電動馬達測試

電動馬達開發與生產領域中的新測試需求

隨著電動化的進展和相關技術的持續發展，電動馬達的效率和性能也在不斷提升。新的技術方法也對電動馬達測試領域帶來新要求。 ZwickRoell 提供一系列解決方案，確保電動馬達符合性能和效率的頂尖標準。重點在於創新技術，例如髮夾式繞組或繞線技術（以聚合物塗層絕緣的矩形銅線）和電工鋼片測試，兩者對電動馬達的效率和性能皆有決定性的貢獻。

運用創新的測試解決方案，實現精確的材料特性分析和完整製程監控，ZwickRoell 能在電動馬達的優化過程中做出決定性貢獻。

髮夾式繞組測試電工鋼片測試尋求諮詢

確切而言，什麼是髮夾技術？

髮夾技術是一種現代化的繞線技術，使用的是矩形絕緣銅線，因其形狀而被稱為「髮夾」。此技術取代了傳統的銅線線圈，能顯著提升電動馬達的效率，同時透過大幅改善空間利用率來減少安裝空間。為了達成這些效果，髮夾需經過非常 複雜的繞線與彎折加工程序。

為使生產流程穩定運行並取得良好成果，必須深入了解材料的行為以及製程參數的影響。正因如此，需要合適的測試解決方案來精準應對這些需求。

髮夾測試 — 新的測試需求

為確保定子製程的穩定性，精確掌握機械性能至關重要，這不僅是為了維持一致的品質，更重要的是避免因材料不一致而導致製程停滯。除了材料特性之外，還必須分析並瞭解生產參數的影響。

ZwickRoell 提供廣泛的測試組合，專為矩形塗層銅線的特性分析而設計，以全面瞭解材料和製程，從而為髮夾式繞組技術和髮夾式繞組定子製程的進一步發展做出決定性的貢獻。這包含了：

高精度測定彈性材料的行為，由於塗層的關係，彈性材料的行為可能與基材的行為有所不同，而由於回彈的關係，彈性材料的行為對製程至關重要。
髮夾式繞組在拉伸測試期間直至斷裂的塑膠材料行為
彎曲行為，用於檢查彎曲模量和回彈
使用扭矩測試模擬製程。
精確分析塗層的摩擦係數

對髮夾進行拉伸測試

薄聚合物絕緣層會直接影響銅線的成形性，也會影響彎曲加工後的回彈，進而影響尺寸準確度，並可能導致生產問題。此外，絕緣層也有其自身的要求：即使有很大的形變，也不能出現任何裂縫。它必須是可加工的，而且必須盡可能薄。

因此，瞭解彈性至關重要。為精確測定絕緣銅線在拉伸測試中的彈性範圍，ZwickRoell 備有超高解析度的雙面延伸計，能夠分別測量試樣兩側的彈性模量。這確保了高度精確的測試結果。
為測定直至斷裂的塑性變形，將使用 macroXtens 延伸計記錄試樣的應變。

特寫畫面顯示電動馬達用絕緣銅線在拉伸測試裝置中的狀態，搭配高精度延伸計測定楊氏模量。電動馬達測試：使用高精度延伸計對絕緣銅線進行拉伸測試，以測定彈性範圍（彈性模數，楊氏模數） — 使用高精度延伸計對絕緣銅線兩側進行拉伸測試，以測定楊氏模量。

使用 makroXtens 延伸計進行髮夾式繞組拉伸測試，以測定直至試樣斷裂的塑性形變，並附上 testXpert 測試軟體的彈性-塑性流程曲線截圖 — 使用 makroXtens 延伸計測定直至絕緣銅線試樣斷裂的塑性形變情況

對髮夾進行彎曲測試

在使用延伸計進行的傳統三點彎曲測試中，可對彎曲行為進行特性分析。一方面可測定彎曲模量，另一方面也可檢查回彈情況。這項測試可用於品質控制，也可驗證模擬模型。

用於模擬髮夾式繞組製程的扭矩測試

為模擬製程，ZwickRoell 備有扭矩測試系統，可使用模組化可調式彎曲／扭矩工具，在真實生產速度下模擬髮夾式繞組的扭矩。

這一測試工具可靈活調整髮夾式繞組的幾何形狀、設定不同的彎曲半徑，並能夠設定不同的彎曲速度，甚至可透過與機器連接的 testXpert 測試軟體來測量回彈角。
這樣就可分別檢視並分析製程中的多個參數。結合機械的特性分析可建立關聯性，有助於更瞭解製程，從而進一步改善品質。

使用 ZwickRoell 彎曲／扭矩測試工具進行髮夾式導體的扭矩測試，以及 testXpert 測試軟體截圖。

產品資訊：髮夾式導體（Hairpins）測試治具 PDF 163 KB
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電動馬達電工鋼片的動態負載測試

電工鋼片是一種高度專業化的鋼片，應用於電動馬達的生產中，用以導引磁通量，從而提高馬達的效率。其機械性能和磁性特性攸關電動馬達的性能，特別是在高速運轉和動態負載情況下，例如電動車的應用環境中。

在鋼鐵產業中，開發新型創新的電工鋼片已成為備受關注的趨勢主題。新材料往往伴隨全新的成形和加工現象，需要精確理解這些現象並分析其特性。

電工鋼片測試非常重要，不僅可分析其一般機械特性，也可分析其磁性和疲勞強度。缺陷或不良的磁性特性會嚴重損害馬達的效率，並導致不必要的能量損失。電工鋼片通常是透過沖壓製程製造，鋼片由此產生的硬化邊緣可能導致邊緣裂縫，即過早失效，同時也可能影響磁通量。因此，必須妥善分析鋼片的特性。

動態負載測試：電工鋼片會承受動態負載，以測試其在真實操作條件下的疲勞強度和反應。 ZwickRoell 提供適用於這類應用的伺服液壓緊實型測試系統，由於測試促動器安裝於下橫樑，因此特別適合在高溫下使用。

用於電動馬達的電工鋼片靜態材料測試

為確保電動馬達中的電工鋼片在加工和運轉過程中的機械性能，傳統的靜態測試方法（如依據 ISO 6892-1 和 ASTM E8 標準進行的拉伸測試在測定材料參數方面扮演重要角色，這些參數包括彈性模量、降伏強度、拉伸強度和斷裂時的應變。這些方法提供材料在準靜態負載下機械行為的基本資訊，攸關電動馬達的定子和轉子等的材料選擇和材料品質保證。

電工鋼片通常非常薄（往往介於 50 至 100 微米之間），而且顆粒非常粗。這會導致非常複雜的形變和失效行為。

DIN 50154 標準，規範如何對標稱厚度小於 200 µm 的薄試樣進行拉伸測試，因此非常適合作為 ISO 6892 標準的替代測試方法。僅靠靜態測試數據往往不足以預測成形過程中的局部失效行為。這兩項標準測試方法皆已整合成 ZwickRoell testXpert 測試軟體中的測試程式，因此所有重要的測試參數都已預先設定。
鈑金測試有助於研究真實成形過程（如深拉）中的斷裂行為，並提供有關成形性和裂紋形成趨勢的資訊。
在擴孔測試中，可分析電工鋼片的邊緣裂縫敏感性。 ZwickRoell 提供 AI 支援的失效光學偵測，可有效降低使用者操作差異，確保獲得高度可再現的結果。