헤어핀(플랫 와이어) 권선과 원형 와이어 비교: 실제로 빌드를 변경하는 라미네이션의 의미

헤어핀 와인딩과 원형 와이어의 대부분의 비교는 구리 충전에서 멈춥니다. 그건 너무 이르죠. 진정한 분할은 라미네이션 스택슬롯 개구부, 라이너 모양, 버 감도, 삽입 경로, 엔드 에지 상태, 수율이 떨어지기 전에 스택이 흡수할 수 있는 공정 변화의 정도. 헤어핀은 일반적으로 더 높은 슬롯 충전, 더 짧은 엔드 와인딩, 더 컴팩트한 구리 패키지를 구매합니다. 원형 와이어는 일반적으로 더 많은 권선의 자유와 더 많은 스택을 구매합니다. 이는 마케팅적인 차이가 아닙니다. 툴링, 스크랩 및 수명 차이입니다.

새로운 고정자 프로그램을 검토할 때 “플랫 와이어인가, 라운드 와이어인가?”를 먼저 묻지 않습니다. 라미네이션 스택이 견뎌내야 하는 것이 무엇인지 묻습니다. 날카로운 슬롯 모서리, 라이너 주름, 슬롯 입구의 접근성, 삽입 중 국부적인 스프링백, 슬롯 내부의 상 분리, 그리고 나중에는 PWM에 의한 절연 스트레스까지. 권선 선택에 따라 이 모든 것이 달라집니다.

라미네이션 스택이 더 이상 중립적이지 않습니다.

둥근 와이어를 사용하면 스택은 일반적으로 기하학적 드리프트에 더 잘 견딥니다. 도체가 더 작고, 더 잘 맞으며, 안내하기 쉽고, 슬롯에 재배치하기 쉽습니다. 헤어핀을 사용하면 도체 모양이 슬롯을 결정하기 시작합니다. 모서리가 더 중요합니다. 스택의 직진성이 더 중요합니다. 슬롯 간 반복성이 더 중요합니다. 기술적으로 “도면 내에 있는” 라미네이션 스택도 라이너가 심하게 접히거나 톱니 끝 가장자리가 에나멜에 자국을 남기거나 슬롯 입구가 한 생산 배치에는 충분하지만 다음 배치에는 충분하지 않은 경우 플랫 와이어에 좋지 않은 스택이 될 수 있습니다.

그렇기 때문에 원형 와이어에서 헤어핀으로 전환할 때 와이어만 변경하는 경우는 거의 없습니다. 일반적으로 슬롯 아키텍처 변경. 많은 플랫 와이어 고정자에서 축 방향 삽입이 매력적이 되고 절연 배열이 슬롯 내부의 도체를 보다 완벽하게 둘러싸는 방향으로 이동합니다. 원형 와이어 고정자에서는 권선이 고정자 내부에서 슬롯으로 당겨지고 위상 관리가 필요한 경우 분리기와 슬롯을 공유할 수 있기 때문에 U자형 슬롯 페이퍼와 나중에 슬롯을 닫는 것이 일반적입니다.

슬롯 지오메트리: 쉬운 가정이 실패하는 곳

머리핀은 구리 밀도를 좋아합니다. 라미네이션 스택이 그 대가를 치릅니다.

일반적인 분산형 원형 와이어 빌드는 직사각형 전선보다 슬롯 채우기 범위가 낮은 경우가 많으며, 직사각형 와이어는 일반적으로 대략 0.6~0.7 대역을 밀고 일부 고급 플랫 와이어 라우트는 더 높습니다. 더 높은 충전량은 실제 존재합니다. 그러나 슬롯 형상, 절연 패키지 및 삽입 방법이 에나멜을 씹거나 치아 끝에서 불안정한 압축을 강요하지 않고도 이를 유지할 수 있는 경우에만 중요합니다.

기존 원형 와이어의 경우 엔지니어는 슬롯 개방과 턴 수에서 더 많은 자유를 누릴 수 있는 경우가 많습니다. 전통적인 레이어드 헤어핀의 경우 턴 수 유연성이 더 엄격하고 특정 레이아웃은 자연스럽게 짝수 턴 제약에 빠지게 됩니다. 따라서 적층 스택은 단순히 구리 면적을 기준으로 크기가 결정되는 것이 아니라 실현 가능한 레이어 수, 크로스오버 로직 및 스택 외부의 접합 지오메트리를 기준으로 크기가 결정됩니다. 이렇게 하면 디자인 창이 조금씩 좁아지다가 크게 좁아집니다.

