电动机绕组接法对比及实验数据分析

下面列举几个集中绕组的分数槽高速无刷直流电机实例，考察将其绕组设计为或两种接法的效果。

【实例3-1】28DF1无刷直流电动机，分数槽绕组Z/（2p）=9/6，q=1/2，两种绕组接法的实际例子。

接法方案：

一个线圈的匝数为N=4，线径d=0.60mm，双股，实测绕组电阻R_i=35mΩ。

接法方案：

一个线圈的匝数为，取N=7。线径d=0.76×0.60mm=0.456mm，取线规为0.45mm，双股。实测绕组电阻R_i=33mΩ。

该电动机采用上述两种绕组接法方案，其空载和负载实测数据分别见表3-31和表3-32。

表3-31 28BLDF1无刷直流电动机和两种绕组接法样机空载试验数据

表3-32 28BLDF1无刷直流电动机和两种绕组接法样机负载试验数据

对比上述试验结果，两种绕组接法方案的性能基本上是相同的。

正如表中给出的，对于q=1/2的分数槽无刷直流电机，由于3次谐波绕组系数等于零，即没有3次和3次倍数的谐波在闭合的三相绕组内形成环流而产生额外的损耗的问题。所以，绕组设计时可依据实际需要选择接法或接法，两种情况下，电机性能是一样的。

【实例3-2】28BL01无刷直流电动机，分数槽绕组电机Z/（2p）=12/14，q=2/7，将其绕组设计为或两种接法。

接法方案：

一个线圈的匝数为N=40，线径d=0.50mm，单股，实测绕组电阻R_i=82mΩ。

改为接法方案：

一个线圈的匝数为，取(https://www.daowen.com)

线径=0.50/0.76mm=0.66mm，此线径太粗，改为双股线：线径0.467mm，取线规为0.45mm，双股。实测绕组电阻R_i=108mΩ。

该电动机采用上述两种绕组接法方案，其空载数据见表3-33。

表3-33 28BL01无刷直流电动机和两种绕组接法样机空载试验数据

这个例子，由于磁体设计时采取不等气隙措施，使气隙磁通密度分布接近正弦波，电动势的3次谐波少，从而两种绕组接法方案得到相近的性能。

【实例3-3】28BLB01无刷直流电动机，分数槽绕组电机：Z/（2p）=9/8，q=3/8。其绕组设计为或两种接法。

接法方案：

一个线圈的匝数为，线径=0.45mm，双股，实测绕组电阻R_i=74mΩ。

接法方案：

一个线圈的匝数为，取N=12。线径d=0.76×0.45mm=0.342mm，双股。改为单股，，取线规为0.50mm，实测绕组电阻R_i=67mΩ。

该电动机采用上述两种绕组接法方案，其空载和负载实测数据见表3-34和表3-35。

表3-34 28BLB01无刷直流电动机和两种绕组接法样机空载试验数据

表3-35 28BLB01无刷直流电动机和两种绕组接法样机负载试验数据

尽管由于匝数取整、线径取线规都对接法有利，但对比两种绕组接法方案的空载数据，接法空载转速是接法的1.03倍，而电流增大了，达1.15倍。对比两种绕组接法方案使用同一个风叶的负载数据，接法负载转速是接法的1.038倍，而负载电流是1.117倍。从在这个例子可见，接法优于接法。