บทสรุปสำหรับผู้บริหาร
บทสรุปสำหรับผู้บริหาร: เนื่องจากระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าต้องการแรงบิดสูงมาก ความถี่ในการทำงานสูงมาก (>1,000 เฮิรตซ์) และการระบายความร้อนที่เข้มงวด แผ่นลามิเนตสเตเตอร์แบบวงแหวนต่อเนื่องแบบดั้งเดิมจึงประสบกับข้อจำกัดทางกายภาพและเศรษฐกิจที่เข้มงวด เอกสารทางเทคนิคฉบับนี้ประเมินว่าสถาปัตยกรรมสเตเตอร์แบบแบ่งส่วน—ที่ผสานรวมกับการปั๊มขึ้นรูปขั้นบันไดระดับซับไมครอนและเทคโนโลยีการยึดติดด้วยตนเองแบบไร้ความเครียดของ Backlack—สามารถเอาชนะข้อจำกัดของช่องขดลวด ลดการสูญเสียแกนที่ความถี่สูงได้อย่างมาก และลดของเสียจากเหล็กซิลิคอนสำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) ระดับ Tier-1 ทั่วโลกได้อย่างไร1. อุปสรรคทางฟิสิกส์ของสเตเตอร์แบบวงแหวนต่อเนื่องในการใช้งานความถี่สูง
ในมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน (BLDC) ทั่วไป มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PMSM) และมอเตอร์ขับเคลื่อน การออกแบบสเตเตอร์แบบวงแหวนต่อเนื่องทำให้เข็มขดลวดต้องเคลื่อนที่ผ่านช่องเปิดที่แคบ ซึ่งก่อให้เกิดข้อจำกัดทางวิศวกรรมที่สำคัญสามประการ:
ข้อจำกัดในการบรรจุช่อง (การสูญเสียทองแดง I2R พุ่งสูงขึ้น)
การพันขดลวดภายในในช่องปิดหรือกึ่งปิดจำกัดอัตราส่วนการเติมเต็มช่องไว้ที่ประมาณ 55%–65% ปริมาตรตัวนำที่จำกัดนี้ทำให้ความต้านทานเฟสสูงขึ้นโดยตรง ส่งผลให้เกิดการสูญเสียทองแดงมากเกินไป (I2R) และความร้อนสูงเกินไปที่กระแสสูงสุด
ส่วนที่ยื่นออกมาเมื่อเลี้ยวสุดและน้ำหนักที่มากเกินไป
การพันขดลวดด้วยมือหรือด้วยเข็มบนสเตเตอร์แบบต่อเนื่องจะทำให้เกิดขดลวดทองแดงส่วนเกินที่สูงและไม่ได้ใช้งาน ซึ่งเป็นการเพิ่มน้ำหนักโดยไม่ก่อให้เกิดแรงบิด
ความไม่มีประสิทธิภาพของต้นทุนวัตถุดิบ
การปั๊มขึ้นรูปวงแหวนสเตเตอร์แบบเต็มวงกลมจากขดลวดเหล็กไฟฟ้าทำให้เกิดเศษวัสดุขนาดใหญ่บริเวณรูด้านในและร่อง ส่งผลให้อัตราการใช้ประโยชน์จากวัสดุลดลงเหลือเพียง 45%–55% ซึ่งเป็นอัตราที่ไม่คุ้มค่า
2. การปรับปรุงโครงสร้างทางสถาปัตยกรรม: การพันฟันโดยตรงแบบเข้มข้นและโครงสร้างแบบโมดูลาร์
การแบ่งสเตเตอร์ออกเป็นแผ่นลามิเนตรูปตัว T แต่ละแผ่น ช่วยเปลี่ยนกระบวนการประกอบมอเตอร์จากปริศนาที่มีข้อจำกัดภายในไปสู่กระบวนการผลิตภายนอกที่ไร้ข้อจำกัด
ก. การพันฟันโดยตรง (การพันแบบรวมศูนย์)
ด้วยการดึงส่วนฟันแต่ละส่วนออกมาทีละส่วน เครื่องม้วนลวด CNC แบบอัตโนมัติจึงทำงานจากภายนอกโดยไม่มีข้อจำกัดด้านพื้นที่ ซึ่งช่วยให้:
