Dimensionale analyse van haarspeldstatoreenheden

De stator is het vaste deel van een elektromotor met permanente magneten waarin de geleider huist. Het is een cruciaal component in de aandrijflijn van hybride, brandstofcel en elektrische voertuigen en vereist speciale aandacht tijdens de productie om procesefficiëntie te garanderen. De productie van de stator als vast onderdeel van de tractiemotor vereist bijzonder hoge productie- en inspectie-inspanningen om aan de hoge standaarden te voldoen die in de autoindustrie gelden voor kwaliteit, kosten en cyclustijden.   

De geleider in de nieuwste generatie elektromotoren voor voertuigen wordt gemaakt van gebogen koperen staafjes die in de stator worden geplaatst en die haarspelden worden genoemd. Dit haarspeldontwerp voor de wikkelingen is in tegenstelling tot de dunnere wikkelingen van koperdraad die standaard worden gebruikt, bestand tegen hogere temperaturen en zorgt voor een goede afdekking van de groeven om zo de efficiëntie van de motor te vergroten voor toepassingen in de autoindustrie. De stator zelf bestaat uit dunne gelamelleerde stalen plaatjes die in groepjes verdeeld zijn en wordt de statorkern genoemd. De haarspelden worden in de statorkern geplaatst, gedraaid en aan de uiteinden lasergelast, om zo een aaneengesloten koperen draad te creëren die door de hele eenheid loopt. 

De kwaliteit van de haarspeldstatoreenheid is cruciaal voor de belangrijkste functie van de elektromotor, namelijk het omzetten van elektriciteit in beweging door koppelmoment te creëren met vooraf gedefinieerde snelheids- en torsie-eigenschappen. Om optimale efficiëntie te bereiken en storingen te voorkomen als gevolg van kortsluiting, moeten producenten verschillende kenmerken controleren, waaronder: 

• Elektrische isolatie tussen de haarspelden en de statorgroeven 
• Nauwkeurige plaatsing van elke haarspeld ten opzichte van de statorvoet 
• De juiste toepassing van isolatielak rond de uiteinden van de gelaste haarspelden 
• Geometrie en verdeling van laspunten 
• De algemene geometrieën van de stator en haarspelden

Deze cruciale kenmerken maken de inspectie van haarspeldstatoreenheden complexer, met name door het grote aantal laspunten en isolatiekenmerken dat moet worden gecontroleerd op elke stator. 
 
Het inspectieproces bestaat uit dimensionale metingen, waaronder formaat, vorm en plaatsing, van de haarspeldstatoreenheid die bestaat uit 3D vrije vorm en standaard geometrieën. Enkele van de belangrijkste functies die moeten worden gemeten zijn de profielvorm van de gebogen haarspelduiteinden, de plaatsing van de haarspelduiteinden relatief tot het nulpunt van de statorvoet, de geometrie van de laspunten, de minimale radiale en axiale afstand tussen de laspunten en de maximale hoogte van de laspunten relatief tot de statorvoet. De hoogte en dikte van de isolatie rond de haarspelden moet ook worden vastgelegd, en daarnaast het formaat en de concentriciteit van de stator zelf. 
 
Het aantal en de verschillende soorten kenmerken op een gemiddelde haarspeldstatoreenheid vereisen een uitgebreide en flexibele oplossing om de benodigde nauwkeurigheid te realiseren, zonder daarbij de cyclustijden negatief te beïnvloeden. Een coördinatenmeetmachine met multisensor inspectiemogelijkheden en een instelling met vier assen en een draaitafel is ideaal voor de uitgebreide inspectie van complexe eenheden zoals haarspeldstators voor elektromotors. Door de meetmogelijkheden van een nauwkeurige vaste tasterkop, een laserlijnscanner en een optische witlichtsensor, op een enkele machine te combineren, kunnen alle belangrijke kenmerken van een haarspeldstatoreenheid nauwkeurig, snel en volautomatisch worden vastgelegd.