雷浩

フ?要：作為現(xiàn)今社會中最為常見的能量轉(zhuǎn)換設(shè)施-電動機，其工作原理在于借助定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場之間的相互作用而完成能量轉(zhuǎn)換，該設(shè)備在諸多領(lǐng)域中均有所運用。而線圈繞組，會對電動機的性能產(chǎn)生較多影響，也是機器可否發(fā)揮有效性能的關(guān)鍵所在，本文主要針對電機生產(chǎn)技術(shù)中的繞組纏繞問題進行深入分析，并以此為依據(jù)，分析其對于電機性能和控制算法所產(chǎn)生的影響。

ス丶詞：電機；生產(chǎn)技術(shù)；控制算法

伴隨著社會各界的不斷發(fā)展，對于電動機的性能也提出了新的挑戰(zhàn)，電機在生產(chǎn)時也可通過不同的繞線方式，繼而對其控制算法產(chǎn)生不同影響。

一、電機生產(chǎn)技術(shù)

ピ詰綞機的生產(chǎn)過程中，最為重要的一項在于電機線圈的纏繞。具體的纏繞過程為：首先，需要明確電機的線徑、圈數(shù)、節(jié)距等具體數(shù)據(jù)，而后參照繞線機線模的具體固定要求，設(shè)置計數(shù)器，便可開始繞制。當前市面上所生產(chǎn)的電機主要運用了針繞法、拉伸法、線性纏繞法等方法，諸多的繞線方法對電機實際性能的發(fā)揮也產(chǎn)生了不同作用。

二、生產(chǎn)技術(shù)對產(chǎn)品性能控制的影響

ピ謔導(dǎo)噬產(chǎn)中，即便是選用了相同的材料與設(shè)計構(gòu)造，所生產(chǎn)出的產(chǎn)品性能也各不相同。以某廠的抽檢記錄為例，可以看出，有的電機鐵耗值差額在40%左右，電機燒組的使用時間更是相差甚遠。造成這種現(xiàn)象的原因，固然有原材料方面的因素，但毋庸置疑的是不同的線圈纏繞方式對于產(chǎn)品性能的顯著影響。合理的纏繞方式，明顯有利于延長產(chǎn)品的使用壽命，并且發(fā)揮出產(chǎn)品的真正效用。

三、電機控制技術(shù)概述

グ樗孀攀奔淶耐埔?，F(xiàn)如今，電機控制技術(shù)依已然取得了一定進步，逐漸步入成熟階段。但是，隨著科技的發(fā)展，涌現(xiàn)出了許多新型電子產(chǎn)品，因而，對于電機控制技術(shù)也提出了更高的要求。加之，考慮到應(yīng)維持環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能與高效也成為了電機控制技術(shù)中亟待解決的問題。

サ鼻埃永磁同步電機的出現(xiàn)無疑是電機界的一大革新，其不僅擁有著水平較高的生產(chǎn)技術(shù)，特性還介于感應(yīng)電動機與無刷直流電機之間，因此，雖然它的轉(zhuǎn)子具有永磁體，但是定子卻遍布銅線繞組，這一點與無刷直流電機相似；而在電動機氣隙中的定子結(jié)構(gòu)卻可以產(chǎn)生正弦磁通密度，此點卻又同感應(yīng)電動機相仿。除此以外，永磁同步電機控制算法的可靠性可由生產(chǎn)過程中的定子之上的線圈纏繞方式所決定。

四、永磁同步電機定子繞組的針繞法

フ肴品ㄊ且恢種苯硬繞的的方式，具有較強的靈活性，可以實現(xiàn)自動化操作，具體表現(xiàn)在導(dǎo)線可在張力作用下，直接纏繞進定子槽之中。該方法也是制造電動機時所使用的主要方法，但是，使用手動模式進行纏繞的定子與使用針繞機進行纏繞的定子間仍存較大差異，可參見下圖。

ニ淙徊繞技術(shù)與模式各不相同，但它們共同的目標均在于提高銅填充率，從上圖可知，纏繞模式的不同，對于銅填充率的提升程度也有所區(qū)別。增加電動機中的銅填充率，可以提升機器的運轉(zhuǎn)效率以及功率密度，使其發(fā)揮最大效用。在手動纏繞模式之下，勢必會增添可以對填充率發(fā)揮積極影響的繞組設(shè)計。但與此同時，也增加了工序，為了改善這種現(xiàn)象，現(xiàn)如今的電動機生產(chǎn)廠家多使用針繞技術(shù)。

五、數(shù)字化控制針繞技術(shù)

フ肴葡呋通常會從諸多機器代碼之中提取需執(zhí)行的機器指令，因此，在機器做出具體的操作之前，相關(guān)指令均以代碼文件的形式進行存儲。在MATLAB中，可以十分快捷高效的創(chuàng)設(shè)機器代碼以及對其進行修改。因此，該程序顯現(xiàn)出了諸多優(yōu)勢，可使用其替代原有的TEACHIN編程法，這樣一來，即可在機器現(xiàn)擁有的幾何數(shù)據(jù)中系統(tǒng)化、自動化的生成相關(guān)指令，并將其保存為代碼形式。而在此過程中，需要應(yīng)用到一個相對復(fù)雜的數(shù)字化計算模型。

ナ導(dǎo)使ぷ髦校該模型基本可以實現(xiàn)自動化操作，并且針對MATLAB還研發(fā)出了相應(yīng)程序。該程序不僅確保囊括了所有的生產(chǎn)流程，而且還具有較強的靈活性，可以自主生成用于測試的機器指令。除外，還可以保障計算過程的精確性與完整性。

ソ柚該計算模型，還有助于在制造環(huán)節(jié)中，確立各個部件的具體位置，并使其完成的相關(guān)指令?？紤]到在設(shè)計中出現(xiàn)的針尖形狀后，該模型在電機正反兩面面對繞針進行纏繞時，針尖中的各點需被區(qū)別對待，以此提高模型的計算準確度。與此同時，模型還對可能發(fā)生的碰撞情況進行了細致分析，以此實現(xiàn)計算的全面性與安全性。具體的分析流程包括：銅機在進行纏繞時，銅線是從針尖處而出，其后被纏繞于電機中。不過，由上文可知，電機正反兩面面對繞針進行纏繞時，所采用的運動方式也不相同，正面向繞針的一側(cè)，纏繞運動有針架的平移運動而實現(xiàn)，反面向繞針的一側(cè)，則需依靠針架的平移和轉(zhuǎn)動共同合作，此處就存在著一定的碰撞風險，所以，針架的運動空間受到了限制。通過模擬測試得出的碰撞結(jié)果，可以形成一套參數(shù)化的計算模型，從而幫助確定纏繞時需避開的坐標位置。

プ凵纖述，隨著電動機在各行各業(yè)顯現(xiàn)出了越來越大的重要性，對于線圈繞組的方法應(yīng)進行仔細考量，繼而使電動機發(fā)揮出最大效用。

ゲ慰嘉南祝

ィ1］孫鵬遠.電機生產(chǎn)技術(shù)對電機控制算法影響的研究［J］.數(shù)字化用戶，2017（37）.

ィ2］Stenzel，P.；Dollinger，P.；Richnow，J.；Franke，J.新式針繞技術(shù)對銅填充率的提高［J］.International?Conference?on?Electrical?Machines?and?Systems，2014.

プ髡嘸蚪椋豪綴疲1992-），陜西洛南人，本科，助理工程師，新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州體育場地管理中心，研究方向：電機。