Nelingegnere elettrico,avvolgimento della bobinaè la produzione dibobine elettromagnetiche. Le bobine sono utilizzate come componenti di circuiti e per fornire il campo magnetico di motori, trasformatori e generatori e nella produzione diAltoparlantiemicrofoni. La forma e le dimensioni di un avvolgimento sono progettate per soddisfare lo scopo particolare. Parametri comeinduttanza,Fattore Q, la forza di isolamento e la forza del campo magnetico desiderato influenzano notevolmente la progettazione degli avvolgimenti della bobina. L'avvolgimento della bobina può essere strutturato in diversi gruppi per quanto riguarda il tipo e la geometria della bobina avvolta. La produzione in serie di bobine elettromagnetiche si basa su macchinari automatizzati.
Nel metodo di avvolgimento lineare, un avvolgimento viene prodotto avvolgendo il filo su un corpo della bobina rotante, un componente o un dispositivo di trasporto della bobina o un dispositivo di formazione della bobina. Il filo viene estratto da un rotolo di alimentazione che contiene 400 kg di filo di rame smaltato. Il filo viene fatto passare attraverso un tubo guida. Prima di iniziare il processo di avvolgimento vero e proprio, il filo viene montato su un palo o un dispositivo di bloccaggio del corpo della bobina o del dispositivo di avvolgimento.
Con il movimento lineare di posa del tubo guidafilo, il componente da avvolgere viene ruotato in modo tale che il filo sia distribuito in tutto lo spazio di avvolgimento del corpo della bobina. Il movimento rotatorio così come il movimento di posa è ottenuto utilizzando motori controllati da computer. In relazione a una rotazione dell'asse di rotazione e in base al diametro del filo, l'asse di traslazione del tubo guidafilo viene spostato di conseguenza (passo trasversale).
In tal modo, è possibile raggiungere velocità di rotazione fino a 30.000 1 / min, soprattutto durante la lavorazione di fili sottili. A seconda del diametro dell'avvolgimento, durante il processo di avvolgimento si raggiungono velocità del filo fino a 30 m / s. I componenti da avvolgere sono montati su dispositivi di avvolgimento. I dispositivi di avvolgimento sono accoppiati a mandrini motorizzati che generano il moto rotatorio. Poiché portare il filo nell'area di avvolgimento deve essere effettuato nel modo più uniforme possibile, l'asse di rotazione e l'asse di traslazione funzionano in modo sincrono durante il processo di avvolgimento.
Per poter controllare le posizioni dell'ugello guidafilo rispetto al componente da avvolgere, anche con geometrie di componente differenti, normalmente si utilizzano tre assi CNC per il metodo con ugello guidafilo.
Ciò consente la terminazione per i perni del corpo della bobina (i perni sono anche destinati a stabilire contatti mediante saldatura o saldatura): Lasciando che i tre assi corrano in modo che si verifichi un movimento a spirale dell'ugello guidafilo attorno al perno di avvolgimento iniziale, è possibile fissare l'inizio o la fine del filo di una bobina tramite la terminazione. Per mantenere il filo teso durante la sostituzione del prodotto, è fissato a un perno di parcheggio del filo della macchina.
Questo perno di parcheggio del filo può essere un morsetto o una copia di un palo avvolto sulla bobina in modo simile al processo di terminazione. Prima dell'inizio dell'avvolgimento e dopo aver terminato il palo del cavo di avviamento, è necessario tagliare il cavo per il perno di parcheggio. Ciò avviene in base allo spessore del filo mediante strappo o taglio.
Fili di rame smaltati fino a un diametro di ca. 0,3 mm possono essere strappati normalmente da una penna a strappo che passa vicino al palo della bobina o all'ugello guidafilo stesso. Il punto di separazione deve essere molto vicino al palo della bobina per non ostacolare un successivo processo di contatto (saldatura, saldatura ecc.).
Poiché tutti i movimenti durante l'avvolgimento sono diretti tramite assi CNC, è possibile ottenere avvolgimenti selvaggi, avvolgimenti ortociclici o altre geometrie di avvolgimento (es. Bobine incrociate). Il controllo della guida del filo può spesso essere commutato tra movimento continuo e graduale.
A causa della separazione tra guida del filo e rotazione del componente da avvolgere, la configurazione del prodotto e della guida del filo può essere duplicata nella tecnologia dell'avvolgimento lineare. Pertanto, è possibile, ad esempio, avvolgere su 20 fusi contemporaneamente. Ciò rende il metodo di avvolgimento lineare un processo molto efficiente poiché il tempo di ciclo per produrre un componente risulta dal quoziente del tempo di ciclo del processo di avvolgimento e dal numero di mandrini utilizzati. La tecnologia dell'avvolgimento lineare viene spesso applicata in modo efficiente dove devono essere avvolti corpi di bobine di massa ridotta.
