電機(jī)與電器制造工藝學(xué)第42章課件

目錄第四章

繞組制造第一節(jié)繞組材料第二節(jié)散嵌繞組制造第三節(jié)繞組絕緣處理第四節(jié)高壓定子繞組制造第五節(jié)繞線轉(zhuǎn)子繞組制造第六節(jié)直流電樞繞組制造第七節(jié)磁極繞組制造第四節(jié)高壓定子繞組制造一、高壓定子繞組的絕緣結(jié)構(gòu)高壓異步電動(dòng)機(jī)一般是指額定電壓為3~10kV的異步電動(dòng)機(jī)，這類電動(dòng)機(jī)絕緣的耐熱等級(jí)通常為B級(jí)。異步電動(dòng)機(jī)的繞組絕緣包括匝間、排間、相間、對(duì)地和端部等各個(gè)部位的絕緣。定子繞組采用扁導(dǎo)線繞成的框式繞組。對(duì)地絕緣繞包在繞組上。對(duì)地絕緣由粉云母、玻璃制品和合成樹脂等絕緣材料組成。匝間絕緣除導(dǎo)線本身的絕緣層外，一般以云母制品加強(qiáng)，最好采用耐電壓強(qiáng)度較高的薄膜繞包導(dǎo)線直接作為匝間絕緣。常用絕緣結(jié)構(gòu)型式見表4-20。結(jié)構(gòu)型式連續(xù)式復(fù)合式套筒式材料1.多膠粉云母帶槽部21142.少膠粉云母帶3.玻璃漆布帶或片云母帶端部2131或34.玻璃粉云母箔表4-20高壓定子繞組常用絕緣結(jié)構(gòu)型式1.匝間絕緣在制造和運(yùn)行過程中，匝間絕緣易因機(jī)械力和熱應(yīng)力作用而受損傷。此外，匝間絕緣的總面積大于對(duì)地絕緣的總面積，因此出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)的可能性隨之增加，故要求它具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和韌性。匝間絕緣承受的電壓除了按額定電壓計(jì)算的匝間工作電壓外，還會(huì)遇到比它大得多的電源電網(wǎng)瞬變過電壓

大氣過電壓和操作過電壓。其中電動(dòng)機(jī)本身的操作過電壓是頻繁發(fā)生而且直接施加于繞組的匝間絕緣上的，故應(yīng)著重考慮。單排繞組只有匝間絕緣。功率較小的高壓電動(dòng)機(jī)常采用雙排繞組，此時(shí)應(yīng)有排間絕緣。排間最大電壓等于一個(gè)繞組的工作電壓，但同樣也受到操作過電壓的作用，通常采用云母帶半疊繞加強(qiáng)。匝間和排間絕緣的強(qiáng)度與電動(dòng)機(jī)功率、工作電壓、起動(dòng)頻繁程度、使用時(shí)受機(jī)電應(yīng)力等因素有關(guān)?？筛鶕?jù)匝間沖擊電壓值Us選擇匝間絕緣。Us一般大于每匝工作電壓20倍。匝間及排間絕緣的典型結(jié)構(gòu)見圖4-17及表4-21。圖4-17匝間及排間絕緣的典型結(jié)構(gòu)1—匝間絕緣2—排間絕緣匝間沖擊電壓Us/V結(jié)構(gòu)形式試驗(yàn)電壓①工頻有效值/V<500雙玻聚酯漆包線或雙玻絲包線墊云母條500500~1000雙玻單層薄膜繞包線或雙玻絲包線每匝半疊包一層粉云母帶1000>1000雙玻二層薄膜繞包線或雙玻絲包線每匝半疊包二層粉云母帶1500

表4-21繞組匝間絕緣結(jié)構(gòu)2.槽部絕緣槽部絕緣是絕緣結(jié)構(gòu)中的主要部分，它對(duì)地承受相電壓，故又稱對(duì)地絕緣。槽部絕緣也受到各種過電壓的作用。(1)槽部絕緣厚度在選擇對(duì)地絕緣厚度時(shí)，除考慮電氣方面裕度外，還必須考慮繞組在制造和嵌線時(shí)的工藝損傷、絕緣性能的分散性以及正常運(yùn)行條件下的使用壽命等因素。由于上述原因比較復(fù)雜，絕緣結(jié)構(gòu)型式、絕緣材料和絕緣工藝又各不相同，繞組槽部絕緣厚度實(shí)際上很難進(jìn)行系統(tǒng)地計(jì)算，故一般可根據(jù)電機(jī)額定電壓和該絕緣結(jié)構(gòu)的瞬時(shí)擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度求得，并留有7~9倍的裕度。對(duì)于運(yùn)行條件較差的電機(jī)，其對(duì)地絕緣厚度還應(yīng)適當(dāng)增加。對(duì)地絕緣材料的選用見表4-22。由這類材料組成的槽部絕緣厚度及原始擊穿電壓可參考表4-23。絕緣結(jié)構(gòu)絕緣工藝絕緣材料槽部端部連續(xù)式真空壓力無溶劑浸漬

