摘要：电动机绕组中铜线的缠绕技术是电动机生产过程链中最重要的一环（Roland Berger Strategy Consultants 2011）。当今社会，电动机在人类社会中发挥着越来越至关重要的作用，因此各种各样的绕线技术越累越受到人们的关注，针绕技术是比较新颖的一种电机绕组的缠绕技术，在本文中着重分析了针绕技术的技术优势和特点以及在实际生产中的应用。
一、电机生产技术
电机线圈的缠绕是电动机生产过程链中最重要的过程步骤（Roland Berger Strategy Consultants 2011）。因此，对电机绕组的缠绕过程的分析和研究是很有必要的。
目前市场上使用的电机线圈缠绕方法是线性缠绕法，飞片卷绕法，针绕法，拉伸法，模具线圈生产和连续发夹缠绕（Fleischer et al. 2017）。不同的绕线方法会对电机的性能产生影响。
二、针绕技术介绍
针绕技术的特点是具有高度的灵活性和自动化水平。铜线在张力的下直接缠绕到定子槽中，因此针绕技术是直接缠绕技术中的一种（Stenzel，2015）。通过针绕机的规划好的适当运动，可以将铜线高效率地缠绕在卷绕工具上。绕针和卷绕工具如图1所示（Blanc，2016）。
图 1绕针和卷绕工具
三、通过MATLAB实现针绕生产技术可视化和数字化
在目前的针绕技术中，最大的问题是针绕机运动的合理布局和规划。为了在实际生产中实现针绕机运动毫米级别的精度并且避免在生产过程中绕线机和电机之间的碰撞，这就需要电脑编程技术的支撑，以实现对针绕机的运动的合理安排。
图 2：针绕机运动的可视化安排
如图所示，通过研发的程序，实现了针绕机的可视化定位，这样一来，就实现了针绕机运动更准确更有效的定位，从而提高了绕组的缠绕质量，进而提高了所生产电动机的性能。
四、通过几何分析提高定位精度
绕针针尖的几何形状如图3所示。点A和点B是针尖两侧的端点。
图 3 绕针针尖的几何形状
在机器生产商的定位策略中，忽略了针尖的几何形状，然而，在实际生产过程中，点A的位置和点B的位置及其重要。为了获得更高的定位精度，点A的位置和点B的位置应该在计算方法中予以考虑。在实际的生产过程中应该定位点A以及点B的位置，而不是将整个针尖粗略地视为一点。
五、总结
使用计算这种更精确的计算方法以及研发的定位程序，可以确定所有生产过程中关键点的位置，并且可以确定所有相应的机器命令。另外，在计算中还考虑到了缠绕过程中可能的碰撞，从而可以实现计算的完整性。最后，在计算方中增加了一个额外的改进。对针尖的几何形状予以考虑。从而可以显着提高计算的精度。
参考文献：
[1]Hagedorn，Jürgen；Sell-Le Blanc，Florian；Fleischer，Jürgen（2016）：电机绕线技术手册
[2]Christiane Baum（2017）：针绕技术的系统化分析
[3]Roland Berger Strategy Consultants（Hg.）（2011）：未来电动汽车的发展研究
[4]Fleischer，Jürgen；Haag，S.；Hofmann，Janna（2017）：电机缠绕技术调研
[5]Stenzel，P.；Dollinger，P.；Richnow，J.；Franke，J.（2014）：新式针绕技术对铜填充率的提高
论文作者:孙鹏远
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/19
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