Avvolgimento flyer
Nel metodo di avvolgimento flyer, un avvolgimento viene prodotto alimentando il filo tramite un rotolo o attraverso un ugello attaccato a un flyer che sta ruotando ad una certa
distanza dalla bobina. Il filo è alimentato dall'albero del flyer. Per avvolgere il componente da avvolgere, è necessario fissarlo all'interno dell'area di avvolgimento del flyer. È necessario che il filo sia fissato all'esterno del flyer in qualsiasi momento della procedura di avvolgimento. Il fissaggio del filo è reso possibile normalmente dal metodo di avvolgimento successivo (spesso utilizzato su tavole rotanti): sulla circonferenza del tavolo ci sono fermagli o deviazioni del filo che consentono un trascinamento e con esso un fissaggio del filo. Ciò consentirà un cambio componente molto rapido, dato che non è richiesto il deposito separato del filo in una clip per filo sulla macchina.
Poiché l'ultimo punto guidato del filo si trova in corrispondenza di un ugello o rotolo di un braccio volantino che si muove su un percorso circolare fisso che può essere spostato solo nella direzione di posa, una posa precisa vicino alla superficie della bobina è impossibile. Di conseguenza, non è facilmente possibile stendere chiaramente o addirittura terminare i fili di inizio e fine sul componente da avvolgere. Ma è certamente possibile produrre anche bobine ortocicliche con il processo di avvolgimento flyer. Qui, un comportamento autoguidante del filo sulla superficie della bobina è un vantaggio.
Poichè il componente da avvolgere deve essere presentato solo in posizione di avvolgimento e altrimenti non necessita di alcun movimento durante il processo di avvolgimento, si possono realizzare anche prodotti molto voluminosi e massicci. Un esempio sono i rotori dei motori elettrici (tecnologia di avvolgimento del rotore, forma speciale del metodo di avvolgimento successivo): Il filo è trattenuto da una clip fissata alla macchina durante il cambio del componente. Poiché i rotori sono spesso costituiti da lamiere pesanti e fustellate, la tecnologia di avvolgimento flyer è di particolare vantaggio in questo senso. Poiché il flyer non può essere guidato direttamente nel caso della tecnologia di avvolgimento del rotore, il filo viene guidato attraverso i blocchi di guida lucidati nella scanalatura o scanalatura corrispondente. Speciali manicotti di cablaggio assicurano la corretta posizione dei cavi ai terminali dei Commutatori.x
Tecnologia di avvolgimento ad ago
Per avvolgere in modo efficiente le scarpe polari che giacciono vicine tra loro di motori trifase multipolari commutati elettronicamente, questi saranno rivestiti con isolamento e avvolti direttamente con il metodo di avvolgimento ad ago. Un ago con un ugello posizionato ad angolo retto rispetto alla direzione del movimento viaggia con un movimento di sollevamento facendo passare i pacchi statore attraverso il canale scanalato tra i due poli vicini del motore per far cadere il filo nel punto desiderato. Lo statore viene quindi ruotato nel punto di inversione sulla testa di avvolgimento di un passo del dente in modo che il processo precedente possa riprendere in ordine inverso. Con questa tecnologia di avvolgimento è possibile realizzare una struttura a strati specifica. Lo svantaggio è che deve esserci uno spazio tra due poli adiacenti con una dimensione almeno pari al diametro dell'ugello. Il diametro dell'ugello è circa tre volte il diametro del filo di avvolgimento. Lo spazio tra due pali adiacenti non può quindi essere riempito completamente.
Un vantaggio della tecnologia di avvolgimento dell'ago è il fatto che il supporto dell'ago che porta l'ugello guidafilo è normalmente accoppiato a un sistema di coordinate CNC. Ciò consente di spostare l'ugello attraverso lo spazio verso lo statore. In questo modo è possibile eseguire anche un movimento di posa oltre al normale movimento di sollevamento e rotazione dello statore. Un posizionamento mirato del filo è tuttavia possibile solo in misura limitata poiché il filo viene tirato con un angolo di 90 ° dall'ugello guidafilo risultando in un rigonfiamento indefinito.
La deviazione di 90 ° del filo in uscita dall'ago cavo sollecita molto il filo e rende difficile avvolgere in modo ragionevole fili di rame con un diametro superiore a 1 mm. L'avvolgimento ortociclico con un avvolgitore ad aghi è quindi possibile solo in parte per questi compiti di avvolgimento.
Poiché l'ugello guidafilo può essere spostato liberamente in tutta la stanza, è possibile che l'ugello termini il filo nei punti di contatto se dotato di un dispositivo girevole aggiuntivo. Come nel caso della tecnologia dell'avvolgimento lineare convenzionale, è possibile terminare un perno di contatto o un contatto a gancio per il collegamento elettrico e per l'interconnessione dei singoli poli in una connessione a stella o a triangolo.
