コイル巻線技術

に電気工学,コイル巻線の製造です電磁コイル。 コイルは、回路のコンポーネントとして、モーター、変圧器、発電機の磁場を提供するために、およびスピーカーそしてマイク。 巻線の形状と寸法は、特定の目的を満たすように設計されています。 などのパラメータインダクタンス,Qファクター、絶縁強度、および必要な磁場の強度は、コイル巻線の設計に大きく影響します。 コイル巻線は、巻線コイルのタイプと形状に関していくつかのグループに構成できます。 電磁コイルの大量生産は自動化された機械に依存しています。

線形巻線

線形巻線法では、巻線は、回転するコイル本体、コンポーネント、コイル運搬装置、またはコイル形成装置にワイヤを巻くことによって生成されます。 ワイヤーは、400kgのエナメル銅線を含む供給ロールから引き出されます。 ワイヤーはガイドチューブを通して供給されます。 実際の巻線プロセスを開始する前に、ワイヤはコイル本体または巻線装置のポストまたはクランプ装置に取り付けられます。

ワイヤガイドチューブの直線的な敷設運動により、コイル本体の巻線空間全体にワイヤが分布するように、巻かれる部品が回転する。 回転運動と敷設運動は、コンピューター制御のモーターを使用して実現されます。 回転軸の1回転に関連して、ワイヤの直径に応じて、ワイヤガイドチューブのトラバース軸がそれに応じて移動します（トラバースピッチ）。

そうすることで、特に細いワイヤーを処理するときに、最大30,000 1 / minの回転速度に達することができます。 巻線の直径にもよりますが、巻線プロセス中に最大30m / sのワイヤ速度が達成されます。 巻かれる部品は巻取装置に取り付けられます。 巻線装置は、回転運動を生成する駆動スピンドルと結合されています。 巻線領域へのワイヤの導入は可能な限り均等に行う必要があるため、巻線プロセス中は回転軸と移動軸が同期して動作します。

巻線する部品に対するワイヤーガイドノズルの位置を制御できるようにするために、コンポーネントの形状が異なっていても、ワイヤーガイドノズルを使用する方法では通常3つのCNC軸が使用されます。

これにより、コイル本体のポストの終端が可能になります（ポストははんだ付けまたは溶接によって接触することも目的としています）。最初の巻線ポストの周りのワイヤガイドノズルのスパイラル運動が生じるように3つの軸を実行させることにより、次のようになります。コイルの始線または終点を終端で固定することができます。 製品交換時にワイヤーを教え続けるために、ワイヤーは機械のワイヤーパーキングピンに固定されています。

このワイヤーパーキングピンは、終端処理と同様に、クランプまたはコイルに巻き付けられたポストのコピーのいずれかです。 巻線を開始する前と開始ワイヤポストを終了した後、パーキングピンへのワイヤを切断する必要があります。 これは、引き裂きまたは切断によってワイヤの太さに応じて行われます。

直径約1mmまでのエナメル銅線。 0.3mmは、コイルのポストまたはワイヤーガイドノズル自体の近くを通過する引き裂きペンによって通常は引き裂くことができます。 分離点は、その後の接触プロセス（はんだ付け、溶接など）を妨げないように、コイルのポストに非常に近くする必要があります。

巻線中のすべての動きはCNC軸を介して方向付けられるため、ワイルド巻線、オルソサイクリック巻線、またはその他の巻線形状（クロスコイルなど）を実現できます。 ワイヤーガイド制御は、多くの場合、連続的な動きと段階的な動きの間で切り替えることができます。

ワイヤガイドと巻かれるコンポーネントの回転が分離されているため、製品の構成とワイヤガイドを線形巻線技術で複製できます。 したがって、例えば、２０個のスピンドルに同時に巻くことが可能である。 コンポーネントを製造するためのサイクルタイムは、巻線プロセスのサイクルタイムと使用されるスピンドルの数の商に起因するため、これにより、線形巻線法は非常に効率的なプロセスになります。 線形巻線技術は、低質量のコイル本体を巻く必要がある場合に効率的に適用されることがよくあります。

