線圈制造技術(shù).doc

線圈制造技術(shù)第一節(jié) 概述在電機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，繞組起著極為重要的的作用。當(dāng)繞組在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，繞組將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)；當(dāng)繞組中有電流流過(guò)時(shí)將產(chǎn)生磁場(chǎng)；如果在磁場(chǎng)中，繞組中有電流流過(guò)將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。所以，電機(jī)繞組按其用途分，有電樞繞組和磁極繞組。繞組是由按一定的規(guī)律連接起來(lái)的許多繞組元件組成的，能獨(dú)立存在的繞組元件也稱(chēng)為線圈。直流電機(jī)的電樞一個(gè)槽內(nèi)是把幾個(gè)相鄰繞組元件用絕緣材料組合包扎起來(lái)就成為一個(gè)整體稱(chēng)為直流電樞線圈。一般一個(gè)繞組元件有兩個(gè)出頭，直流電樞線圈的出頭是由放在同一個(gè)電樞鐵心槽內(nèi)的相鄰線圈元件數(shù)決定的。根據(jù)電機(jī)的性能和使用范圍的不同，線圈的結(jié)構(gòu)和制造方法也各不相同。按線圈的外形和制造方法分，有硬繞組（成型繞組）和軟繞組（散嵌繞組）。一般用扁電磁線、銅扁線制成的繞組為硬繞組，在大、中功率的直流和交流電機(jī)中廣泛采用硬繞組；用圓電磁線繞制成的散嵌繞組為軟繞組，主要用于中、小功率的異步電機(jī)和勵(lì)磁電機(jī)。線圈主要由導(dǎo)電材料和絕緣材料兩大類(lèi)材料制作成的。在牽引電機(jī)線圈中所用導(dǎo)電材料全部采用銅導(dǎo)線，所用的絕緣材料的耐熱等級(jí)大部分采用H級(jí)，目前越來(lái)越多的電機(jī)采用200級(jí)。線圈在制作過(guò)程中根據(jù)企業(yè)能力和水平的不同，采用的制造方式也不同。線圈制造的方式有：機(jī)械制造、半機(jī)械制造或手工制造。靠的是非標(biāo)設(shè)備和專(zhuān)用工裝、模具，用手工來(lái)完成的。隨著電機(jī)體積功率的不斷加大，對(duì)線圈制造精度的要求也越來(lái)越高。要嚴(yán)格控制線圈制造各工序質(zhì)量，才能保證下工序電機(jī)裝配要求。為了提高線圈的規(guī)整性和一致性，機(jī)械制造是線圈的發(fā)展方向。線圈在制造過(guò)程中要注意防止毛刺的產(chǎn)生，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)盡可能避免對(duì)導(dǎo)線和絕緣的損傷。否則，易造成線圈匝間短路和電機(jī)對(duì)地?fù)舸?電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程 中線圈將受到電磁作用、熱作用、機(jī)械振動(dòng)作用以及環(huán)境因素的影響，因此，不斷采用先進(jìn)的制造技術(shù)，進(jìn)一步完善和提高線圈制造工藝水平，對(duì)提高線圈制造質(zhì)量和牽引電機(jī)運(yùn)行的可靠性有著重要的意義。直流電機(jī)繞組線圈的主要類(lèi)型有：勵(lì)磁線圈、換向極線圈（附加極線圈）、補(bǔ)償繞組線圈、均壓線和電樞線圈；交流電機(jī)繞組線圈的主要類(lèi)型有：電樞線圈、勵(lì)磁線圈。1.直流電樞繞組直流電機(jī)電樞繞組是由線圈元件、換向器、電刷組合的整體。直流電樞繞組有以下幾種類(lèi)型：?jiǎn)委B繞組、復(fù)迭繞組、單波繞組、復(fù)波繞組及混合繞組。其中單疊繞組和單波繞組是最基本的。各種繞組的差別關(guān)鍵在于他們的聯(lián)接規(guī)律。繞組元件的聯(lián)接規(guī)律，是通過(guò)節(jié)距來(lái)確定的。各種繞組有不同的特點(diǎn)，主要區(qū)別在于從電刷外看進(jìn)去，繞組元件聯(lián)接成不同數(shù)目的并聯(lián)支路。不同的并聯(lián)支路數(shù)在一定程度上反映了電樞可以通過(guò)電流的大小。從結(jié)構(gòu)上講，一個(gè)直流電樞線圈從外形上看分鼻部、直線部、前端接、后端接等部分1.1極距和節(jié)距1.1.1極距（）在電樞外圓上相鄰兩主極中心線的距離，稱(chēng)為極距。極距可用外圓弧長(zhǎng)表示其公式為：；有時(shí)也用實(shí)槽數(shù)表示。1.1.2節(jié)距的定義所謂節(jié)距是指被連接起來(lái)的兩個(gè)元件邊或換向片之間的距離。我們把電樞鐵心上所開(kāi)的放置電樞繞組的槽稱(chēng)為實(shí)槽；每個(gè)實(shí)槽內(nèi)每層包含幾個(gè)元件邊，為了說(shuō)明每個(gè)元件邊所處的具體位置，把每個(gè)元件邊稱(chēng)一個(gè)虛槽，就是把實(shí)槽看成有幾個(gè)虛槽所合成。（1）第一節(jié)距也稱(chēng)后節(jié)距：是一個(gè)元件的兩個(gè)有效邊在電樞表面上所跨的距離，也稱(chēng)線圈的跨距。