集中绕组

概念定义

集中绕组（concentrated winding）是电气工程中的一种绕组形式。电机绕组可按每相每极槽数区分为集中绕组和分布绕组；集中绕组的定子绕组集中缠绕在单个齿部，而不是以分布形式布置。该结构可先制成绕组，再将成品绕组推入定子，适合与单齿铁心、分瓣式定子等结构配合。集中绕组作为电气工程名词，收录于1998年公布的《电气工程名词》第一版。

工作原理

集中绕组通过布置在定子齿部的线圈建立电磁场，并与电机内部的磁场相互作用，实现电能与机械能之间的转换。其绕组集中于单个齿部，因此绕组端部尺寸较小。采用这种绕组形式的电机可呈现梯形反电动势，并具有较高的低速转矩特性。

集中布置也会影响电机的空间谐波构成。较高的谐波含量可能带来转矩脉动，因此实际设计需要结合槽数、绕组系数和定子结构进行协调。同步磁阻电机的相关设计可采用整距槽数配置，在绕组系数与空间谐波含量之间取得平衡；新能源汽车驱动电机则可通过分数槽设计及定子结构优化，降低铜耗与齿槽转矩。

技术构成

集中绕组系统的核心包括缠绕于定子齿部的线圈、承载线圈的定子铁心，以及用于装配各部分的定子结构。由于线圈可围绕单个齿部制作，绕组能够作为相对独立的成品部件装入定子。这种结构也为电机模块化设计提供了实现方式。

集中绕组并不限定定子必须采用单一制造结构。在模块化直驱永磁风力发电机中，集中绕组可与单齿铁心叠压设计及分瓣式定子结构结合。国内首台3.0MW(S)集中绕组模块化直驱永磁风力发电机即采用这类结构方案，以配合大型直驱发电机的制造与装配。

特点与应用

集中绕组的主要结构特点是绕组端部尺寸小，并可采用成品绕组装配。其电磁特性包括梯形反电动势和较高的低速转矩，但谐波含量较高时可能产生转矩脉动。绕组形式的选择需要与电机槽数、极数、磁路及定子结构共同考虑。

集中绕组主要用于短粗型电机、直驱永磁风力发电机和新能源汽车驱动电机，也可用于同步磁阻电机设计。汽车领域的应用包括本田混动车型以及松正270系列PHEV-P2电机。不同应用会通过分数槽配置、整距槽数配置或定子结构调整，处理绕组系数、空间谐波、铜耗与齿槽转矩之间的关系。