Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
Le noyau du stator est le cœur même de tout moteur électrique. C'est la partie solide qui reste immobile et qui permet au mouvement de se produire. Apprendre comment nous concevons et fabriquons un noyau de stator est très important pour fabriquer des moteurs plus performants, plus résistants et moins énergivores. Cet article vous montrera l'ensemble du processus de fabrication. Vous découvrirez ce qu'est un noyau de stator, pourquoi il est si important et les étapes exactes de sa fabrication. Ces informations sont utiles à tous ceux qui travaillent avec un moteur ou qui aiment simplement savoir comment les choses sont fabriquées.
Le noyau du stator est la partie d'un moteur électrique qui ne bouge pas. Pensez à un moteur. Il comporte une partie qui tourne et une partie qui ne bouge pas. Le noyau du stator est la partie principale qui reste en place. Le noyau du stator n'est pas une pièce de métal solide. Il s'agit en fait d'un empilement de plaques de métal très fines. Ces plaques sont appelées "laminage". Le noyau du stator crée un chemin pour le champ magnétique à l'intérieur du moteur. C'est ce champ magnétique qui fait fonctionner le moteur.
Le mot "stator" vient de "stationnaire", ce qui signifie qu'il ne bouge pas. Le mot "noyau" signifie qu'il s'agit de la partie située au milieu. Le noyau du stator est donc le centre immobile des pièces électriques du moteur. La qualité du noyau du stator est très importante pour le moteur. Un bon noyau statorique contribue au bon fonctionnement du moteur. Un mauvais noyau statorique peut affaiblir le moteur et gaspiller beaucoup d'énergie. Toute machine électrique tournante a besoin d'un bon noyau statorique pour fonctionner correctement. L'ensemble du processus de conception et de fabrication consiste à fabriquer le meilleur noyau statorique possible pour un certain type de moteur.
Le stator est un élément très important de tout moteur. La principale fonction du noyau du stator est de guider le champ magnétique. Des fils de cuivre, appelés bobines, sont enroulés tout autour du noyau du stator. Lorsque l'électricité passe par ce bobinage, elle crée un champ magnétique puissant. Le noyau du stator renforce ce champ et le dirige vers la partie mobile du moteur. Si le noyau du stator est mal fabriqué, le champ magnétique peut s'échapper. Cela affaiblit le moteur et gaspille de l'énergie.
Un noyau de stator bien conçu contribue à améliorer le rendement du moteur. Le rendement est un mot qui désigne la capacité du moteur à transformer l'énergie électrique en mouvement. Un moteur à haut rendement permet d'économiser de l'électricité et de l'argent. Le noyau du stator permet également de refroidir le moteur. Les fines tôles utilisées pour fabriquer le noyau du stator contribuent à réduire la chaleur créée par les changements de champs magnétiques. Si le noyau du stator n'était qu'un bloc d'acier massif, il deviendrait très chaud beaucoup trop rapidement. Un moteur qui reste froid durera plus longtemps et fonctionnera mieux. Un bon noyau de stator est donc très important pour fabriquer un moteur solide, qui économise de l'énergie et dure longtemps.
L'utilisation d'une pile de tôles est une idée très intelligente dans la conception des moteurs. Comme nous l'avons dit, un noyau de stator n'est pas une pièce unique. Il est constitué d'un empilement de fines plaques d'acier. Chacune de ces plaques est une tôle. Chaque tôle du noyau du stator est dotée d'une fine couche non électrique. Cette couche la sépare de la suivante. Cette conception est très importante pour le bon fonctionnement du moteur. Elle permet d'arrêter ce que l'on appelle les "courants de Foucault".
Les courants de Foucault sont de petits cercles de courant électrique. Ils peuvent se former à l'intérieur d'une pièce métallique solide. Cela se produit lorsque le métal se trouve dans un champ magnétique qui change constamment. Ces courants n'aident pas le moteur à fonctionner. Ils produisent de la chaleur et gaspillent de l'énergie. L'utilisation d'une tôle pour le stator permet d'empêcher ces courants de se développer. Comme chaque tôle est très fine, les courants de Foucault ne peuvent pas se former. Cela permet de réduire la quantité d'énergie gaspillée et de maintenir le stator froid. L'épaisseur de chaque tôle est très importante. Pour un moteur à grande vitesse, la tôle peut n'avoir que 0,35 mm d'épaisseur. Cette faible épaisseur fait une grande différence dans l'efficacité du moteur. La qualité du fonctionnement de l'ensemble du stator dépend de la qualité de chaque tôle.