用實(shí)槽數(shù)來(lái)表示，所以應(yīng)等于整數(shù)。為了使直流電機(jī)產(chǎn)生較大的感應(yīng)電勢(shì)或產(chǎn)生較大的電磁力矩，第一節(jié)距應(yīng)等于或近于一個(gè)極距。時(shí)，稱(chēng)為“長(zhǎng)距”繞組，時(shí)，稱(chēng)為“短距”繞組。（2）第二節(jié)距：是相串聯(lián)在一起的兩個(gè)元件中，第一個(gè)元件的下元件邊到第二個(gè)元件的上元件邊之間在電樞表面上所跨的距離，用虛槽數(shù)來(lái)表示。（3）合成節(jié)距y：是相串聯(lián)在一起的兩個(gè)元件的對(duì)應(yīng)邊在電樞表面上所跨的距離。用虛槽數(shù)來(lái)表示（4）換向節(jié)距：每一個(gè)元件的首端和尾端所聯(lián)接的兩個(gè)換向片之間在換向器表面上的距離。以換向器的片數(shù)表示。1.2繞組的形式（1）單疊繞組：特點(diǎn)是每一繞組元件的兩個(gè)線端接到兩相鄰的換向片上，而且位置相鄰的兩個(gè)元件是依次相串聯(lián)的。它的換向節(jié)距和合成節(jié)距均等于1。單疊繞組是將同一磁極下相鄰的元件依次串聯(lián)起來(lái)，所以單疊繞組的并聯(lián)支路數(shù)等于電機(jī)的磁極數(shù)。（2）雙疊繞組：與單疊繞組的不同點(diǎn)決定于換向節(jié)距，2，就成了雙疊繞組。并聯(lián)支路數(shù)將是單疊繞組的兩倍。（3）單波繞組：特點(diǎn)是每一元件的兩個(gè)線端接到的換向片相隔較遠(yuǎn)，相串聯(lián)的兩個(gè)元件也相隔較遠(yuǎn)呈波浪形，故稱(chēng)波繞組。它與疊繞組的區(qū)別，是在換向節(jié)距上，由于兩個(gè)相串聯(lián)的元件的感應(yīng)電勢(shì)應(yīng)是同方向的，則兩個(gè)相串聯(lián)的元件對(duì)應(yīng)邊應(yīng)處在同極性磁極下，因此換向節(jié)距約等于兩個(gè)極距。它的第一節(jié)距與疊繞組一樣，近于或等于一個(gè)極距。（4）復(fù)波繞組：如果波繞組的元件在電樞表面和換向器上繞過(guò)一周之后，不是落在與起始換向片相鄰的換向片上，而是落在與起始換向片相距兩片的換向片上，這樣就成為雙波繞組。（5）蛙式(混合)繞組：是由疊繞組和波繞組混合組成，線圈其形狀像蛙，所以稱(chēng)為蛙式繞組。這種繞組本身就具有完善的均壓作用，可節(jié)省均壓線。大容量直流電機(jī)多采用。（6）電樞繞組的均壓線:： 直流電機(jī)的電樞繞組都是由兩條或幾條支路組成的。在理想的情況下,各支路內(nèi)感應(yīng)電勢(shì)的大小應(yīng)該相等。電樞電流也應(yīng)均勻地分配在各支路內(nèi)。但在實(shí)際的電機(jī)中，由于各種制造和運(yùn)行因素使各支路電流分配不均。如果電樞繞組的各支路間聯(lián)有均壓線進(jìn)行均衡，可以消除各支路電流分配不均的現(xiàn)象。常用的均壓線有兩種：甲種均壓線和乙種均壓線。1）甲種均壓線：適用于單迭繞組。特點(diǎn)是將電樞繞組中理論上電位相等的點(diǎn)用導(dǎo)線連接起來(lái)。把繞組中所有等電位點(diǎn)都連接起來(lái)的稱(chēng)為全額均壓線；把部分等電位點(diǎn)在換向器端連接起來(lái)的為部分均壓線。在牽引電動(dòng)機(jī)中，電力機(jī)車(chē)的脈流牽引電動(dòng)機(jī)和ZD108型直流牽引電動(dòng)機(jī)采用了全額均壓線，其他電機(jī)采用了部分均壓線。2）乙種均壓線：?jiǎn)尾ɡ@組由于只有兩個(gè)支路容易均衡，只有復(fù)波繞組才使用均壓線.。2.補(bǔ)償繞組大容量的脈流牽引電動(dòng)機(jī)換向困難，為了提高電機(jī)的可靠性，減少換向元件中的變壓器電勢(shì)，通常設(shè)置補(bǔ)償繞組。補(bǔ)償繞組流過(guò)負(fù)載電流，借以抵消電樞繞組中流過(guò)負(fù)載電流時(shí)造成的磁場(chǎng)畸變。補(bǔ)償繞組多為同心式繞組跨接在兩個(gè)主磁極極面，中心與換向極中心重合。3.交流電機(jī)電樞繞組3.1幾個(gè)基本概念（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率f：等于。（2）同步轉(zhuǎn)速：即當(dāng)電源頻率一定時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為一恒定值，這個(gè)值稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速。我國(guó)電網(wǎng)頻率為工頻f50Hz。（3）槽電動(dòng)勢(shì)星形圖：當(dāng)把電樞上個(gè)槽內(nèi)導(dǎo)體按正弦規(guī)律變化的電動(dòng)勢(shì)分別用矢量表示時(shí)，這些矢量構(gòu)成一個(gè)輻射星形圖，稱(chēng)為槽電動(dòng)勢(shì)星形圖。（4）槽距電角：相鄰兩槽間的距離以電角度表示時(shí)，稱(chēng)為槽距電角。