Funciones críticas del alambre para atar en motores de tracción NEV

En el entorno de alta tensión de un motor de tracción de un vehículo de nueva energía (NEV), el alambre de unión (también conocido como cordón de amarre o brida del estator) sirve como estabilizador mecánico principal para los devanados del estator. A diferencia de los motores industriales que funcionan a velocidades constantes, los motores NEV experimentan una rápida aceleración, vibraciones de alta frecuencia y fuerzas centrífugas significativas. El cable de unión asegura que los devanados finales (la parte de las bobinas de cobre que se extiende más allá del núcleo del estator) permanezcan inmóviles. Esta inmovilidad es crucial porque cualquier micromovimiento de los cables durante el funcionamiento puede provocar un desgaste del aislamiento inducido por la fricción, lo que eventualmente provocará cortocircuitos entre fases o fallas de conexión a tierra.

Además, el alambre para atar juega un papel vital en la gestión térmica. Al asegurar firmemente el haz de devanados, se eliminan los espacios de aire entre los conductores individuales, lo que mejora la eficacia de las resinas o barnices de aislamiento secundario durante el proceso de impregnación. Este empaque denso mejora la conductividad térmica del cabezal de la bobina, permitiendo que el calor generado por altas densidades de corriente se disipe de manera más eficiente a través de la carcasa del motor o la camisa de enfriamiento.

Materiales avanzados y clasificaciones térmicas

La selección de materiales para Cable de unión para motores de vehículos de nueva energía se rige por las demandas térmicas y químicas del tren motriz del vehículo. Los materiales industriales estándar a menudo fallan en los NEV debido a las altas temperaturas de funcionamiento, que pueden alcanzar picos de 180 °C a 200 °C (aislamiento Clase H o N). Los alambres para atar modernos generalmente están diseñados a partir de fibras sintéticas de alta resistencia que brindan un equilibrio entre resistencia a la tracción y estabilidad térmica.

Materiales comunes de alambre para atar

• Poliéster (PET): A menudo se utiliza en aplicaciones Clase F (155°C). Es rentable y proporciona buenas propiedades de contracción, lo que ayuda a reforzar la unión durante el proceso de curado.

• Aramida (Nomex/Kevlar): Se utiliza para motores Clase H (180°C) de alto rendimiento. Las fibras de aramida ofrecen una resistencia al calor superior y no se derriten, lo que proporciona un alto margen de seguridad en condiciones de exceso de torsión.

• Cintas de fibra de vidrio: Se utiliza con frecuencia en motores de vehículos eléctricos o de autobuses a gran escala donde la rigidez mecánica es la prioridad. Tiene una excelente resistencia química a los aceites de motor y fluidos refrigerantes.

• Cordones termocontraíbles: Estos cables especializados están diseñados para encogerse en un porcentaje específico (normalmente entre un 5 y un 10 %) cuando se exponen al calor en el horno de curado, lo que aumenta automáticamente la tensión en los devanados.

Especificaciones técnicas y tabla comparativa

Cuando los ingenieros seleccionan un alambre de unión para una nueva plataforma de motor, deben evaluar la resistencia a la tracción, la tasa de contracción y la compatibilidad con las resinas de impregnación. La siguiente tabla compara las propiedades típicas de los materiales aglutinantes utilizados en la industria NEV.

Mejores prácticas para la unión y el entrelazado del estator

La aplicación del alambre para atar es un proceso de precisión que ha evolucionado desde el cordón manual hasta el cordón de estación CNC totalmente automatizado. Para los fabricantes de NEV, mantener una tensión constante es el parámetro más crítico en este proceso.

Factores clave de implementación

• Control de tensión: El alambre para atar debe aplicarse con tensión constante para garantizar que el cabezal de bobinado se comprima uniformemente. Una tensión insuficiente produce vibraciones, mientras que una tensión excesiva puede cortar el esmalte del alambre primario.

• Seguridad del nudo: En el cordón automático, se debe utilizar la "puntada de bloqueo" o nudos especializados para garantizar que el cordón no se deshaga si una sección del cable se daña.

• Anclaje del cable conductor: El cable de unión se utiliza a menudo para asegurar los cables conductores de gran calibre (cables de salida) al cuerpo del estator. Esto evita que las uniones soldadas o los terminales fallen por fatiga causada por el movimiento del vehículo.

• Compatibilidad de resina: Es esencial asegurarse de que el acabado del alambre de unión (como tratamientos con cera o aceite) no inhiba la unión de la resina Trickle o VPI (impregnación a presión al vacío).

Tendencias futuras en la estabilización de motores de vehículos eléctricos

A medida que la industria avanza hacia arquitecturas de 800 V y motores de RPM más altas (que superan las 20 000 RPM), los requisitos para unir cables se vuelven aún más estrictos. Estamos viendo un movimiento hacia cintas de cordones "ricas en resina" que llevan su propio adhesivo, así como cordones reforzados con fibra de carbono para rotores de velocidad ultra alta. Estas innovaciones tienen como objetivo reducir la masa de los devanados finales y al mismo tiempo proporcionar la rigidez extrema necesaria para evitar la deformación bajo cargas electromagnéticas.