Hairpin статорлары: артықшылықтары, шектеулері және тексеру

Шашкез сым орамалары жіңішке дөңгелек сым шоғырларын қалыпталған тікбұрышты өткізгіштермен алмастырады. Мұндай құрылым тартқыш қозғалтқыштарда кең таралған, өйткені ол бекітілген статор ойығына көбірек мыс орналастыруға мүмкіндік береді. Бұл артықшылық пайдалы, бірақ ол кез келген шашкез қозғалтқышы кез келген жұмыс нүктесінде тиімдірек болады дегенді білдірмейді.

Инженерлер шашкез құрылымын орамалау және өндіру тәсілі ретінде қарастыруы керек. Қозғалтқыш топологиясы, салқындату, коммутация жиілігі, жылдамдық ауқымы, оқшаулау жүйесі және сапаны бақылау дайын машинаның сипаттамаларын әлі де айқындайды.

Шашкез статор дегеніміз не

Статор құрамында қабатталған магниттік өзек және оқшауланған өткізгіштер болады. Шашкез процесінде эмальмен қапталған тікбұрышты мыс сымы қайталанатын пішіндерге келтіріледі. Өткізгіштер ойықтарға енгізіліп, қажетті қосылу сызбасына сәйкес бұралады және ашық ұштарында біріктіріледі.

Үздіксіз шашкез және соған ұқсас стерженьді орамалау әдістері қалыптау мен біріктірудің әртүрлі реттілігін қолданады. Оларға ортақ қағида — көптеген икемді дөңгелек талшықтардың орнына тұтас профильді өткізгішті пайдалану. RWTH Aachen өндірістік зерттеулерінде үздіксіз шашкез орамалары шаршы немесе тікбұрышты тұтас профильді мыс өткізгіштер ретінде сипатталады.

Бұл айырмашылық диагностика кезінде маңызды. Шашкез статорында көптеген қалыпталған өткізгіштер мен электрлік қосылыстар бар. Сондықтан оның өндірістік тәуекелдері кездейсоқ орамалы статордан өзгеше.

Ойықтың толтырылу коэффициенті неге маңызды

Дөңгелек сымдар бірге орналастырылғанда, олардың арасында бос кеңістіктер қалады. Тікбұрышты өткізгіштер ойық аумағын тиімдірек пайдалана алады. Мыстың толтырылу деңгейінің жоғары болуы электрмагниттік құрылымға байланысты жоғары момент тығыздығын немесе қысқарақ белсенді өзек ұзындығын қамтамасыз етуі мүмкін.

Алайда мыс мөлшері тиімділіктің толық көрсеткіші емес. Ойықта оқшаулау, өндіруге қажетті саңылау, сіңдіру материалы және жылу өткізетін жолдар да болуы керек. Тар саңылаулар өткізгіштерді енгізуді өлшемдік қателерге сезімтал етуі мүмкін.

Жобалаушылар бір ғана негізгі мәнді емес, толық шығын картасын салыстыруы керек. Мыс кедергісі, өзек шығыны, механикалық шығын, инвертор гармоникалары және температура жұмыс ауқымының әр бөлігінде өзгереді.

Жоғары жылдамдықтағы ымыра

Ірі тікбұрышты өткізгіштерде жоғары электрлік жиіліктерде токтың қайта бөлінуі байқалуы мүмкін. Беттік және жақындық әсерлері айнымалы токтағы тиімді кедергіні арттырады. Соның нәтижесінде тұрақты токтағы төмен кедергі арқылы алынған артықшылықтың бір бөлігі азаюы мүмкін.

Бұл әсер өткізгіш өлшемдеріне, ойықтағы орналасуына, қабаттардың орналасу ретіне, полюстер санына, жылдамдыққа және инвертор толқын пішініне байланысты. Жиі қолданылатын жұмыс нүктесінде жақсы нәтиже көрсететін қозғалтқыш максималды жылдамдыққа жақын жерде басқаша жұмыс істеуі мүмкін.

Жоспарланған момент–жылдамдық ауқымы бойынша тиімділік немесе шығын деректерін сұраңыз. Бір ғана номиналды нүктедегі тиімділік айнымалы жылдамдықты тартқыш немесе шпиндельдік жұмыс режимін сипаттай алмайды.

Жетек таңдау да маңызды. Коммутация стратегиясы, ток шектері, кернеу қоры, кері байланыс және жылулық қорғау қозғалтқышқа сәйкес болуы керек. PLC ProTech компаниясының Жетектер және қозғалысты басқару топтамасы ілеспе жетек жабдықтары туралы пайдалы түсінік береді.

Бақылауды қажет ететін өндірістік қадамдар

Өндіріс реттілігі әдетте түзетуді, кесуді, қалыптауды, оқшаулауды таңдап алып тастауды, енгізуді, бұрауды, біріктіруді, сіңдіруді және электрлік сынақты қамтиды. Әр кезеңде кейінгі станцияға дейін байқалмай жететін ақау пайда болуы мүмкін.

• Қалыптау: шамадан тыс деформация иілу орнында эмальды жарып немесе жұқартып жіберуі мүмкін.
• Енгізу: ойық жиектерімен жанасу оқшаулауды сырып тастауы мүмкін.
• Бұрау: геометрияның дұрыс болмауы біріктіру беттерінің ығысуына әкелуі мүмкін.
• Дәнекерлеу: жеткіліксіз балқу кедергіні арттырады, ал артық жылу жақын орналасқан оқшаулауды зақымдауы мүмкін.
• Сіңдіру: бос қуыстар жылу беруді және механикалық тіректі әлсіретуі мүмкін.

