農業機械や建設機械 (トラクター、コンバイン、掘削機、ブルドーザー) は、始動、補機駆動、油圧作動、さらにはハイブリッド システムの推進に頑丈な電気モーターに依存しています。これらのモーターは、泥、塵、激しい振動、幅広い温度変動、連続的な高負荷動作などの極端な条件に耐える必要があります。これらのモーターの固定子を製造する固定子巻線機は、堅牢性、太線の取り扱い、妥協のない信頼性に重点を置いて構築されています。この最後の記事では、世界で最も要求の厳しいオフハイウェイ用途に電力を供給するモーターに、頑丈な固定子巻線装置がどのように力を与えているかを検証します。
この分野のモーターは通常、高トルク、低速から中速の機械であり、多くの場合、誘導または永久磁石技術に基づいています。多くはスターター モーターまたは一体型スターター ジェネレーターとして使用され、ステーターが高い突入電流に対処する必要があります。固定子巻線には、これらの電流を最小限の抵抗で流すために、太いエナメル線 (多くの場合、直径 1.5 mm ～ 3.0 mm) が使用されます。このようなモーター用の固定子巻線機には、巨大な巻線ヘッドと強力なワイヤ成形能力が必要です。フィールドコイルステータではフライヤ巻き方式が一般的ですが、大規模な分布巻きでは成形コイル挿入が一般的です。
機械の張力システムは、硬いワイヤをスロットに適切に押し込むために数百ニュートンの力を及ぼす必要があります。これには、油圧または高トルクのサーボ ブレーキを備えた堅牢なダンサー アームが必要です。また、巻線ガイドは、重いワイヤによる摩耗に耐えるために硬化工具鋼またはセラミックで作られている必要があります。固定子巻線機自体の構造フレームは、張力によるたわみを防ぐために非常に剛性が高くなければなりません。これにより、位置ずれや巻線のばらつきが生じる可能性があります。
農業機械や建設機械のモーターは、過負荷状態で頻繁に動作します。たとえば、冬の朝に冷えたディーゼル エンジンを始動させるスターター モーターなどです。過熱により絶縁が急速に劣化する可能性があるため、I²R 損失とその結果生じる熱を低減するには、高いスロット充填率が重要です。ステータ巻線機は、高張力ツールと物理的なコイル圧縮ツールを組み合わせて使用することで貢献します。巻線後、電動ウェッジ プレスによって巻線がしっかりと固定され、スロット内の空隙が最小限に抑えられることが保証されます。一部の機械には、熱巻機能が組み込まれている場合もあります。この機能では、ワイヤーを短時間加熱して展性を高め、冷却してきつくパックに収縮する前にスロットの形状によく適合できるようにします。
オフハイウェイ機械の動作環境では、ステーターは一定の高振幅の振動と時折の衝撃荷重にさらされます。巻線が完全に接着されていないと、最終的にフレッチング腐食やターン間ショートが発生します。ステータ巻線機は、その後に続く強力な樹脂含浸プロセスに備えて巻線を準備します。均一で制御された張力がかかり、エナメルを潰したり、ワイヤーを緩めたりすることはありません。エンドワインディングは、グラスファイバーコードを特定のパターンで巻き付ける自動結束モジュールを使用して成形および結束され、機械的サポートを提供します。この結束プロセスはステータ巻線機に組み込まれており、巻線端が遠心力によって外側に飛ばされたり、エンジン高調波と共振したりするのを防ぐために不可欠です。
掘削機の冷却ファン モーターのステーターは、トラクターのスターター モーターのステーターとは大きく異なります。しかし、多くのメーカーは同じフロアで幅広い製品を生産する必要があります。頑丈なステータ巻線機は、調整可能なツールとモジュラーステーションを使用してこの問題に対処します。ステータ取り付け治具は拡張または収縮でき、巻線ヘッドのストロークは再プログラムでき、張力パラメータは HMI を介して設定できます。したがって、巻線ガイドと固定具を変更する以外に機械的な変更を加えることなく、1 台の機械で直径 150 mm のファン モーター ステーターと 300 mm のスターター ジェネレーター ステーターを巻くことができます。
これらのステータはサイズと重量が大きいため (50 kg を超えるものもあります)、手作業で取り扱うのは危険です。このカテゴリの固定子巻線機は、重いコアを巻線アーバーに配置するガントリー ローダーまたは産業用ロボットによって動作することがよくあります。機械のエンクロージャには連動ドアとライト カーテンが含まれており、オペレータは可動部品から離れたリモート ペンダントを介して機械と対話します。このような安全統合はオプションではありません。これらは必須であり、安全な実稼働環境にとって重要です。
農業機械や建設機械用のモーターを製造する堅牢な固定子巻線機は、巻線の世界の重労働者です。これらは太い銅線を飼いならし、スロットを最大限に詰め込み、想像できる最も過酷な条件下での耐振動性と信頼性の高いモーター動作の基盤を確立します。オフハイウェイ分野で電動化が進むにつれて、これらの巻線機はさらに重要になり、明日の持続可能な農場や建設現場を動かすモーターが妥協のない巻線品質の基盤の上に構築されることを保証します。