フライヤーワインディング

フライヤー巻き取り方式では、ロールを介して、または特定の速度で回転しているフライヤーに取り付けられたノズルを介してワイヤーを供給することによって巻き取りが生成されます。

コイルからの距離。 ワイヤーはフライヤーシャフトから供給されます。 巻く部品を巻くには、フライヤーの巻取りエリア内に固定する必要があります。 巻き取り手順のどの時点でも、ワイヤーはフライヤーの外側に固定されている必要があります。 ワイヤーの固定は、通常、連続巻き法（ロータリーインデックステーブルでよく使用されます）によって可能になります。テーブルの周囲には、ワイヤーの固定に沿って引っ張ることができるワイヤークリップまたはワイヤーのたわみがあります。 これにより、マシンのワイヤークリップにワイヤーを個別に配置する必要がないため、コンポーネントを非常に迅速に変更できます。

ワイヤーの最後のガイドポイントは、敷設方向にのみシフトできる固定された円形パス上を移動するフライヤーアームのノズルまたはロールにあるため、コイル表面の近くに正確に敷設することは不可能です。 その結果、巻き取るコンポーネントに開始ワイヤと終了ワイヤを明確に配置したり、終端したりすることさえ簡単にできません。 しかし、フライヤー巻線プロセスでオルソサイクリックコイルを製造することも確かに可能です。 ここでは、コイル表面でのワイヤの自己誘導動作が利点です。

巻かれる部品は巻取り位置にのみ提示されなければならず、さもなければ巻上げプロセス中にいかなる動きも実行する必要がないので、非常にかさばるそして巨大な製品も製造することができる。 一例として、電気モーターのローターがあります（ローター巻線技術、連続巻線方式の特殊な形式）。ワイヤーは、コンポーネントの交換中に機械に固定されたクリップによって保持されます。 ローターは多くの場合、重いパンチパックされた金属シートで構成されているため、フライヤーワインディングテクノロジーはこの点で特に有利です。 ローター巻線技術の場合、フライヤーを直接ガイドすることはできないため、ワイヤーは研磨されたガイドブロックを横切って対応する溝またはスロットにガイドされます。 特別な配線スリーブにより、Commutators.xの端子で正しい配線位置が保証されます。

針巻き技術

電子的に整流された多極三相モーターの近くにあるポールシューを効率的に巻くために、それらは絶縁体でコーティングされ、針巻き方式で直接巻かれます。 移動方向に対して直角に配置されたノズルを備えた針は、固定子パックをモーターの2つの隣接する極の間の溝チャネルに通して持ち上げ動作で移動し、ワイヤーを目的の場所にドロップします。 次に、固定子は巻線ヘッドの反転点で1歯ピッチだけ回転し、前のプロセスを逆の順序で再度実行できるようにします。 この巻線技術により、特定の層構造を実現できます。 欠点は、少なくともノズル直径のサイズの2つの隣接する極の間にクリアランスがなければならないことです。 ノズル径は巻線径の約3倍です。 したがって、2つの隣接する極の間のスペースを完全に埋めることはできません。

針巻き技術の利点は、ワイヤーガイドノズルを運ぶ針サポートが通常CNC座標系に結合されているという事実です。 これにより、ノズルを空間を通して固定子に向かって移動させることができます。 このようにして、通常の持ち上げ動作および固定子の回転とは別に、敷設動作を実行することも可能です。 それにもかかわらず、ワイヤがワイヤガイドノズルから９０°の角度で引っ張られ、不明確な膨らみが生じるため、ワイヤの標的配置は限られた範囲でのみ可能である。

中空針を出るときのワイヤーの90°の方向転換はワイヤーに大きなストレスを与え、1mmを超える直径の銅ワイヤーを合理的な方法で巻くことを困難にします。 したがって、ニードルワインダーを使用したオーソサイクリックワインディングは、これらのワインディングタスクでは部分的にしか可能ではありません。

