宁波发卡电机焊接原理

来源：波宾电子束技术(常州)有限公司 时间：2024-05-16 10:35:08 [举报]

发卡电机扁铜线激光焊接-Hairpin扁铜线焊接方法：在焊接前，使用激光器剥离发卡上的绝缘漆层，然后，采用激光对发卡进行焊接，焊接过程中通过CCD图像处理系统进行监测，在正确位置上实现持久的焊接。由于激光焊接的高重复性，能实现具有良好导电性的高强度连接。

发卡电机也是扁铜线电机，扁铜线电机很多行业都有应用，比如：大功率异步电机、矿山电机、直流电机、风力发电机、火力发电机、大功率的牵引机电机、8000磅以上的绞盘电机、机车电机等等，国内也做了很多年了，说起来也挺成熟的。

发卡电机有效铜的面积可以提高20%以上，传统电机有效铜槽满率只有45%左右，发卡电机能做到70%左右。永磁电机损耗由绕组铜耗、铁耗、风磨杂散、磁钢涡流损耗，其中绕组铜耗占比50%以上，铜耗大小又和绕组电阻成正比，减小绕组电阻能直接降低铜耗、提升电机效率和功率密度。

发卡定子的制造工艺流程：插槽纸→制造发卡→穿发卡→端环定型→端环焊接→接星点→焊接处结缘处理。工序多，每一步精度要求高，容错性小。为了减小每槽导体数，一般槽数比较多，雷米电机60槽，增加了绕组制造的难度。

随着技术发展，目前扁线电机已在各个领域适用有；新能源汽车电机、风力发电机、火力发电机、机车电机等。其中新能源汽车电机追求高功率、小体积、高转矩、高转速等性能。也由以前的圆铜线设计转变为扁铜线设计，扁线电机有效铜的面积可以提高20%以上，传统电机有效铜槽满率只有45%左右，扁线电机能做到70%左右；绕组表面积大，散热面积大；绕组每匝之间空隙小，热传导更好。

在组装过程中，会将各个铜制发卡绕组装载到定子槽中。然后，将相邻铜制发卡绕组的末端焊接在一起，实现电路连接。在焊接完整个电机后，像传统电机的绕组一样，所有发卡将形成一条较长的绞合导线。

激光聚焦在两个相邻的铜线上。在这种情况下，光束无需振荡或“摆动”。两条光束可同时开启。铜的温度越低，能够吸收的激光就越少。因此，初只有中心点区域的铜才能熔化（即使中心光束和环形光束的功率相同，但较小中心光束的功率密度要高得多）。初始熔池形成后，周围材料的温度升高，环形光束的功率也因此被更强烈地吸收。

Hairpin 接头焊接难点



◆接头焊接质量包括了焊接表面质量、焊接深度、焊接一致性等评价标准，不同的焊接质量对电导率的影响都是的，而电导率跟电机冷却及性能是直接相关的；



◆焊接节拍指的是一个未焊接的电机放入工位到焊接完成所需要花费的时间，过低的生产节拍对制造商来说将是的成本投入，在一定生产时间内获得越多的产品，才能获得越多的利润；



◆焊接稳定性包括焊接质量的稳定性，产品一致性及设备稳定性等指标，良好的焊接稳定性是一致性的；



◆接头电阻是评价整个焊接工艺的一个决定性指标，接头电阻越高，发热越严重，电导率越低，所以控制接头电阻的数值在一定范围内并维持稳定是整个焊接过程的终目标；



◆夹具定位精度指的是Hairpin装夹以后的重复位置精度，如果每次装夹的位置出入较大，则容易出现很大的焊接缺陷，对于焊接灵活性较差的设备，成品率可能大大降低；



◆焊接飞溅过大容易形成焊接缺陷，同时也表示焊接过程不稳定；



◆生产复杂度指的是整个生产流程的复杂程度，复杂程度越高，生产出错的风险也随之升高，维修和工人上手的难度也是成正相关；



◆焊接热输入是需要控制的一个重要因素，因为Hairpin铜条上除了接头区域，其他区域都覆盖了一层绝缘涂层，过高的热输入将会烧损绝缘层，从而影响电机的性能。

激光焊接目前比较常见的方案是使用激光头匹配相应的视觉识别系统。激光头部分是带X，Y两个维度的振镜系统，能够在焊接平面上实现多种图形的焊接轨迹。另外也需要具有比较高频的振荡功能，在焊接过程中能够对熔池进行搅拌，有利于熔池中的气体排出同时优化焊接质量。视觉识别系统，需要能够识别出各种Hairpin接头的形状，同时也需要有一定的误差容许范围。

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