Dansingénierie électrique,Bobinageest la fabrication debobines électromagnétiques. Les bobines sont utilisées comme composants de circuits et pour fournir le champ magnétique des moteurs, transformateurs et générateurs, et dans la fabrication dehaut-parleursetmicrophones. La forme et les dimensions d'un enroulement sont conçues pour remplir l'objectif particulier. Des paramètres tels queinductance,Facteur Q, la force d'isolation et la force du champ magnétique souhaité influencent grandement la conception des enroulements de bobine. L'enroulement de la bobine peut être structuré en plusieurs groupes en ce qui concerne le type et la géométrie de la bobine enroulée. La production de masse de bobines électromagnétiques repose sur des machines automatisées.
Dans le procédé d'enroulement linéaire, un enroulement est produit en enroulant le fil sur un corps de bobine rotatif, un composant ou un support de bobine ou un dispositif de formation de bobine. Le fil est tiré d'un rouleau d'alimentation contenant 400 kg de fil de cuivre émaillé. Le fil est acheminé à travers un tube de guidage. Avant de commencer le processus d'enroulement proprement dit, le fil est monté sur un montant ou un dispositif de serrage du corps de bobine ou du dispositif d'enroulement.
Par le mouvement de pose linéaire du tube de guidage de fil, le composant à enrouler est tourné de manière à ce que le fil soit réparti dans tout l'espace d'enroulement du corps de bobine. Le mouvement de rotation ainsi que le mouvement de pose sont obtenus en utilisant des moteurs contrôlés par ordinateur. Par rapport à une rotation de l'axe de rotation et en fonction du diamètre du fil, l'axe de déplacement du tube guide-fil est déplacé en conséquence (pas transversal).
Ce faisant, des vitesses de rotation allant jusqu'à 30 000 1 / min peuvent être atteintes, en particulier lors du traitement de fils fins. En fonction du diamètre d'enroulement, des vitesses de fil allant jusqu'à 30 m / s sont atteintes pendant le processus d'enroulement. Les composants à enrouler sont montés sur des dispositifs d'enroulement. Les dispositifs d'enroulement sont couplés à des broches entraînées qui génèrent le mouvement de rotation. Etant donné que l'introduction du fil dans la zone d'enroulement doit être effectuée aussi régulièrement que possible, l'axe de rotation et l'axe de déplacement fonctionnent de manière synchrone pendant le processus d'enroulement.
Afin de pouvoir contrôler les positions de la buse de guidage de fil par rapport au composant à enrouler, même avec des géométries de composants différentes, normalement trois axes CNC sont utilisés pour le procédé avec une buse de guidage de fil.
Cela permet la terminaison aux bornes du corps d'enroulement (les bornes sont également destinées à établir des contacts par brasage ou soudage): en laissant les trois axes tourner de manière à ce qu'un mouvement en spirale de la buse de guidage de fil autour du poste d'enroulement initial en résulte, il est possible de fixer le fil de début ou de fin d'une bobine par la terminaison. Pour garder le fil appris lors du changement de produit, il est fixé à une broche de stationnement de fil de la machine.
Cette broche de stationnement de fil peut être soit un dispositif de serrage ou une copie d'un message qui est enroulé sur la bobine similaire au processus de terminaison. Avant l'enroulement commence et après avoir terminé le poste de fil de démarrage, le fil aux besoins des broches de stationnement à couper. Cela se fait en fonction de l'épaisseur du fil par déchirure ou découpe.
Fils de cuivre émaillés jusqu'à un diamètre d'env. 0,3 mm peut être déchiré normalement par un stylo déchirable qui passe à proximité du montant de la bobine ou de la buse de guidage du fil elle-même. Le point de séparation doit être très proche du poteau de la bobine afin de ne pas gêner un processus de mise en contact ultérieur (brasage, soudage, etc.).
Étant donné que tous les mouvements pendant le bobinage sont dirigés via des axes CNC, il est possible de réaliser des enroulements sauvages, des enroulements orthocycliques ou d'autres géométries d'enroulement (par exemple des bobines croisées). La commande de guidage du fil peut souvent être commutée entre un mouvement continu et progressif.
Du fait de la séparation entre le guidage du fil et la rotation du composant à enrouler, la configuration du produit et du guidage du fil peut être dupliquée dans la technologie d'enroulement linéaire. Par conséquent, il est possible, par exemple, d'enrouler simultanément sur 20 broches. Cela rend le procédé d'enroulement d'un processus linéaire très efficace étant donné que le temps de cycle de fabrication d'un composant à partir des résultats du quotient du temps de cycle du processus d'enroulement et le nombre de broches utilisées. La technologie d'enroulement linéaire est souvent appliquée efficacement là où des corps de bobine de faible masse doivent être enroulés.
