A zaj- és rezgésteljesítmény gyakran a döntő tényező a kettő közöttkoncentrált és elosztott tekercselésha egy motortervezés túllép a kis,{0}}nagy sebességű alkalmazásokon - afrakcionált rés koncentrált tekercseléselrendezés, amely tökéletesen elfogadható könnyűsúlybandrone motor tekercseléselfogadhatatlan akusztikus zajt kelthet egy nagyobb,{0}}lassabban forgó ipari vagy gépjárműmotorban.
A fő ok a mágneses térharmonikusok: a koncentrált tekercs egyszerűbb tekercselrendezése kevésbé szinuszos mezőt hoz létre, mint az elosztott tekercselés, és ezek az extra harmonikusok közvetlenül nyomaték hullámzásba és hallható zajba fordulnak, ha a motor mérete és nyomatékigénye nő.
Az alábbiakban bemutatjuk, miért történik ez, a mögöttes harmonikus matematikát, egy valós{0}}világpéldátaxiális fluxus motor tekercseléstervezését, és azt, amit az egyes tekercstípusok megkövetelnek az azt gyártó géptől.
I. Miért befolyásolja a tekercselés típusa a motorzajt és a vibrációt?
Minden tekercselrendezés mágneses erő (MMF) hullámformát hoz létre, amely nem tökéletesen szinuszos, és ennek a hullámformának a harmonikus tartalma - nem csak az alapmező - okozza a nyomaték hullámzását és a hallható zajt.
a. hogyan keletkeznek az MMF-harmonikusok
A koncentrált tekercs nem-átfedő tekercsszerkezete eleve kevésbé szinuszos MMF-eloszlást hoz létre a légrés körül, magasabb-rendű térharmonikusokat hozva létre, amelyek az elosztott tekercs átfedő tekercscsoportjait nagyrészt kioltják.
b. miért számít ez jobban, ahogy a motorok egyre nagyobbak és lassabbak
A nagyobb-rendű harmonikusok nyomaték pulzációvá alakulnak át a motor fordulatszámához és pólusszámához kapcsolódó frekvenciákon - kis, nagy sebességű tartományok.
II. Hogyan lehet számszerűsíteni egy tekercs harmonikus tartalmát?
A tekercselési tényező nem csupán egyetlen szám az alapmezőre vonatkozóan -, hanem minden harmonikus sorrendre kiszámítható, és az alaptekercselési tényező és a harmonikus tekercselési tényezők összehasonlítása megmutatja, hogy valójában mennyire „tiszta” a tekercselés téreloszlása.
Harmonikus tekercselési tényező képlete:
kwn=kdn × kpn
Ahol:
kwn= tekercselési tényező az n harmonikus rendhez
kdn= eloszlási tényező az n harmonikus rendhez=sin(n×q× /2) / (q×sin(n× /2))
kpn= hangmagassági tényező az n harmonikus rendhez=sin(n× /2), ahol a tekercs emelkedése elektromos szögtörtként kifejezve
Működő példa:ugyanarra a 24 réses, 4 pólusú elosztott tekercsre, amelyet alapvonalként használnak (q=2,=30 fok), összehasonlítva az alapértéket (n=1) az 5. harmonikussal (n=5):
Alapvető: kd1=sin(2×15 fok ) / (2×sin 15 fok ) ≈0.966(korábbi számítás szerint)
5. harmonikus: kd5=sin(5×2×15 fok ) / (2×sin(5×15 fok ))=sin(150 fok ) / (2×sin 75 fok )=0.5 / (2×0,966) ≈0.259
a. amit ez az összehasonlítás mutat
Az alacsony harmonikus tekercselési tényező (itt 0,259 az 5. harmonikushoz) azt jelenti, hogy az elosztott tekercs aktívan elnyomja a harmonikus hozzájárulását a mezőhöz - ez az oka annak, hogy az elosztott tekercselés simább nyomatékot ad, nem csak az általános tervezési preferencia.
b. a koncentrált tekercselés miért nem kapja meg ugyanezt a törlést
A töredékes-résre koncentrált tekercselési elrendezések általában magasabb tekercselési tényezőket tartanak fenn a harmonikus sorrendek szélesebb tartományában, mivel a nem-átfedő tekercselrendezés nem hozza létre ugyanazt a fázis-csoport-kivonási hatást -, ami a gyártási és tömörségi előnyei közvetlen kompromisszuma.