p電機(jī)的極對(duì)數(shù)；Z電樞槽數(shù)。（5）分相和每極每相槽數(shù)：所謂分相，就是在星形圖上劃分各相所屬槽號(hào)。分相的原則是使每相電動(dòng)勢(shì)最大，且三相電動(dòng)勢(shì)對(duì)稱(chēng)。為了使三相電動(dòng)勢(shì)相等，每極每相槽數(shù)是指每相在每極下應(yīng)占有相等的槽數(shù)，以q表示； m相數(shù)。（6）相帶：每極下各相所占的電角度數(shù)稱(chēng)為相帶（一般為60相帶）。（7）交流電機(jī)極距：極距以槽數(shù)計(jì)算時(shí)，；（8）繞組的整距、短距和長(zhǎng)距：繞組的節(jié)距y1表示，當(dāng)y1時(shí)稱(chēng)為整距繞組；當(dāng)y1時(shí)稱(chēng)為長(zhǎng)距繞組。為了改善電動(dòng)勢(shì)波形以及節(jié)省材料，通常采用短距繞組。3.2交流電機(jī)電樞繞組的分類(lèi)（1） 按定子繞組形成的磁極數(shù)分類(lèi)：）凸極式繞組：每個(gè)線圈組形成一個(gè)磁極的繞組。每相繞組的線圈組數(shù)與電機(jī)的磁極相等,每相相鄰的兩個(gè)線圈組的連接方式必須是反接串連，即“頭接頭”“尾接尾”。2）隱極式繞組：每個(gè)線圈組形成一對(duì)磁極的繞組。每相繞組的線圈組數(shù)為電機(jī)的磁極數(shù)的一半，因?yàn)榱硪话氪艠O由線圈組產(chǎn)生的磁通共同形成。線圈組的連接方式必須是順接串連，即“尾接頭”。（2）按定子繞組的形狀與嵌裝方式分類(lèi)：可分為集中繞組和分布繞組。采用分布繞組的電機(jī)定子，一般有幾個(gè)線圈按照一定的規(guī)律嵌裝布線組成線圈組。根據(jù)嵌裝布線排列形式的不同，又可分為同心式和疊式兩種類(lèi)型。牽引電機(jī)一般采用分布繞組。1）同心式繞阻：同心式繞阻是由幾個(gè)大小不同的線圈，按一個(gè)中心位置嵌裝成回子形狀的線圈組。同心式繞組可根據(jù)不同嵌裝方式形成雙平面與三平面繞組。小功率電動(dòng)機(jī)多采用同心式繞阻。2）疊式繞阻：疊式繞阻是由形狀相同的線圈，分別以每槽嵌裝一個(gè)或兩個(gè)線圈邊,并在槽外端部逐個(gè)相疊均勻分布的形式。根據(jù)每槽內(nèi)嵌裝的線圈邊數(shù)的不同, 疊式繞阻又分單層疊式繞阻和雙層疊式繞阻兩種。由于嵌裝布線方式的變化不同，單層疊式繞阻又可分為單層鏈?zhǔn)健螌咏徊媸?、和單雙層混合繞組。一般三相電機(jī)的定子繞組較多采用疊式繞阻。第二節(jié) 線圈結(jié)構(gòu)分類(lèi)1.電樞線圈電樞線圈按其結(jié)構(gòu)和制造工藝的不同，可分為成型線圈（硬繞組）和散嵌線圈（軟繞組）。1.1硬繞組（成型線圈）直（脈）流、交流異步牽引電機(jī)電樞線圈都采用成型線圈，直（脈）流牽引電機(jī)電樞線圈屬于單匝成型繞組。成型線圈一般為絕緣扁銅線制成的，較容易保持一定形狀。直（脈）流牽引電機(jī)電樞線圈大部分采用單疊繞組，如ZQDR410、ZD106、ZD8001、ZD105等電機(jī)都是單疊繞組。GY27直流輔助電機(jī)為單波繞組。ZQDR1350直流牽引發(fā)電機(jī)為蛙式繞組。為了降低損耗改善散熱電樞線圈按其在鐵芯槽內(nèi)的排列方式又可分為：豎放、交叉豎放和平放三種方式。交流定子線圈根據(jù)線圈的繞制形狀與嵌裝布線方式不同可分為集中式繞組和分布式繞組，分布式繞組又可分為同心式繞組和疊式繞組、交流電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組分籠型和繞線型。1.2軟繞組軟繞組一般為散嵌繞組，用圓電磁線（單匝繞制或多匝并繞）繞制而成。常用于工作電壓500V以下中小型交流電機(jī)的電樞線圈和勵(lì)磁線圈。交流電機(jī)的電樞線圈有單層繞組、雙層繞組、單雙層繞組等。2.補(bǔ)償線圈脈流電機(jī)為了改善脈流情況下的換向，一般都設(shè)有補(bǔ)償線圈。補(bǔ)償線圈為同心式線圈。采用成型線圈。3.磁極線圈不論是直流電機(jī)還是交流電機(jī)的磁極線圈一般都用銅扁線、銅母線、銅帶，形狀為圓形、矩形或方形電磁線制作而成。(1)按其用途不同可分為：主極線圈、換向極線圈、串勵(lì)線圈、交流磁極線圈、啟動(dòng)線圈、它勵(lì)線圈、勵(lì)磁線圈等。(2)按其繞制的工藝方法可分為扁繞線圈和平繞線圈。3.1扁繞磁極線圈沿導(dǎo)線窄邊進(jìn)行繞制的線圈為扁繞線圈。如：ZQDR410型直流牽引電動(dòng)機(jī)主、附加極線圈，脈流牽引電動(dòng)機(jī)的附加極線圈和ZD105、ZD114型脈流牽引電機(jī)的主極線圈以及同步主發(fā)電機(jī)的磁極線圈等都是扁繞線圈；附加極線圈一般為圓頭線圈（兩中心），主極線圈和同步主發(fā)電機(jī)的磁極線圈一般為平頭線圈（四中心），而且有的同步主發(fā)電機(jī)的磁極線圈的導(dǎo)線高寬比較大，例如JF202型的磁極線圈導(dǎo)線高寬為2.145 mm。3.2平繞磁極線圈沿導(dǎo)線寬邊進(jìn)行繞制的線圈為平繞線圈。如：ZQ8001型脈流牽引電機(jī)主極線圈、ZQDR410C、ZD106、GE752AF8型直流牽引電機(jī)的主極線圈、ZD115型脈流牽引電機(jī)主極線圈等都是平繞線圈。