Con la tecnologia di avvolgimento toroidale viene creata una bobina o un avvolgimento elettrico avvolgendo un conduttore elettrico (ad es. Filo di rame) attraverso l'anello circolare e distribuendolo uniformemente sulla circonferenza (Induttori e trasformatori toroidali, strozzatori toroidali).
Prima dell'inizio dell'avvolgimento, il toroidale /Nucleo magneticoè montato in un dispositivo di tenuta che può avviare un lento movimento rotatorio del nucleo con principalmente tre punti di contatto gommati. Un anello di accumulo del filo (ruota orbitale) disposto a 90 ° rispetto al nucleo toroidale verrà ora aperto sulla circonferenza e introdotto nel centro del nucleo toroidale. Il filo viene quindi avvolto attorno all'anello di stoccaggio del filo che è stato richiuso. Quando la quantità richiesta è presente sull'accumulatore di filo, l'estremità del filo dall'accumulatore di filo viene fissata al nucleo toroidale che deve essere avvolto. Con la rotazione simultanea del nucleo toroidale e dell'anello accumulatore di filo, si sviluppa un avvolgimento distribuito lungo la circonferenza del nucleo toroidale. Al termine, l'accumulatore di filo deve essere riaperto per poter rimuovere il nucleo toroidale avvolto pronto. Poiché il filo iniziale e quello finale spesso non sono fissabili al nucleo toroidale, le macchine di avvolgimento toroidale possono essere automatizzate solo parzialmente.
I nuclei toroidali vengono utilizzati nonostante gli elevati costi di produzione (una grande quantità di lavoro manuale) a causa della bassa dispersione del flusso magnetico (MFL -Induttanza di dispersione), basse perdite nel nucleo e buona densità di potenza. Una possibile caratteristica di qualità dei trasformatori è una distribuzione uniforme degli avvolgimenti lungo la circonferenza (campo di dispersione basso). L'isolamento tra i vari avvolgimenti può essere risolto in modo abbastanza diverso. In caso di avvolgimenti di copertura, viene applicato un film dopo il primo avvolgimento per ottenere buone caratteristiche di campo parassita. Questo film deve essere avvolto per coprire l'intera circonferenza. Per questo possono essere utilizzate anche bobinatrici toroidali con caricatori speciali.
Con la tecnologia di avvolgimento toroidale viene creata una bobina o un avvolgimento elettrico avvolgendo un conduttore elettrico (ad es. Filo di rame) attraverso l'anello circolare e distribuendolo uniformemente sulla circonferenza (Induttori e trasformatori toroidali, strozzatori toroidali).
Prima dell'inizio dell'avvolgimento, il toroidale /Nucleo magneticoè montato in un dispositivo di tenuta che può avviare un lento movimento rotatorio del nucleo con principalmente tre punti di contatto gommati. Un anello di accumulo del filo (ruota orbitale) disposto a 90 ° rispetto al nucleo toroidale verrà ora aperto sulla circonferenza e introdotto nel centro del nucleo toroidale. Il filo viene quindi avvolto attorno all'anello di stoccaggio del filo che è stato richiuso. Quando la quantità richiesta è presente sull'accumulatore di filo, l'estremità del filo dall'accumulatore di filo viene fissata al nucleo toroidale che deve essere avvolto. Con la rotazione simultanea del nucleo toroidale e dell'anello accumulatore di filo, si sviluppa un avvolgimento distribuito lungo la circonferenza del nucleo toroidale. Al termine, l'accumulatore di filo deve essere riaperto per poter rimuovere il nucleo toroidale avvolto pronto. Poiché il filo iniziale e quello finale spesso non sono fissabili al nucleo toroidale, le macchine di avvolgimento toroidale possono essere automatizzate solo parzialmente.
I nuclei toroidali vengono utilizzati nonostante gli elevati costi di produzione (una grande quantità di lavoro manuale) a causa della bassa dispersione del flusso magnetico (MFL -Induttanza di dispersione), basse perdite nel nucleo e buona densità di potenza. Una possibile caratteristica di qualità dei trasformatori è una distribuzione uniforme degli avvolgimenti lungo la circonferenza (campo di dispersione basso). L'isolamento tra i vari avvolgimenti può essere risolto in modo abbastanza diverso. In caso di avvolgimenti di copertura, viene applicato un film dopo il primo avvolgimento per ottenere buone caratteristiche di campo parassita. Questo film deve essere avvolto per coprire l'intera circonferenza. Per questo possono essere utilizzate anche bobinatrici toroidali con caricatori speciali.
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