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高频供电条件下的PCB定子盘式永磁电机绕组优化设计

Optimal Design of Winding of Permanent Magnet Motor Based on High Frequency PCB Stator

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PCB定子盘式永磁无铁心电机的定子采用印制电路板(printed circuit board,PCB)结构,其电机的损耗主要来源于绕组上的交流附加铜耗和直流铜耗,因此定子绕组的设计直接影响电机整体性能.针对应用在较高频率且工况稳定的PCB电机,该文提出一种新型分布式绕组.首先建立反电势、直流铜耗、交流附加铜耗和电阻的解析表达式,分析PCB电机的空载特性.其次,以提高电机的效率为目的,提出在绕组有效导体部分加入绝缘材料.对新型绕组进行优化找到最合适的导体线宽,然后根据有限元理论对比分析新型分布式绕组和已有绕组负载特性.结果表明新型绕组不仅可以降低总铜耗,提高电机效率,有效降低定子稳定温升,并且新型结构也不会影响电机输出性能.最后制作一台16极600W样机进行验证,对PCB定子盘式永磁电机设计具有一定的参考价值.

王晓远、黄旭东、李天元

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天津大学电气自动化与信息工程学院,天津市南开区 300072

盘式电机 PCB定子 新型分布式绕组 效率 稳态温升

国家自然科学基金

51577125

2021

10.13334/j.0258-8013.pcsee.201124

中国电机工程学报
中国电机工程学会

中国电机工程学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.712
ISSN：0258-8013
年,卷(期)：2021.41(6)
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