空心杯电机斜绕组与同心式绕组性能分析

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1、万方数据第48卷2015年第3期3月▲专知MICROMOTORSV01．48．No．3Mar．2015空心杯电机斜绕组与同心式绕组性能分析张琴琴，陈莉，刘阿宁，杨香蕊(中国航天科技集团公司第四研究院四零一所，西安710025)摘要：空心杯电机与等同条件下的齿槽电机相比具有输出功率密度大，电气时间常数小，体积小、重量轻、运行平稳、响应快等特性，应用越来越广泛。但空心杯电机电枢杯的特性直接影响着电机的输出性能。目前，空心杯电机绕组电枢杯应用较多的是斜绕组，本文涉及的一种同心式绕组电枢杯较斜绕组电枢杯

2、具有独特的性能，并做具体分析说明，得出同心式绕组电枢杯性能优于斜绕组电枢杯性能的结论。关键词：空心杯电机；同心式绕组；斜绕组中图分类号：TM35l文献标志码：A文章编号：1001．6848(2015)03．0017．03CharacteristicAIlalysisofSI锄廿ngWindingandCo眦entdcWindingofCorele鲻MotorZHANGQinqin，CHEN“，UUAning，YANGXian昏1li(Ⅳo．401胍∞砌胁啦蚍旷tknun^Ac础啊旷cASC，瓤’

3、口n710025，傩im)Abstract：corelessmotorhasmoreelectmmagneticpoweroutput，shortmechanicaltimeconstants，smallVolume，lightweight，smoothmnningperfoHIlance，quickresponseandsoon．corelessmotorhasbeenused访dely，butthe锄aturech啪cteristicofcorelessmotorinⅡuencemotoro

4、utputped．o姗ancedirectly，now，slantingwindingisusedmoreth肌otllerwindingincorelessmotor．Thisp印errefen．edtoaconcentricwind—inghasuniquecharacteristicscompaIingwiththeslantingwinding，gavematerialanalysisaJldexplain，andeoncludedtlleconclusionoft}leconcentr

5、icwindingmoreexcellentthant}leslantingwinding．KeywOrds：corelessmotor；concentricwinding；sl粕tingwindingO引言空心杯电机属于永磁直流伺服电机，它的结构特点在于电枢铁心上没有齿和槽，这种新颖的结构与等同条件下的齿槽电机相比具有输出功率密度大，转矩波动小，电气时间常数小，体积小、重量轻，转子转动惯量小，无齿槽效应，提高了电机的快速响应性能，使电机的运转特性得到了极大改善，具备了齿槽电机所无法达到的控制和

6、拖动特性。因此，空心杯电机的应用越来越广泛。空心杯电机绕组电枢杯类型有多种：盘式绕组、直绕组、斜绕组、同心式绕组、叠绕组等。斜绕组以其绕线工艺简单易操作被广泛应用，国外两大知名空心杯电机生产公司德国某公司和瑞士某公司均采用斜绕组电枢杯，采用先进的绕线工艺技术，采用自动化设备一次性绕制成型，合格率100％，绕组杯平整度，一致性很好。近几年，瑞士某公司同时研发使用同心式绕组电枢杯，并号称该同心式绕组结构电机为“世界上最大功率密度电机”，同心式绕组电枢杯电机体积小、重量轻，可输出更大转矩的EC-Pow

7、ER电机，国内尚未查到任何类似产品投人市场。本文分析了德国某公司和瑞士某公司斜绕组电枢杯的结构和工艺流程，重点剖析了瑞士某公司新提出的同心式绕组电枢杯的结构，从理论角度对绕组的切割磁场的有效长度、同样匝数下的绕组杯厚度、同样匝数下的绕组相电阻进行说明，得出了同心式绕组电枢杯与斜绕组电枢杯的性能异同点。1斜绕组电枢杯结构工艺分析空心杯电机结构特点在于电枢铁心上没有齿和槽，用漆包线在铁心表面编织成杯形绕组，并用胶将它固化、粘牢，故称“杯形绕组”或“表面绕组”。斜绕组电枢杯是由标准电磁线在专用绕线模上

8、，采用蜂房式绕法绕制成型，为了能连续绕制，必须使收稿日期：2014—06—28作者简介：张琴琴(1980)，女，高工，研究方向为电机及其驱动控制。陈莉(1972)，女，工程师，研究方向为电机本体设计、工艺以及空心杯电机绕组工艺技术。万方数据·J8·▲t知48卷元件有效边和电枢轴线成一定倾斜角度，所以是斜绕组。斜绕组的基本参数主要有：总匝数，组数，每组圈数和抽头数，每个抽头与一个换向片相连，抽头与换向片相等，各抽头位置沿圆周对称分布¨J。德国某公司空心杯电机使用的就是这种直接成型斜绕组电枢杯，适用