Hairpin technology
હેરપિન ટેકનોલોજી એ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ અને જનરેટરમાં સ્ટેટર માટે વાઇન્ડિંગ ટેકનોલોજી છે અને તેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં ટ્રેક્શન એપ્લિકેશન્સ માટે પણ થાય છે. પરંપરાગત વાઇન્ડિંગ તકનીકોથી વિપરીત, હેરપિન તકનીક નક્કર, સપાટ તાંબાના બાર પર આધારિત છે જે સ્ટેટર સ્ટેકમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. આ તાંબાની પટ્ટીઓ, જેને વાળની પટ્ટી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં વાળની પટ્ટીની ભૂમિતિ જેવી જ યુ-આકારમાં વાળેલા તામ્બુના તારનો સમાવેશ થાય છે. યુ-આકારની હેરપિન્સ ઉપરાંત, બાર વાઇન્ડિંગ્સના અન્ય બે પ્રકારો છે, કહેવાતી આઇ-પિન ટેકનોલોજી અને સતત હેરપિન વાઇન્ડિંગ્સનો ખ્યાલ. આઈ-પિન એ સીધા તાંબાના વાયર તત્વો છે જે સ્ટેટર સ્લોટમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. હેરપિન્સથી વિપરીત, આ પિન સ્ટેકમાં દાખલ કરતા પહેલા વળેલી હોતી નથી. જો કે, સ્ટેટરની બંને બાજુએ સંપર્ક કરવો જરૂરી છે. સતત વાળના પિનના વળાંકની વિભાવનામાં, કહેવાતી વળાંકવાળી સાદડીઓ બનાવવામાં આવે છે અને પછી આંતરિક વ્યાસમાંથી ઢગલામાં દાખલ કરવામાં આવે છે. હેરપિન સ્ટેટરનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સિંક્રનસ મશીનો માટે થાય છે. સ્ટેટર માળખું હેરપિન સ્ટેટરનું માળખું પરંપરાગત સ્ટેટરથી માત્ર વાઇન્ડિંગ સિસ્ટમના પ્રકારમાં અલગ પડે છે-સ્ટેટરના અન્ય ઘટકોમાં થોડો ફેરફાર થાય છે. શીટ્સના ઢગલામાં વ્યક્તિગત શીટ્સના ઘણા સ્તરો હોય છે, દરેક પાતળા કોટિંગ દ્વારા અવાહક હોય છે. આવાસ એ અન્ય પેટા ઘટક છે જેમાં સામાન્ય રીતે ફેરફારોની જરૂર હોતી નથી. પરંપરાગત વળાંક તકનીકના પાતળા, ગોળાકાર વાયરને તાંબાના પટ્ટાઓ દ્વારા બદલવામાં આવે છે, જે સ્લોટ ભૂમિતિને વધુ સારી રીતે બંધબેસે છે અને તેથી નિયમિત વળાંક કરતાં વધુ સ્લોટ-ભરવાની ડિગ્રી પ્રદાન કરે છે. જરૂરી વાઇન્ડિંગ સ્કીમ બનાવવા માટે, વેલ્ડીંગ કરતા પહેલા હેરપિનના મુક્ત છેડાઓને વળાંક આપવામાં આવે છે. સમગ્ર સ્ટેટર માટે ગર્ભાધાન પ્રક્રિયા ઉપરાંત, જે પરંપરાગત રીતે ઘાયલ સ્ટેટર માટે પણ જરૂરી છે, હેરપિનના છેડા પર ઇન્સ્યુલેશન રેઝિનનું એક સ્તર લાગુ કરવામાં આવે છે. ઉત્પાદન હેરપિન સ્ટેટર પ્રક્રિયા સાંકળ પરોક્ષ વળાંક અભિગમ પર આધારિત છે. નક્કર ક્રોસ સેક્શનને કારણે, હેરપિન્સને વાસ્તવિક એસેમ્બલી પ્રક્રિયા પહેલા તેમની અંતિમ ભૂમિતિમાં આકાર આપી શકાય છે. પરંપરાગત સ્ટેટર ઉત્પાદનથી વિપરીત, જેમાં વાઇન્ડિંગ-આધારિત એસેમ્બલી પ્રક્રિયાઓ પ્રબળ હોય છે, એક રચના પ્રક્રિયા લાગુ કરવામાં આવે છે. ઉત્પાદનને 4 પગલાંઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છેઃ હેરપિન પ્રથમ પ્રક્રિયામાં, સપાટ તાંબાના વાયર, જે સામાન્ય રીતે પહેલેથી જ એનામેલ્ડ હોય છે, તેને સતત ખોલવામાં આવે છે અને શેષ વળાંક અને તાણને ઘટાડવા માટે ઘણા તબક્કામાં સીધો કરવામાં આવે છે. તાંબાના વેલ્ડીંગની તૈયારીમાં પ્રક્રિયા પછીના તબક્કામાં સમાપ્ત થાય છે, આ ઇન્સ્યુલેશન આંશિક રીતે દૂર કરવામાં આવે છે. લેસર આધારિત અને યાંત્રિક પ્રક્રિયાઓ શક્ય છે. હેરપિન વાયરને લંબાઈમાં કાપવામાં આવે છે અને વળાંક આપવામાં આવે છે, જે અલગ અલગ ક્રમમાં હોય છે. હેરપિન્સ ત્રિ-પરિમાણીય ભૂમિતિમાં રચાય છે, ક્યાં તો એક જ તબક્કાની પ્રક્રિયામાં વિશેષ સી. એન. સી. બેન્ડિંગ સાધનોનો ઉપયોગ કરીને અથવા બહુવિધ તબક્કામાં જેમાં ડાઈ બેન્ડિંગ પ્રક્રિયા ફરતી બેન્ડિંગ પ્રક્રિયાને અનુસરે છે. એસેમ્બલી અને ટ્વિસ્ટિંગ આગળ પિન સ્ટેટર સ્ટેકમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. દાખલ કરવાની પ્રક્રિયા વળાંકવાળા માથાની ભૂમિતિમાં ઓવરલેપ દ્વારા મર્યાદિત છે. હેરપિન્સ સામાન્ય રીતે એસેમ્બલી માળામાં પૂર્વ-એસેમ્બલ થાય છે. વ્યક્તિગત પિનને વાઇન્ડિંગ યોજના અનુસાર ગોઠવવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, એક હેરપિન સ્ટેટર 3-16 વિવિધ હેરપિન ભૂમિતિઓનો ઉપયોગ કરે છે. વાઇન્ડિંગ સિસ્ટમને સ્ટેટરના શીટ સ્ટેકની ગ્રાઉન્ડ પોટેન્શિયલથી અલગ કરવા માટે સ્ટેટર સ્લોટ્સને ઇન્સ્યુલેશન પેપર સાથે લાઇન કરવામાં આવે છે. આગામી એસેમ્બલીના પગલામાં, હેરપિન બાસ્કેટને સ્ટેટર સ્ટેકમાં અક્ષીય રીતે દાખલ કરવામાં આવે છે. નિવેશને ટેકો આપવા માટે વાળની પિન કેટલીકવાર કટીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન ચેમ્ફર્સથી સજ્જ હોય છે-ગ્રિપર્સ સ્થિતિની ચોકસાઈમાં સુધારો કરી શકે છે. વાળના પટ્ટાના દરેક સ્તરને વળાંક યોજના અનુસાર વળાંક આપવામાં આવે છે. સંકળાયેલ પરિભ્રમણ દરમિયાન ઊંચાઈના વળતર માટે સાધનને અક્ષીય દિશામાં ખસેડવું પડે છે. અક્ષીય સુલભતાની ખાતરી કરવા માટે હેરપિનના છેડા પ્રારંભિક તબક્કામાં ત્રિજ્યીય રીતે ખુલ્લા હોવા જોઈએ. વેલ્ડીંગ અને ઇન્ટરકનેક્શન આગળ, વાળના પિનના છેડાઓ એકબીજા સાથે વિદ્યુત સંપર્ક કરીને વાઇન્ડિંગ યોજના બનાવે છે. લેસરનો ઉપયોગ કરીને, વાળના પિનના છેડા આંશિક રીતે ઓગાળવામાં આવે છે અને જોડાય છે. શ્રેષ્ઠ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા સજાતીય વેલ્ડ ભૂમિતિઓ તેમજ ન્યૂનતમ થર્મલ ઇનપુટ દ્વારા ચિહ્નિત થયેલ છે. પુનરાવર્તિત વેલ્ડીંગ વ્યૂહરચનાઓ માટે સ્ટેટરને સ્થિર સ્થિતિ જાળવવાની જરૂર પડે છે. વાળના પિનના છેડાની સાપેક્ષ ઊંચાઈ અને બાજુની સરભર વેલ્ડીંગની ખામીઓનું કારણ બની શકે છે. આને