控制器匹配性不好等嚴(yán)重后果。
4、從電機(jī)的性能來(lái)看：對(duì)于通用槽型來(lái)說(shuō)，單線電機(jī)的槽滿率比多線電機(jī)增加了50-70%以上，同樣的尺寸和定速下，由于單線電機(jī)的內(nèi)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(jī)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(tái)加寬了許多，綜合節(jié)電達(dá)10-30%。
5、從電機(jī)的工作穩(wěn)定性來(lái)看：由于單線電機(jī)相對(duì)多線電機(jī)的功率余量大，在較大的輸出功率下，單線電機(jī)的工作溫度比多線電機(jī)要低許多，而且由于單線電機(jī)繞組的分布非常均勻，繞組兩側(cè)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(jī)的電磁性能來(lái)看：?jiǎn)尉�電機(jī)的繞組是預(yù)成形工藝制作，每匝繞組的長(zhǎng)度幾乎一致，因此電機(jī)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(jī)控制器的匹配性比較好。手工繞制的多線工藝電機(jī)在繞組內(nèi)阻值和電感值方面一致性較差，且個(gè)體之間的差異較大，因此與高端電機(jī)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(jī)的性價(jià)比來(lái)看：由于單線電機(jī)同比多線電機(jī)提升了較大的功率密度和扭矩性能，在大多數(shù)使用場(chǎng)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(jī)，即20mm磁鋼單線電機(jī)完全可以替代30mm磁鋼多線電機(jī)，30mm磁鋼單線電機(jī)替代45mm磁鋼多線電機(jī)，45mm磁鋼單線電機(jī)替代68mm磁鋼多線電機(jī)，以此類推即可。
單線電機(jī)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(chǎn)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(chǎn)后的各項(xiàng)生產(chǎn)工藝成本不斷優(yōu)化，其性價(jià)比要比同功率、同性能的多線電機(jī)高出許多。
8、從電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看：?jiǎn)尉�電機(jī)具有高性價(jià)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(diǎn)，推廣和普及單線電機(jī)事業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是非常巨大的，相線單線電機(jī)將引領(lǐng)電動(dòng)車直流無(wú)刷電機(jī)的發(fā)展潮流。
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