ヘアピン（平線）巻線と丸線：ビルドを変えるラミネーションの重要性

ヘアピン巻線と丸線の比較のほとんどは、銅の充填で止まっている。それでは早すぎる。本当の分かれ目は 積層スタックスロットの開口部、ライナー形状、バリ感度、挿入経路、エンドエッジの状態、歩留まりが悪くなる前にスタックが吸収できるプロセスのばらつきなどです。ヘアピンは通常、スロットの充填率を上げ、端の巻線を短くし、よりコンパクトな銅パッケージを作ります。丸線は通常、巻線の自由度が高く、スタックがより許容できるものです。これらはマーケティングの違いではありません。工具、スクラップ、寿命の違いです。.

新しいステーター・プログラムを検討する際、私たちはまず「平線か丸線か」とは尋ねない。私たちは、ラミネーションスタックが生き残るために必要なことを尋ねます。鋭利なスロットエッジ、ライナーのしわ、スロット口へのアクセス性、挿入時の局所的なスプリングバック、スロット内部での相分離、後にはPWMによる絶縁応力。巻線の選択によって、これらすべてが変わります。.

ラミネーションスタックがニュートラルでなくなる

丸線の場合、スタックは通常、幾何学的なドリフトに対してより寛容である。導体はより小さく、よりコンプライアントで、ガイドしやすく、スロット内で再配分しやすい。ヘアピンの場合、導体形状がスロットを規定し始める。コーナーがより重要になる。スタックの真直度がより重要になる。スロット間の再現性がより重要になる。技術的には “図面の範囲内 ”のラミネーション・スタックでも、ライナーの折れ曲がりがひどかったり、歯先のエッジがエナメルに跡をつけたり、スロットの口が、ある製造バッチには十分なアクセスを与えるが、次のバッチにはそうでない場合、フラット・ワイヤー用のスタックとしては不十分であることがある。.

そのため、丸線からヘアピンへの変更がワイヤのみの変更で済むことはほとんどない。通常は スロットアーキテクチャの変更. .多くの平線ステーターでは、軸方向挿入が魅力的になり、絶縁配置はスロット内の導体をより完全に囲む方向にシフトする。丸線ステーターでは、巻線がステーター内側からスロットに引き込まれ、位相管理が必要な場合にセパレーターとスロットを共有できるため、U字型スロットペーパーと後のスロット閉鎖が一般的です。.

スロットの形状：簡単な仮定が失敗する場合

ヘアピンは銅の密度が好きだ。ラミネーションスタックがその代償を払っている。.

一般的な分散型丸線は、長方形導体よりも低いスロットフィルレンジに位置することが多いが、長方形導体は0.6から0.7の帯域に入るのが一般的で、先進的な平角線のルートにはさらに高いものもある。より高いフィルは実在します。しかし、重要なのは、スロットの形状、絶縁パッケージ、挿入方法が、エナメル質を噛み砕いたり、歯の先端で不安定な圧縮を強いることなく、それを保持できる場合に限られます。.

古典的なラウンドワイヤーの場合、エンジニアはスロットの開口部やターン数の自由度を保てることが多い。伝統的なレイヤード・ヘアピンの場合、ターン数の自由度はより厳しくなり、ある種のレイアウトは自然に偶数ターンの制約に陥ります。つまり、ラミネーション・スタックは、単に銅の面積の大きさだけでなく、実現可能なレイヤー数、クロスオーバー・ロジック、スタックの外側の接合形状の大きさにも左右されるのです。そうすることで、設計の幅が狭まります。.

もう一つの工夫がある。いくつかの連続フラットワイヤープロセスルートでは、スタックは半径方向に開いたスロットと導体幅に近いアクセス、さらに挿入のためのわずかなクリアランスマージンを必要とする。そのため、スロットの開口部が電磁設計者が望むよりも広くなることがあります。開口部を広くすると、設計の残りの部分を調整しなければ、渦電流の挙動、コギング、ノイズの挙動がわずかに悪化する可能性があります。そのため、ラミネーション・スタックは、製造上のアクセス性と磁気的清浄度との交渉になります。.

断熱材は付属品ではない

フラットワイヤープログラムでは、スロット絶縁を後の消耗品ではなく、スタック設計の一部として扱います。ライナーは、スチールに対する接地絶縁、挿入時の磨耗保護、導体分離、オーバーラップ制御、時にはスロット閉鎖ロジックなど、いくつかの仕事を同時に行います。現在の生産調査では、O型ライナーの配置がフラットワイヤー・ステーターで一般的であることを示しています。B 型のコンセプトは導体間の保護を追加することができますが、銅のスペースがかかり、きれいに自動化することが難しくなります。丸線は、U 字型スロット絶縁と、必要な部分の相分離器と共に使用されることが多い。.

つまり、ラミネートのサプライヤーは、歯幅とスタックの長さだけを見てはいけないということだ。エンドエッジの品質は重要である。スロット壁の質感は重要である。コーナー半径の一貫性も重要です。フラットワイヤーでは、スタックの軸方向端部の小さな欠陥が、繰り返し使用可能なライナー切断ポイントになる可能性があります。平線ステーターのスロット絶縁に関するプロセス研究では、端縁の損傷、亀裂、しわ、エアポケット、紙位置のドリフトが、外観上の特徴ではなく、実際の品質上の特徴として挙げられている。.

