探究電機生產技術對電機控制算法的影響

雷浩

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

ス丶詞：電機；生產技術；控制算法

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

一、電機生產技術

ピ詰綞機的生產過程中，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、節距等具體數據，而后參照繞線機線模的具體固定要求，設置計數器，便可開始繞制。當前市面上所生產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揮也產生了不同作用。

二、生產技術對產品性能控制的影響

ピ謔導噬產中，即便是選用了相同的材料與設計構造，所生產出的產品性能也各不相同。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品性能的顯著影響。合理的纏繞方式，明顯有利于延長產品的使用壽命，并且發揮出產品的真正效用。

三、電機控制技術概述

グ樗孀攀奔淶耐埔疲現如今，電機控制技術依已然取得了一定進步，逐漸步入成熟階段。但是，隨著科技的發展，涌現出了許多新型電子產品，因而，對于電機控制技術也提出了更高的要求。加之，考慮到應維持環境的可持續發展，節能與高效也成為了電機控制技術中亟待解決的問題。

サ鼻埃永磁同步電機的出現無疑是電機界的一大革新，其不僅擁有著水平較高的生產技術，特性還介于感應電動機與無刷直流電機之間，因此，雖然它的轉子具有永磁體，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構卻可以產生正弦磁通密度，此點卻又同感應電動機相仿。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，可以實現自動化操作，具體表現在導線可在張力作用下，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別。增加電動機中的銅填充率，可以提升機器的運轉效率以及功率密度，使其發揮最大效用。在手動纏繞模式之下，勢必會增添可以對填充率發揮積極影響的繞組設計。但與此同時，也增加了工序，為了改善這種現象，現如今的電動機生產廠家多使用針繞技術。

五、數字化控制針繞技術

フ肴葡呋通常會從諸多機器代碼之中提取需執行的機器指令，因此，在機器做出具體的操作之前，相關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設機器代碼以及對其進行修改。因此，該程序顯現出了諸多優勢，可使用其替代原有的TEACHIN編程法，這樣一來，即可在機器現擁有的幾何數據中系統化、自動化的生成相關指令，并將其保存為代碼形式。而在此過程中，需要應用到一個相對復雜的數字化計算模型。

ナ導使ぷ髦校該模型基本可以實現自動化操作，并且針對MATLAB還研發出了相應程序。該程序不僅確保囊括了所有的生產流程，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，還有助于在制造環節中，確立各個部件的具體位置，并使其完成的相關指令。考慮到在設計中出現的針尖形狀后，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，模型還對可能發生的碰撞情況進行了細致分析，以此實現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，纏繞運動有針架的平移運動而實現，反面向繞針的一側，則需依靠針架的平移和轉動共同合作，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果，可以形成一套參數化的計算模型，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顯現出了越來越大的重要性，對于線圈繞組的方法應進行仔細考量，繼而使電動機發揮出最大效用。

ゲ慰嘉南祝

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

ィ2］Stenzel，P.；Dollinger，P.；Richnow，J.；Franke，J.新式針繞技術對銅填充率的提高［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，新疆維吾爾自治區巴音郭楞蒙古自治州體育場地管理中心，研究方向：電機。