فرآیند و اصل سیم‌پیچی موازی چندسیمهٔ سیم‌پیچ استاتور موتور چیست؟ چگونه آن را با دستگاه سیم‌پیچی تطبیق دهیم؟

در زمینهٔ ساخت موتور، به‌منظور بهبود بازده موتور، کاهش تلفات مقاومت و ارتقای عملکرد دفع حرارت، فرآیند سیم‌پیچی موازی چندسیمه پدید آمد. این فرآیند با سیم‌پیچی همزمان چندین سیم لعاب‌دار در شیارهای استاتور، ساختار سیم‌پیچی موتور را بهینه‌سازی می‌کند. در ادامه توضیح مفصل مراحل اصلی این فرآیند توسط Vacuz ارائه می‌شود:

نمونه دستگاه سیم‌پیچی سیم‌کویل استاتور خارجی موتور پهپاد BLDC Vacuz با دقت بالا، اتوماتیک ۰.۲ میلی‌متری ۱۳۱۴T
نمونه دستگاه سیم‌پیچی سیم‌کویل استاتور خارجی موتور پهپاد BLDC Vacuz با دقت بالا، اتوماتیک ۰.۲ میلی‌متری ۱۳۱۴T

۱. آماده‌سازی سیم: بر اساس نیازهای طراحی خاص موتور، سیم لعابی با مشخصات مناسب را با دقت انتخاب کنید، که شامل انتخاب قطر سیم و تعیین درجه عایق می‌شود. سپس، سیم برای اطمینان از اینکه کیفیت آن با الزامات سیم‌پیچی مطابقت دارد، پیش‌پردازش می‌شود، مانند صاف کردن و زدودن burrها.

۲. آرایش و قرارگیری سیم‌ها: با کمک یک مکانیزم دقیق آرایش سیم، چندین سیم به طور مرتب طبق فاصله‌ی از پیش تعیین‌شده چیده شده و با دقت وارد شیار استاتور می‌شوند. در این فرآیند، لازم است اطمینان حاصل شود که سیم‌ها موازی باقی بمانند تا از هرگونه تلاقی جلوگیری شود.

۳. سیم‌پیچی همگام: محور اصلی دستگاه سیم‌پیچی را راه‌اندازی کنید تا سیم‌ها به‌صورت همگام در شیارهای استاتور پیچیده شوند. در طول فرآیند سیم‌پیچی، کشش باید به‌طور دقیق کنترل شود تا ثابت بماند و از پارگی سیم به‌دلیل کشش بیش از حد یا شل شدن آن به‌دلیل کشش ناکافی جلوگیری شود.

۴. عایق بین لایه‌ها: هنگامی که لازم است چندین لایه سیم‌پیچ پیچیده شود، باید مواد عایق مانند کاغذ یا فیلم عایق بین لایه‌های مجاور سیم‌پیچ قرار داده شود تا از اتصال کوتاه بین دورها جلوگیری کرده و ایمنی موتور را تضمین نماید.

۵. شکل‌دهی انتها: پس از سیم‌پیچی، انتهای سیم‌پیچ‌ها برای تثبیت سیم‌ها و بهبود استحکام مکانیکی آن‌ها، شکل داده می‌شود؛ این کار شامل بسته‌بندی و لاک‌کاری است و تضمین محکمی برای عملکرد پایدار موتور فراهم می‌کند.

دلیل اینکه فرآیند سیم‌پیچی موازی چندسیمه می‌تواند به‌طور مؤثر عملکرد موتور را بهبود بخشد، عمدتاً مبتنی بر اثر پوستی و اثر نزدیکی در الکترومغناطیس است:

۱. اثر پوسته‌ای: تحت اثر جریان با فرکانس بالا، جریان تمایل دارد در سطح رسانا جریان یابد که منجر به کاهش قابل توجه چگالی جریان در مرکز رسانا می‌شود. با به کارگیری روش سیم‌پیچی موازی چندسیمه، مساحت مقطع معادل یک سیم واحد کاهش یافته و جریان به طور یکنواخت‌تری در سطح سیم توزیع می‌شود، در نتیجه اتلاف مقاومت کاهش یافته و راندمان موتور بهبود می‌یابد.

۲. اثر نزدیکی: جریان‌ها در سیم‌های مجاور بر یکدیگر تأثیر می‌گذارند که منجر به توزیع نامنظم جریان می‌شود. برای کاهش این اثر، فرآیند سیم‌پیچی موازی چندسیمه با طراحی منطقی فاصله و چیدمان سیم‌ها، توزیع جریان در سیم را بهینه‌تر می‌کند و در نتیجه بازده سیم‌پیچی را بهبود می‌بخشد.