- เพิ่มอัตราการเติมช่องว่างจาก 60% เป็น 78%–82% ขึ้นไป โดยใช้การพันลวดเชิงเส้นที่มีความแม่นยำสูงหรือลวดแบนรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
- การลดความยาวของลวดปลายขดลวด ช่วยลดมวลทองแดงโดยรวมได้มากถึง 18% และลดความต้านทานเฟสลงอย่างมาก
- ยืดอายุการใช้งานของกระดาษฉนวนเนื่องจากไม่มีการเสียดสีทางกลระหว่างการพันแกน/ฟันภายนอก
B. การเพิ่มประสิทธิภาพวัสดุสำหรับเหล็กกล้าไฟฟ้าคุณภาพสูง
สำหรับมอเตอร์ความถี่สูงที่ต้องการแผ่นเหล็กไฟฟ้าบางพิเศษขนาด 0.1 มม. ถึง 0.2 มม. หรือโลหะผสมแม่เหล็กอ่อนโคบอลต์-เหล็ก (CoFe) ต้นทุนวัตถุดิบคิดเป็นกว่า 65% ของต้นทุนรวมทั้งหมด การจัดเรียงฟันแบบโมดูลาร์บนแม่พิมพ์แบบต่อเนื่องช่วยลดเศษวัสดุจากการเจาะได้อย่างมาก เพิ่มการใช้ประโยชน์จากวัสดุเหล็กซิลิคอนเป็น 85%–90% และเพิ่มประสิทธิภาพค่าใช้จ่ายโดยรวมของ BOM
3. การแก้ไขปัญหาช่องว่างอากาศและปัญหาความเครียดที่เกิดจากวัสดุเหลือใช้ด้วยการเชื่อมต่อตัวเองแบบ Backlack
ในอดีต นักออกแบบมอเตอร์หลีกเลี่ยงการใช้สเตเตอร์แบบแบ่งส่วนเนื่องจากความเสี่ยงทางเทคนิคที่สำคัญสองประการ ได้แก่ ช่องว่างอากาศที่ไม่พึงประสงค์บริเวณรอยต่อของส่วนต่างๆ และการสูญเสียแกนที่พุ่งสูงขึ้นซึ่งเกิดจากการเชื่อมด้วยเลเซอร์หรือหมุดย้ำแบบล็อก
บริษัท Youyou ขจัดข้อเสียเหล่านี้ด้วยการผสมผสานอย่างลงตัวระหว่างเครื่องมือคาร์ไบด์ระดับซับไมครอนและเทคโนโลยี Backlack (สารเคลือบยึดเกาะตัวเอง)
| ตัวชี้วัดทางวิศวกรรมที่สำคัญ | สเตเตอร์แบบชิ้นเดียวมาตรฐาน | แบบแบ่งส่วน (เชื่อมด้วยเลเซอร์ / ตอกหมุด) | บริษัท Youyou แบ็คแล็ค เซกเมนต์ สเตเตอร์ |
|---|---|---|---|
| ความคลาดเคลื่อนและช่องว่างของข้อต่อ | ไม่มี (วงแหวนต่อเนื่อง) | 0.015 มม. - 0.030 มม. (ความต้านทานแม่เหล็กสูง) | ≤ ≤ 0.008 มม. (ความต้านทานแม่เหล็กน้อยมาก) |
| วงจรลัดวงจรระหว่างชั้น | ต่ำ (เฉพาะแรงกดกระแทก) | สูง (รอยเชื่อมทำให้แผ่นโลหะลัดวงจร) | ศูนย์ (ฉนวนอีพ็อกซีบริสุทธิ์) |
| การสูญเสียแกนกลางความถี่สูง (วัตต์/กิโลกรัม) | การอ้างอิงพื้นฐาน | อัตราการขาดทุนเพิ่มขึ้น +20% ถึง +35% | ลดการสูญเสียลง 12% เมื่อเทียบกับปล่องไฟแบบเชื่อม |
| ความแข็งแรงเฉือนเชิงโครงสร้าง | สูง | ความเข้มข้นของความเครียดเฉพาะจุด | > แรงยึดเกาะเต็มพื้นผิว 20 MPa |
| การลดเสียงรบกวน / การลดการสั่นสะเทือน (NVH) | ปานกลาง | คุณภาพต่ำ (การสั่นสะเทือนของส่วนประกอบหลวม) | เหนือกว่า (เมทริกซ์โพลีเมอร์ช่วยลดฮาร์โมนิก) |
ความก้าวหน้าทางเทคนิค: วิธีที่ Backlack ช่วยขจัดปัญหาไฟฟ้าลัดวงจรในข้อต่อ
การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบดั้งเดิมบริเวณขอบแผ่นลามิเนตจะสร้างสะพานนำไฟฟ้าที่ทำลายฉนวนระหว่างแผ่น ทำให้เกิดกระแสไหลวนขนาดใหญ่ที่ความถี่สูง (>400 เฮิรตซ์) เหล็กซิลิโคนอีพ็อกซี่เคลือบ B-stage ของเรานั้น ผ่านกระบวนการปั๊มขึ้นรูป ประกอบ และอบภายใต้รอบการอัดความร้อนที่แม่นยำ โพลิเมอร์ที่เชื่อมโยงกันอย่างสมบูรณ์จะยึดติดพื้นผิวลามิเนตได้ 100% โดยไม่ก่อให้เกิดความเครียดทางกล รักษาคุณสมบัติฮิสเทอรีซิสของวัตถุดิบไว้ได้อย่างดีเยี่ยม
4. ระเบียบปฏิบัติเกี่ยวกับการผลิตที่แม่นยำและการควบคุมคุณภาพ
เพื่อให้ได้แผ่นลามิเนตสเตเตอร์แบบแบ่งส่วนที่ไร้ที่ติสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ และการแพทย์ บริษัท Youyou จึงบังคับใช้กรอบคุณภาพแบบครบวงจร:
5. ความสามารถในการสร้างต้นแบบ DFM และการผลิตจำนวนมากสำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิมระดับโลก
ในฐานะผู้ผลิตแกนมอเตอร์ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน IATF 16949 บริษัท Youyou ให้การสนับสนุนด้านการออกแบบเพื่อการผลิต (DFM) อย่างครบวงจรแก่ทีมจัดซื้อและทีมวิศวกรรมด้านเทคนิคในระดับนานาชาติ:
- การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว (7–10 วันทำการ): การตัดด้วยลวด EDM / การตัดด้วยเลเซอร์ความแม่นยำสูง ร่วมกับอุปกรณ์จับยึดสำหรับการอบแห้งแบบกำหนดเอง เพื่อการทดสอบการทำงานอย่างรวดเร็วก่อนการอนุมัติเครื่องมือ
- การผลิตจำนวนมากที่ปรับขนาดได้: เครื่องปั๊มขึ้นรูปความเร็วสูง (100 ตัน–300 ตัน) ผลิตชิ้นส่วนสเตเตอร์ที่มีความแม่นยำสูงได้หลายล้านชิ้นต่อปี พร้อมการตรวจสอบย้อนกลับด้วยเครื่องวัดพิกัดสามมิติ (CMM) และการทดสอบโครงสร้าง Epstein อย่างครบถ้วน
- การจัดวางห่วงโซ่อุปทานระดับโลก: เป็นไปตามมาตรฐาน RoHS, REACH และ ISO 9001 พร้อมใบรับรองวัสดุครบถ้วน (กราฟการสูญเสียแกนของ Epstein, ข้อมูลการทดสอบแรงดึง และรายงานความหนาของสารเคลือบ)
เพิ่มประสิทธิภาพมอเตอร์ความถี่สูงด้วยสถาปัตยกรรมสเตเตอร์แบบแบ่งส่วน Backlack
ส่งแบบจำลอง CAD 3 มิติหรือภาพวาดของคุณเพื่อรับการประเมินความเป็นไปได้ DFM ของฟันแบบแบ่งส่วนอย่างครอบคลุม การวิเคราะห์การยึดติดด้วยความร้อนของ Backlack หรือการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว (ระยะเวลาดำเนินการ 7-10 วัน)
การควบคุมคุณภาพสำหรับแกนสเตเตอร์แบบแบ่งส่วนและแผ่นลามิเนตด้านหลัง