Автоматтандыру қайталанымдылықты тек құрал-сайманның күйі мен процесс терезелері бақыланған жағдайда ғана жақсартады. Робот траекториясының тұрақтылығы тозған бағыттағыштардың, ластанған мыстың немесе дұрыс таңдалмаған аршу тереңдігінің орнын толтырмайды.

Инспекция және соңғы желідегі сынақтар

Инспекция әр өлшемді белгілі бір ақау режимімен байланыстыруы керек. Көру жүйесі өткізгіштің орналасуын, иілу геометриясын және дәнекер жігінің сыртқы түрін тексере алады. Бірақ ол қосылыс кедергісін немесе оқшаулаудың тұтастығын жалғыз өзі дәлелдей алмайды.

Пайдалы электрлік тексерулерге орам кедергісі, фазалар теңгерімі, жоғары кернеумен немесе импульстік сынау және кернеу класы талап ететін жағдайларда ішінара разрядты бағалау кіруі мүмкін. Бақыланатын жұмыс кезіндегі жылулық бейнелеу біркелкі емес шығындарды анықтай алады, бірақ сынақ жағдайлары қайталанымды болуы керек.

Дәнекерлеуді бақылау қуатты, ұзақтықты, геометрияны және процесс сипаттамаларын тіркей алады. Бақыланымдылық бұл жазбаларды статордың сериялық нөмірімен байланыстыруы керек. Шектерді қабылдау критерийі ретінде қолданбас бұрын, оларды бұзылу сынақтарымен және электрлік нәтижелермен салыстырып сәйкестендіру қажет.

Өлшеу жүйесін талдау да маңызды. Егер өлшеу құралының ауытқуы рұқсат етілген шекке жақындаса, өндірістік деректер жалған дабылдар туғызуы немесе ауытқудың күшеюін жасыруы мүмкін.

Салқындату және температура

Ықшам орамалар мысты ғана емес, жылуды да шоғырландырады. Инженерлер жылудың өткізгіштерден оқшаулау, ойық астарлары, қабатталған өзек, корпус және салқындатқыш арқылы қалай өтетінін тексеруі керек. Ораманың шеткі бөлігіндегі қосылыстар негізгі салқындатылатын өзектен тыс жергілікті ыстық нүктелер тудыруы мүмкін.

Температура датчиктері шектеуші орынға сәйкес келуі керек. Олардың көрсеткіштері орнату орны мен жылулық инерцияға да тәуелді. Қозғалтқышты қорғау баптаулары тек оқшаулау класының номиналды шегіне емес, сынақ дәлелдеріне негізделуі тиіс.

Инвертормен қоректендірілетін қолданбаларда кабель ұзындығын, шағылған кернеуді, жерге қосуды және мойынтірек тогын басқаруды қозғалтқыш пен жетек жеткізушілерімен бірге қарастырған жөн. VFD және айнымалы ток жетектері топтамасы тиісті жабдық класын көрсетеді, бірақ түпкілікті үйлесімділік OEM деректеріне сәйкес тексерілуі керек.

Шашкез орамалары қай кезде тиімді

Шашкез құрылымы өндіріс көлемі жоғары, қаптамасы ықшам, құрастыруы автоматтандырылған және арнайы құрал-сайманды ақтайтын нақты жұмыс циклі бар кезде тиімді. Тартқыш жетектер — кең таралған мысал.

Ол өндіріс көлемі аз қозғалтқыштарда, жобасы жиі өзгеретін бұйымдарда немесе жөндеуге жарамдылық маңызды болатын қолданбаларда онша тиімді болмауы мүмкін. Біріктіру процесі мен өткізгіштің бекітілген геометриясы қайта өңдеуді күрделендіруі ықтимал.

Таңдау кезінде қозғалтқыш–жетек–салқындату жүйесін толықтай салыстыру керек. Тиімділік картасын, жылулық шектерді, ең жоғары электрлік жиілікті, оқшаулау сынағының негіздемесін, кері байланыс мүмкіндіктерін және біліктілік деректерін сұраңыз.

Іске қосу тексеру тізімі

• Қозғалтқыш пен инвертордың номиналды параметрлерін толық жылдамдық ауқымында растаңыз.
• Ток, кернеу, коммутация және кері байланыс талаптарын тексеріңіз.
• Салқындату ағынын, кіріс температурасын және датчиктердің орналасуын қарастырыңыз.
• Фаза кедергісі мен оқшаулау сынақтарының бастапқы мәндерін тіркеңіз.
• Ток теңгерімін, температураларды, дірілді және ақаулар тарихын бақылаңыз.
• Дабыл шектерін OEM деректері мен нысандағы қабылдау сынақтарының негізінде белгілеңіз.

Шашкез статорлар ықшам әрі тиімді машиналарды жасауға мүмкіндік береді. Олардың құндылығы бақыланатын геометрия мен біліктілігі расталған процеске негізделеді. Дұрыс таңдау өлшенген жүйелік сипаттамалар мен инспекция дәлелдеріне сүйенеді.

Дереккөз: RWTH Aachen университетінің электрмобильдік компоненттерді өндіру инженериясы.