将很多导线拧在一起绕制 - 影响马达性能的线圈 （下）

　　将很多导线拧在一起绕制

　　要提高占空比，除了分割内芯之外，还有一种很早就为人所知的方法。那就是分布绕法线圈常用的“落入”绕法。

　　“集中绕线”方式是在一个内芯上缠绕一个线圈，而“分布绕线”方式是将多个内芯放在一起进行卷绕。集中绕线方式的铜损较少。而分布绕线方式的顿转扭矩（Cogging Torque）较小。丰田“普锐斯”的混合动力系统配备的马达及发电机分别采用了不同的绕线方式，马达采用分布绕线式，发电机采用集中绕线式，由此可以推测，二者今后可能会共存。

　　小田原工程公司开发出了适用于汽车用马达分布绕线的绕线机。特点是可一次卷绕很多导线。

　　其实，EV用马达的线圈是将多条细线（比如16根）拧在一起卷绕后并联而成。像EV一样需要很大扭矩时，必须通过很大电流才能满足需要。要将铜损及其造成的温度上升降至一定水平的话，需要一定的截面积。也就是说要用粗线绕制。

　　不过，如果粗线的曲率半径很小的话，就不能卷绕。另外，频率提高时，导致电流集中在表面附近的“表皮效应”会增大，无论导线有多粗，其中心位置都不会发挥作用。

　　图9：小田原工程的绕线机

　　先缠绕在绕轴（右），然后从上面推入线圈插入夹具的叶片之间。

　　图10：上面是飞轮，挂在中间的是绕轴，下面是线圈插入夹具

　　绕轴不动，飞轮围绕其周围旋转，因此导线会扭曲。

　　汽车用马达目前仍采用家电等常用的将细线拧在一起的绕线方式。通过将所有导线并联在一起，使其发挥与粗线相同的作用。采用落入绕法时，首先将导线临时卷绕在名为绕轴的夹具上，然后将其放入线圈插入夹具的叶片之间（图9）。满一周后，最后将所有线圈一同插入内芯与内芯之间的沟槽中。由于不受线嘴的制约，因此可提高占空比。

　　将导线卷绕在绕轴上的部件称为飞轮（Flyer）。围绕着固定的绕轴来供应导线（图10）。因高度与飞轮相同，因此从位置来说不可能供应导线，因此要在高处设置绕线管（Bobbin），穿过飞轮的旋转轴从上面供应导线。因此，飞轮转动时，导线会扭曲。

　　即使只有一根线也会扭曲，不过是圆形线的话问题不会凸现出来。但若是方形线的话，扭曲后就会出现问题。有16根导线时，会由“扭曲”问题加重为“交叉”问题。线圈平行而整齐地卷绕时，占空比较高。如果交叉后占用多余空间，占空比就会降低。

　　因此，小田原工程在绕轴上设置了名为“Stock Ring”的圆环。从绕线管中取出导线后，将其缠绕在该圆环上，然后按照一个线圈的长度进行切割。绕制完毕后可通过一边解开导线一边将其供应给飞轮的方法，来防止导线交叉。