III. Hogyan működik ez a valódi axiális fluxusmotor-tervezésben?
Axiális fluxus motor tekercselésa design jól szemlélteti a valós{0}}világot, hogyan oldódik meg a koncentrált-vs-elosztott kompromisszum, amint a nyomaték hullámzása valóban számít az alkalmazásra.
a. példa: axiális fluxusú vontatómotor tervezési döntése
Tekintsünk egy axiális fluxusmotort, amelyet könnyű elektromos vagy nagy teljesítményű e-kerékpárokhoz fejlesztettek ki, ahol a tervezőcsapat kezdetben egy töredék-résre koncentrált tekercselést értékel a rövid axiális hossza és az egyszerű gyártás miatt.
Terhelésvizsgálat során a nyomaték hullámzása és a hallható nyöszörgés bizonyos fordulatszám-tartományokban a módosított elosztott vagy hibrid tekercselési mintázat felé tolja a konstrukciót - kereskedik a kompaktság egy részével a simább nyomatékleadás érdekében, az alkalmazás menetminőségi és zajkövetelményei szerint.
Ez a fajta közép-fejlődésű tekercselési változás sokkal könnyebben befogadható, ha maga a tekercselő berendezés elég rugalmas ahhoz, hogy mindkét topológiát kezelje teljes újraszerszámozás nélkül.
Hasonló kompromisszumokkal kell szembenéznie saját motorprogramjában? Forduljon mérnöki csapatunkhoz, hogy megbeszélje azokat a tekercselőgép-konfigurációkat, amelyek támogatják a koncentrált és az elosztott elrendezéseket ugyanazon a vonalon.
b. miért erősíti fel az axiális fluxusgeometria ezt a kompromisszumot
Az axiális fluxusmotorok rövidebb mágneses úttal és nagyobb effektív légrés területtel rendelkeznek a sugárirányú fluxus kialakításához képest, ami hajlamos arra, hogy a harmonikus -hajtott nyomaték hullámzása jobban érzékelhető legyen - szerkezeti oka annak, hogy ez a topológia több tekercses-típusú kísérletezést tesz lehetővé a fejlesztés során, mint a hagyományos radiális fluxusmotorok esetében.
IV. Mikor kell a BLDC motortervezésnél előnyben részesíteni az elosztott tekercset?
A legtöbbnekBLDC motor tekercselésAz elosztott tekercselés jobb választássá válik, ha egy vagy több feltétel teljesül.
| Állapot | Miért segít az elosztott tekercselés? |
|---|---|
| A hallható zaj határértékei (fogyasztói vagy autóipari) | Az alacsonyabb harmonikus tartalom csökkenti az érzékelhető akusztikus zajt |
| Nagy{0}}pontos nyomatékszabályozás (robotika, CNC) | A simább nyomatékkimenet javítja a pozicionálási pontosságot |
| Nagy keretméret / alacsony sebesség | A harmonikusok jobban érzékelhető frekvenciatartományokba esnek |
| Hosszú élettartamú-ciklusú ipari használat | A csökkentett vibráció javítja a csapágyakat és a mechanikai élettartamot |
a. amikor a koncentrált tekercselés marad a jobb kompromisszum
A teljesítménysűrűséget, a kompakt axiális hosszt és a nagy mennyiségű gyártási hatékonyságot előtérbe helyező alkalmazások - drónmotorok, e-kerékpár-agymotorok, kis működtetők - általában továbbra is a koncentrált tekercselést részesítik előnyben, mivel a harmonikus-zaj és hullámosság aggodalmai sokkal kisebb léptékű és sebesség-tartományukon következnek be.
b. miért egyre gyakoribbak a hibrid megközelítések
Egyes modern motortervek módosított vagy hibrid tekercselési mintákat használnak, amelyek mindkét megközelítés jellemzőit kölcsönzik, célja a koncentrált tekercs gyártási egyszerűségének nagy része megtartása, miközben elnyomja a hallható zajért leginkább felelős specifikus harmonikus sorrendet.
