EnIngenieria Eléctrica,bobinado de bobinaes la fabricación debobinas electromagnéticas. Las bobinas se utilizan como componentes de circuitos y para proporcionar el campo magnético de motores, transformadores y generadores, y en la fabricación dealtavocesymicrófonos. La forma y dimensiones de un devanado están diseñadas para cumplir con el propósito particular. Parámetros comoinductancia,Factor Q, la fuerza del aislamiento y la fuerza del campo magnético deseado influyen en gran medida en el diseño de los devanados de la bobina. El devanado de la bobina se puede estructurar en varios grupos en función del tipo y la geometría de la bobina enrollada. La producción en masa de bobinas electromagnéticas se basa en maquinaria automatizada.
En el método de devanado lineal, se produce un devanado enrollando el alambre sobre un cuerpo de bobina giratorio, un componente o un dispositivo portador de bobina o formador de bobina. El cable se extrae de un rollo de suministro que contiene 400 kg de cable de cobre esmaltado. El alambre se alimenta a través de un tubo guía. Antes de comenzar el proceso de bobinado real, el cable se monta en un poste o en un dispositivo de sujeción del cuerpo de la bobina o dispositivo de bobinado.
Mediante el movimiento de tendido lineal del tubo guía de alambre, el componente a enrollar se gira de manera que el alambre se distribuye por todo el espacio de enrollamiento del cuerpo de la bobina. El movimiento rotatorio, así como el movimiento de colocación, se logra mediante el uso de motores controlados por computadora. En relación con una rotación del eje de rotación y dependiendo del diámetro del alambre, el eje transversal del tubo de guía del alambre se mueve en consecuencia (paso transversal).
Al hacerlo, se pueden alcanzar velocidades de rotación de hasta 30.000 1 / min, especialmente cuando se procesan alambres delgados. Dependiendo del diámetro del devanado, se alcanzan velocidades de alambre de hasta 30 m / s durante el proceso de enrollado. Los componentes a bobinar se montan en dispositivos de bobinado. Los dispositivos de bobinado están acoplados con husillos accionados que generan el movimiento de giro. Dado que la introducción del cable en el área de enrollado debe realizarse de la manera más uniforme posible, el eje de rotación y el eje de desplazamiento funcionan de forma sincrónica durante el proceso de enrollado.
Para poder controlar las posiciones de la boquilla de guiado de alambre en relación con el componente a bobinar, incluso con diferentes geometrías de componentes, normalmente se utilizan tres ejes CNC para el método con una boquilla de guiado de alambre.
Esto permite la terminación de los postes del cuerpo de la bobina (los postes también están destinados a hacer contactos mediante soldadura o soldadura): al dejar que los tres ejes se muevan de manera que se produzca un movimiento en espiral de la boquilla de guía de alambre alrededor del poste de enrollado inicial, es posible fijar el cable de inicio o final de una bobina por la terminación. Para mantener el cable enseñado al cambiar el producto, se fija a un pasador de estacionamiento de cables de la máquina.
Este pasador de estacionamiento de cables puede ser una abrazadera o una copia de un poste que se envuelve en la bobina de manera similar al proceso de terminación. Antes de que comience el devanado y después de terminar el poste del cable de inicio, es necesario cortar el cable al pasador de estacionamiento. Esto se lleva a cabo de acuerdo con el grosor del alambre mediante rasgado o corte.
Alambres de cobre esmaltado hasta un diámetro de aprox. 0,3 mm se pueden rasgar normalmente con un bolígrafo rasgado que pasa cerca del poste de la bobina o de la boquilla de guía del cable. El punto de separación debe estar muy cerca del poste de la bobina para no obstaculizar un proceso de contacto posterior (soldadura, soldadura, etc.).
Dado que todos los movimientos durante el bobinado se dirigen a través de ejes CNC, es posible lograr bobinados salvajes, bobinados ortocíclicos u otras geometrías de bobinado (por ejemplo, bobinas cruzadas). El control de guiado del cable a menudo se puede cambiar entre movimiento continuo y gradual.
Debido a la separación entre el guiado del cable y la rotación del componente a enrollar, la configuración del producto y el guiado del cable se puede duplicar en la tecnología de bobinado lineal. Por lo tanto, es posible, por ejemplo, enrollar en 20 husillos simultáneamente. Esto hace que el método de bobinado lineal sea un proceso muy eficiente, ya que el tiempo de ciclo para producir un componente resulta del cociente del tiempo de ciclo del proceso de bobinado y el número de husillos usados. La tecnología de bobinado lineal se aplica a menudo de forma eficaz cuando es necesario bobinar cuerpos de bobinas de baja masa.
