近期，一篇由德国亚琛工业大学汽车电子驱动部件生产工程学教授团队撰写的研究论文《Development of a Production Process for Formed Litz Wire Stator Windings》为我们揭示了成型利兹线绕组定子生产技术的最新进展，这项技术有望为电机制造带来重大变革。
从传统绕组到成型利兹线绕组
在汽车电机领域，传统的发夹式定子技术已经广泛应用。高频利兹线由于其独特的结构，能够有效降低交流损耗，因此成型利兹线绕组技术应运而生，成为电机制造领域的创新方向。
◽ 减少“热点”的发生
◽ 减少交流功率损耗
◽ 最小化涡流损耗
“利兹线”一词起源于德语单词，意思是编织线：litzendraht。利兹线由磁线组成，这些磁线在绞合（或编织）成均匀图案之前单独绝缘。将这些电线缠绕在一起可以减少场电阻，从而使电流更自由地流动。
利兹线有多种尺寸，通常以缩写格式表示，如下所示：N/XX，其中：
在典型的应用程序中，这转换为可能显示为 “25/40” 的格式。这些数字告诉行业专业人士，有 25 股 40 AWG。
◽ N 表示股数
◽ XX 是指每股线的美国线规 （或 AWG） 尺寸
二、成型利兹线绕组技术的关键工艺
成型利兹线绕组技术借鉴了连续发夹技术的工艺链，其核心在于绕组工艺。论文中提到，剑杆绕组技术和扁平绕组技术是两种主要的绕组方式。剑杆绕组技术通过剑杆的旋转和导线喷嘴的配合，能够同时绕制多个导线，形成所需的二维和三维形状，减少了后续的整理和堆叠工序，但对绝缘层的机械性能要求较高。而扁平绕组技术则是先将成型利兹线导体逐个弯曲，再堆叠在一起，虽然对绝缘层的要求较低，但增加了工序复杂性和时间成本。
由于利兹线是由多根细小的绝缘导线绞合而成，其柔软性远高于实心铜线。为了在后续加工中保持成型后的形状，论文提出了使用粘合漆的方法。通过加热处理，粘合漆可以使绞合的导线之间形成固定连接，从而显著提高成型利兹线绕组的整体刚性，同时又保持足够的柔韧性以适应后续的插入等工序。此外，还可以采用局部粘合或预粘合的策略，以平衡刚性和灵活性的需求。
成型利兹线绕组的插入过程需要特别注意保护绝缘层，避免在插入过程中损坏。论文中提到，可以采用径向扩张、螺旋插入或分段叠片等方法将绕组插入定子槽中。由于成型利兹线的机械性能与传统矩形铜线不同，插入工艺也需要相应调整。在绝缘方面，除了传统的绝缘纸外，还可以采用塑料注塑成型、粉末树脂或漆的涂覆和固化等方法来实现绕组与定子铁芯之间的绝缘。
成型利兹线绕组的焊接是整个工艺中的一个关键挑战。由于利兹线的单根导线数量多且绝缘层耐高温，焊接过程中需要确保熔融的焊料能够填充到导线之间的空隙中。论文中比较了激光焊接、超声波焊接、电阻焊接、硬钎焊/软钎焊和热压接等不同的焊接技术，其中激光焊接和超声波焊接被认为是最有潜力的技术，但需要进一步优化焊接区域的预处理工艺，以避免绝缘残留物对焊接质量的影响。
来源：RIO电驱动
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