為了改善圓形機(jī)座磁極線圈的散熱條件又將扁繞和平繞線圈進(jìn)行壓弧。所以磁極線圈又有壓弧和不壓弧之分。隨著電機(jī)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，線圈的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較大變化，品種越來(lái)越多。其中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的磁極線圈有：為香港地鐵生產(chǎn)地鐵電機(jī)（YZ18）的上、下分層連續(xù)平繞的附極線圈；為北京地鐵生產(chǎn)的電機(jī)上、下分層連續(xù)平繞，同時(shí)對(duì)分層線圈整體壓弧的主極線圈；先扁繞后壓弧然后進(jìn)行削角的ZDY35型電機(jī)主極線圈；大高寬比線規(guī)繞制的ZQDR310、GTA24型磁極線圈。較為復(fù)雜的磁極線圈有：引線頭沖彎然后進(jìn)行打扁或滾扁的ZQ800-1型、ZD105型電機(jī)電樞線圈；多匝平放線圈引線進(jìn)行平彎70接著扭彎90的GE776電機(jī)電樞線圈。脈流牽引電機(jī)的補(bǔ)償線圈為多匝同心式連續(xù)繞制，需要專(zhuān)用的設(shè)備和工裝，不但成型困難連保管運(yùn)輸都會(huì)影響線圈質(zhì)量。4.部分牽引電機(jī)線圈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖ZD106型直流牽引電動(dòng)機(jī)平繞主極（交叉）線圈如（圖13-1）、換向極線圈(圖13-2)、ZQ800型電樞線圈（圖133）、JD106型交流牽引電機(jī)的定子線圈如（圖13-4）、ZQ800型脈流牽引電機(jī)補(bǔ)償線圈如（圖13-5）圖13-1 ZD106電機(jī)主極（交叉）線圈 圖13-2換向極線圈 圖13-3 ZQ800電樞線圈 圖13-4 JD106交流牽引電動(dòng)機(jī)定子線圈 圖13-5 ZQ800脈流牽引電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償線圈第三節(jié) 線圈的銅導(dǎo)線1.銅導(dǎo)線牽引電機(jī)線圈是用銅導(dǎo)線制作而成(基本不用鋁導(dǎo)線) , 其中以銅扁線TBR、銅母線TMR、扁電磁線和圓電磁線為主，銅帶用量較少。產(chǎn)品代號(hào)表示方法TBR、 TDY，T銅 、B扁線、D銅帶、R軟態(tài)、Y硬態(tài)。線圈導(dǎo)線材料應(yīng)是電阻率很小的良導(dǎo)體。銅是導(dǎo)電材料中最重要的的一種金屬，它的導(dǎo)電性僅次于銀。它具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：電阻率低；在常溫下有足夠的機(jī)械機(jī)強(qiáng)度，具有良好的延展性，便于加工；化學(xué)性能穩(wěn)定，不易氧化和腐蝕；容易焊接等。線圈導(dǎo)線用銅是純銅（或稱(chēng)紫銅）。銅又分為硬銅和軟銅。硬銅即經(jīng)過(guò)壓延、拉制等加工后，其硬度、彈性、抗拉強(qiáng)度都有所曾加，電阻率也有所曾加，如果將硬銅經(jīng)過(guò)退火處理，則為軟銅，軟銅的導(dǎo)電性能很好，延伸率高，但機(jī)械強(qiáng)度差。1.1純銅的成分和性能（1）純銅的化學(xué)成分，見(jiàn)表13-1。（2）純銅的物理和機(jī)械性能，見(jiàn)表13-2。表13-1牌號(hào)元素?cái)?shù)值Cu+AgPBiSbAsFeNiPbSnSZnO2雜質(zhì)總和1號(hào)銅最小值最大值99.9500010001000200020005000200030002000500050020.052號(hào)銅最小值最大值99.9000010002000200050005000500020005000500601表13-2物理量單位銅（Cu）熔點(diǎn)1084.5密度（20）gcm8089比熱容（20）J.（kgk）385比能（JKg）212000熱導(dǎo)率（20）W（mk）386線膨脹系數(shù)（20100）10k16.6電阻率（20）10mmm軟態(tài)1.7241硬態(tài)1.777電阻溫度系數(shù)（20）10軟態(tài)3.93硬態(tài)3.81彈性模量（20）Nmm112770屈服強(qiáng)度Nmm軟態(tài)5979硬態(tài)294372抗拉強(qiáng)度Nmm軟態(tài)196235硬態(tài)343441疲勞極限Nmm軟態(tài)5669硬態(tài)108118蠕變極限Nmm20682004940014伸長(zhǎng)率軟態(tài)3050硬態(tài)0.5硬度HV軟態(tài)48硬態(tài)901361.2對(duì)銅導(dǎo)線的基本技術(shù)要求（1）原材料應(yīng)采用GB468要求的銅線錠或符合GB3952要求的銅桿制造，也可以采用低氧和無(wú)氧銅桿制造?