ワイヤーガイドノズルは部屋中を自由に動かすことができるので、追加の旋回装置が装備されていれば、ノズルが接触点でワイヤーを終端することが可能です。 従来の線形巻線技術の場合と同様に、接点ピンまたはフック接点は、電気接続用、およびスター接続またはデルタ接続で単極を相互接続するために終端することができます。

トロイダルコア巻線技術

トロイダルコア巻線技術では、電気導体（銅線など）を円形リングに巻き付け、それを円周に均等に分配することによって、電気コイルまたは巻線が作成されます（トロイダルインダクタとトランス、トロイダルチョーク）。

巻線が始まる前に、トロイダル/磁気コアは、ほとんど3つのゴム製の接触点でコアのゆっくりとした回転運動を開始できる保持固定具に取り付けられています。 トロイダルコアに対して90°に配置されたワイヤーストレージリング（オービタルホイール）が円周で開かれ、トロイダルコアの中心に導入されます。 次に、ワイヤーは、再び閉じられたワイヤーストレージリングの周りに巻かれます。 ワイヤアキュムレータに必要な量が存在する場合、ワイヤアキュムレータからのワイヤの端は、巻く必要のあるトロイダルコアに固定されます。 トロイダルコアとワイヤアキュムレータリングを同時に回転させることにより、トロイダルコアの円周に沿って分布する巻線が発生します。 完了したら、すぐに巻かれたトロイダルコアを取り外すことができるように、ワイヤアキュムレータを再度開く必要があります。 スタートワイヤとエンドワイヤはトロイダルコアに固定できないことが多いため、トロイダル巻線機は部分的にしか自動化できません。

トロイダルコアは、磁束漏れが少ないために製造コストが高い（手作業が多い）にもかかわらず使用されます（MFL –漏れインダクタンス）、低コア損失と良好な電力密度。 トランスの可能な品質特性の1つは、円周に沿って巻線が均一に分布していることです（低漂遊磁場）。 さまざまな巻線間の絶縁は、まったく異なる方法で解決できます。 巻線を覆う場合は、最初の巻線の後にフィルムを塗布して、良好な漂遊磁場特性を実現します。 このフィルムは全周を覆うように巻く必要があります。 このために、特別なマガジンを備えたトロイダル巻線機も使用できます。

トロイダルコア巻線技術では、電気導体（銅線など）を円形リングに巻き付け、それを円周に均等に分配することによって、電気コイルまたは巻線が作成されます（トロイダルインダクタとトランス、トロイダルチョーク）。

巻線が始まる前に、トロイダル/磁気コアは、ほとんど3つのゴム製の接触点でコアのゆっくりとした回転運動を開始できる保持固定具に取り付けられています。 トロイダルコアに対して90°に配置されたワイヤーストレージリング（オービタルホイール）が円周で開かれ、トロイダルコアの中心に導入されます。 次に、ワイヤーは、再び閉じられたワイヤーストレージリングの周りに巻かれます。 ワイヤアキュムレータに必要な量が存在する場合、ワイヤアキュムレータからのワイヤの端は、巻く必要のあるトロイダルコアに固定されます。 トロイダルコアとワイヤアキュムレータリングを同時に回転させることにより、トロイダルコアの円周に沿って分布する巻線が発生します。 完了したら、すぐに巻かれたトロイダルコアを取り外すことができるように、ワイヤアキュムレータを再度開く必要があります。 スタートワイヤとエンドワイヤはトロイダルコアに固定できないことが多いため、トロイダル巻線機は部分的にしか自動化できません。

トロイダルコアは、磁束漏れが少ないために製造コストが高い（手作業が多い）にもかかわらず使用されます（MFL –漏れインダクタンス）、低コア損失と良好な電力密度。 トランスの可能な品質特性の1つは、円周に沿って巻線が均一に分布していることです（低漂遊磁場）。 さまざまな巻線間の絶縁は、まったく異なる方法で解決できます。 巻線を覆う場合は、最初の巻線の後にフィルムを塗布して、良好な漂遊磁場特性を実現します。 このフィルムは全周を覆うように巻く必要があります。 このために、特別なマガジンを備えたトロイダル巻線機も使用できます。