Keuntungan dari belitan Tembaga Pada Batang Padat

Terlepas dari keuntungan yg menarik ini, penggunaan solid bar di armature winding mesin sinkron sudah dicadangkan untuk aplikasi yang sangat terbatas mirip generator turbo MW serta generator pesawat 3 termin (APUG, VFG, IDG). Jenis lilitan seperti itu menjadi semakin umum saat diperkenalkan pada tunggangan listrik dan bibit unggul listrik buat daya menengah mulai dari 40 kW sampai 200 kW, disebut lilitan jepit rambut. Gulungan sejenis ini sangat ideal untuk menyampaikan kinerja yg diharapkan waktu motor traksi tunggangan dibutuhkan buat berbagi torsi tinggi di kecepatan rendah atau selama percepatan.
Belitan yg dibahas pada bab ini berbeda asal belitan jepit rambut serta sudah dipergunakan buat banyak aplikasi: tunggangan listrik, mobil sport mungil, tunggangan utilitas, bahtera listrik penuh
Peningkatan faktor pengisian slot lebih besar dari 80%, sebagai akibatnya kinerja dan sikap termal lebih baik di slot serta belitan ujung
Performa mesin listrik apa pun terkait erat dengan faktor pengisian slot. ada beberapa definisi faktor pengisian slot, pada sini kami mempertimbangkan rasio total tembaga murni dalam satu slot per total area slot.
dalam belitan tumpang tindih konvensional dengan kawat bundar , faktor pengisian tembaga selalu biasa-biasa saja serta sangat rumit buat mengeksploitasi lebih berasal 45% area slot (stator tidak tersegmentasi), sebagai akibatnya hampir 1/2 asal volume slot tidak aktif dan ditempati sang udara dan bahan isolasi yg tidak selaras
mengenai belitan konduktor padat yg kami usulkan pada sini, faktor pengisian slot umumnya lebih tinggi berasal 75%. Memang, palang ditempatkan pada slot persegi panjang yang sedikit lebih akbar berasal palang buat memungkinkan insulasi slot (slot liner). Dimensi slot sama menggunakan: wslot = wbar + δsl serta hslot = hbar + δsl, di mana δsl adalah celah antara dinding slot serta konduktor padat yang dimaksudkan buat mendapatkan slot liner. δsl umumnya terletak antara 0,3 mm dan 0,5 mm (V < 1 kV serta P < 300 kW)
mempertinggi faktor pengisian slot menggunakan solid bar akan memberikan manfaat berikut:
pada beban listrik eksklusif serta kehilangan tembaga DC yang diberikan: ketika faktor pengisian tembaga ditingkatkan, tinggi/berukuran slot dapat dikurangi pada proporsi yg sama. Slot yang lebih pendek membuat motor yg lebih mungil serta lebih ringan menggunakan mengurangi diameter luarnya; atau, di diameter luar motor eksklusif (amplop), diameter dalam stator dapat ditingkatkan serta, karenanya, torsi keluaran.