；瘜W(xué)成分應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，雜質(zhì)的含量不大于0.05，其中磷不大于0.001%。(2)要求有較小的電阻系數(shù)。如：TBR扁銅線在溫度為20時(shí)，電阻系數(shù)不大于0.017241mm/m。表13-3200C電阻率（不大于）TBRTBY1TBY2TDRTDY0.0172410.017770.017770.017370.01777(2)具有良好的導(dǎo)熱性和耐腐蝕性。(3)在常溫下有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。為避免銅線在繞制時(shí)出現(xiàn)斷裂、裂紋等現(xiàn)象，銅扁線應(yīng)便于加工.。具有一定的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率，一般抗拉強(qiáng)度不小于206N/mm，伸長(zhǎng)率不小于3042 %(導(dǎo)線越大最小伸長(zhǎng)率也越大)。對(duì)于銅母線TMR抗拉強(qiáng)度不小于206N/mm，伸長(zhǎng)率不小于35 %。導(dǎo)線應(yīng)有良好的延展性，便于加工。表13-4型號(hào)標(biāo)稱(chēng)尺寸TBRTBY1TBY2抗拉強(qiáng)度（不大于）N/mm伸長(zhǎng)率（不小于）抗拉強(qiáng)度（不大于）N/mm伸長(zhǎng)率（不小于）抗拉強(qiáng)度（不大于）N/mm伸長(zhǎng)率（不小于）0.8a2.0027530.02753731.53730.42.00a4.0025534.02553332.03330.74.00a6.0024536.02453043.03041.76.00a7.1024536.02452753.02751.7TDRTDY1TDY20.8a1.3235250103091.32,a3.5535250152891.3銅扁線還應(yīng)符合以下要求（1）尺寸偏差和圓角半徑應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)；（2）表面應(yīng)光潔、平整、無(wú)裂痕及明顯損傷，無(wú)嚴(yán)重的氧化物等與良好工業(yè)產(chǎn)品不相稱(chēng)的任何缺陷；（3）線盤(pán)導(dǎo)線排列應(yīng)整齊；重量應(yīng)符合用戶的要求（一般可按兩個(gè)線圈用料計(jì)算）。（4）彎曲：彎曲邊直徑尺寸選定（見(jiàn)表13-5）1）硬狀態(tài)銅扁線b邊彎 曲 90，表面應(yīng)不出現(xiàn)裂紋。2）軟狀態(tài)銅扁線a邊彎 曲 90，表面應(yīng)不出現(xiàn)裂紋。表13-5 彎曲圓柱直徑根據(jù)彎曲邊尺寸選定尺寸mm型號(hào)0.84.004.258.008.5016.009.0016.0016.0030.00TBR248TDR1632TBY242.電磁線繞組或線圈用的帶有絕緣層的導(dǎo)線稱(chēng)電磁線。電磁線種類(lèi)繁多，按其截面的形狀，可分為圓線、扁線、和帶狀導(dǎo)線三種。按照絕緣層的特點(diǎn)和用途，電磁線可分為漆包線、繞包線、無(wú)機(jī)絕緣線和特種電磁線四大類(lèi)。牽引電機(jī)線圈一般采用漆包線和繞包線。電磁線型號(hào)的表示方法：絕緣層系列絕緣材料代號(hào)絕緣特征代號(hào)導(dǎo)線材料導(dǎo)線特征絕緣層厚度耐熱等級(jí)；（1）絕緣層系列有：1）絕緣漆系列代號(hào)（Q）：絕緣材料代號(hào)有：Y油性漆（一般省略不寫(xiě)）、QZ聚酯類(lèi)漆、QZ(G)改性聚酯、QQ縮醛類(lèi)漆、QA聚氨酯漆、QX聚酰胺漆、QY聚酰亞胺漆、QXY聚酰胺聚酰亞胺漆、QH環(huán)氧漆。2）絕緣纖維系列（S）：絕緣材料代號(hào)有：SB玻璃絲、SR人造絲、ST天然絲。3）絕緣薄膜系列（M）：絕緣材料代號(hào)有M聚酯薄膜、MYF聚酰亞胺F-46薄膜。4）無(wú)機(jī)膜系列：YM氧化膜、BM玻璃膜。（2）絕緣特征代號(hào)：B編織、C醇酸浸漬、E雙層、G硅有機(jī)浸漬、J加厚、N自粘性、F耐冷凍劑性、S三層。（3）導(dǎo)體材料代號(hào)：T銅線（一般省略不寫(xiě)）、L鋁線、TWC無(wú)磁銅線。（4）導(dǎo)體特征代號(hào)：Y圓線（一般省略不寫(xiě)）、B扁線、D帶（箔）、J絞制、R柔軟。（5）派生：1薄漆層、2厚漆層、3特薄漆層。2.1漆包線漆包線要求漆膜均勻、光滑、蔽覆完全（針孔數(shù)少）。導(dǎo)線直徑及漆膜厚度應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。漆包線的性能由漆膜決定，一般包括下列幾項(xiàng)，見(jiàn)表3-6。（1）機(jī)械性能：漆膜應(yīng)耐刮，有彈性和適當(dāng)?shù)娜彳浶约吧扉L(zhǎng)率，以保證在繞線、嵌線、張形、整形等過(guò)程中，漆膜能經(jīng)受摩擦、彎曲、拉伸和壓縮等作用而不致?lián)p傷。漆包線的柔軟性一般用回彈角表示，回彈角越大，說(shuō)明漆包線的柔軟性越小。漆包圓線的回彈角要求當(dāng)直徑大于1.6mm時(shí)漆包圓線漆包圓線的回彈角不大于5。