Il existe plus d'un type de noyau de stator. Nous pouvons les classer par groupes en fonction de leur conception. Cette classification nous aide à choisir le bon noyau de stator pour un travail spécifique. L'une des façons de classer un noyau de stator est le type de moteur auquel il est destiné. Certains moteurs ont le rotor (la partie qui tourne) à l'intérieur. Le stator est un anneau creux qui l'entoure. D'autres moteurs ont le stator à l'intérieur et le rotor tourne autour de l'extérieur. La façon dont nous concevons et fabriquons le noyau du stator est très différente pour chaque type de moteur.
Une autre façon de les regrouper est de les classer en fonction de leur forme. La plupart des moteurs sont ronds et utilisent donc un noyau statorique cylindrique. Mais certaines machines, comme les trains à sustentation magnétique ou les machines d'une usine, utilisent un moteur linéaire. Un moteur linéaire fonctionne en se déplaçant en ligne droite au lieu de tourner. Le stator d'un moteur linéaire est une longue barre plate. Ce noyau de stator linéaire est fabriqué d'une manière particulière. La façon dont nous fabriquons un noyau de stator dépend vraiment de son aspect et de son utilisation. Ce regroupement aide les ingénieurs à choisir la meilleure façon de fabriquer le stator.
Le principal matériau utilisé pour fabriquer un noyau de stator est un type d'acier spécial. Cet acier est appelé acier électrique. Il ne s'agit pas du même type d'acier que celui utilisé pour construire une voiture ou un pont. L'acier électrique est conçu pour avoir des capacités magnétiques particulières. Il peut être transformé en aimant facilement, et il peut perdre son magnétisme facilement aussi. C'est très important car le champ magnétique à l'intérieur d'un moteur change constamment. Cet acier aide le noyau du stator à guider le champ magnétique et à perdre très peu d'énergie.
Chaque tôle est découpée dans une grande feuille de cet acier électrique, également appelée plaque d'acier. Avant d'être utilisée, la plaque d'acier est généralement recouverte d'une très fine couche. Cette couche peut être un vernis ou un oxyde. Ce revêtement agit comme un isolant, ce qui signifie que l'électricité ne peut pas le traverser. Lorsque les tôles sont empilées pour former le noyau du stator, cette couche empêche l'électricité de circuler entre elles. C'est ainsi que nous réduisons les courants de Foucault, qui sont une source de gaspillage. Le choix du bon acier électrique et du bon revêtement est très important pour le bon fonctionnement du stator du moteur final.
La façon la plus courante de réaliser un pelliculage est d'utiliser un procédé appelé estampage ou poinçonnage. Pour ce faire, on utilise une très grosse machine appelée presse. Cette machine est équipée d'un outil très pointu, appelé matrice. Cette matrice a la forme exacte de la tôle. Un rouleau de tôle d'acier électrique est introduit dans la presse. La presse descend ensuite avec une grande force. Elle utilise la matrice pour découper la forme du laminage dans la tôle d'acier. Ce processus est très rapide et peut produire des centaines de tôles par minute.
Il est très important que ce processus soit exact. Chaque stratification d'un noyau de stator doit être presque exactement la même. Si les dimensions ne sont pas correctes, le noyau final du stator ne s'emboîtera pas correctement. Une mauvaise estampille peut créer des bords irréguliers. Ces bords rugueux peuvent nuire au bon fonctionnement du champ magnétique du stator du moteur. La méthode et l'appareil d'estampage ont été améliorés grâce à de nombreuses idées nouvelles pour les rendre plus rapides et plus précis. L'objectif est de réaliser un laminage parfait du stator à chaque fois.
Après l'estampage de milliers de tôles, celles-ci doivent être assemblées pour former le noyau du moteur. Cette étape est appelée empilage ou assemblage. L'objectif principal est d'obtenir une pile de tôles d'une certaine hauteur. Toutes les tôles de la pile doivent être parfaitement alignées. La moindre torsion peut nuire au bon fonctionnement du noyau du stator. Pour faciliter l'alignement, de petites coupes sont souvent pratiquées à l'extérieur de chaque tôle.
Il existe plusieurs façons de maintenir la pile ensemble pour obtenir le noyau de stator laminé fini.
La façon dont nous assemblons le noyau du stator dépend de la conception du moteur et de son coût de fabrication. La pièce finie semble solide, mais chaque feuille est séparée, de sorte que l'électricité ne peut pas circuler entre elles. Elle est maintenant prête pour l'étape suivante.