또 다른 문제가 있습니다. 일부 연속 평면 전선 공정 경로에서는 스택에 방사형으로 열린 슬롯과 도체 폭에 가까운 접근이 필요하고 삽입을 위한 작은 여유 공간이 필요합니다. 이 경우 전자기 설계자가 선호하는 것보다 슬롯 개구부가 더 넓어질 수 있습니다. 나머지 설계를 조정하지 않으면 개구부가 넓어지면 와전류 동작, 코깅 및 노이즈 동작이 약간 악화될 수 있습니다. 따라서 라미네이션 스택은 제조 접근성과 자기 청결도 사이의 협상이 됩니다.

여기서 단열재는 액세서리가 아닙니다.

플랫 와이어 프로그램에서는 슬롯 절연을 나중에 소모품이 아닌 스택 설계의 일부로 취급합니다. 라이너는 강철에 대한 접지 절연, 삽입 중 마모 보호, 도체 분리, 오버랩 제어, 때로는 슬롯 폐쇄 로직 등 여러 가지 작업을 한꺼번에 수행합니다. 현재 생산 조사에 따르면 플랫 와이어 고정자에서는 더 많은 도체 주변에서 위상을 적층 스택에서 분리하기 때문에 O자형 라이너 배열이 일반적입니다. B형 개념은 도체 간 보호 기능을 추가할 수 있지만 구리 공간이 필요하고 깔끔하게 자동화하기가 더 어렵습니다. 원형 전선은 U자형 슬롯 절연과 함께 필요한 경우 상 분리기를 사용하는 경우가 더 많습니다.

즉, 라미네이션 공급업체는 톱니 폭과 스택 길이만 볼 수 없습니다. 엔드 엣지 품질이 중요합니다. 슬롯 벽 텍스처가 중요합니다. 코너 반경 일관성도 중요합니다. 평평한 와이어에서는 스택의 축 방향 끝에 있는 작은 결함이 반복 가능한 라이너 절단 지점이 될 수 있습니다. 평면 전선 고정자의 슬롯 절연에 대한 공정 연구에서는 엔드 에지 손상, 균열, 주름, 에어 포켓 및 용지 위치 드리프트가 외관상의 문제가 아닌 실제 품질 문제로 지적되었습니다.

버 제어가 “중요”에서 “릴리스 차단”으로 변경됩니다.”

모든 스테이터 스택에는 버 제어가 필요합니다. 헤어핀은 페널티를 더 가파르게 만들 뿐입니다.

원형 와이어를 사용하면 도체 번들과 라이너 시스템이 손상이 나타나기 전에 더 많은 국부적인 불규칙성을 흡수할 수 있습니다. 무제한은 아닙니다. 더 관대합니다. 헤어핀을 사용하면 도체 표면이 더 넓고 단단하며 국부적인 가장자리 결함 주변을 잘 통과하지 못합니다. 생산 측면에서 슬롯 버, 다이 롤, 종단면 선명도는 더 이상 검사 데이터가 아닌 수율 예측 지표가 됩니다. 스택 압축 품질도 마찬가지입니다. 스택이 하나의 깨끗한 바디로 장착되지 않아 슬롯 목이 달라지면 삽입력이 안정적이지 않게 됩니다. 그러면 절연 손상이 무작위로 발생합니다. 무작위 손상은 비용이 많이 듭니다.

라미네이션 스택의 경우 일반적으로 승인 로직이 변경됩니다. 우리는 개별적으로 인쇄된 공칭 치수가 아니라 형성된 경로로서의 슬롯, 즉 입구 가장자리, 벽의 직진도, 톱니 뿌리, 끝 가장자리 및 라이너가 움직이는 동안 보이는 것에 더 신경을 씁니다. 이것이 바로 와인딩 팀이 실제로 구매하는 스택입니다.

