Funções críticas do fio de ligação em motores de tração NEV

No ambiente de alta tensão de um motor de tração de Veículo de Nova Energia (NEV), o fio de ligação (também conhecido como cordão de amarração ou amarração do estator) serve como estabilizador mecânico primário para os enrolamentos do estator. Ao contrário dos motores industriais que operam em velocidades constantes, os motores NEV experimentam aceleração rápida, vibrações de alta frequência e forças centrífugas significativas. O fio de ligação garante que os enrolamentos finais – a parte das bobinas de cobre que se estende além do núcleo do estator – permaneçam imóveis. Esta imobilidade é crucial porque qualquer micromovimento dos fios durante a operação pode levar ao desgaste do isolamento induzido por fricção, eventualmente causando curtos-fase ou falhas de aterramento.

Além disso, o fio de ligação desempenha um papel vital na gestão térmica. Ao fixar firmemente o feixe de enrolamentos, elimina lacunas de ar entre os condutores individuais, o que melhora a eficácia das resinas ou vernizes de isolamento secundário durante o processo de impregnação. Este empacotamento denso aumenta a condutividade térmica da cabeça da bobina, permitindo que o calor gerado pelas altas densidades de corrente se dissipe de forma mais eficiente através da carcaça do motor ou da camisa de resfriamento.

Materiais Avançados e Classificações Térmicas

A seleção de materiais para Fio de ligação de motor de veículo de nova energia é governado pelas demandas térmicas e químicas do trem de força do veículo. Os materiais industriais padrão geralmente falham em NEVs devido às altas temperaturas de operação, que podem atingir picos de 180°C a 200°C (isolamento Classe H ou N). Os fios de ligação modernos são normalmente projetados a partir de fibras sintéticas de alta resistência que fornecem um equilíbrio entre resistência à tração e estabilidade térmica.

Materiais de fio de ligação comuns

• Poliéster (PET): Frequentemente usado em aplicações Classe F (155°C). É econômico e oferece boas propriedades de contração, o que ajuda a reforçar a ligação durante o processo de cura.

• Aramida (Nomex/Kevlar): Usado para motores Classe H (180°C) de alto desempenho. As fibras de aramida oferecem resistência superior ao calor e não derretem, proporcionando uma alta margem de segurança para condições de torque excessivo.

• Fitas de fibra de vidro: Frequentemente usado em motores EV ou motores de ônibus de grande escala, onde a rigidez mecânica é a prioridade. Possui excelente resistência química a óleos de motor e fluidos de refrigeração.

• Cabos termorretráteis: Esses cabos especializados são projetados para encolher uma porcentagem específica (geralmente 5–10%) quando expostos ao calor no forno de cura, aumentando automaticamente a tensão nos enrolamentos.

Especificações Técnicas e Tabela Comparativa

Quando os engenheiros selecionam um fio de ligação para uma nova plataforma de motor, eles devem avaliar a resistência à tração, a taxa de encolhimento e a compatibilidade com resinas de impregnação. A tabela a seguir compara as propriedades típicas dos materiais de ligação usados ​​na indústria de NEV.

Melhores práticas para amarração e amarração do estator

A aplicação do fio de amarração é um processo de precisão que evoluiu do laço manual para o laço de estação CNC totalmente automatizado. Para os fabricantes de NEV, manter uma tensão consistente é o parâmetro mais crítico neste processo.

Principais fatores de implementação

• Controle de tensão: O fio de ligação deve ser aplicado com tensão constante para garantir que a cabeça do enrolamento seja comprimida uniformemente. A subtensão leva à vibração, enquanto a tensão excessiva pode cortar o esmalte do fio primário.

• Segurança do nó: No laço automatizado, o "ponto fixo" ou nós especializados devem ser usados para garantir que o laço não se desfaça se uma seção do fio estiver danificada.

• Ancoragem do fio condutor: O fio de ligação é frequentemente usado para prender os fios condutores de grande calibre (cabos de saída) ao corpo do estator. Isso evita que as juntas de solda ou terminais sofram falhas por fadiga causadas pelo movimento do veículo.

• Compatibilidade de resina: É essencial garantir que o acabamento do fio de ligação (como tratamentos com cera ou óleo) não iniba a ligação da resina Trickle ou VPI (Vacuum Pressure Impregnation).

Tendências Futuras na Estabilização de Motores EV

À medida que a indústria muda para arquiteturas de 800 V e motores com RPM mais altas (excedendo 20.000 RPM), os requisitos para cabos de ligação estão se tornando ainda mais rigorosos. Estamos vendo um movimento em direção a fitas de amarração “ricas em resina” que carregam seu próprio adesivo, bem como cabos reforçados com fibra de carbono para rotores de ultra-alta velocidade. Essas inovações visam reduzir a massa dos enrolamentos finais e, ao mesmo tempo, fornecer a extrema rigidez necessária para evitar a deformação sob cargas de surtos eletromagnéticos.