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在上文讨论分布式绕组，本文将进一步通过实例解析多层扁线绕组的绘制与优化策略，旨在为电机设计工程师提供一套系统性的实践指南。
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评估绕组方案的优劣：理论与实践的结合
在电机设计中，选择合适的绕组方案是提升性能的关键一步。以常见的48槽8极、54槽6极、72槽6极及72槽8极电机为例，每种配置下的每极每相槽数（q）分别为2、3、4、3。在新能源驱动电机领域，支路数通常小于6，且支路数与层数、匝数紧密相关。支路数增多意味着每层匝数减少，可能影响扭矩密度。对于多支路设计具体而言，48槽8极电机最佳支路数为2或4；54槽6极电机在3支路；72槽6极电机则倾向于2、4支路；而72槽8极电机3支路，这些选择扁线电机绕组方案会非常自然。
然而，为了灵活适应更多应用场景和支路数需求，调整层数成为了一个有效的策略。例如，48槽8极电机在6层时可选3支路；54槽6极电机在4、6、10层时可考虑2支路；72槽6极电机在6层时可选3支路；72槽8极电机则在4、6、8层这样的偶数层上，更适合采用2支路或4支路配置。
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支路数的选择
支路数的确定并非随意，它直接关系到电机的匝数、电流承载能力及整体性能。扁线电机的匝数N可通过公式N=槽数层数/支路/3计算得出。匝数的选择需与电流大小相匹配：高匝数通常意味着更高的扭矩输出，但也可能导致反电势增加，弱磁区域性能下降，从而影响峰值功率。因此，支路数的选择需依据电流大小来权衡。大电流场景下，为减少电阻损耗，可适当减少匝数；而在小电流应用中，增加匝数以提高电磁效率和扭矩输出则更为合适。
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扁线电机绕组设计的实战演练
进入实战环节，我们需遵循以下设计原则，以确保绕组方案的高效实施：
▶ 减少同层焊接：尽量降低同层绕组的焊接数量，以减少扁线扭转工艺的难度和复杂度。
▶ 三相线集中出线：将三相线的出线位置设计得尽可能集中，便于后续的电气连接和整体布局。
▶ 槽内同相优化：除非采用短距设计，否则槽内应尽量保持同相，以改善绝缘效果和电机运行的可靠性。
以48槽8极2支路为例：设定匝数为64，绕组布局遵循上述原则进行设计如下。发卡式绕组以其结构简单、易于制造的特点被广泛采用。在此例中，发卡腿编号从奇数开始，偶数结束，如12构成一个发卡，34构成
另一个，2和3通过扭转后焊接在一起。值得注意的是，发卡式绕组的设计需确保跨层的一致性，即每个发卡跨越不同的层，以保持每层发卡扭转方向的统一，便于自动化生产。
跨层与匝数的关系
判断绕线发卡是否可以全部跨层的一个快速方法是检查匝数N除以层数的结果是否为每极每相槽数q的整数倍。若是，则发卡无需跨同层；若非整数倍，则跨同层成为必要。这一规则有助于在设计初期快速识别并调整绕组布局，避免不必要的工艺复杂度。
汇流排设计的便利性
该绕组方案的另一个亮点在于其支路的进线和出线均位于外侧且位置相近，这为汇流排的设计提供了极大的便利。紧凑的进出线布局不仅简化了电气连接，还有助于提高电机的整体结构紧凑性和散热效率。
总结
综上所述，多层扁线绕组的设计是一个综合考虑性能、工艺及需求的复杂过程。通过深入理解绕组方案的评估标准、合理选择支路数、遵循设计原则并灵活应用实践技巧，可以设计出既高效又易于制造的电机绕组，满足新能源驱动电机领域日益增长的多样化需求。
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