耐刮試驗(yàn)?zāi)M漆包線繞制、嵌線整形過(guò)程中，漆膜能經(jīng)受摩擦和刮削等作用。不同品種的漆包線，其刮漆指標(biāo)略有不同。（2）電性能：主要是漆膜的擊穿電壓要高，其值取決于漆膜品種及厚度。對(duì)于高頻、高壓電機(jī)繞組用的漆包線，要求漆膜損耗角正切（tan）要小。（3）熱性能：包括漆膜的軟化擊穿、熱老化和熱沖擊性能。軟化擊穿性能表示漆膜在一定壓力下的耐熱變形的能力；熱老化性能反映漆膜經(jīng)受較短時(shí)間的熱作用后，保留一定彈性的能力；熱沖擊性能是反映漆膜在烘焙、浸漬過(guò)程中或電機(jī)短時(shí)過(guò)載運(yùn)行時(shí)，漆膜承受熱沖擊（急冷、急熱）而不致破裂的能力。（4）化學(xué)性能：表示漆膜承受酸、堿、鹽霧、有機(jī)溶劑或致冷劑等化學(xué)物品浸蝕的能力。表13-6 漆包線型號(hào)、耐熱等級(jí)和特性 類(lèi)別型號(hào)耐熱等級(jí)主要特性縮醛漆包線QQ1圓銅線QQ2圓銅線QQB扁銅線E 耐刮性、熱沖擊性好，耐水性較好；但卷繞時(shí)漆膜易產(chǎn)生裂紋聚脂漆包線QZ1圓銅線QZ2圓銅線QZB扁銅線B在干燥和潮濕條件下，耐電壓擊穿性能好；軟化擊穿性能亦好。但耐水解性較差，熱沖擊性一般，與聚氯乙烯、氯丁橡膠等含氯高分子化合物不相容聚酰胺漆包線QX1圓銅線QX2圓銅線QXB扁銅線F熱沖擊性能及在干燥和潮濕條件下耐電壓擊穿性能好，軟化擊穿性能較好；但在含水密封系統(tǒng)中易水解，與聚氯乙烯、氯丁橡膠等含氯高分子化合物不相容聚酰胺聚酰亞胺漆包線QXY1圓銅線QXY2圓銅線QXYB扁銅線H耐刮性、耐熱性、耐腐性、熱沖擊、軟化擊穿性能以及在干燥和潮濕條件下耐電壓擊穿性能好；但與聚氯乙烯、氯丁橡膠等含氯高分子化合物不相容聚酰亞胺漆包線QY1圓銅線QY2圓銅線QYB扁銅線H耐熱性、熱沖擊及軟化擊穿性能好；耐低溫性、耐輻射性好；耐溶劑及化學(xué)腐蝕好；但耐堿性差，在含水密封系統(tǒng)中易水解，漆膜受卷繞力易裂紋2.2 繞包線繞包線分纖維繞包線、薄膜繞包線，既可以直接繞包在裸導(dǎo)線上，也可以繞包在漆包線上，還可以在薄膜繞包線外在進(jìn)行纖維繞包。2.2.1玻璃絲包線玻璃絲包線的電氣和機(jī)械性能均較漆包線好，ZQDR-410、ZQ800-1型型牽引電機(jī)都采用玻璃絲包漆包線，其耐熱等級(jí)取決于膠粘絕緣漆和漆包線的耐熱性能。按對(duì)其機(jī)械強(qiáng)度的要求不同有單層和雙層之分。對(duì)玻璃絲包的漆包線的要求，除尺寸公差不得超過(guò)規(guī)定外，扁線按寬面作180彎曲時(shí)，其絕緣不應(yīng)有脫落、裂開(kāi)、露銅及斷纖維等現(xiàn)象；并具有一定的絕緣電阻及擊穿電壓。2.2.2薄膜繞包線 薄膜繞包線具有更高的機(jī)械和電氣性能。聚酰亞胺薄膜具有優(yōu)良的電絕緣性能，但它不能自身熔融和粘結(jié)，因此在絕緣結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用受到限制。在聚酰亞胺薄膜上涂覆一層F46（聚全氟乙丙烯）樹(shù)脂，就可顯著改善聚酰亞胺薄膜的抗撕強(qiáng)度、耐潮、耐電弧及化學(xué)穩(wěn)定性等性能，更重要的是使聚酰亞胺薄膜在F46參與下具有了粘接性能。聚酰亞胺薄膜繞包線能耐高溫、耐低溫、耐輻射；且密封性、電熱老化性能、以及耐磨性能均好；槽空間利用率比玻璃絲包線高。在復(fù)合薄膜外面再繞包一層玻璃絲使復(fù)合薄膜繞包層在銅導(dǎo)體上繞包得更加服貼，同時(shí)可提高復(fù)合薄膜在燒結(jié)后的粘結(jié)性能。采用性能穩(wěn)定的復(fù)合薄膜，使繞組線生產(chǎn)中首要解決的問(wèn)題。關(guān)于繞組線絕緣層的粘結(jié)性能，建議從三個(gè)方面加以檢測(cè)：一是用彎曲試驗(yàn)，主要考核繞組相是否具有足夠的原始粘接力；二是通過(guò)浸水試驗(yàn)，主要考核復(fù)合薄膜剝離強(qiáng)度下降情況；三是通過(guò)高溫老化試驗(yàn)，主要考核復(fù)合薄膜剝離強(qiáng)度的保留率。SBFMB聚酰亞胺氟46復(fù)合薄膜繞包單玻璃絲包扁銅線復(fù)合薄膜繞包時(shí)的搭蓋率：復(fù)合薄膜的繞包有12疊包和23疊包，12疊包時(shí)以控制在45%50%為準(zhǔn)；23疊包時(shí)以控制在62%66%為準(zhǔn)。選擇FCR聚酰亞胺薄膜繞包的導(dǎo)線可以達(dá)到耐電暈的要求。200級(jí)聚酰亞胺氟46復(fù)合薄膜繞包銅扁線(型號(hào)MYFBMYFEB JB6757-93)的性能：（1）絕緣厚度（見(jiàn)表13-8）（2）伸長(zhǎng)率要求（見(jiàn)表13-7）（3）回彈性：最大回彈角應(yīng)不大于5。（4）彎曲：試樣分別在4倍寬邊和4倍窄邊尺寸的試棒上進(jìn)行窄邊和寬邊彎曲后，絕緣層應(yīng)不開(kāi)裂或分層。（5）附著性：?jiǎn)螌颖∧だ@包線拉伸15，雙層薄膜繞包線拉伸10后，絕緣層失去附著性的長(zhǎng)度應(yīng)不大于1b。