۳. بهینه‌سازی دفع حرارت: سیم‌پیچی موازی چندسیمه نه تنها توزیع جریان را بهینه می‌کند، بلکه مساحت سطح سیم‌پیچی را نیز افزایش می‌دهد و در نتیجه بازده دفع حرارت را بهبود می‌بخشد. این امر به موتور امکان می‌دهد تا با چگالی توان بالاتر به طور پایدار کار کند و عملکرد آن را بیش از پیش بهبود بخشد.

به منظور برآورده‌سازی نیازهای فرآیند سیم‌پیچی موازی چندسیمه، تجهیزات دستگاه سیم‌پیچ باید دارای قابلیت‌های زیر بوده و تنظیمات پارامتری مربوطه را انجام دهند:

ساختار و عملکرد تجهیزات:

۱. مکانیزم سیم‌پیچی موازی چندسیمه: شامل دستگاه پرداخت چندکاناله، چرخ راهنمای سیم و سیستم کنترل کشش به منظور اطمینان از تغذیه همزمان و پایدار چندین سیم به شیار استاتور.

۲. سیستم موقعیت‌یابی با دقت بالا: استفاده از موتورهای سروو و ریل‌های راهنمای دقیق برای دستیابی به موقعیت‌یابی دقیق شیار استاتور و کنترل دقیق مسیر سیم‌پیچی.

۳. سیستم کنترل تنش: نظارت و تنظیم لحظه‌ای تنش سیم برای تضمین تنش ثابت و جلوگیری از پارگی سیم یا پیچش نامنظم.

۴. سیستم کنترل خودکار: ادغام سیستم PLC یا CNC برای تحقق تنظیم خودکار پارامترهای پیچش و عملکردهای تشخیص عیب، بهبود بهره‌وری تولید و پایداری کیفیت.

تنظیم پارامتر تجهیزات:

۱. تطبیق قطر سیم: با توجه به مشخصات سیم، چرخ پرداخت و چرخ راهنمای مناسب را انتخاب کنید تا سیم به‌راحتی از تجهیزات دستگاه سیم‌پیچ عبور کند.

۲. تنظیم تنش: مقدار تنش را بر اساس جنس سیم و قطر آن تنظیم کنید تا اطمینان حاصل شود که تنش در محدوده معقولی نوسان می‌کند و از اثرات نامطلوب بر کیفیت سیم‌پیچی جلوگیری شود.

۳. سرعت پیچش: سرعت پیچش را بهینه‌سازی کنید تا بین کارایی تولید و کیفیت پیچش تعادل برقرار شود. از آنجا که فرآیند پیچش چندسیم نسبتاً پیچیده است، سرعت پیچش معمولاً حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد کمتر از پیچش تک‌سیم است.

۴. هم‌ترازی شیار: اطمینان حاصل کنید که سیم به‌طور دقیق با شیار استاتور هم‌ترازی دارد، با استفاده از فناوری‌های پیشرفته مانند سیستم‌های بصری یا کالیبراسیون لیزری، تا از جابجایی سیم‌پیچی جلوگیری شود.

ماشین سیم‌پیچی استاتور موتور پهپاد BLDC دو اسپیندل اتوماتیک
ماشین سیم‌پیچی استاتور موتور پهپاد BLDC دو اسپیندل اتوماتیک

نگهداری و بهینه‌سازی تجهیزات:

۱. تمیزکاری و روانکاری: به‌طور منظم قطعات کلیدی مانند چرخ پرداخت، چرخ راهنما و حسگر تنش را تمیز و روانکاری کنید تا احتمال سایش و خرابی کاهش یابد.

۲. کالیبراسیون و عیب‌یابی: به‌طور منظم اجزای کلیدی مانند حسگرهای تنش و سیستم‌های موقعیت‌یابی را کالیبره و عیب‌یابی کنید تا اطمینان حاصل شود که دقت و پایداری آن‌ها با الزامات تولید مطابقت دارد.

۳. بهینه‌سازی فرآیند: پارامترهای پیچش (مانند منحنی تنش، سرعت پیچش و غیره) را بر اساس داده‌های تولید واقعی و تجمیع تجربه به‌طور مداوم تنظیم کنید تا کیفیت و کارایی پیچش بهبود یابد.

ایمیل: sales@vacuz.com [fusion_form form_post_id=”431″ margin_top=”” margin_right=”” margin_bottom=”” margin_left=”” hide_on_mobile=”small-visibility,medium-visibility,large-visibility” class=”” id=””][/fusion_form]

ایمیل: sales@vacuz.com
هم‌اکنون استعلام کنید