Enroulement de flyer
Dans le procédé d'enroulement de flyer, un enroulement est produit en alimentant le fil via un rouleau ou à travers une buse qui est attachée à un flyer qui tourne à un certain
distance de la bobine. Le fil est alimenté par l'arbre du flyer. Pour enrouler le composant à enrouler, il doit être fixé à l'intérieur de la zone d'enroulement du flyer. Il est nécessaire que le fil soit fixé à l'extérieur du flyer à tout moment de la procédure d'enroulement. La fixation du fil est rendue possible normalement par le procédé d'enroulement successif (souvent utilisé à des tables d'indexation rotatifs): A la périphérie de la table sont des clips métalliques ou des déviations de fil qui permettent une traction le long et avec une fixation du fil. Cela permettra un changement de composant très rapide, étant donné qu'aucun dépôt séparé du fil dans un clip de fil sur la machine n'est nécessaire.
Du fait que le dernier point guidé du fil est situé au niveau d'une buse ou d'un rouleau d'un bras de flyer qui se déplace sur une trajectoire circulaire fixe qui ne peut être décalée que dans le sens de pose, une pose précise à proximité de la surface de la bobine est impossible. En conséquence, il n'est pas facilement possible de poser clairement ou même de terminer les fils de départ et d'arrivée sur le composant à enrouler. Mais il est certainement possible de produire également des bobines orthocycliques avec le processus d'enroulement flyer. Ici, un comportement d'auto-guidage du fil sur la surface de la bobine est un avantage.
Etant donné que le composant à enrouler doit être présenté uniquement dans la position d'enroulement et qu'il n'a par ailleurs pas besoin d'effectuer de mouvement pendant le processus d'enroulement, des produits très volumineux et massifs peuvent également être fabriqués. Un exemple est celui des rotors de moteurs électriques (technologie de bobinage de rotor, forme particulière de la méthode d'enroulement successif): Le fil est maintenu par un clip fixé à la machine lors du changement de composant. Etant donné que les rotors sont souvent constitués de tôles lourdes, garnies de poinçons, la technologie d'enroulement de flyer est particulièrement avantageuse à cet égard. Etant donné que le dépliant ne peut pas être directement guidé dans le cas de la technologie d'enroulement de rotor, le fil est guidé à travers des blocs de guidage polis dans la rainure ou la fente correspondante. Des manchons de câblage spéciaux garantissent la position correcte des câbles aux bornes des commutateurs.
Technologie d'enroulement d'aiguille
Pour enrouler efficacement les patins polaires proches les uns des autres des moteurs triphasés multipolaires à commutation électronique, ils seront revêtus d'isolant et directement enroulés avec la méthode d'enroulement d'aiguille. Une aiguille avec une buse qui est placée à angle droit par rapport à la direction du mouvement se déplace dans un mouvement de levage en passant les blocs de stator à travers le canal de rainure entre les deux pôles voisins du moteur pour faire tomber le fil à l'endroit souhaité. Le stator est alors retourné au point d'inversion sur la tête d'enroulement par un pas de dent de telle sorte que le processus précédent peut être exécuté à nouveau dans l'ordre inverse. Avec cette technologie d'enroulement, une structure de couche spécifique peut être réalisée. L'inconvénient est qu'il doit y avoir un espace entre deux pôles adjacents d'une taille d'au moins le diamètre de la buse. Le diamètre de la buse est environ trois fois le diamètre du fil d'enroulement. L'espace entre deux pôles adjacents ne peut donc pas être complètement rempli.
Un avantage de la technologie d'enroulement d'aiguille est le fait que le support d'aiguille portant la buse de guidage de fil est normalement couplé à un système de coordonnées CNC. Cela permet de déplacer la buse à travers l'espace vers le stator. De cette manière, il est possible d'effectuer également un mouvement de pose en dehors du mouvement normal de levage et de la rotation du stator. Une mise en place ciblée du fil n'est néanmoins possible que dans une mesure limitée puisque le fil est tiré à un angle de 90 ° de la buse de guidage du fil, ce qui entraîne un renflement indéfini.
La redirection à 90 ° du fil à la sortie de l'aiguille creuse sollicite beaucoup le fil et rend difficile l'enroulement raisonnable de fils de cuivre d'un diamètre supérieur à 1 mm. Un enroulement orthocyclique avec un enrouleur d'aiguille n'est donc que partiellement possible pour ces tâches d'enroulement.