La plupart des gens pensent que les moteurs sont des objets ronds qui tournent. Ces moteurs utilisent un noyau de stator rond, ou cylindrique. Le processus de fabrication de ce type de stator est compris par de nombreuses personnes. Les tôles sont empilées pour former un cercle creux. Le diamètre et la longueur du noyau du stator sont des mesures très importantes.
Mais certains moteurs doivent créer un mouvement en ligne droite. Il s'agit des moteurs linéaires. Un moteur linéaire utilise un stator linéaire. On peut imaginer qu'on prend un stator rond, qu'on le coupe, puis qu'on le déroule pour en faire une barre plate. C'est à cela que ressemble le noyau d'un stator linéaire. Le processus de fabrication n'est pas le même. Au lieu d'empiler des tôles rondes, un stator linéaire est souvent construit à partir de longues tôles en forme de rectangle. Le noyau du stator est une longue pile droite. Ce type de stator est utilisé dans les trains, les ascenseurs et d'autres machines qui nécessitent un mouvement rectiligne précis. La conception et la fabrication d'un noyau de stator linéaire posent des problèmes particuliers.
Le trajet complet d'un rouleau d'acier à un noyau de stator fini peut être décomposé en quelques étapes de fabrication principales. Chaque étape doit être réalisée avec beaucoup de soin pour garantir la qualité du stator du moteur. L'ensemble du processus de fabrication d'un noyau de stator est très précis.
Voici un tableau simple qui présente les principales étapes :
| Numéro de l'étape | Nom de l'étape | Description |
|---|---|---|
| 1 | Choix des matériaux | Choisir le bon type d'acier électrique avec la bonne épaisseur et le bon revêtement pour le moteur. |
| 2 | Estampage / Poinçon | Découpe de la forme du laminage dans la tôle d'acier à l'aide d'une presse rapide. C'est ainsi que l'on obtient le laminage de base. |
| 3 | Ébavurage | Enlever toutes les petites aspérités de la pellicule estampée pour s'assurer que la pile est propre. |
| 4 | Empilage | La mise en place des laminés simples les uns sur les autres en une pile exacte à la bonne hauteur. |
| 5 | Adhésion | Assemblage de la pile de laminage par des méthodes telles que le soudage, le collage ou l'emboîtement. |
| 6 | Usinage final | Parfois, l'extérieur du noyau du stator est façonné pour s'adapter parfaitement au carter extérieur du moteur. |
| 7 | Contrôle de la qualité | Vérification du noyau du stator fini pour s'assurer qu'il a la bonne taille, les bonnes caractéristiques électriques et d'autres qualités. |
Ce processus permet de s'assurer que chaque noyau de stator est suffisamment bon pour un moteur électrique moderne. Le noyau statorique du présent modèle est fabriqué selon ce processus minutieux.
Les ingénieurs essaient toujours de trouver des moyens d'améliorer le processus de fabrication du noyau du stator. Un meilleur processus permet de fabriquer de meilleurs moteurs et de réaliser d'importantes économies. L'un des points sur lesquels ils se concentrent est la réduction des déchets. Lorsque les tôles sont estampées à partir d'une plaque d'acier, il reste toujours un peu d'acier. De nouvelles façons de placer les motifs d'estampage permettent d'utiliser une plus grande partie de l'acier et de se débarrasser de moins de ferraille. C'est mieux pour notre planète et cela permet aussi d'économiser de l'argent. L'amélioration de l'efficacité des moteurs commence par un meilleur noyau de stator.
L'utilisation de nouvelles technologies est un autre moyen d'amélioration. Une recherche rapide sur Google Patents permet de trouver de nombreuses idées nouvelles pour la fabrication d'un noyau de stator. Certaines personnes travaillent sur de nouvelles façons d'estamper ou de découper une stratification à l'aide de lasers afin d'obtenir des résultats encore plus précis. D'autres fabriquent de nouveaux types de colle qui renforcent le noyau du stator et lui permettent de mieux supporter la chaleur. Chaque amélioration apportée à la fabrication du noyau du stator permet d'obtenir un moteur plus puissant, qui gaspille moins d'énergie et qui est plus silencieux. Ceci est également important lors de la réparation ou de l'entretien des machines dynamo-électriques. Un meilleur noyau de stator peut durer plus longtemps. Les avantages d'un meilleur processus sont évidents : un meilleur moteur pour tout le monde.
Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
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