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      工業應用
      光至科技高功率MOPA清洗技術助力扁平電機生產提效
      材料來源:光至科技           錄入時間:2022/9/30 21:53:37

      眾所周知,新能源汽車驅動系統的核心就是驅動電機。為了在有限的體積內提升車輛的動力性、經濟性,驅動電機也不斷朝著高功率密度、高電機效率的方向發展。其中扁平漆包線的應用,相較于傳統的圓形漆包線繞組可顯著提高有效銅面積、降低銅耗,且槽內銅線排列更為規整、槽滿率更高。扁平漆包線的應用,可顯著提高驅動電機的效率和功率密度。

      01 扁平漆包線清洗需求大增

      漆包線,也叫電磁線,由導體和絕緣層兩部分組成,是電力、電機、電器、家電、電子、通訊、交通、電網及航天航空等領域主要配套原材料之一。

      汽車智能化與電動化趨勢明顯,大幅增加了漆包線應用需求。其中扁平漆包線由于Hair-pin發卡電機(或者又叫扁銅線繞組電機)迎來的技術風口需求大增。Hair-pin電機已成為行業內堅決追求的乘用車驅動電機發展方向,國內的頂尖電機供應商,也開始投資建造更為先進的第二代Hair-pin高自動化產線。

      Hair-pin發卡電機

      Hair-pin繞組制造過程非常復雜。需要先將扁平漆包線端部剝皮,再制作成發卡的形狀,插入到定子鐵芯槽內,然后進行端部扭頭和焊接。漆包線剝皮的好壞決定了后期端部焊接的效果,直接影響了電機的性能。

      傳統的漆包線剝皮方式有化學除漆、火焰除漆、機械除漆等,存在導線損傷,去除不干凈,環境污染等問題。激光除漆利用高能量密度激光照射到指定漆包線位置,其表面的絕緣層吸收能量氣化,露出銅材。激光加工具有無耗材、非接觸、操作靈活等優勢,還便于實現自動化。CO₂激光最早用于漆包線清洗,但是一般不能完全清除絕緣層,還需二次加工;調Q激光器由于功率低難以滿足越來越高的效率要求。

      02 扁平漆包線清洗方案選擇

      光至科技是一家專業從事MOPA脈沖光纖激光器的高科技公司,在國內率先突破單模高功率MOPA脈沖光纖激光技術,實現500W高功率單模脈沖光纖激光器量產。工程師以公司量產的YFPN-200-GM,YFPN-300-GM和YFPN-500-GM三款單模高功率MOPA脈沖激光器進行扁平漆包線除漆測試,旨在獲得最快的效率和最佳的效果,為客戶提供最佳的漆包線清洗解決方案。

      經測試發現對于同等功率激光器,場鏡焦距越短效率越高,但是銅線底紋越粗糙。功率低時選擇大焦距場鏡絕緣層可能清洗不干凈,高功率使用大場鏡能獲得更大的焦深和更細膩的底紋且效率依然可以保證。

      300W清洗后表面(左F160 右F210)

      充分測試我們推薦200W配F160、300W配F210、500W配F254場鏡可以獲得最佳的效果和效率,按30*4.5mm2大小測試,其參數如下表。

      03 扁平漆包線清洗測試與分析

      通過以上參數可知,功率越高圖層參數越簡單,效率也越快,能選擇的場鏡焦距也越大,但是對于振鏡的要求也越高。效率上300W相對200W能提高37.5%,而500W較200W能提高159%,較300W提高88.2%。

      清洗后表面效果

      效果上,YFPN-200-GM、YFPN-300-GM和YFPN-500-GM均可以將絕緣層去除干凈無殘留,且底紋細膩。其中YFPN-500-GM采用水冷設計,具有穩定性好、單脈沖能量高(2mJ)、光束質量好(≤1.8)、17種脈寬可選(20-500ns)且兼具連續模式、重復頻率調節范圍大(1-4000kHz)等特點,控制上還可以調節首脈沖,在線實時切換參數,具備網口功能實現多機聯調。

      YFPN-500-GM

      隨著國內高功率MOPA單模激光器技術的成熟,光至科技作為國內首家實現500W單模MOPA量產并大量交付的激光技術企業,已實現高功率MOPA激光器的完全進口替代,為客戶降本、為行業增效,高功率MOPA激光清洗技術在扁平電機的應用就是一個生動的案例,后續光至科技將持續開發出更多更有意義的先進激光應用,敬請保持持續關注。

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