Flyer bobinado
En el método de bobinado de volante, se produce un bobinado al alimentar el alambre a través de un rollo o mediante una boquilla que está unida a un volante que está girando en una determinada posición.
distancia de la bobina. El cable es alimentado por el eje del volante. Para enrollar el componente a enrollar, debe fijarse dentro del área de enrollado del volante. Es necesario que el cable se fije fuera del volante en cualquier momento del procedimiento de enrollado. La fijación del cable es posible normalmente mediante el método de enrollado sucesivo (utilizado a menudo en las mesas rotativas de indexación): En la circunferencia de la mesa hay clips de cable o desviaciones del cable que permiten un tirón y con ello una fijación del cable. Esto permitirá un cambio de componente muy rápido, dado que no es necesario depositar el alambre por separado en un clip de alambre en la máquina.
Debido a que el último punto guiado del cable se encuentra en una boquilla o rollo de un brazo volante que se mueve en una trayectoria circular fija que solo se puede cambiar en la dirección de colocación, es imposible una colocación precisa cerca de la superficie de la bobina. Como resultado, no es posible colocar claramente o incluso terminar los cables de inicio y fin en el componente que se va a enrollar. Pero ciertamente es posible producir también bobinas ortocíclicas con el proceso de bobinado de volante. Aquí, el comportamiento autoguiado del alambre en la superficie de la bobina es una ventaja.
Como el componente a bobinar debe presentarse únicamente en la posición de bobinado y, de lo contrario, no necesita realizar ningún movimiento durante el proceso de bobinado, también se pueden fabricar productos muy voluminosos y macizos. Un ejemplo son los rotores de motores eléctricos (tecnología de bobinado de rotor, forma especial del método de bobinado sucesivo): el cable se sujeta mediante una pinza fijada a la máquina durante el cambio de componente. Dado que los rotores se componen a menudo de láminas de metal pesadas y empaquetadas, la tecnología de bobinado de volantes es especialmente ventajosa a este respecto. Dado que el volante no se puede guiar directamente en el caso de la tecnología de bobinado de rotor, el cable se guía a través de bloques de guía pulidos hacia la ranura o ranura correspondiente. Manguitos de cableado especiales garantizan la posición correcta del cable en los terminales de los conmutadores. X
Tecnología de bobinado de agujas
Para enrollar eficientemente las zapatas polares que se encuentran juntas de motores trifásicos multipolares conmutados electrónicamente, se recubrirán con aislamiento y se enrollarán directamente con el método de enrollado de agujas. Una aguja con una boquilla que se coloca en ángulo recto con la dirección del movimiento viaja en un movimiento de elevación pasando los paquetes de estator a través del canal de ranura entre los dos polos vecinos del motor para dejar caer el cable en el lugar deseado. Luego, el estator se gira en el punto de inversión del cabezal de bobinado en un paso de diente para que el proceso anterior pueda volver a ejecutarse en orden inverso. Con esta tecnología de bobinado se puede realizar una estructura de capa específica. La desventaja es que debe haber un espacio libre entre dos polos adyacentes con un tamaño de al menos el diámetro de la boquilla. El diámetro de la boquilla es aproximadamente tres veces el diámetro del alambre de bobinado. Por tanto, el espacio entre dos polos adyacentes no se puede llenar por completo.
Una ventaja de la tecnología de bobinado de agujas es el hecho de que el soporte de la aguja que lleva la boquilla de guía de alambre está normalmente acoplado a un sistema de coordenadas CNC. Esto permite mover la boquilla a través del espacio hacia el estator. De esta manera, también es posible realizar un movimiento de tendido aparte del movimiento normal de elevación y la rotación del estator. No obstante, una colocación específica del alambre solo es posible en una extensión limitada, ya que el alambre se tira en un ángulo de 90 ° desde la boquilla de guía del alambre, lo que da como resultado un abultamiento indefinido.
La redirección de 90 ° del cable al salir de la aguja hueca tensiona mucho el cable y dificulta el enrollado de cables de cobre con un diámetro de más de 1 mm de manera razonable. Por lo tanto, el bobinado ortocíclico con un devanador de agujas solo es posible en parte para estas tareas de bobinado.
Dado que la boquilla de guía de alambre se puede mover libremente por la habitación, es posible que la boquilla termine el alambre en los puntos de contacto si está equipada con un dispositivo giratorio adicional. Como en el caso de la tecnología de bobinado lineal convencional, se puede terminar un pin de contacto o un contacto de gancho para la conexión eléctrica y para interconectar los polos individuales en una conexión en estrella o conexión en triángulo.