ในฐานะผู้ผลิตแผ่นลามิเนตมอเตอร์ความแม่นยำสูงเฉพาะทาง บริษัท Youyou บังคับใช้การควบคุมคุณภาพตลอดกระบวนการผลิตสำหรับโครงสร้างสเตเตอร์แบบแบ่งส่วนและสแต็กแบบยึดติดเองของ Backlack โดยการผสมผสานการปั๊มขึ้นรูปทีละขั้นในระดับซับไมครอน (เหล็กซิลิคอนบางพิเศษ 0.1 มม. – 0.2 มม.) การเชื่อมติดด้วยความร้อนแบบไร้แรงเค้น และการทดสอบระยะห่างของข้อต่อในระดับซับไมครอน เราจึงส่งมอบชิ้นส่วนสเตเตอร์ที่มีการเติมเต็มช่องสูงและมีการสูญเสียต่ำมาก ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อการขับเคลื่อนไฟฟ้าความถี่สูง แอคชูเอเตอร์สำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ และมอเตอร์ความเร็วรอบสูง
การตรวจสอบวัตถุดิบและความสมบูรณ์ของสารเคลือบ: เราตรวจสอบใบรับรองวัสดุ 100% และตรวจสอบย้อนกลับล็อตของเหล็กกล้าไฟฟ้าเกรดสูง (เหล็กกล้าซิลิคอนบางพิเศษ 0.1 มม. – 0.2 มม. และโลหะผสมแม่เหล็กอ่อน) เราตรวจสอบความสม่ำเสมอของความหนา ความต้านทานของสารเคลือบฉนวน และเส้นโค้งการสูญเสีย B-H อย่างเข้มงวดก่อนการปั๊มขึ้นรูปทีละขั้นตอน
การเจาะรูระดับซับไมครอนและการควบคุมความสูงของครีบขนาดเล็ก: แม่พิมพ์คาร์ไบด์แบบกำหนดเองช่วยรักษาความคลาดเคลื่อนของระยะห่างระหว่างฟันเฟืองภายใน ±0.005 มม. การควบคุมครีบขนาดเล็กอย่างเข้มงวด (<0.005 มม.) ป้องกันการลัดวงจรระหว่างชั้นและรับประกันการประกอบชิ้นส่วนฟันเฟืองแต่ละชิ้นได้อย่างราบรื่น
การยึดติดด้วยความร้อนแบบ Backlack และความเครียดเชิงกลเป็นศูนย์: กระบวนการอบแห้งที่ควบคุมอุณหภูมิและความดันช่วยขจัดความจำเป็นในการยึดด้วยหมุดย้ำหรือการเชื่อมขอบ การยึดติดด้วยอีพ็อกซี่แบบเต็มพื้นผิวนี้ช่วยรักษาสภาพการซึมผ่านของแม่เหล็กดั้งเดิม ขจัดกระแสไหลวนที่เกิดจากการเชื่อม และเพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงเฉือนสูงสุด (>20 MPa)
การวัดช่องว่างรอยต่อและการทดสอบแกนสเตเตอร์: เครื่องวัดพิกัดเชิงแสง (CMM) ช่วยให้มั่นใจได้ว่าช่องว่างรอยต่อจะต่ำกว่า 0.008 มม. ซึ่งช่วยลดความต้านทานแม่เหล็กแฝง การทดสอบการสูญเสียแกน 100% (W/kg) ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเป็นไปตามข้อกำหนดประสิทธิภาพความถี่สูงของ OEM อย่างเคร่งครัด
คำถามที่พบบ่อย
ข้อมูลเชิงเทคนิคเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมสเตเตอร์แบบแบ่งส่วน เทคโนโลยีการยึดติดด้วยตนเองของแบ็คแล็ค แผ่นเหล็กซิลิคอนบางพิเศษ (0.1 มม.–0.2 มม.) การพันขดลวดฟันโดยตรง และการลดการสูญเสียแกนความถี่สูง
ข้อดีทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่สำคัญของสเตเตอร์แบบแบ่งส่วนเมื่อเทียบกับสเตเตอร์แบบวงแหวนต่อเนื่องคืออะไร?
