Los estatores de motor de alambre plano ofrecen una densidad de potencia y eficiencia superiores, pero su fabricación implica procesos precisos de múltiples etapas. Aquí hay un desglose de los pasos principales de producción y los desafíos actuales de la industria:
1. Inserción de revestimiento de ranura:
El aislamiento entre los conductores y el núcleo del estator es fundamental. Esto implica la formación de revestimientos de ranura en forma de O, C, B o S (típicamente de tipo O; B/S ofrecen mejor aislamiento pero menor llenado de cobre y complejidad), corte e inserción en las ranuras del estator. Un importante obstáculo de automatización surge cuando se requieren dos revestimientos separados entre fases, lo que reduce la densidad de potencia y complica la inserción robótica. Los avances se centran en diseños de revestimiento integrados para superar esto.
2. Fabricación de bobinas de horquilla:
Los hilos de cobre rectos se someten a enderezamiento, decapado de aislamiento (el decapado láser es preciso pero costoso; los métodos tradicionales corren el riesgo de dañar el cobre), corte y formación en formas de horquilla (I-PIN, Horquilla, Bobinado en onda). Las técnicas de formación incluyen estampado y formación de resortes CNC más suaves y de mayor costo, lo que minimiza la tensión del conductor.
3. Inserción automatizada de bobinas:Las horquillas preformadas se cargan en un accesorio y se insertan como un conjunto completo en las ranuras del núcleo del estator, presionadas hasta su posición final. Se han logrado avances significativos en la complejidad de la inserción automatizada, pasando de sistemas de 2/4 capas a sistemas avanzados de 6/8 capas, ahora alcanzables por los principales fabricantes.
4. Expansión, torsión y soldadura:
Expansión: Los accesorios posicionan el estator. Una herramienta agarra y expande radialmente los extremos de todas las capas de horquilla, excepto la más interna.
Torsión (Transposición): Las herramientas alinean los extremos de la capa más interna. Un mecanismo de torsión gira los troqueles internos y externos en direcciones opuestas para doblar las patas de la horquilla en posición para la soldadura. Esto se repite capa por capa.
Soldadura: La soldadura láser o TIG son comunes, utilizando calor localizado alto para fundir el cobre y formar conexiones eléctricas. Existen alternativas como CMT (Transferencia de Metal en Frío). Los inconvenientes clave del láser/TIG incluyen el posible daño al aislamiento por el calor, lo que compromete la fiabilidad, y la soldadura lenta punto por punto, lo que dificulta el rendimiento de los estatores que requieren cientos de uniones. Los métodos de soldadura más rápidos y fríos son una necesidad crítica de la industria.
5. Recubrimiento e impregnación de aislamiento:
Esto sella el bobinado. Los procesos típicamente involucran:
Recubrimiento: Precalentamiento del estator, aplicación de aislamiento en polvo o líquido, luego curado.
Impregnación (Barnizado): Precalentamiento, aplicación de barniz mediante inmersión tradicional, impregnación a presión al vacío (VPI) o métodos de goteo, seguido de gelificación y curado completo. VPI se prefiere a menudo para una penetración superior y la eliminación de vacíos. Las comprobaciones posteriores a la impregnación, como la comparación de peso, garantizan la calidad.
Impulsores clave de la industria:
La automatización es primordial, especialmente para revestimientos de ranuras complejos y la inserción de capas altas. Mejorar la velocidad y la fiabilidad de la soldadura mientras se protege el aislamiento sigue siendo una prioridad. La optimización de las técnicas de impregnación garantiza la resistencia dieléctrica a largo plazo y el rendimiento térmico en aplicaciones exigentes de vehículos eléctricos e industriales. El refinamiento continuo de estos procesos es esencial para escalar eficientemente la producción de estatores de horquilla de alto rendimiento.
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