豐田Prius B電機分析(圖文並茂)


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圖1Prius電機B和減速器

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圖2為圖1各部分名稱

Prius定子

Prius定子由疊層定子薄片、銅線繞組、絕緣片、頂部和底部塑料絕緣蓋,溫度傳感器和電氣接口連接器。疊層定子薄片為240個電磁鋼衝壓件,銅線繞組由197個髮夾式繞組組成,線圈的絕緣是由疊層薄片內部的織物層提供。電氣接口包括三相接線端子、三端連接線和一個分割片。


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圖3定子組

疊層定子薄片為240片電磁鋼衝壓件,這些電磁鋼衝壓片被預製,然後壓在一起形成堆棧,定子外輪廓為能夠安裝到減速器中提供了3個通孔安裝孔。


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圖4定子薄片

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圖5定子堆棧

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圖6定子堆棧焊縫

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圖7髮夾式繞組

Prius銅繞組被被稱為髮夾式繞組,在一個製造單元中,髮夾式繞組設計是通過自動化設備將導線成型安裝在轉子中。銅線被預塗,每一條線末端被剝開,作為插入定子的預製件,單層絕緣層被用於同一槽中的所有髮夾繞組與定子絕緣,將導線壓入定子槽後,它們是後成型的,兩端焊接在一起,然後焊接頭通過浸漬塗抹上以成陶瓷塗層。


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圖8頂部塑料絕緣蓋

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圖9底部塑料絕緣蓋

層壓疊層內0.007英寸的芳綸紙提供線圈絕緣,每個極槽包含一個絕緣體。定子線圈是安裝接插件前塗上絕緣漆後裝配,電機三相線從電機引出並塗上額外的絕緣層,電氣接口包括三端連接線,三相帶孔銅端子和一個分割片,分割片是被過模壓在三端連接線上,三相銅端子被壓在三相線的末端輸出,然後被焊接在定子銅導線的末端。


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圖10三相銅端子

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圖11三相銅端子線夾

Prius轉子

轉子組由主疊層、端板組、磁鐵、輪轂、小層壓棧、軸承襯套、軸環、螺母、中心軸和墊片組成。主疊層包含174個電磁鋼衝壓件。端板封閉轉子的每一端。共40個磁鐵安裝在層壓板堆疊的槽內。磁鐵被排列成10個磁極,四個磁鐵組成一個磁極,兩個磁鐵被安裝在一個槽中(每個磁極兩個槽)。在工藝選擇階段,發現磁鐵是釹基的。墊片和螺母將疊層板固定到位。小層壓棧被軸環固定。中心軸是一種經過機械加工的棒材結構,具有冷卻疊層結構的功能。轉子的疊層數確實比定子的疊層數多66層。


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圖12轉子

轉子堆棧由174塊衝壓電磁鋼板組成,比定子中使用的240片要少。這種佈置在牽引電機設計中並不典型,因為轉子層壓通常是由定子層壓的中心截距產生的。這種方法可以使豐田將定子和轉子的鐵損耗降到最低,但是,除非他們有另一臺機器來使用,否則定子的切割會導致更高的刮料成本。疊層先被預壓,然後壓在一起形成一個成品疊層。定子內部輪廓也提供了一種在被壓到中心軸上時進行對準的方法。此外,還有五種不同的層壓板型材,用於通過油對轉子進行內部冷卻,這是不尋常的,因為這個解決方案需要更復雜的工具來生成不同的通道。


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圖13轉子堆棧


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圖14轉子斷層

轉子包括兩個蓋板,如下圖所示,一個在頂部,一個在底部。蓋板蓋在磁鐵上。為了便於安裝,板上還包括一個定位功能。


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圖15轉子上下蓋板

轉子包含10根磁極,每根磁極的每一節都有兩個相同的磁鐵插入槽對。

磁鐵到達疊層的末端。在工藝選擇階段,發現磁鐵是釹基的


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圖16轉子10極磁鐵配置

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圖17轉子磁鐵

轉子中心軸是由棒材加工、去毛刺、感應硬化然後清洗而成。中心軸包含用於疊層壓機安裝的功能,包括鍵槽對齊。靠近輪轂中部的加工孔(交叉鑽孔)與層壓板堆中形成的用於冷卻的空腔對齊。


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圖18轉子中心軸

中心軸也包含一個軸承,如下所示。它與傳輸中的組件對齊。軸承被認為是一種商品,並被壓入軸的末端。


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圖19中心軸軸承

中心軸的一端裝有一個速度傳感器目標輪。目標輪由八個衝壓層組成,通過軸環壓緊在軸上。


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圖20傳感器目標輪

轉子內部為油冷卻。這是由交叉鑽孔在中心軸與轉子疊層上腔對齊。不同的層壓板放置提供了一個大部分均勻分佈的油在頂部和底部之間。


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圖21轉子冷卻


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