バー・コントロールが “重要 ”から “リリース阻止 ”に変更”

すべてのステータースタックにはバリの制御が必要だ。ヘアピンはそのペナルティーを厳しくするだけだ。.

丸線の場合、導体束とライナーシステムは、損傷が現れる前に、より多くの局所的な不規則性を吸収することができる。無制限ではない。より寛容ではある。ヘアピンの場合、導体面はより広く、より硬く、局所的なエッジの欠陥の周囲をルーティングすることに抵抗がある。生産面では、スロットバリ、ダイスロール、端面の鋭さは検査データではなくなり、歩留まり予測になります。同じことがスタックの圧縮品質にも当てはまります。スタックが1つのきれいなボディとして置かれていないためにスロットのスロートがばらつくと、挿入力が安定しなくなります。そうなると、絶縁体の損傷はランダムになります。ランダムな損傷は高価です。.

私たちのラミネーションスタックでは、通常、承認ロジックが変わります。私たちは、単体で印刷された公称寸法をあまり気にせず、成形されたパスとしてのスロット（エントリーエッジ、壁の真直度、歯元、エンドエッジ、そしてライナーが動作中に見るもの）にもっと注意を払います。これが巻線チームが実際に購入するスタックです。.

一方は熱利得、他方は交流損失

ヘアピンは、多くの設計において、熱抵抗と直流抵抗の面で有利です。なぜなら、スロットが熱を逃がす場所に銅を多く配置でき、端の巻線を短くできるからです。しかし、導体断面が大きすぎたり、スロットのレイヤリングが不適切な場合、平らな導体は高周波での交流損失が大きくなります。確立された緩和策の一つは、導体層を増やし、個々の導体の高さや断面を小さくすることで、表皮効果や近接効果を緩和することです。これは巻線だけの問題ではありません。それは、ラミネーション・スタックのスロット比率や絶縁パッケージングにそのままフィードバックされます。.

そのため、フラットワイヤースタックはフィルファクターだけで販売すべきではない。導体セクションを分割するのに役立つ深くて狭いスロットは、高周波損失の挙動を改善するかもしれないが、それはまた、ライナー成形を締め付け、スロットの真直度に対する感度を上げる。広くて浅いスロットは製造が容易かもしれないが、その分交流損失が大きくなる。普遍的な「最良のスロット」は存在しない。ドライブサイクルと実際の製造ルートにマッチしたスタックのみである。.

結合問題はスタックの外に留まらない

ヘアピン・プログラムでは、多くの溶接箇所や接合 部が使われることが多い。そのため工程が複雑になり、成形、剥離、ねじり、溶接の際に絶縁体にストレスがかかると信頼性に影響する可能性があります。スタックから出る導体がまっすぐで一貫していればいるほど、接合ステーションが必要とする補正は少なくなり、電気試験ステーションがそれを見る前に絶縁システムに負荷がかかる可能性は低くなります。.

これが、ラミネーション・スタック、ライナー、ワインディング・ルートを1回のデザイン・レビューで議論することを好む理由の1つです。別々のチームでは隠れたコストが発生する。通常は初日ではありません。後で。.

丸線とヘアピンの比較：ラミネーション・スタックで何が変わるか

プログラムがフラット・ワイヤーに移行する際、スタック内で何を変更するか。

私たちは通常、5つのことを早めに修正する。.

まず、スロットエントリージオメトリー。幅だけではない。リードインの条件。ヘアピンは、数学的には許容できるが機械的に鋭い歯先を好まない。第二に、ライナー代。スロットは、銅＋絶縁体＋プロセスの現実に適合したものでなければならず、銅＋希望的観測のCADに適合したものであってはならない。第三に、軸方向端面の状態。平らなワイヤープログラムでは、挿入中の粗いスタックエンドやライナーの擦れに対する許容度が低くなります。第四に、スロットの深さと幅の比率です。この選択によって、ACロス露出と製造性の両方が制御される。第5に、スタックの接合と保持。スロットの形状を変化させるような局所的な歪みは、ラミネートの見積もり時よりも高くつく。.

プログラムが丸線のままであれば、スタックの見直しはシフトします。巻線の自由度、ウェッジやカバー・スライドの互換性、セパレータの配置、コイル挿入工程で必要となるスロット形状のマージンなどに気を配ります。電磁パッケージは、平線プロセスではすぐに拒絶される形状を受け入れるかもしれません。これが丸線の静かな利点の一つです。それは、ラミネーション・スタックの設計スペースをより多く空けることができることです。.

よくあるご質問

短いバージョンだが、単純なものではない： ヘアピン巻きは、ラミネーション・スタックを磁性部品から磁性・加工部品に変える。. .そのシフトが早期に設計されれば、フラット・ワイヤーは優れたものになる。そうでない場合、丸線は誰も測定しようとしなかった場所で勝ち続ける。.