Krytyczne funkcje drutu wiążącego w silnikach trakcyjnych NEV

W środowisku charakteryzującym się wysokimi obciążeniami w silniku trakcyjnym pojazdów nowej energii (NEV) drut wiążący (znany również jako sznurek sznurujący lub wiązanie stojana) służy jako główny mechaniczny stabilizator uzwojeń stojana. W przeciwieństwie do silników przemysłowych, które pracują ze stałymi prędkościami, silniki NEV doświadczają szybkiego przyspieszania, wibracji o wysokiej częstotliwości i znacznych sił odśrodkowych. Drut wiążący zapewnia, że ​​uzwojenia końcowe – część miedzianych cewek wystających poza rdzeń stojana – pozostają nieruchome. Bezruch ten ma kluczowe znaczenie, ponieważ każdy mikroruch przewodów podczas pracy może prowadzić do zużycia izolacji wywołanego tarciem, ostatecznie powodując zwarcia międzyfazowe lub uszkodzenia uziemienia.

Ponadto drut wiążący odgrywa istotną rolę w zarządzaniu ciepłem. Szczelnie zabezpieczając wiązkę uzwojeń, eliminuje szczeliny powietrzne pomiędzy poszczególnymi żyłami, co poprawia skuteczność wtórnych żywic lub lakierów izolacyjnych podczas procesu impregnacji. To gęste wypełnienie zwiększa przewodność cieplną głowicy cewki, umożliwiając skuteczniejsze rozpraszanie ciepła generowanego przez prąd o dużej gęstości przez obudowę silnika lub płaszcz chłodzący.

Zaawansowane materiały i klasyfikacje termiczne

Dobór materiałów do Drut wiążący silnik pojazdu energetycznego New Energy zależy od wymagań termicznych i chemicznych układu napędowego pojazdu. Standardowe materiały przemysłowe często zawodzą w pojazdach NEV ze względu na wysokie temperatury robocze, które mogą osiągać wartości szczytowe od 180°C do 200°C (izolacja klasy H lub N). Nowoczesne druty wiążące są zwykle wykonane z włókien syntetycznych o dużej wytrzymałości, które zapewniają równowagę pomiędzy wytrzymałością na rozciąganie i stabilnością termiczną.

Typowe materiały na druty wiążące

• Poliester (PET): Często stosowany w zastosowaniach klasy F (155°C). Jest ekonomiczny i zapewnia dobre właściwości skurczowe, co pomaga zacieśnić połączenie podczas procesu utwardzania.

• Aramid (Nomex/Kevlar): Stosowany do wysokowydajnych silników klasy H (180°C). Włókna aramidowe zapewniają doskonałą odporność na ciepło i nie topią się, zapewniając wysoki margines bezpieczeństwa w warunkach nadmiernego momentu obrotowego.

• Taśmy z włókna szklanego: Często stosowany w wielkogabarytowych silnikach EV lub silnikach autobusowych, gdzie priorytetem jest sztywność mechaniczna. Posiada doskonałą odporność chemiczną na oleje silnikowe i płyny chłodzące.

• Sznury termokurczliwe: Te specjalistyczne sznury są zaprojektowane tak, aby kurczyć się o określony procent (zwykle 5–10%) pod wpływem ciepła w piecu do utwardzania, automatycznie zwiększając napięcie uzwojeń.

Dane techniczne i tabela porównawcza

Kiedy inżynierowie wybierają drut wiążący do nowej platformy silnika, muszą ocenić wytrzymałość na rozciąganie, stopień skurczu i kompatybilność z żywicami impregnacyjnymi. Poniższa tabela porównuje typowe właściwości materiałów wiążących stosowanych w przemyśle NEV.

Najlepsze praktyki dotyczące wiązania i sznurowania stojana

Nakładanie drutu wiążącego to precyzyjny proces, który ewoluował od ręcznego sznurowania do w pełni zautomatyzowanego sznurowania na stacji CNC. Dla producentów NEV utrzymanie stałego napięcia jest najważniejszym parametrem w tym procesie.

Kluczowe czynniki wdrożenia

• Kontrola napięcia: Drut wiążący należy nakładać ze stałym napięciem, aby zapewnić równomierne dociśnięcie głowicy nawijającej. Niedostateczne naprężenie prowadzi do wibracji, natomiast nadmierne naprężenie może spowodować przecięcie pierwotnej emalii drutu.

• Bezpieczeństwo węzła: W przypadku automatycznego sznurowania należy zastosować „ścieg blokujący” lub specjalistyczne węzły, aby sznurowanie nie rozwiązało się w przypadku uszkodzenia jednego odcinka drutu.

• Kotwienie drutu ołowianego: Drut wiążący jest często używany do mocowania grubych przewodów doprowadzających (kable wyjściowe) do korpusu stojana. Zapobiega to uszkodzeniom zmęczeniowym połączeń lutowanych lub zacisków spowodowanym ruchem pojazdu.

• Kompatybilność żywicy: Należy koniecznie upewnić się, że wykończenie drutu wiążącego (takie jak wosk lub olej) nie utrudnia wiązania żywicy Trickle lub VPI (impregnacja próżniowa).

Przyszłe trendy w stabilizacji silników elektrycznych

W miarę przesuwania się branży w stronę architektur 800 V i silników o wyższych obrotach (powyżej 20 000 obr./min), wymagania dotyczące przewodów wiążących stają się jeszcze bardziej rygorystyczne. Obserwujemy ruch w kierunku „bogatych w żywicę” taśm sznurujących z własnym klejem, a także kordów wzmocnionych włóknem węglowym do ultraszybkich wirników. Innowacje te mają na celu zmniejszenie masy uzwojeń końcowych, zapewniając jednocześnie wyjątkową sztywność wymaganą do zapobiegania odkształceniom pod wpływem udarów elektromagnetycznych.