2025-07-28
Estatores de motores de fio plano oferecem densidade de potência e eficiência superiores, mas sua fabricação envolve processos precisos e de múltiplas etapas. Aqui está uma análise das principais etapas de produção e dos desafios atuais da indústria:
1. Inserção de Isoladores de Ranhura:
O isolamento entre os condutores e o núcleo do estator é fundamental. Isso envolve a formação de isoladores de ranhura em forma de O, C, B ou S (tipicamente do tipo O; B/S oferecem melhor isolamento, mas menor preenchimento de cobre e complexidade), corte e inserção nas ranhuras do estator. Um grande obstáculo à automação surge quando dois isoladores separados são necessários entre as fases, reduzindo a densidade de potência e complicando a inserção robótica. Os avanços se concentram em projetos de isoladores integrados para superar isso.
2. Fabricação de Bobinas Hairpin:
Fios de cobre retos passam por endireitamento, remoção de isolamento (a remoção a laser é precisa, mas cara; os métodos tradicionais correm o risco de danificar o cobre), corte e formação em formatos de hairpin (I-PIN, Hairpin, Enrolamento em Onda). As técnicas de formação incluem estampagem e formação de mola CNC mais suave e de custo mais alto, que minimiza o estresse do condutor.
3. Inserção Automatizada de Bobinas:Hairpins pré-formados são carregados em uma fixação e inseridos como um conjunto completo nas ranhuras do núcleo do estator, pressionados em sua posição final. Progresso significativo foi feito na complexidade da inserção automatizada, passando de sistemas de 2/4 camadas para sistemas avançados de 6/8 camadas, agora alcançáveis pelos principais fabricantes.
4. Expansão, Torção e Soldagem:
Expansão: As fixações posicionam o estator. Uma ferramenta agarra e expande radialmente as extremidades de todas as camadas de hairpin, exceto as mais internas.
Torção (Transposição): Ferramentas alinham as extremidades da camada mais interna. Um mecanismo de torção gira matrizes internas e externas em direções opostas para dobrar as pernas do hairpin na posição para soldagem. Isso se repete camada por camada.
Soldagem: Soldagem a laser ou TIG são comuns, usando calor localizado para derreter o cobre e formar conexões elétricas. Alternativas como CMT (Transferência de Metal a Frio) existem. As principais desvantagens do laser/TIG incluem potencial dano ao isolamento por calor, comprometendo a confiabilidade, e soldagem lenta ponto a ponto, dificultando a produção de estatores que exigem centenas de juntas. Métodos de soldagem mais rápidos e frios são uma necessidade crítica da indústria.
5. Revestimento e Impregnação de Isolamento:
Isso sela o enrolamento. Os processos normalmente envolvem:
Revestimento: Pré-aquecimento do estator, aplicação de isolamento em pó ou líquido e, em seguida, cura.
Impregnação (Envernizamento): Pré-aquecimento, aplicação de verniz por imersão tradicional, Impregnação a Vácuo e Pressão (VPI) ou métodos de gotejamento, seguido por gelificação e cura completa. VPI é frequentemente preferido por sua penetração superior e eliminação de vazios. Verificações pós-impregnação, como comparação de peso, garantem a qualidade.
Principais Impulsionadores da Indústria:
A automação é fundamental, especialmente para isoladores de ranhura complexos e inserção de alta camada. Melhorar a velocidade e a confiabilidade da soldagem, protegendo o isolamento, continua sendo uma prioridade máxima. A otimização das técnicas de impregnação garante a resistência dielétrica de longo prazo e o desempenho térmico em aplicações exigentes de veículos elétricos e industriais. O refinamento contínuo desses processos é essencial para dimensionar a produção de estatores hairpin de alto desempenho de forma eficiente.
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