I produttori che desiderano entrare o espandere la propria attività di elettrificazione spesso si trovano a trovare un equilibrio tra i requisiti di produzione chiave con l'imprevedibilità di un mercato emergente in cui gli standard delle migliori pratiche sono ancora in evoluzione. Per affrontare queste sfide, Comau sta ripensando il motore elettrico e l'assieme di trasmissione integrando completamente la convalida del progetto, la verifica della resina, la preparazione / avvolgimento del rotore e la flessibilità di produzione multimodello come parte di una filosofia operativa funzionale, efficiente e versatile.
Sostenuto da competenze pionieristiche nell'elettrificazione e da una comprensione a 360 ° della produzione automobilistica, il leader italiano dell'automazione ha sviluppato un approccio strategico e diretto all'assemblaggio di rotore e statore che ottimizza i tempi di ciclo, elimina i problemi di compatibilità della resina e può essere facilmente integrato all'interno di preesistenti linee di produzione.
Il metodo inizia con una fase di progettazione completamente integrata. Spesso eseguito in simultanea con il cliente, il team esamina le prestazioni e le considerazioni sul prodotto prima di identificare la combinazione ottimale di processi e tecnologie per la natura specifica del progetto. Guardando il motore elettrico architettura evoluzione, molte case automobilistiche negli ultimi anni hanno investito in rotori a magneti permanenti e statori a forcina. Allo stesso tempo, i rotori avvolti continuano a detenere una quota importante del mercato sia per le loro prestazioni sia perché il costo di riattrezzamento di una linea esistente è spesso significativamente inferiore rispetto all'investimento in una nuova linea. Un altro vantaggio del rotore avvolto è la sua efficienza. I rotori avvolti consentono una migliore gestione dell'energia grazie al fatto che il campo magnetico può essere modulato dalla gestione elettronica, mentre il rotore a magneti permanenti (PM / IPM) ha un campo magnetico fisso.
Quando si costruisce un rotore slip-ring ci sono diverse considerazioni sul processo che devono essere valutate attentamente in base a fattori come il design del motore e i volumi di produzione previsti. Uno dei punti di decisione chiave riguarda le fasi di avvolgimento elettrico e impregnazione, che influenzano direttamente le prestazioni e il ciclo di vita del motore elettrico assemblato. Qui, la scelta dell'avvolgimento del mandrino, dell'ago o dell'aletta di filatoio dipende in gran parte dal confronto tra il processo di gestione del filo, la qualità dell'avvolgimento e l'altezza e la larghezza dei denti del rotore. La prima differenza sta nel processo di gestione dei cavi. Con l'avvolgimento del mandrino il filo passa direttamente attraverso un tubo guida nella camera di avvolgimento e sulle flange esterne, che proteggono il filo dai denti laterali, prima di raggiungere le flange di stratificazione. La natura diretta di questo processo significa che il tendifilo può gestire fino al 90% della tensione del filo. L'avvolgimento dell'ago, invece, richiede che il filo passi prima attraverso la testa dell'ago, dove viene piegato di 90 °. Quindi entra nel tubo guidafilo dove dopo un'altra curva di 90 ° passa nella camera di avvolgimento. Poiché il controllo della tensione è compensato dalla testa dell'ago, il tenditore gestisce solo circa il 60% della tensione finale del filo.
Figura 1: Comau sta ripensando al motore elettrico e all'assemblaggio della trasmissione
Infatti, la tensione del filo, l'angolo del filo e il rapporto tra l'altezza e la larghezza dei denti sono tre fattori che possono determinare l'uniformità di ogni strato della bobina. Quando si confrontano le tecnologie di avvolgimento, l'avvolgimento del mandrino tende a produrre una distribuzione del filo più uniforme rispetto all'avvolgimento dell'ago a causa del suo processo di alimentazione in linea retta. Ciò è ulteriormente aiutato dalla buona gestione della tensione e dall'elevata reattività del tenditore. Poiché il filo avvolto ad ago esce dal guidafilo a 90 ° ed è già sottoposto a sollecitazioni, c'è una maggiore possibilità che l'avvolgimento diventi concavo. Allo stesso tempo, il tenditore non è completamente in grado di controllare la tensione finale del filo e vi è una limitata possibilità di tirare indietro velocemente il filo durante le diverse fasi di avvolgimento. Questi fattori contribuiscono al rischio di avvolgimento convesso. L'aumento della tensione del filo può ridurre la distorsione ma aumenterà anche il valore ohmico finale.
Un'altra considerazione è il design meccanico del rotore. Le tecnologie del fuso e dell'ago richiedono parametri di spaziatura leggermente diversi, che in alcuni casi possono favorire o eliminare una delle due opzioni. Nell'avvolgimento del mandrino, lo spazio tra i denti deve accogliere sia la flangia di stratificazione che il filo stesso (circa 2.5 mm). Lo spazio richiesto per l'avvolgimento dell'ago è determinato dallo spessore del tubo guidafilo. In generale, ciò significa che ci sarà uno spazio compreso tra 1.4 mm e 3.6 mm tra i denti.
L'esperienza di Comau nell'elettrificazione ci offre una capacità unica di progettare linee di assemblaggio automatizzate efficienti, ad alto volume per l'intero processo di assemblaggio del motore elettrico. Lo facciamo confrontando diverse tecniche, analizzando i requisiti di prestazione e integrando diversi proprietari la tecnologia piattaforme all’interno di un processo di produzione completamente automatizzato. Inoltre, come fornitore unico, armonizziamo la collaborazione tra specialisti, la tecnologia aziende e system integrator per ottimizzare l'intero rollout del programma. Il risultato finale della nostra offerta di ingegneria chiavi in mano è la garanzia che la produzione può essere effettuata nel modo più efficace possibile, con costi ridotti, massima produttività e tempi di commercializzazione più rapidi.