（6）耐熱性：制造直徑為1mm的聚酰亞胺 F46薄膜繞包銅圓線，參照采用GB4074.21規(guī)定的試驗(yàn)程序進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，對(duì)應(yīng)于20000h外推壽命的溫度應(yīng)不低于200C，或最低試驗(yàn)溫度所測(cè)得的壽命應(yīng)不低于5000h。（7）擊穿電壓：（見(jiàn)表13-9）表13-7窄邊（a）尺寸mm伸長(zhǎng)率A2.502.50a5.63033序號(hào)最小絕緣厚度Aa單層繞包雙層繞包123450.1000.1300.1700.2100.2600.2000.2600.3400.4300.510序號(hào)最大絕緣厚度mm單層繞包雙層繞包（B-b ）(A-a)（B-b ）(A-a)123450.1300.1700.2100.2600.3300.1400.1800.2300.2900.3400.2600.3300.4400.5500.6600.2800.3500.4600.5700.680表13-8表13-9序號(hào)窄邊（a）標(biāo)稱(chēng)尺寸擊穿電壓（有效值）V單層薄膜繞包雙層薄膜繞包12345a3.002000250030003500400030004000500060007000123453.00a5064509040612010121013230.0010.40.124064508040612010121013230.001（2）聚酰亞胺薄膜芳香族聚酰胺纖維紙復(fù)合箔：型號(hào)為NHN，使用聚酰亞胺薄膜和兩層芳香族聚酰胺纖維紙。規(guī)格有0.25和0.30；耐熱等級(jí)為H級(jí)、擊穿電壓712kV。2.2 NOMEX芳香聚酰胺紙NOMEX芳香聚酰胺紙完全是由兩種人工合成聚酰胺聚合物組成，一種是短纖維（絮凝體）；一種是顯微纖維粘合顆粒。用一般造紙方法將兩種聚合物合成薄片結(jié)構(gòu)。在制造過(guò)程中，只由纖維粒在絮凝纖維間的空隙中粘合成薄網(wǎng)，而不添加任何其他粘結(jié)劑或填料。將這種結(jié)構(gòu)在高溫高壓下壓光即成為410型NOMEX紙，其密度因厚度不同而各異，在0.8克/立方厘米至1.2克/立方厘米之間., 壓光過(guò)程中使組分結(jié)牢在一起, 成為一種不可滲透的紙張,具有很高的絕緣強(qiáng)度及優(yōu)越的機(jī)械韌性。這種芳香聚酰胺分子結(jié)構(gòu)的極端穩(wěn)定性，使NOMEX芳香聚酰胺紙具有一些非常突出的特性。它的優(yōu)異特性主要表現(xiàn)在：1）固有的介電強(qiáng)度：產(chǎn)品的短時(shí)耐電能力1840KVmm。2）機(jī)械韌性：非常堅(jiān)固、回彈力強(qiáng)，交薄等級(jí)的產(chǎn)品則具有撓性，所有產(chǎn)品都耐撕裂及耐磨。抗變形能力高；3）熱穩(wěn)定性：在溫度高達(dá)200時(shí)，其電氣性能和機(jī)械性能所受影響極小甚至全無(wú)影響，其有效值可在顯著高溫下保持。例如410型NOMEX芳香聚酰胺紙具有以下特點(diǎn)：；在高于尼龍及聚酯物熔點(diǎn)溫度下能長(zhǎng)期保存其可貴的機(jī)械及電工特性；（在225以下，不受溫度影響，在250時(shí),仍能保持其室溫下絕緣強(qiáng)度值的95）；4）化學(xué)相容性：不溶于一般溶劑，能與工業(yè)油及漆相容；5）低溫性能好；6）潮濕不敏感：在相對(duì)濕度95下處于平衡狀態(tài)時(shí)，其在絕干時(shí)之介電強(qiáng)度可保持百分九十，同時(shí)許多機(jī)械性能也實(shí)際有所改善；7）抗化學(xué)及輻射變質(zhì)；）無(wú)毒、耐燃：對(duì)人身體不會(huì)產(chǎn)生任何已知的毒性反應(yīng)，在一般大氣中不熔融，也不助燃。所以NOMEX芳香聚酰胺紙是一種被廣泛用為電工絕緣材料，它具有：410型、411型、414型、418型、419型；418型和419型也稱(chēng)NOMEX芳香聚酰胺云母紙。厚度有：0.05、0.08、0.13、0.18、0.25、0.30、0.38、0.51、0.61、0.74、0.76等規(guī)格。在成型線圈中采用NOMEX芳香聚酰胺紙做線圈扣合、卷包及墊隔絕緣。2.3云母帶云母片的性能較脆，因此用紙、布、綢、玻璃布、薄膜等作補(bǔ)強(qiáng)材料用膠粘劑制成粉云母帶。粉云母帶主要有多膠和少膠兩種絕緣體系，按IEC371中規(guī)定粉云母帶中含膠量為512少膠；含膠量1319的為中膠；大于30%的為多膠。國(guó)內(nèi)的中膠帶應(yīng)屬于多膠范圍。多膠云母絕緣適用于液壓或模壓工藝，使之成型固化。少膠云母絕緣適用于VPI工藝,抽真空干燥，然后經(jīng)加壓將無(wú)溶劑浸漬樹(shù)脂滲入少膠帶的繞組或線圈中，使之填滿空隙，達(dá)到整體性。目前牽引電機(jī)多采用有機(jī)硅玻璃粉云母帶，有機(jī)硅玻璃云母帶以剝片云母或云母紙為基材，以有機(jī)硅膠粘劑，雙面以電工用無(wú)堿玻璃布為補(bǔ)強(qiáng)的云母帶。現(xiàn)有型號(hào)較多，但它們的外觀、厚度、寬度、邊緣彎曲度、成分、介電強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等都應(yīng)符合JB1479要求。