Lõi nhiều lớp khóa liên động: Tăng độ chính xác và hiệu suất

Công nghệ đã vượt ra ngoài việc xếp chồng đơn giản. Các hệ thống khóa liên động hiện đại hiện nay kết hợp các tính năng vi mô giúp liên kết vật lý các lớp mỏng ở mức gần phân tử trong quá trình dập, tạo ra cấu trúc nguyên khối chịu được ứng suất xoắn của động cơ kéo có tốc độ RPM cao. Hiểu biết về kiến ​​trúc khuôn dập và động lực đàn hồi của vật liệu là rất quan trọng đối với các kỹ sư xác định các lõi này.

Cơ chế khóa liên động không có vật liệu lạ

Không giống như cấu trúc lõi truyền thống dựa vào các thanh chắn, bu lông hoặc hàn MIG dọc theo đường kính ngoài, lõi nhiều lớp khóa liên động sử dụng khớp hình học để liên kết các lớp. Trong quá trình dập tốc độ cao, khuôn lũy tiến sẽ cắt các phần nhô ra hình trụ hoặc hình chữ V chính xác trên một lớp ép và ép vào các hốc tương ứng trên tấm liền kề. Sự can thiệp phù hợp, thường chỉ 0,02 đến 0,05 mm , tạo ra một lực giữ đủ mạnh để duy trì tính toàn vẹn của lớp cán trong giai đoạn cuộn dây và đánh vecni.

Việc loại bỏ hàn là một bước nhảy vọt về mặt kỹ thuật. Hàn tạo ra một đường ngắn mạch dọc theo mặt sau của sắt, tạo ra các điểm nóng cục bộ làm suy giảm tính thấm từ. Bằng cách loại bỏ đường dẫn truyền này, các lõi lồng vào nhau duy trì cấu trúc cán mỏng thực sự biệt lập, đảm bảo mật độ từ thông vẫn đồng nhất trên toàn bộ mặt cắt răng.

Định lượng hiệu quả và cải thiện mô-men xoắn

Việc chuyển từ thiết kế lõi hàn sang lõi lồng vào nhau sẽ tác động trực tiếp đến mật độ công suất của động cơ điện. Thử nghiệm trên stato cuộn dây tập trung 12 khe, 8 cực cho thấy hiệu suất delta rõ ràng.

Việc giảm mô men xoắn tới 4 mNm đặc biệt quan trọng đối với tiếng ồn, độ rung và độ khắc nghiệt (NVH) trong các ứng dụng lực kéo ô tô. Độ mịn này là kết quả của sự căn chỉnh góc chính xác được duy trì nhờ các tính năng khóa liên động, ngăn chặn sự trượt quay giữa các lớp gây cản trở cho các lõi được kẹp cơ học trong quá trình luân chuyển nhiệt.

Các thông số công cụ quan trọng cho ngăn xếp không có lỗi

Một dự án lõi nhiều lớp có khóa liên động thành công sẽ thất bại hoặc thành công bên trong khuôn dập. Tính năng khóa liên động được tạo ra trong các giai đoạn cuối của khuôn lũy tiến, đòi hỏi phải kiểm soát tuyệt đối việc cấp nguyên liệu và khe hở đột lỗ. Bất kỳ phương sai nào ở đây sẽ nhân lên chiều cao ngăn xếp.

Kiểm soát độ đàn hồi và độ phẳng bề mặt

Thép silicon thể hiện tính đàn hồi của vật liệu khoảng 2 đến 4 độ sau khi uốn. Để các tab khóa liên động được gắn chắc chắn, khuôn phải uốn cong tab một cách chính xác để nó giãn vào vị trí khóa bên trong khoang của lớp liền kề. Các khuôn dập lũy tiến tiên tiến giờ đây sử dụng các miếng đệm áp suất được điều khiển bằng servo để điều chỉnh trọng tải trong thời gian thực, bù đắp cho sự thay đổi độ cứng giữa các cuộn dây. Nếu không có sự bù đắp này, các ngăn xếp lỏng lẻo hoặc hiện tượng gãy lớp sẽ xảy ra.

Số lượng và hình dạng khóa liên động

Hình học quyết định cường độ cắt của khối cuối cùng. Phương pháp tốt nhất hiện nay cho stato đường kính 200mm sử dụng các cấu hình sau:

• Lúm đồng tiền tròn: Tốt nhất cho động cơ servo nhỏ dưới 5kW , cung cấp lực giữ đối xứng với tác động tối thiểu lên đường đi của từ tính.
• Khóa liên động hình chữ V hoặc tam giác: Cung cấp Khả năng chống kéo ra cao hơn 40% hơn so với thiết kế tròn bằng cách tạo ra hiệu ứng khớp nối, cần thiết cho động cơ vượt quá 10.000 vòng/phút.
• Vùng áp suất thay đổi: Một kỹ thuật trong đó độ sâu khóa liên động được giảm ở vùng răng stato để ngăn ngừa nứt lớp cách điện, trong khi lực kẹp tối đa chỉ được áp dụng cho vùng ách.

Ràng buộc vật chất và tính toàn vẹn cách điện

Việc lồng vào nhau vốn đã phá vỡ lớp phủ oxit hoặc vecni cách điện trên bề mặt thép. Khi tab cắt xuyên qua lớp phủ, nó sẽ tạo ra cầu nối kim loại với kim loại. Quản lý rủi ro ngắn mạch này là thách thức thiết kế chính. Trong các bộ truyền động tần số cao sử dụng bộ biến tần silicon cacbua (SiC), các xung dv/dt mạnh có thể tạo ra dòng điện phá hủy thông qua các khóa liên động này.

Để giảm thiểu điều này, các nhà sản xuất hiện nay áp dụng một epoxy tự liên kết thứ cấp kích hoạt trong một chu kỳ đóng rắn. Trong khi khóa liên động cơ học cung cấp độ bền xanh để xử lý, thì epoxy nung sẽ lấp đầy các khoảng trống siêu nhỏ ở các cạnh cắt, khôi phục điện trở ở trên 5 megaohm ở 500V. Quá trình liên kết khóa liên động lai này đang nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn cho động cơ kéo 800V EV.

Triển khai xác minh chất lượng trong khuôn

Việc dựa vào các thử nghiệm kéo ra mang tính phá hủy của các ngăn xếp đã hoàn thiện đã lỗi thời. Các tế bào dập thông minh hiện tích hợp cảm biến dịch chuyển laser trực tiếp vào khoang khuôn. Khi các tấm ghép rời khỏi trạm khóa liên động, một cảm biến sẽ đo chiều cao nhô ra của mấu khóa. Nếu chiều cao của tab lệch khỏi mục tiêu danh nghĩa 0,8 mm lớn hơn 0,03 mm , bộ điều khiển nhấn sẽ điều chỉnh khả năng thâm nhập ram ngay lập tức hoặc chuyển hướng phần xấu trước khi toàn bộ ngăn xếp bị xâm phạm. Phản hồi vòng kín này cho phép hiệu suất vượt qua lần đầu tiên vượt quá 99,9% , cần thiết khi sản xuất một lõi rôto cứ sau 2,5 giây.