Verifica dimensionale dei gruppi di statori con tecnologia hairpin

Lo statore è la parte statica di un motore elettrico a magnete permanente che contiene il conduttore. È un componente fondamentale nel gruppo propulsore dei veicoli ibridi, a celle a combustibile ed elettrici e richiede una particolare attenzione nella produzione per garantire l'efficienza del processo. La produzione dello statore come pezzo fisso del motore di trazione richiede uno sforzo di produzione e di verifica particolarmente elevato per soddisfare gli esigenti obiettivi dell'industria automobilistica in termini di qualità, costi e tempi di ciclo.   

Il conduttore dei motori dei veicoli elettrici di ultima generazione è composto da barre di rame piegate, chiamate hairpin, che vengono inserite nello statore. La struttura di avvolgimento dell'hairpin è in grado di sopportare maggiori sollecitazioni termiche e di garantire una copertura perfetta delle scanalature per aumentare l'efficienza del motore nelle applicazioni del settore automobilistico rispetto ai fili di rame arrotolati tradizionali, che sono più sottili. Lo statore stesso è costituito da sottili lamine d'acciaio sovrapposte tra loro in gruppi, note come pacco statore. Gli hairpin sono caricati nel pacco statore, piegati a spirale e saldati a laser all'estremità per creare il filo di rame intrecciato che corre lungo tutto il gruppo. 

La qualità del gruppo dello statore con tecnologia hairpin è fondamentale per la funzione principale del motore elettrico, che è quella di convertire l'elettricità in movimento generando una forza rotante in un determinato rapporto di velocità-coppia. Per garantire un'efficienza ottimale ed evitare guasti dovuti a cortocircuiti elettrici, le aziende produttrici devono verificare diverse caratteristiche chiave, tra cui: 

• Isolamento elettrico degli hairpin all'interno delle scanalature dello statore 
• Posizionamento preciso di ogni hairpin rispetto alla base dello statore 
• Accurata applicazione di vernice isolante intorno alle estremità degli hairpin saldati 
• Geometria e distanze del punto di saldatura 
• Le geometrie generali dello statore e degli hairpin

Tali caratteristiche fondamentali aggiungono complessità alla verifica del gruppo dello statore con tecnologia hairpin, soprattutto in considerazione dell'elevato numero di punti di saldatura e delle caratteristiche isolanti da verificare su ogni statore. 
 
Il processo di verifica richiede la misura dimensionale, tra cui dimensioni, forma e posizione, del gruppo dello statore con tecnologia hairpin, che consiste di geometrie 3D a forma libera e standard. Tra le caratteristiche principali da misurare vi sono la forma del profilo delle estremità degli hairpin piegati, la posizione delle estremità degli hairpin rispetto al dato di base dello statore, la geometria dei punti di saldatura, la distanza minima radiale e assiale tra i punti di saldatura e l'altezza massima dei punti di saldatura rispetto alla base dello statore. È necessario rilevare anche l'altezza e lo spessore dell'isolamento attorno agli hairpin, nonché le dimensioni e la concentricità dello statore stesso. 
 
Il numero e il tipo di caratteristiche che si trovano su un tipico gruppo statore con tecnologia hairpin richiedono una soluzione completa e flessibile per ottenere la precisione richiesta senza compromettere i tempi di ciclo. Una macchina di misura a coordinate con capacità di verifica multisensore e una configurazione a 4 assi con tavola rotante è ideale per la verifica completa di gruppi complessi come gli statori con tecnologia hairpin per motori elettrici. Combinando le capacità di misura di una precisa testa di misura a contatto fissa, di uno scanner laser e di un sensore ottico a luce bianca in un'unica macchina, tutte le caratteristiche importanti del gruppo statore con tecnologia hairpin possono essere rilevate in modo preciso, rapido e completamente automatico.