โครงสร้างสเตเตอร์แบบแบ่งส่วนช่วยขจัดข้อจำกัดด้านพื้นที่ในการพันขดลวด โดยอนุญาตให้พันขดลวดแต่ละซี่ภายนอกได้ ซึ่งช่วยเพิ่มอัตราการเติมเต็มช่องจากประมาณ 60% เป็น 78%–82% ขึ้นไป และลดความต้านทานของทองแดง (การสูญเสีย I2R) ลงอย่างมาก นอกจากนี้ การจัดเรียงขดลวดเหล็กไฟฟ้าแบบแบ่งส่วนยังช่วยเพิ่มการใช้ประโยชน์จากวัตถุดิบเป็น 85%–90% (เมื่อเทียบกับประมาณ 50% สำหรับสเตเตอร์แบบวงแหวนชิ้นเดียวแบบดั้งเดิม)
เหตุใด Backlack (สารเคลือบยึดเกาะด้วยตนเอง) จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับชุดฟันสเตเตอร์แบบแบ่งส่วน?
การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบดั้งเดิมหรือการใช้หมุดย้ำแบบประสานจะสร้างสะพานนำไฟฟ้าข้ามขอบแผ่นลามิเนต ทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างแผ่นลามิเนตอย่างรุนแรงและกระแสไหลวนที่ความถี่สูง (>400 เฮิรตซ์) เทคโนโลยี Backlack ใช้การยึดติดด้วยอีพ็อกซี่ B-stage แบบเต็มพื้นผิวที่แข็งตัวโดยไม่มีแรงเค้นทางกล ทำให้ไม่มีการลัดวงจรระหว่างแผ่นลามิเนต ลดการสูญเสียแกนกลางลง 12% เมื่อเทียบกับการเชื่อมแบบเดิม และให้ความแข็งแรงในการรับแรงเฉือนสูง (>20 MPa)
บริษัท Youyou กำจัดช่องว่างอากาศที่ไม่พึงประสงค์บริเวณรอยต่อของชิ้นส่วนได้อย่างไร?
ช่องว่างอากาศที่เกิดขึ้นโดยไม่จำเป็นบริเวณรอยต่อของชิ้นส่วนจะเพิ่มความต้านทานแม่เหล็กและลดแรงบิดของมอเตอร์ บริษัท Youyou ใช้เครื่องมือตัดเฉือนคาร์ไบด์ที่มีความแม่นยำสูงระดับซับไมครอนเพื่อควบคุมความคลาดเคลื่อนของลิ่มฟันให้อยู่ภายใน ±0.005 มม. และความสูงของครีบขนาดเล็กต่ำกว่า 5 ไมครอน ซึ่งรับประกันการเชื่อมต่อที่ราบรื่นโดยมีช่องว่างรอยต่อในการประกอบน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.008 มม. ทำให้ความต้านทานแม่เหล็กที่เกิดขึ้นโดยไม่จำเป็นนั้นแทบจะไม่มีเลย
ควรใช้เหล็กซิลิคอนเกรดและขนาดความหนาใดสำหรับสเตเตอร์แบบแบ่งส่วนที่หมุนด้วยความเร็วสูง?