V. Mit jelent ez a tekercselőgépekre vonatkozó követelményekre?
Mivel a harmonikus teljesítmény alapvetően a tekercs elhelyezésétől és a fordulatok pontosságától függ, a tekercselőgép pontossága közvetlenül befolyásolja, hogy a kész motor mennyire felel meg a tervezett tekercselési tényezőjének - mind a koncentrált, mind az elosztott elrendezéseknél.
| Gépi képesség | Miért fontos a harmonikus szabályozáshoz? |
|---|---|
| Fordulatszám-pontosság | A tekercsek közötti egyenetlen fordulatok aszimmetriát okoznak, ami nem kívánt harmonikusokat ad |
| Következetes feszültségszabályozás | Az egyenetlen tekercs alakja torzítja a tervezett PMF-eloszlást |
| Programozható tekercsemelkedés (elosztott tekercselés) | A hangemelkedéstényező pontossága a precíz, ismételhető tekercselhelyezéstől függ |
| Rugalmas szerszámozás mindkét tekercstípushoz | Támogatja a tervezési iterációt teljes sorváltás nélkül |
a. miért számít itt a vártnál többet egy automata állórész-tekercselő gép
Anautomata állórész tekercselő gépa szoros, ismételhető fordulatokkal és a feszültségszabályozással nem csak a gyártási konzisztenciát javítja -, hanem közvetlenül védi azt a harmonikus teljesítményt, amelyre a tekercset tervezték, mivel a tekercsek közötti kis fordulat---változtatás is visszaállíthatja a harmonikusokat, amelyeket a tekercselési mintázat kifejezetten megszüntetésére terveztek.
b. miért számít ez a leginkább a tervezési érvényesítés során
A fenti axiális fluxus-példában leírt tekercselési -típus-kiértékelésen áteső motortervek olyan berendezések előnyeit élvezik, amelyek egyforma pontossággal képesek koncentrált és elosztott prototípusokat is előállítani, mivel az inkonzisztens tekercsminőség elfedheti vagy eltúlozhatja a két megközelítés közötti valódi harmonikus teljesítménykülönbséget a tesztelés során.
VI. Melyik KIOXIA gép támogatja mindkét tekercselési megközelítést?
Mivel a tekercselési -típusú döntések gyakran a motorfejlesztés során alakulnak ki, a koncentrált és elosztott tekercsek egyenletes fordulatszámú és feszítési pontosságú előállításának képessége a végső gyártósoron túl is valódi gyakorlati értékkel bír.
KIOXIAA Light Ring Equipment Group állórész-tekercselési platformjai a fordulatok{0}}számlálási pontosságával és a feszültség-konzisztenciával készültek, amelyek a tekercstervezés tervezett harmonikus teljesítményének védelméhez szükségesek, függetlenül attól, hogy a végső elrendezés töredékes-réskoncentrált vagy teljesen elosztott.
pontban vázolt teljesítménykövetelményeknek megfelelően dolgozó gyártókIEC 60034-1, amely a forgó elektromos gépek minősítésére és teljesítményére vonatkozó nemzetközi szabvány, ezen a fajta tekercselés megismételhetőségén múlik, hogy a névleges teljesítmény következetesen megfeleljen a gyártás során.
A még tekercselési topológiát kiértékelő motoros programoknál, közvetlenül egy tapasztalt szakemberreltekercselőgép gyártóA rugalmas szerszámozás gyakran a legpraktikusabb módja annak, hogy a tervezési lehetőségek érvényesítésen keresztül nyitva maradjanak.
Fedezze fel a teljes választékot a transformercoilwindingmachine.com webhelyen, hogy megtalálja a motor zaj-, rezgés- és nyomatékkövetelményeinek megfelelő állórész-tekercselési megoldást.
Érdekelheti:
Csúszófej tekercselési feszültség beállítási útmutatója
Magszalag vs. tekercs szalagozás: Főbb különbségek a transzformátorok szigetelési folyamatában
Miért fontos a zárt{0}}hurok feszültségszabályozása a finom huzaltekercselésnél?
A tekercselőgépek fejlődése: 1900-as évek – napjaink