我國(guó)少膠云母帶的產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，并開(kāi)發(fā)了多種新品種，少膠云母帶生產(chǎn)以形成系列和批量化。其中F級(jí)的單面補(bǔ)強(qiáng)少膠粉云母帶和平行玻璃纖維補(bǔ)強(qiáng)少膠粉云母帶已向美國(guó)出口，并被確認(rèn)為合格供應(yīng)商。國(guó)內(nèi)上海電機(jī)廠、南陽(yáng)防爆電機(jī)廠、蘭州電機(jī)廠；鐵路上已有兩個(gè)電機(jī)制造單位在牽引電機(jī)上采用，其中有應(yīng)用在主附極線圈的，也有用交流異步牽引電動(dòng)機(jī)電子繞組的。結(jié)果表明經(jīng)過(guò)真空壓力浸漬無(wú)溶劑樹(shù)脂后，絕緣結(jié)構(gòu)達(dá)到了無(wú)氣隙，降低了溫升，提高了電機(jī)的可靠性；。少膠云母帶目前尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于少膠帶的技術(shù)資料請(qǐng)見(jiàn)第十五章第五節(jié)。2.4無(wú)堿玻璃布和玻璃漆布玻璃根據(jù)成分可分堿玻璃和無(wú)堿玻璃。（1）堿玻璃與無(wú)堿玻璃：凡含有鉀或鈉的氧化物的玻璃均稱(chēng)為堿玻璃，這種玻璃如加入鉛、硼、鋇等重金屬的氧化物便可獲得較高性能的玻璃；不含有鉀或鈉的氧化物的玻璃均稱(chēng)為無(wú)堿玻璃，純石英玻璃屬這一類(lèi)。他制造工藝復(fù)雜，但它的熱膨脹系數(shù)小，耐壓強(qiáng)度高。（2）無(wú)堿玻璃布：在電工中使用的都是含堿量在2以下的無(wú)堿玻璃纖維(57m)。這樣細(xì)的絲,使玻璃固有的脆性變?nèi)彳?抗張強(qiáng)度大大提高。玻璃纖維是無(wú)機(jī)材料,用它制成玻璃布成為無(wú)堿玻璃布。它具有較高的電性能和較好耐熱、耐潮性能。（3）無(wú)堿玻璃漆布：由無(wú)堿玻璃布(管)浸以絕緣漆經(jīng)烘干而成。絕緣等級(jí)和特性取決于絕緣漆的品種。由漆布組成的繞組絕緣結(jié)構(gòu),一般都應(yīng)進(jìn)行浸漬處理,因此應(yīng)注意漆布與絕緣漆相容性。如果選擇不當(dāng),在浸漬處理過(guò)程中會(huì)發(fā)生漆布的期末膨脹或脫落現(xiàn)象。常用的H級(jí)玻璃漆布有：表13-15 名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格 擊穿電壓kV主要特性及用途有機(jī)玻璃漆布(帶)24500.114.5耐熱性高，介電和防霉性良好，供工作溫度為180的電機(jī)作包扎和襯墊絕緣，并可在熱帶氣候下使用0.135.00.155.50.176.20.207.00.247.624510.11同2450，耐熱性更高0.150.20有機(jī)硅玻璃粘帶26560.12柔軟性高，粘性強(qiáng)。供工作溫度為180的牽引、防爆、礦用的電機(jī)作絕緣0.15硅橡膠玻璃漆布25500.111.5具有較高的耐熱性和彈性，0.11的用作端部絕緣；0.23用作引出線絕緣0.232.0硅橡膠玻璃漆布25510.112.0耐電暈性、彈性和防霉性良好。并可在熱帶氣候下使用0.153.50.205.0聚酰亞胺玻璃漆布25600.102.5防潮、耐油、耐溶劑性強(qiáng)，可在200下長(zhǎng)期使用；供工作溫度為220的牽引、冶金及其他耐高溫、耐輻射的電機(jī)作絕緣0.155.50.176.50.207.0第五節(jié) 線圈制造工藝過(guò)程及技術(shù)要求本節(jié)主要介紹幾種典型的線圈制造工藝。如：ZQ8001型電機(jī)電樞線圈制造工藝；ZD105型電機(jī)主極線圈制造工藝；交流電機(jī)定子線圈制造工藝。1.ZQ8001型脈流牽引電動(dòng)機(jī)電樞線圈制造工藝1.1工藝過(guò)程ZQ800-1型脈流牽引電機(jī)電樞線圈的為單疊繞組，其工藝過(guò)程為：平直下料彎U打紗引線頭沖彎引線頭滾扁扒角包保護(hù)帶線圈敲形拆保護(hù)帶修線匝間刷漆組合包布帶匝間熱壓包對(duì)地、外包絕緣對(duì)地、匝間耐壓交出。1.2工藝要點(diǎn)及工藝參數(shù)（1）彎U：將彎U模裝在彎U機(jī)上，分別調(diào)整彎U導(dǎo)線長(zhǎng)度定位距離，進(jìn)行彎U。導(dǎo)線大U和小U分別進(jìn)行，彎好U的導(dǎo)線組合后如圖13-6，該工序大小U導(dǎo)線組合后，導(dǎo)線之間（單邊）應(yīng)留有0.20.3m m間隙，否則間隙過(guò)小組合困難，間隙過(guò)大影響電機(jī)徑向尺寸。（2）扒角：在扒角模上進(jìn)行。國(guó)外采用電樞線圈鼻部成型機(jī)，由分開(kāi)式成型變?yōu)橐淮谓M合成型,操作簡(jiǎn)單，工效可提高2倍以上，并能改善彎U扒角時(shí)鼻部絕緣破損的狀況。圖13-6 彎U組合簡(jiǎn)圖（3）打紗：彎U導(dǎo)線引線頭按照去除絕緣的長(zhǎng)度要求，在錫爐內(nèi)進(jìn)行加溫，錫爐溫度一般控制在350左右，加溫時(shí)間約15s左右，然后在打紗機(jī)上將引線頭絕緣去除干凈。要求引線頭光滑、無(wú)錫瘤，銅線無(wú)過(guò)