电机集中式绕组叠片的四种制造方法

对于功率在kW及以上的永磁电机，集中绕组也被称为非重叠绕组，集中绕组很有吸引力，它们可以实现短端绕组和低转矩脉动。与传统的分布式绕组相比，线圈是不重叠的，这使得绕组更加简单，然而，制造具有集中绕组的定子可能不是那么容易和便宜。

一次冲孔制造方法

电枢叠片的整个部分被一块冲孔，这是制造叠片的常规方法，如下图所示的叠层转子或内定子，则冲孔后留下的中心是无用的。因此，铁废料的数量很大，约占采购铁材料总量的80%至90%。此外，对于具有大量齿的定子，冲孔所需的力是相当大的。单齿冲孔是一个合适的解决方案，它需要更多的时间，其优点是可以使用更小的压力机。对于直径较小的电机，可以使用环内的废料，但会给电机制造商带来废料管理成本的问题。

对于上图中的永磁电机，需要尺寸为400 x 400 mm的铁皮，定子铁心面积仅为原铁皮面积的18%，在购买的22公斤铁中，只有4公斤用于定子，采用这种方法，制造工艺和机床都是常规的，但浪费量大，叠片铁材的成本高。

分段叠片制造方法

定子铁被分成若干段，如上图b和c所示，从而降低了材料成本，提高了生产率。当分段为120°时，有50%到60%的铁废料，这比前面整体叠片制造方法要少得多，分层后，将分段焊接在一起。

对于上图中的外转子电机，三段120°的废铁量为12.8kg，与一次冲孔整个芯段的情况相比，减少约30%。如果将定子分成6段60度，则废铁量为9.2kg，减少48%。采用分段叠片制造定子是一种传统的制造方法，但与冲制整个定子截面的方法相比，这种方法虽然大大减少了材料的浪费，但其浪费量仍然很高。最后，需要将各部分焊接在一起，这增加了成本和生产时间，焊接也会局部损坏磁性，并导致铁的额外损失。

螺旋叠层制造法

绕组叠片是由一条长铁带制成的，狭槽在带子上逐渐穿孔，然后将钢带卷成螺旋状并焊接在一起，未焊接的叠片类似于一个螺旋管，这种方法可以大大减少材料浪费。据估计，铁废料占将整段定子冲压成方形薄板所需铁的30%至40%，卷起铁带的不同技术都获得了专利。

定子背面的厚度是该方法应用的一个限制因素，如果背面太厚（为了避免磁饱和或保证定子的刚性），铁带不能卷起。这就限制了生产这种定子几何结构。轧制过程也可能对铁的磁性产生负面影响，从而导致更高的铁损失，一些电机制造商可以用这种方法生产直径达400毫米的定子。废铁量为7.8kg，与一次冲孔整个定子段的方法相比，减少了56%。这种方法可以最大限度地减少废铁的数量，但它需要特殊的制造技术和生产机器，此外，并不是所有的几何图形都可以通过这种方式生成。

关节铆接叠片法

通过这种方法，节段与一些允许节段旋转的圆柱凸凹连接在一起，该方法存在多项专利。它们连接这些节段的不同方式，例如使用关节或弹性体。采用螺旋叠片定子电枢的方法，可以减少铁屑的浪费，这种制造技术不是传统的，需要特殊的工具。

结论

集中绕组定子叠片的不同制造方法，定子铁心叠片整体冲孔时，铁屑浪费量大，材料成本高。使用分段定子铁芯或螺旋叠片铁芯可以减少浪费，但是，这些方法需要对特殊生产设备进行投资。