发卡电机是个什么电机

发卡电机是个什么电机？

很多人第一次听到“发卡电机”这个词语可能会感觉有点莫名稀罕，发卡怎么会和电机扯上关系呢？

再看一张图片：

有没有找到一点感到？

发卡电机便是定子绕组的外形像发卡。定子制造历程中，先把绕组做成像发卡一样的外形再穿进定子槽内，再在别的一端按设计把发卡的端部焊接起来。（这不便是扁铜线电机吗？有什么别致的？这个问题后面再回答）

单个发卡线圈：

多个发卡线圈：

今朝做得最火热、成熟、出名的便是电装和雷米了。

日本电装为丰田第四代普锐斯制造的电机：

雷米的HVH250系列电机（High Voltage Hartpin定子绕组技巧）范例利用于通用雪佛兰的VOLT。

这两家公司都为自家的电机申请了专利（彩蛋：必要这两份专利的同伙在留言区留下邮箱）。

发卡电机也是扁铜线电机，扁铜线电机很多行业都有利用，比如：大年夜功率异步电机、矿山电机、直流电机、风力发电机、火力发电机、大年夜功率的牵引机电机、8000磅以上的绞盘电机、机车电机等等，海内也做了很多年了，提及来也挺成熟的。然则为什么发卡电机又这么火热？并且海内能做的、在批量临盆的还没有呢？

设计不合：

发卡电机匝数比传统电机少，今朝最多见到一槽8匝；

发卡电机工艺上是穿线，以是槽口不必要做全开口，半开口槽有利于低落齿槽转矩；

布局不合：

发卡电机的绕组布局制造历程中是由n个发卡组成，传统扁铜线电机是成型绕组；

发卡电机受工艺和布局影响，基础上是做波绕组，传统扁铜线电机可以做叠绕组；

工艺不合：

发卡电机是穿线，然后焊接每一匝的端部，每一槽的出头数即是匝数的两倍；

传动扁铜线电机是直接将成型好的绕组放入槽中，每一槽只有两个头；

利用不合：

发卡电机今朝主要利用于新能源汽车，设计上以永磁电机为主。

电机是新能源汽车驱动系统的关键，它的机能直接关系到新能源汽车整车动力机能。新能源汽车电机追求高功率、小体积、高转矩、高转速（高功率密度、高转矩密度）。新能源车用电机颠末多年的成长，并伴随电机工艺及设备的成熟，电机绕组由之前的圆铜线设计徐徐向扁铜线绕组设计成长。为什么有这样的成长趋势？主如果由于发卡电机的以下优点：

槽满率高（最关键）：

发卡电机有效铜的面积可以前进20%以上，传统电机有效铜槽满率只有45%阁下，发卡电性能做到70%阁下。

永磁电机损耗由绕组铜耗、铁耗、风磨杂散、磁钢涡流损耗，此中绕组铜耗占比50%以上，铜耗大年夜小又和绕组电阻成正比，减小绕组电阻能直接低落铜耗、提升电机效率和功率密度。

减小绕组电阻只能经由过程减小绕组长度或者加大年夜绕组截面积。发卡电机提升槽满率能放进更多铜，增添了单匝绕组的截面积，减小电阻。

散热性好：

• 绕组外面积大年夜，散热面积大年夜；

• 绕组匝与匝之间打仗面积大年夜，热传导更好；

• 绕组每匝之间闲暇小，热传导更好；

• 绕组和铁心槽之间打仗优越，热传导更好；

经由过程温度场仿真，相同设计的扁铜线电机绕组温升比圆铜线电机低10%。

绕组端部短：

线圈端部布局更紧凑。比拟散嵌绕组，端部高度低很多。

体积小：

根据电装公司的鼓吹资料，电机直径减小10%，轴向长度（高度）减小15%。功率密度显着提升

性价比高：

相同的机能，更小的体积，用料更少，得到更好的性价比。

事物都具有两面性，我们再看看发卡电机有没有毛病？

工艺繁杂：

发卡定子的制造工艺流程：插槽纸→制造发卡→穿发卡→端环定型→端环焊接→接星点→焊接处结缘处置惩罚。

工序多，每一步精度要求高，容错性小。

为了减小每槽导体数，一样平常槽数对照多，雷米电机60槽，增添了绕组制造的难度。

趋肤效应大年夜：

频率越高，扁铜线绕组的交流铜耗会越高。

还与电磁设计有关，比如槽内磁密幅值、槽口高度等。

还与扁铜线的尺寸有关，必要探求最佳的宽厚比。

不易系列化：

发卡电机匝数较少，调剂上与电压、转速的匹配会对照艰苦，很难系列化。然则新能源汽车电机的型号不是很多，可能问题不大年夜。

铜线要求高：

扁铜线折弯后绝缘层轻易毁坏孕育发生缺口或破面，对铜线质量提出了更高的要求，并且发卡电机不像传统扁铜线电机在绕组成型后可以进行包裹绝缘处置惩罚。

日立金属为普锐斯电机专门开拓了铜线。

设备要求高：

工序繁杂、精度要求高、质量要求高、产量大年夜，经由过程人工制造基础弗成能实现了，必要专业高真个设备。这也是今朝海内还没有财产化的一大年夜缘故原由。经由过程收集查找，暂时还未发明海内有设备供应商能做发卡电机绕组设备。国外设备又极其昂贵。

总结：

发卡电机满意了新能源汽车对电机高功率密度、高转矩密度的追求，相符行业成长的趋势，将来必然能有较大年夜的成漫空间。今朝对海内电机厂来说最大年夜的拦路虎便是工艺繁杂、设备昂贵、专利保护，然则这些艰苦都是可以徐徐降服的，不久的将来中国必然能有比电装、雷米更好的发卡电机。