સુધારાત્મક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા અટકાવી શકાય છે જે અપસ્ટ્રીમ પ્રક્રિયાઓમાં ચોક્કસ સહનશીલતા પર આધારિત છે. ફેઝ જમ્પ્સ અને સમગ્ર વાઇન્ડિંગનું મુખ્ય વિદ્યુતવાહક જોડાણ સંયોજક ઘટકો દ્વારા કરી શકાય છે અથવા એસેમ્બલીઓ વેલ્ડેડ હેરપિનના છેડા સાથે જોડાય છે. આ લેસર વેલ્ડીંગ દ્વારા પણ કરી શકાય છે. ઇન્ટરકનેક્શન તત્વોના ઉદાહરણો સંપર્ક રિંગ્સ, ટર્મિનલ્સ અને બ્રિજ છે. ઇન્સ્યુલેશન વાઇન્ડિંગ પ્રક્રિયા પછી, વેલ્ડિંગ કરેલા તાંબાના છેડા ફરીથી ઇન્સ્યુલેટેડ થાય છે અને સમગ્ર સ્ટેટરને ગર્ભિત કરવામાં આવે છે. પાવડર કોટિંગ અથવા પોલીયુરેથીન આધારિત રેઝિનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે તાંબાના છેડાઓને અલગ કરવા માટે થાય છે. સામાન્ય રીતે, ડૂબવું, ટ્રિકલિંગ અથવા પોટિંગ પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ગર્ભાધાનની પ્રક્રિયા પરંપરાગત સ્ટેટર માટે ઉપયોગમાં લેવાતી પ્રક્રિયાઓથી થોડી અલગ છે, જેમ કે ડૂબવું અથવા ટ્રિકલિંગ પ્રક્રિયાઓ. ગર્ભાધાનનો હેતુ સ્ટેટરને થર્મલ, ઇલેક્ટ્રિકલ, એમ્બિયન્ટ અને મિકેનિકલ પ્રભાવોથી બચાવવાનો છે. પરીક્ષણ સમગ્ર ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન વિવિધ પરીક્ષણો કરવામાં આવે છે. સ્ટેટરના કાર્ય અને સલામતી-સંબંધિત ગુણધર્મોની ખાતરી કરવી એ મુખ્ય ઉદ્દેશ છે. સામાન્ય પરીક્ષણો છેઃ આંશિક સ્રાવ પરીક્ષણ સર્જ વોલ્ટેજ પરીક્ષણ પ્રતિકાર પરીક્ષણ ભૌમિતિક પરીક્ષણ પડકારો ખાસ કરીને ટ્રેક્શન ડ્રાઇવ્સમાં, અમલીકરણનો મુખ્ય પડકાર પ્રક્રિયા વિશ્વસનીયતા છે, ખાસ કરીને બેન્ડિંગ અને વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓ. બેન્ડિંગ પ્રક્રિયા ઇન્સ્યુલેશનને નુકસાન પહોંચાડવી જોઈએ નહીં અને જરૂરી ભૂમિતિ સાથે બરાબર મેળ ખાતી હોવી જોઈએ. ખોટી રીતે વેલ્ડિંગ કરાયેલ હેરપિનના છેડા વિદ્યુત નુકસાનનું કારણ બની શકે છે-અને સંભવતઃ બિન-કાર્યરત સ્ટેટર. મુખ્ય લક્ષ્ય પરિમાણો સ્ટેટર સ્લોટની અંદર ઉચ્ચ ભરણ પરિબળો અને નાના વાઇન્ડિંગ હેડ છે. લંબચોરસ અને વિસ્તૃત વાહક ક્રોસ સેક્શનને કારણે, ભરણ પરિબળો 73 ટકા સુધી પહોંચી શકે છે (પરંપરાગત રીતે ઘવાયેલા સ્ટેટરમાં 45-50% કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે). એક નાનું વળાંક ધરાવતું માથું સાપેક્ષ સક્રિય સામગ્રીમાં વધારો કરે છે અને આમ તે પ્રમાણ જે શક્તિ ઉત્પન્ન કરે છે. જો કે, હેરપિનનું મોટું ક્રોસ સેક્શન વધારાના વિદ્યુત નુકસાનમાં પરિણમી શકે છે, દા. ત., ત્વચાની અસર જેવી વર્તમાન વિસ્થાપન અસરોને કારણે. ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગ નિર્ધારિત એસેમ્બલી પ્રક્રિયાઓ, સારી સ્પીડ-ટોર્ક વર્તણૂક અને ઉચ્ચ ભરણ પરિબળોને કારણે, હેરપિન ટેકનોલોજીએ ઓટોમોટિવ એપ્લિકેશનો માટે અપીલ મેળવી છે. વધુમાં, હેરપિન ઉત્પાદન પ્રક્રિયા ઓટોમેશન માટે યોગ્ય છે. પરિણામે, ચક્રનો ટૂંકો સમય અને વધતી માત્રા ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. ઓટોમોટિવ એપ્લિકેશન્સમાં હેરપિન તકનીકનો વધુને વધુ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. હેરપિન ટેકનોલોજી સાથેનું પ્રથમ ઉત્પાદન વાહન 2008 જનરલ મોટર્સ શેવરોલે તાહો હાઇબ્રિડ હતું, જેમાં GMના 2ML70 "2મોડ" ટ્રાન્સમિશનમાં આ સ્ટેટર બાંધકામ સાથે 2 મોટર્સ દર્શાવવામાં આવી હતી. ફોક્સવેગન ગ્રૂપ તેના ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં ID. 3, ID. 4, ઓડી ઇ-ટ્રોન GT અને પોર્શ ટેકન સહિત હેરપિન સ્ટેટર પર આધાર રાખે છે. બીએમડબલ્યુ આઇએક્સ3 એ હેરપિન સ્ટેટરનો ઉપયોગ કરનાર કંપનીનું પ્રથમ વાહન છે. 2021 માં, જનરલ મોટર્સે તેની નવી મોટર લાઇન અપનું અનાવરણ કર્યું જેમાં હાઇબ્રિડ એપ્લિકેશન્સ માટે 64 કેડબલ્યુ એએસએમ અને હમર ઇવીમાં 255 કેડબલ્યુ પીએસએમનો સમાવેશ થાય છે. 2023માં, ટેસ્લાએ જાહેરાત કરી હતી કે તેની આગામી પેઢીની મોટર હેરપિનનો ઉપયોગ કરશે. સંશોધન સરકાર અને ઉદ્યોગો હેરપિન ટેકનોલોજી સંશોધન પરિયોજનાઓને ભંડોળ પૂરું પાડી રહ્યા છે. તેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ પ્રો-ઇ-ટ્રેક્શન (ઉત્પાદન, બીએમડબલ્યુ એજી) હેપીપ્રો2 (ઉત્પાદન, આરડબલ્યુટીએચ આચેન યુનિવર્સિટીનું પીઈએમ) અન્સ્તાહા (ઉત્પાદન, કાર્લસ્રુહે ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી) આઈપીએએનઇએમએ (મશીન લર્નિંગ, એપીઆઈ હાર્ડ-એન્ડ સોફ્ટવેર જીએમબીએચ) કિપ્રેમો (આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ, એફએયુ એર્લાન્જેન-નુર્નબર્ગના એફએપીએસ) કીકોસા (આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ, એફએપીએસ ઓફ એફએયુ એર્લાન્જેન-નુર્નબર્ગ) વધુ વાંચન કેમ્પકર/સ્નેટર/વલ્લીઃ ઇલેક્ટ્રોમોબિલિટેટ. 2જી રેવ. આવૃત્તિ, 2018, સ્પ્રિંગર બર્લિન હીડલબર્ગ, ગ્લેઝેલ, ટોબિયાસઃ પ્રોઝેસ્કેટન ઝુમ લેસરસ્ટ્રાલશ્વેઇસેન વોન ફ્લેક્લેઇટરબેઝિયર્ટન ફોર્મસ્પ્યુલેનવિકલંજેન ફોર ઓટોમોબાઇલ ટ્રેક્શનન્ટ્રીબ. એફ. એ. યુ. એ માસ્ચિનેનબાઉ બેન્ડ 354 નો અભ્યાસ કર્યો. જુલાઈ 2020, એર્લાન્જેન, એફ. એ. યુ. યુનિવર્સિટી પ્રેસ, વી. ડી. એમ. એ./રાસમનઃ પ્રોડક્શન્સપ્રોઝેસ આઈન્સ હેરપિન-સ્ટેટર્સ. 1લી આવૃત્તિ, ઓક્ટોબર 2019, સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ VDMA: હેરપિન સ્ટેટર શેફલર ઇડ્રાઇવ પ્લેટફોર્મની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઃ હેરપિન સ્ટેટર ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સના ફાયદા અને ગેરફાયદા