Étant donné que la buse de guidage de fil peut être déplacée librement dans toute la pièce, il est possible que la buse termine le fil aux points de contact si elle est équipée d'un dispositif pivotant supplémentaire. Comme dans le cas de la technologie d'enroulement linéaire conventionnelle, une broche de contact ou un contact à crochet peut être terminé pour la connexion électrique et pour interconnecter les pôles individuels dans une connexion en étoile ou en triangle.
Avec la technologie d'enroulement à noyau toroïdal, une bobine ou un enroulement électrique est créé en enroulant un conducteur électrique (par exemple un fil de cuivre) à travers l'anneau circulaire et en le répartissant uniformément sur la circonférence (Inducteurs et transformateurs toroïdaux, selfs toroïdaux).
Avant le début de l'enroulement, le toroïdal /Noyau magnétiqueest monté dans un dispositif de maintien qui peut initier un mouvement de rotation lent du noyau avec principalement trois points de contact caoutchoutés. Un anneau de stockage de fil (roue orbitale) disposé à 90 ° par rapport au noyau toroïdal va maintenant être ouvert à la circonférence et introduit au centre du noyau toroïdal. Le fil est ensuite enroulé autour de l'anneau de stockage de fil qui a été refermé. Lorsque la quantité requise est présente sur l'accumulateur à fil, l'extrémité du fil de l'accumulateur à fil est fixée au noyau toroïdal qui doit être enroulé. Par rotation simultanée du noyau toroïdal et de l'anneau accumulateur de fil, se développe un enroulement qui se répartit le long de la circonférence du noyau toroïdal. Une fois terminé, l'accumulateur à fil doit être à nouveau ouvert afin de pouvoir retirer le noyau toroïdal prêt à être enroulé. Étant donné que les fils de début et de fin ne sont souvent pas fixables au noyau toroïdal, les bobineuses toroïdales ne peuvent être que partiellement automatisées.
Les noyaux toroïdaux sont utilisés malgré les coûts de fabrication élevés (beaucoup de travail manuel) en raison de la faible fuite de flux magnétique (MFL -Inductance de fuite), de faibles pertes de cœur et une bonne densité de puissance. Une caractéristique de qualité possible des transformateurs est une répartition uniforme des enroulements le long de la circonférence (faible champ parasite). L'isolation entre les différents enroulements peut être résolue de manière très différente. Dans le cas d'enroulements de recouvrement, un film est appliqué après le premier enroulement pour obtenir de bonnes caractéristiques de champ parasite. Ce film doit être enroulé pour couvrir toute la circonférence. Pour cela, des bobineuses toroïdales avec des magasins spéciaux peuvent également être utilisées.
Avec la technologie d'enroulement à noyau toroïdal, une bobine ou un enroulement électrique est créé en enroulant un conducteur électrique (par exemple un fil de cuivre) à travers l'anneau circulaire et en le répartissant uniformément sur la circonférence (Inducteurs et transformateurs toroïdaux, selfs toroïdaux).
Avant le début de l'enroulement, le toroïdal /Noyau magnétiqueest monté dans un dispositif de maintien qui peut initier un mouvement de rotation lent du noyau avec principalement trois points de contact caoutchoutés. Un anneau de stockage de fil (roue orbitale) disposé à 90 ° par rapport au noyau toroïdal va maintenant être ouvert à la circonférence et introduit au centre du noyau toroïdal. Le fil est ensuite enroulé autour de l'anneau de stockage de fil qui a été refermé. Lorsque la quantité requise est présente sur l'accumulateur à fil, l'extrémité du fil de l'accumulateur à fil est fixée au noyau toroïdal qui doit être enroulé. Par rotation simultanée du noyau toroïdal et de l'anneau accumulateur de fil, se développe un enroulement qui se répartit le long de la circonférence du noyau toroïdal. Une fois terminé, l'accumulateur à fil doit être à nouveau ouvert afin de pouvoir retirer le noyau toroïdal prêt à être enroulé. Étant donné que les fils de début et de fin ne sont souvent pas fixables au noyau toroïdal, les bobineuses toroïdales ne peuvent être que partiellement automatisées.
Les noyaux toroïdaux sont utilisés malgré les coûts de fabrication élevés (beaucoup de travail manuel) en raison de la faible fuite de flux magnétique (MFL -Inductance de fuite), de faibles pertes de cœur et une bonne densité de puissance. Une caractéristique de qualité possible des transformateurs est une répartition uniforme des enroulements le long de la circonférence (faible champ parasite). L'isolation entre les différents enroulements peut être résolue de manière très différente. Dans le cas d'enroulements de recouvrement, un film est appliqué après le premier enroulement pour obtenir de bonnes caractéristiques de champ parasite. Ce film doit être enroulé pour couvrir toute la circonférence. Pour cela, des bobineuses toroïdales avec des magasins spéciaux peuvent également être utilisées.
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