Induktiv varme i fremstilling av elektromotorer

Et induktiv oppvarmingssystem fra Emag Eldec gir rask og presis induktiv oppvarming av statorhus før de sammenføyes med motorviklingen. Firmaet Elektror har det siste året gjort seg gode erfaringer med Uni Heat-systemet?

Industrielle produksjonsprosesser er knapt tenkelig uten ventilatorer. De spiller en vesentlig rolle i tørking, avsug og kjøling av materialer. Ofte er stabiliteten og effektiviteten til hele produksjonen avhengig av ventilatorene. Elektror Airsystems er en av verdens ledende produsenter av industrielle viftessytemer og sidekanalkompressorer, med rundt 60 000 produserte enheter hvert år.

Ofte dreier det seg om individuelle løsninger som utmerker seg med presist trykknivå, resistente materialer eller et spesielt lav-vibrasjons design. I utformingen av en vifte er utallige tilpasningsmuligheter, det gjelder også for enhetenes elektromotorer.

Derfor har Elektror et stort spenn i størrelse og ytelse på sine motorer. Komponentene er konfigurert etter spesifikasjon og montert i en lean-prosess, der luftteknologi-spesialister legger stor vekt på prosessikkerhet. Toleransen for feil er alltid «null».

Induktiv varming i sentrum

En av de sentrale prosessene i denne sammenhengen er den termiske sammenføyning av statorhus og motorvikling: Huset varmes opp til en temperatur på 280–300 °C ved hjelp av et induktivt varmesystem, og utvider seg og motorviklingen kan lett settes inn for hånd. Under nedkjølingen vil huset igjen trekke seg sammen og danne en formtilpasset og solid forbindelse med motorviklingen.

Foran det nye induktive varmesystemet står (f.v.) John Best, teamleder motorer Elektror, Steffen Müller, kvalitetssikring Elektror, Roland Sand, gruppeleder produksjon Elektror, og Pasquale Di Santi fra Emag Eldec foran det nye induktive varmesystemet.

I 2018 bestemte Elektror seg for å erstatte det utdaterte varmesystemet.

– Et av våre viktigste mål med investeringen var å øke prosess-sikkerheten rundt induktiv oppvarming. Det gamle systemet viste for eksempel ikke hvilken behandlings temperatur som faktisk ble oppnådd på komponenten. Dette førte delvis til lengre tid i sammenføyingsprosessen. I tillegg var tilførselen av reservedeler usikker, forklarer Roland Sand, produksjonssjef på Elektror.

– Vi var derfor på utkikk etter et system som vil gi svært presise temperaturer under oppvarmingen, være ukomplisert å håndtere for operatørene og gi økt sikkerhet. Vi ønsket også en lokal leverandør, i tilfelle behov for ekstra service. Emag Eldec oppfyller alle disse kravene med sin Uni-Heat-teknologi.

Enklere og sikrere prosess

Uni Heat-system har gitt en veldig trygg og samtidig rask arbeidsflyt hos Elektror. Operatøren bruker vernehansker for å ta tak i statorhuset, legge det i en tilpasset eske og skyve denne inn i anleggets indre. Etter å lukke en skyvedør starter den videre prosessen. Komponenten beveger seg oppover i samme posisjon, slik at stavspolen «dykker» inn i det tomme huset. Den påfølgende oppvarmingsprosessen tar bare 30–120 sekunder, avhengig av størrelsen på komponenten.

Etter fullføring tennes en varsellampe, og operatøren kan fjerne komponenten igjen. Han setter den i en sjablong klar til kjøling og skyver motorviklingen inn ovenfra. Etter en kort kjøleprosess er motoren ferdig sammensatt og ender opp på et transportbånd for videre bearbeiding.

– På denne måten produserer vi rundt 250 elektromotorer om dagen, sier Steffen Müller fra kvalitetssikring ved Elektror.

– Størrelsene på komponentene endres regelmessig, likevel er prosessen helt stabil. Det er ingen problemer eller feil i det hele tatt, sier Müller.

Siste steg: motorviklingen settes inn i det oppvarmete (og lett utvidete) statorhuset.

Dette skyldes ikke minst den enkle konverteringen av anlegget ved en endring av komponenter. Operatøren lukker vannforsyningen, løsner to skruer på spoleholderen og kan deretter ta av verktøyet eller sette på et nytt.

– Inkludert programveksling via styringsprogrammet, tar hele konverteringsprosessen bare et minutt. Ulike sikkerhetstiltak forhindrer feilbruk, sier Müller.

Individuell utviklingsløsning for Elektror

Utviklingen hos Emag Eldec spiller en avgjørende rolle for kvalitet, sikkerhet og effektivitet i den induktive oppvarmingsprosessen. Induksjonsspesialisten leverer totalløsninger, inkludert aktuelle generatorer og nødvendige induktorer. For, er Emag Eldec er ideelt utrustet for utviklingen av kjerneelementene i oppvarmingsprosessen. På den ene siden har de et bredt spekter av generatorer med høy effektivitet og presis energidosering. På den annen side har de kapasitet til å produsere opp til 1000 induktorer per år.

Fremstillingen av produktene er en del av en krevende produksjonsprosess med mange svært nøyaktige detaljer. En avgjørende faktor er hvor dypt og på hvilke punkter varmen skal trenge inn i komponenten. Dette påvirker geometrien i spolen og bestykningen av generatoren. I tillegg utfører Emag Eldec omfattende simuleringer av prosessene med bruk av termiske kameraer.

Dessuten blir alle ferdige Uni-Heat-løsninger testet på reelle komponenter og presentert for kunden i en tid med aksept i Dornstetten.

– Det har ikke vært noen avvik i det hele tatt siden starten på produksjonen i mai 2018, konkluderer Roland Sand. – Noen minimale igangkjøringsproblemer løste Eldec sine servicefolk raskt. Vi ser at våre forventninger til denne investeringen allerede er oppfylt.

Toppbilde: Nøyaktig induktiv oppvarming av statorhuset gir rask og presis sammenføying med motorviklingen.