한쪽은 열 이득, 다른 한쪽은 AC 손실

헤어핀은 슬롯에 더 많은 구리를 배치하여 열을 차단할 수 있고 엔드 와인딩을 더 짧게 만들 수 있기 때문에 많은 설계에서 실질적인 열 및 DC 저항 이점을 제공합니다. 그러나 도체 섹션이 너무 크거나 슬롯 레이어링을 잘못 선택한 경우 플랫 도체는 더 높은 전기 주파수에서 더 많은 AC 손실을 지불합니다. 한 가지 확실한 완화 방법은 도체 레이어를 늘리고 개별 도체 높이 또는 단면을 줄여 스킨 및 근접 효과를 완화하는 것입니다. 이는 권선에만 적용되는 해결책이 아닙니다. 이는 라미네이션 스택 슬롯 비율과 절연 패키징에도 그대로 적용됩니다.

따라서 플랫 와이어 스택을 필 팩터만으로 판매해서는 안 됩니다. 도체 섹션을 분할하는 데 도움이 되는 깊고 좁은 슬롯은 고주파 손실 동작을 개선할 수 있지만 라이너 형성을 강화하고 슬롯 직진도에 대한 민감도를 높입니다. 더 넓고 얕은 슬롯은 제조가 더 쉬울 수 있지만 AC 손실을 보완합니다. 여기에는 보편적인 “최상의 슬롯”은 없습니다. 드라이브 사이클과 실제 생산 경로에 맞는 스택만이 존재합니다.

조인 문제는 스택 외부에 머물지 않습니다.

헤어핀 프로그램에는 용접 지점이나 접합부가 많은 경우가 많습니다. 이는 공정 복잡성을 증가시키고 성형, 스트리핑, 비틀림 또는 용접 중에 절연체에 응력이 가해지면 신뢰성에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 용접이 활성 라미네이션 길이를 초과하더라도 스택은 여전히 간접적으로 이를 감지합니다. 스택에서 도체가 더 곧고 일관되게 빠져나갈수록 접합 스테이션에 필요한 보상이 줄어들고 전기 테스트 스테이션이 보기 전에 절연 시스템에 부하가 걸릴 가능성이 낮아집니다.

이것이 바로 라미네이션 스택, 라이너, 와인딩 경로를 한 번의 디자인 검토에서 논의하는 것을 선호하는 이유 중 하나입니다. 팀을 분리하면 숨겨진 비용이 발생합니다. 보통 첫날에는 그렇지 않습니다. 나중에.

원형 와이어 대 헤어핀: 라미네이션 스택의 변경 사항

프로그램이 플랫 와이어로 이동할 때 스택에서 변경되는 사항

저희는 보통 다섯 가지를 일찍 수정합니다.

첫째, 슬롯 입력 형상입니다. 너비뿐만 아니라 리드인 조건입니다. 헤어핀은 수학적으로 허용되지만 기계적으로 날카로운 이빨 끝을 좋아하지 않습니다. 둘째, 라이너 허용치. 슬롯은 구리+절연+공정 현실에 맞아야지, 구리+희망적인 CAD에 맞춰서는 안 됩니다. 셋째, 축 방향 종단면 조건. 플랫 와이어 프로그램은 삽입 시 거친 스택 끝과 라이너 긁힘에 대한 내성이 떨어집니다. 넷째, 슬롯 깊이 대 폭 비율. 이 선택은 AC 손실 노출과 제조 가능성을 모두 제어합니다. 다섯째, 스택 결합 및 유지. 슬롯 형태를 변경하는 국부적인 왜곡은 이제 라미네이션 견적 시보다 비용이 더 많이 듭니다.

프로그램이 원형 와이어를 계속 사용하면 스택 검토가 바뀝니다. 권선의 자유도, 웨지 또는 커버 슬라이드 호환성, 분리기 배치, 코일 삽입 공정에 필요한 슬롯 형상 마진에 더 많은 관심을 기울입니다. 전자기 패키지는 평면 와이어 공정에서 빠르게 거부할 수 있는 모양을 수용할 수 있습니다. 이것이 원형 와이어의 조용한 장점 중 하나입니다. 라미네이션 스택 설계 공간을 더 많이 확보할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

간단한 버전은 아니지만 짧은 버전입니다: 헤어핀 와인딩은 라미네이션 스택을 자성 부품에서 자성 및 공정 부품으로 변경합니다.. 이러한 변화가 초기에 설계되었다면 플랫 와이어가 우수할 수 있습니다. 그렇지 않다면 아무도 예상하지 못한 곳에서 원형 와이어가 계속 승리할 수 있습니다.