Con la tecnología de bobinado de núcleo toroidal, se crea una bobina o bobinado eléctrico enrollando un conductor eléctrico (por ejemplo, alambre de cobre) a través del anillo circular y distribuyéndolo uniformemente por toda la circunferencia (Inductores y transformadores toroidales, estranguladores toroidales).
Antes de que comience el bobinado, el Toroidal /Núcleo magnéticoestá montado en un dispositivo de sujeción que puede iniciar un movimiento giratorio lento del núcleo con principalmente tres puntos de contacto recubiertos de goma. Un anillo de almacenamiento de alambre (rueda orbital) dispuesto a 90 ° con respecto al núcleo toroidal se abrirá ahora en la circunferencia y se introducirá en el centro del núcleo toroidal. Luego, el alambre se enrolla alrededor del anillo de almacenamiento de alambre que se cerró nuevamente. Cuando la cantidad requerida está presente en el acumulador de alambre, el extremo del alambre del acumulador de alambre se fija al núcleo toroidal que necesita ser enrollado. Mediante la rotación simultánea del núcleo toroidal y el anillo acumulador de alambre, se desarrolla un devanado que se distribuye a lo largo de la circunferencia del núcleo toroidal. Una vez finalizado, el acumulador de alambre debe abrirse nuevamente para poder quitar el núcleo toroidal enrollado listo. Dado que el hilo inicial y final a menudo no se pueden fijar al núcleo toroidal, las bobinadoras toroidales solo pueden automatizarse parcialmente.
Los núcleos toroidales se utilizan a pesar de los altos costos de fabricación (una gran cantidad de trabajo manual) debido a la baja fuga de flujo magnético (MFL -Inductancia de fuga), bajas pérdidas de núcleo y buena densidad de potencia. Una posible característica de calidad de los transformadores es una distribución uniforme de los devanados a lo largo de la circunferencia (campo de baja dispersión). El aislamiento entre los distintos devanados se puede resolver de forma muy diferente. En caso de cubrir los devanados, se aplica una película después del primer devanado para lograr buenas características de campo disperso. Esta película debe enrollarse para cubrir toda la circunferencia. Para ello, también se pueden utilizar bobinadoras toroidales con cargadores especiales.
Con la tecnología de bobinado de núcleo toroidal, se crea una bobina o bobinado eléctrico enrollando un conductor eléctrico (por ejemplo, alambre de cobre) a través del anillo circular y distribuyéndolo uniformemente por toda la circunferencia (Inductores y transformadores toroidales, estranguladores toroidales).
Antes de que comience el bobinado, el Toroidal /Núcleo magnéticoestá montado en un dispositivo de sujeción que puede iniciar un movimiento giratorio lento del núcleo con principalmente tres puntos de contacto recubiertos de goma. Un anillo de almacenamiento de alambre (rueda orbital) dispuesto a 90 ° con respecto al núcleo toroidal se abrirá ahora en la circunferencia y se introducirá en el centro del núcleo toroidal. Luego, el alambre se enrolla alrededor del anillo de almacenamiento de alambre que se cerró nuevamente. Cuando la cantidad requerida está presente en el acumulador de alambre, el extremo del alambre del acumulador de alambre se fija al núcleo toroidal que necesita ser enrollado. Mediante la rotación simultánea del núcleo toroidal y el anillo acumulador de alambre, se desarrolla un devanado que se distribuye a lo largo de la circunferencia del núcleo toroidal. Una vez finalizado, el acumulador de alambre debe abrirse nuevamente para poder quitar el núcleo toroidal enrollado listo. Dado que el hilo inicial y final a menudo no se pueden fijar al núcleo toroidal, las bobinadoras toroidales solo pueden automatizarse parcialmente.
Los núcleos toroidales se utilizan a pesar de los altos costos de fabricación (una gran cantidad de trabajo manual) debido a la baja fuga de flujo magnético (MFL -Inductancia de fuga), bajas pérdidas de núcleo y buena densidad de potencia. Una posible característica de calidad de los transformadores es una distribución uniforme de los devanados a lo largo de la circunferencia (campo de baja dispersión). El aislamiento entre los distintos devanados se puede resolver de forma muy diferente. En caso de cubrir los devanados, se aplica una película después del primer devanado para lograr buenas características de campo disperso. Esta película debe enrollarse para cubrir toda la circunferencia. Para ello, también se pueden utilizar bobinadoras toroidales con cargadores especiales.