di area slot tertentu serta kerugian tembaga DC eksklusif: faktor pengisian tembaga yg lebih baik akan memungkinkan buat menaikkan rasio torsi-berat motor sembari mempertahankan efisiensi yang sama. misalnya, meningkatkan faktor pengisian asal 40% menggunakan kawat bundar sebagai 80% dengan btg padat (kedua nilai praktis) akan memungkinkan buat mengalikan arus dalam slot menggunakan √dua serta akibatnya mendapatkan rasio torsi-terhadap-berat +18% menggunakan perkiraan bahwa tembaga sekitar 20% asal total berat EMAG. Perhitungan per unit ditunjukkan pada Tabel 1 buat memberikan ilustrasi kinerja motor buat faktor pengisian tembaga antara 20% dan 90%, pada mana kasus dasar merupakan faktor pengisian 40% (nilai terkenal untuk manufaktur baku ) dalam prakteknya, dimungkinkan buat meningkatkan kerapatan kehilangan tembaga di belitan btg padat karena pertukaran termal antara tembaga dan paket inti stator dan antara belitan ujung dan rumahan ditingkatkan
menaikkan manajemen termal dengan solid bar akan memungkinkan buat menghomogenkan suhu tembaga serta menekan titik panas, yang membentuk insulasi belitan lebih tangguh
Belitan ujung yg lebih mungil, lebih ringan, serta terkontrol lebih baik, sehingga densitas daya serta efisiensi lebih tinggi
Gulungan akhir selalu mewakili tumit Achilles untuk aktuator listrik. Memang, mereka menghamburkan tenaga tanpa berkontribusi pada penciptaan kekuatan yg berguna. Hotspot umumnya terjadi pada bagian belitan ini. Prediksi volume belitan akhir sulit dilakukan, karena geometri rumit dan bergantung di beberapa faktor yg tidak terkontrol menggunakan baik, mirip topologi belitan, kebijaksanaan insinyur atau mesin yg melakukan belitan,…
dalam praktiknya, buat memperhitungkan kerugian di belitan ujung dengan dawai bundar pada perhitungan efisiensi, perancang mengalikan kerugian Joule yg hilang dalam slot menggunakan faktor tambahan yang umumnya terletak antara 1,3 dan 2 (belitan terdistribusi ). Bukan hal yg aneh buat menemukan mesin listrik pendek menggunakan faktor belitan ujung 2; itu berarti bahwa panjang aksial setengah putaran sama dengan 2 kali panjang aktif stator (panjang tumpukan) dan sang karena itu kerugian pada belitan ujung sama menggunakan kerugian di tembaga aktif yang terletak pada slot.
buat belitan btg yang kami usulkan pada sini, volume belitan ujung bisa diperkirakan menggunakan tepat melalui hubungan (13) atau (14). dengan demikian, kerugian Joule gulungan akhir bisa diprediksi secara seksama serta efisiensi global mesin.
Selain itu, kami menambah ruang (mesin lebih pendek) serta berat, sehingga kepadatan daya dan efisiensi menjadi lebih baik
Pembukaan slot yg membatasi, sebagai akibatnya mempertinggi torsi cogging serta kehilangan rotor
Terlepas berasal fenomena bahwa beberapa kinerja mesin listrik terkait erat menggunakan impak slotting, lebar bukaan slot sebenarnya bukan parameter pengoptimalan pada perkara belitan konvensional, sebab dikenakan oleh penggulung buat memfasilitasi penyisipan gulungan. ke dalam slot.
Kinerja yang terkait dengan pembukaan slot merupakan:
Nilai torsi: modulasi kerapatan fluks yg ditimbulkan sang pengaruh slotting Mengganggu dasar kerapatan fluks celah udara (celah udara efektif yang lebih akbar) serta akibatnya mensugesti torsi yang didapatkan.
Torsi cogging: semakin halus lubang stator, semakin rendah dampak slotting dan torsi cogging. Ini menaikkan perilaku akustik serta getaran indera berat.
Kerugian arus eddy rotor di magnet, pada selongsong pelawan konduktor, dan di rotor besi padat: lebar bukaan slot yang rendah akan secara signifikan mengurangi modulasi keengganan celah udara yg terlihat oleh rotor serta akibatnya kerugian yg diinduksi lebih sedikit dan efisiensi yg lebih baik.
Kerugian windage: sebanding menggunakan koefisien kekasaran yang tergantung pribadi pada keadaan bagian atas rotor dan stator. Ini minimal (∼1) buat mesin dengan rotor halus serta bukaan slot rendah.
pada masalah belitan batang, tidak terdapat kendala spesifik di bukaan slot karena konduktor dimasukkan menggunakan menggeser ke pada stator, yang memungkinkan untuk mengoptimalkannya dan menaikkan kinerja yg disebutkan pada atas. Lebar bukaan slot optimal dengan belitan batang yg diusulkan dalam makalah ini umumnya terletak antara 0,5 mm dan 1 mm. Ini sesuai dengan trade-off antara pengaruh slotting minimal dan fluks kebocoran minimal (torsi yg didapatkan tertinggi).