看了汽車電機自動化生産線的視頻，小X頗感驚訝。嵌線、接線、綁紮和焊接等一系列動作連貫、流暢，幾乎無人工介入。

小X和Ms.參無話不說，聊天時特意道出他憋在心頭的這些感慨：汽車電機生産自動化程度那麼高，複雜的繞組問題都搞定了，我們這些搞電機的該何去何從？為破解這些個疑惑，以下Ms.參且先繞開炫目的視覺沖擊問題，回到原點重新研究交流繞組，一則再探繞組究竟有多神秘，二來解開汽車電機生産自動化的秘密，小X所言何去何從問題也就迎刃而解了。

●電勢和磁勢波形接近正弦波，即諧波分量盡可能小；

●确保絕緣性能和機械強度可靠的前提下，用銅量少、散熱條件好；

●制造工藝簡單或适合特定工藝，檢修方便。

繞組基波電勢的計算

從導體電勢開始，逐步引申到匝電勢、線圈電勢、線圈組電勢和相電勢。

● 導體電勢

設Bm1是正弦波磁密的幅值,L為有效導體長，V為磁密波的線速度，導體電勢的最大值為

Ec1m= Bm1LV……(1)

導體電勢的有效值為

|Ec1|= Ec1m/√2= Bm1LV/√2

=Bm1L/√2·2pτn/60=√2fBm1τ……(2)

式中τ為用長度表示的極距；f為電勢的頻率，f= pn/60。

正弦波磁密波每極磁通量Ф1=2/π·Bm1τL，Bm1=π/2·Ф1·1/τL，代入式(2)得

|Ec1|=π/√2·fФ1=2.22fФ1……(3)

● 匝電勢和短距系數

匝電勢為線匝兩邊電勢的矢量和。設線圈邊跨槽距用弧長表示為y1，則用電角度表示的線圈槽距γ=y1/τ·180°,如圖1所示。

圖1

因兩線圈邊電勢Ec1、Ec1’為反向串接，故合成電勢為

|Et|=|Ec1 (-Ec1’)|=2|Ec1|cos(180°-γ)/2

=2|Ec1|cos(90°-γ/2)

= 2|Ec1|sin(γ/2)

=2|Ec1|sin(y1/τ·90°)

=2|Ec1|ky1

=4.44ky1fФ1……(3)

式(3)中ky1為繞組短距系數，即

ky1=|Et|/2|Ec1|= sin(y1/τ·90°)……(4)

● 線圈電勢

線圈内各匝電勢同大小、同方向，直接疊加。設線圈有wc匝，則

Ey1=4.44wcky1fФ1……(5)

● 線圈組電勢

線圈組電勢是q個線圈的矢量和，如圖2所示。

圖2

由正弦定律Ey1= 2Rsin(α1/2), 2R= Ey1/sin(α1/2)

Eq1=2Rsin(q*α1/2)

= Ey1·sin(q*α1/2)/sin(α1/2)

=qEy1·sin(q*α1/2)/qsin(α1/2)

= qEy1·kq1……(6)

kq1= Eq1/qEy1= sin(q*α1/2)/qsin(α1/2) ……(7)

式（7）中kq1稱為繞組的分布系數

式(5)代入式(6)得

Eq1=q4.44wcky1fФ1·kq1

=4.44qwcky1kq1fФ1

=4.44qwckw1fФ1……(8)

● 相電勢

一相所串聯線圈組電勢相加即得相電勢。一般每條支路所串聯各線圈組電勢電勢同大小、同相位，可直接相加。式(8)中線圈組串聯匝數為qwc，替換為每相繞組的串聯匝數(即一條支路的匝數)w1即得相電勢為

EФ1=4.44w1kw1fФ1……(9)

汽車電機繞組特點

汽車電機結構尺寸要求極為苛刻，内腔留給繞組的空間彌足珍貴。采取措施優化繞組是汽車電機設計的難點和關鍵技術。

●最大限度地縮減端部接線，提高有效導體長度占比線圈總長的比率。

●最大限度地提高繞組系數或有效導體長度利用率，減低或消除諧波含量。

如何優化繞組呢？式(4)短距系數、式(7)分布系數寓意的内容說明一切，探明其中的奧秘，上述汽車電機生産自動化的秘密破解自然不在話下。

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