สำหรับมอเตอร์ความถี่สูงพิเศษและความเร็วรอบสูง เราใช้แผ่นเหล็กซิลิคอนบางพิเศษแบบไม่เรียงตัวที่มีความหนาตั้งแต่ 0.10 มม. ถึง 0.20 มม. รวมถึงเกรดแบบเรียงตัวของเกรนและโลหะผสมโคบอลต์-เหล็ก (CoFe) ประสิทธิภาพสูง (เช่น Vacodur 49 / 1J22) ความหนาที่บางช่วยลดการสูญเสียฮิสเทอรีซิสและกระแสไหลวนที่ความถี่สูงในมอเตอร์ขับเคลื่อนไฟฟ้าขนาดกะทัดรัดและมอเตอร์หุ่นยนต์ทางการแพทย์ได้อย่างมาก
บริษัท Youyou ให้การสนับสนุนด้านการพัฒนาต้นแบบและการผลิตจำนวนมากอย่างไรบ้าง?
เราให้บริการด้านวิศวกรรม DFM ตลอดวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) ทั่วโลก สำหรับการสร้างต้นแบบ R&D อย่างรวดเร็ว เราส่งมอบตัวอย่างชิ้นส่วน Backlack ที่ตัดด้วยลวด EDM หรือเลเซอร์แบบกำหนดเองภายใน 7-10 วันทำการ สำหรับการผลิตจำนวนมาก เครื่องปั๊มขึ้นรูปความเร็วสูงของเรา (100T–300T) สามารถผลิตชิ้นส่วนฟันที่ยึดติดกันได้หลายล้านชิ้นต่อปี ภายใต้โปรโตคอลคุณภาพ IATF 16949 ที่เข้มงวด
พร้อมที่จะกำจัดความสูญเสียในแกนความถี่สูงและเอาชนะปัญหาคอขวดทางความร้อนของมอเตอร์ไฟฟ้าแล้วหรือยัง?
เริ่มต้นโครงการสร้างสเตเตอร์แบบแบ่งส่วนและแกนแบ็คแล็คแบบกำหนดเองของคุณได้แล้ววันนี้
สเตเตอร์แบบวงแหวนชิ้นเดียวทั่วไปมีข้อจำกัดทางกายภาพที่เข้มงวด ทำให้ค่าการเติมร่องจำกัดอยู่ที่ประมาณ 60% ส่งผลให้เกิดการสูญเสียทองแดง (I2R) มากเกินไป และสิ้นเปลืองเหล็กกล้าไฟฟ้าที่มีราคาแพงถึง 50% กำลังมองหาผู้ผลิตแกนมอเตอร์ที่มีประสบการณ์ซึ่งสามารถแปรรูปเหล็กซิลิคอนบางพิเศษ (0.10 มม. – 0.20 มม.) และโลหะผสมประสิทธิภาพสูงควบคู่ไปกับเทคโนโลยีการยึดติดด้วยตนเองขั้นสูงของ Backlack อยู่ใช่ไหม? บริษัท Youyou นำเสนอโซลูชันสเตเตอร์แบบครบวงจรที่มีการสูญเสียต่ำสำหรับระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าความเร็วสูง มอเตอร์โดรน หุ่นยนต์ทางการแพทย์ และแอคชูเอเตอร์สำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ด้วยการผสานรวมการปั๊มขึ้นรูปคาร์ไบด์ระดับซับไมครอน การเพิ่มประสิทธิภาพการพันฟันโดยตรง และการอบด้วยความร้อนแบบ Backlack ที่ปราศจากความเครียด เราจึงสามารถกำจัดวงจรลัดระหว่างชั้น เพิ่มค่าการเติมร่องได้ถึง 82% และเพิ่มการใช้ประโยชน์จากวัสดุได้ถึง 90% เชื่อมช่องว่างจากการสร้างต้นแบบทางวิศวกรรมอย่างรวดเร็วไปสู่การผลิตแบบอัตโนมัติได้อย่างราบรื่น
ติดต่อทีมวิศวกรรมแอปพลิเคชันของเราวันนี้เพื่อขอตัวอย่างแผ่นลามิเนตแบบยึดติดเองของ Backlack รับการผลิตต้นแบบอย่างรวดเร็ว (7-10 วัน) หรือรับการประเมินความเป็นไปได้ DFM ของสเตเตอร์แบบแบ่งส่วนฟรีสำหรับแบบจำลองและภาพวาด CAD 3 มิติของคุณ!
Get Your Custom Quote Now
