Funzioni critiche del filo di legatura nei motori di trazione NEV

Nell'ambiente ad alto stress di un motore di trazione di un veicolo a nuova energia (NEV), il filo di legatura (noto anche come cavo di allacciatura o legatura dello statore) funge da stabilizzatore meccanico primario per gli avvolgimenti dello statore. A differenza dei motori industriali che funzionano a velocità costanti, i motori NEV subiscono accelerazioni rapide, vibrazioni ad alta frequenza e forze centrifughe significative. Il filo di collegamento assicura che gli avvolgimenti terminali, la porzione delle bobine di rame che si estende oltre il nucleo dello statore, rimangano immobili. Questa immobilità è fondamentale perché qualsiasi micromovimento dei fili durante il funzionamento può portare all'usura dell'isolamento indotta dall'attrito, causando eventualmente cortocircuiti fase-fase o guasti a terra.

Inoltre, il filo di legatura svolge un ruolo fondamentale nella gestione termica. Fissando saldamente il fascio di avvolgimento, elimina gli spazi d'aria tra i singoli conduttori, migliorando l'efficacia delle resine o delle vernici di isolamento secondario durante il processo di impregnazione. Questo imballaggio denso migliora la conduttività termica della testa della bobina, consentendo al calore generato da elevate densità di corrente di dissiparsi in modo più efficiente attraverso l'alloggiamento del motore o la camicia di raffreddamento.

Materiali avanzati e classificazioni termiche

La selezione dei materiali per Cavo per legare il motore del veicolo della nuova energia è governato dalle esigenze termiche e chimiche del gruppo propulsore del veicolo. I materiali industriali standard spesso falliscono nei NEV a causa delle elevate temperature di esercizio, che possono raggiungere picchi da 180°C a 200°C (isolamento di Classe H o N). I moderni fili di rilegatura sono generalmente realizzati con fibre sintetiche ad alta resistenza che forniscono un equilibrio tra resistenza alla trazione e stabilità termica.

Materiali comuni per i fili di rilegatura

• Poliestere (PET): Spesso utilizzato in applicazioni di Classe F (155°C). È conveniente e offre buone proprietà di ritiro, che aiutano a stringere il legame durante il processo di polimerizzazione.

• Aramide (Nomex/Kevlar): Utilizzato per motori ad alte prestazioni di Classe H (180°C). Le fibre aramidiche offrono una resistenza al calore superiore e non si sciolgono, fornendo un elevato margine di sicurezza per condizioni di coppia eccessiva.

• Nastri in fibra di vetro: Utilizzato frequentemente nei motori di veicoli elettrici o di autobus di grandi dimensioni in cui la rigidità meccanica è la priorità. Ha un'eccellente resistenza chimica agli oli motore e ai fluidi di raffreddamento.

• Corde termorestringenti: Questi cavi specializzati sono progettati per restringersi di una percentuale specifica (solitamente 5-10%) quando esposti al calore nel forno di polimerizzazione, aumentando automaticamente la tensione sugli avvolgimenti.

Specifiche Tecniche e Tabella Comparativa

Quando gli ingegneri selezionano un filo di legatura per una nuova piattaforma motore, devono valutare la resistenza alla trazione, il tasso di restringimento e la compatibilità con le resine di impregnazione. La tabella seguente mette a confronto le proprietà tipiche dei materiali leganti utilizzati nel settore dei veicoli a combustione interna.

Migliori pratiche per il collegamento e l'allacciamento dello statore

L'applicazione del filo di legatura è un processo di precisione che si è evoluto dall'allacciatura manuale all'allacciatura con stazione CNC completamente automatizzata. Per i produttori di NEV, mantenere una tensione costante è il parametro più critico in questo processo.

Fattori chiave di implementazione

• Controllo della tensione: Il filo di legatura deve essere applicato con tensione costante per garantire che la testa di avvolgimento sia compressa in modo uniforme. Una tensione insufficiente provoca vibrazioni, mentre una tensione eccessiva può intaccare lo smalto del filo primario.

• Sicurezza del nodo: Nell'allacciatura automatizzata, è necessario utilizzare il "punto annodato" o nodi specializzati per garantire che l'allacciatura non si srotoli se una sezione del filo è danneggiata.

• Ancoraggio del cavo: Il filo di collegamento viene spesso utilizzato per fissare i cavi di grosso diametro (cavi di uscita) al corpo dello statore. Ciò impedisce ai giunti di saldatura o ai terminali di subire guasti da fatica causati dal movimento del veicolo.

• Compatibilità della resina: È essenziale garantire che la finitura del filo di legatura (come trattamenti con cera o olio) non inibisca il legame della resina Trickle o VPI (Vacuum Pressure Impregnation).

Tendenze future nella stabilizzazione dei motori elettrici

Mentre il settore si sposta verso architetture da 800 V e motori con numero di giri più elevato (superiori a 20.000 giri/min), i requisiti per i cavi di collegamento stanno diventando ancora più rigorosi. Stiamo assistendo a uno spostamento verso nastri di allacciatura "ricchi di resina" che trasportano il proprio adesivo, nonché cavi rinforzati con fibra di carbonio per rotori ad altissima velocità. Queste innovazioni mirano a ridurre la massa degli avvolgimenti finali fornendo al tempo stesso l'estrema rigidità necessaria per prevenire la deformazione sotto carichi di picchi elettromagnetici.