901(594)環(huán)氧玻璃粉云母少膠帶同左熱模(液)壓桐油酸酐(TOA)環(huán)氧或鈦環(huán)氧玻璃粉云母多膠帶同左復(fù)合式全帶式熱模(液)壓同上黑玻璃漆布或三合一帶或膠化時(shí)間較長(zhǎng)的玻璃粉云母多膠帶烘卷式直線部分烘卷熱壓環(huán)氧玻璃粉云母(多膠)箔表4-22對(duì)地絕緣材料的選用額定電壓(UN/UΦ)3.0/1.736.0/3.4610.0/5.78厚度/mm1.3~1.51.8~2.22.8~3.2原始擊穿電壓/kV35~4048~6075~85工作場(chǎng)強(qiáng)/(kV·mm-1)1.15~1.331.57~1.921.81~2.06表4-23繞組槽部絕緣厚度及原始擊穿電壓(2)繞組槽內(nèi)裝配尺寸繞組的槽內(nèi)裝配尺寸，除按所需導(dǎo)線截面和絕緣厚度考慮外，還需考慮線芯松散、繞組公差、嵌線間隙和其他絕緣件。高壓定子繞組槽內(nèi)裝配尺寸見表4-24。槽形斷面圖項(xiàng)號(hào)名稱材料槽部尺寸端部尺寸高度寬度高度寬度1槽楔玻璃布板或壓塑料3.0~5.0———2楔下墊條玻璃布板>0.5———3導(dǎo)線見表4-6manbmanb4匝間絕緣見表4-21—工藝裕度(導(dǎo)線束公差、松脹量)0.030.20.030.35對(duì)地絕緣環(huán)氧玻璃粉云母多膠帶

工藝裕度—+0.3-0.5+0.2-0.3<1.3<1.36層間墊條玻璃布板0.5~1.0———7防暈層半導(dǎo)體漆或帶—8槽底墊條玻璃布板0.5~1.0———表4-24高壓定子繞組槽內(nèi)裝配尺寸(單位：mm)3.端部絕緣(1)端部絕緣厚度及材料因繞組端部承受較低的電場(chǎng)強(qiáng)度，故端部絕緣厚度可較槽部絕緣厚度減薄20%~30%。根據(jù)工藝及絕緣結(jié)構(gòu)的不同，可采用片云母或粉云母帶、玻璃漆布帶或其他絕緣帶作為端部絕緣材料。(2)端部間隙繞組端部間隙，除保證通風(fēng)散熱和嵌線工藝需要外，還必須保證在額定電壓下兩相鄰繞組邊之間無電暈，并保證電機(jī)在耐壓試驗(yàn)時(shí)無閃絡(luò)現(xiàn)象。端部繞組邊之間可分為空氣隙和有襯墊物(層壓板或滌綸護(hù)套玻璃絲繩)兩種情況，見圖4-18。圖4-18端部繞組邊之間的絕緣結(jié)構(gòu)1—繞組端部2—繞組直線部分3—空氣隙4—襯墊物(3)端部絕緣搭接為了避免耐壓試驗(yàn)時(shí)復(fù)合式絕緣端部搭接處對(duì)鐵心產(chǎn)生內(nèi)絡(luò)放電，必須保證直線部分和端部的搭接位置和長(zhǎng)度，見圖4-19及表4-25。圖4-19復(fù)合式絕緣端部搭接方式結(jié)構(gòu)形式額定電壓UN/kV尺寸/mmABC

3451510烘卷復(fù)合式6652515

101003020包帶復(fù)合式3~1015~30—表4-25復(fù)合式絕緣端部搭接尺寸①

le為由出槽口起至鼻端前圓角處的端部長(zhǎng)度。(4)防暈結(jié)構(gòu)如前所述，電暈產(chǎn)生臭氧及氧化氮，對(duì)絕緣中的有機(jī)物有腐蝕和破壞作用，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)使絕緣變脆，加速老化，降低絕緣的使用壽命。在6kV級(jí)電機(jī)中已有電暈現(xiàn)象，隨著額定工作電壓的提高，電暈現(xiàn)象將愈加嚴(yán)重。因此需要進(jìn)行防暈處理。電機(jī)中產(chǎn)生電暈現(xiàn)象的部位分為兩類。一類是由于空氣隙的存在，空氣發(fā)生游離。屬于這一類的如槽部繞組與鐵心槽之間、端部繞組與綁環(huán)之間以及由于工藝處理不當(dāng)存在于絕緣層之間的空氣隙。另一類是由尖角存在使電場(chǎng)極端不均勻，致使空氣游離而產(chǎn)生電暈。屬于這一類的如繞組出槽口處及鐵心通風(fēng)道處的繞組表面。防止電暈發(fā)生的辦法，就是設(shè)法消除繞組表面這一層介電常數(shù)小而耐電強(qiáng)度又低的空氣層以及設(shè)法使電場(chǎng)分布比較均勻。現(xiàn)在采用的辦法一種是表面涂半導(dǎo)體漆；一種是絕緣層內(nèi)部及外部加導(dǎo)體或半導(dǎo)體屏蔽層。這里只介紹表面涂半導(dǎo)體漆的防暈處理工藝。10000V及10500V高壓定子繞組防暈處理工藝如下(見圖4-20)。圖4-20防暈處理示意圖1—0.1mm玻璃絲帶2—低電阻半導(dǎo)體漆3—中電阻半導(dǎo)體漆4—高電阻半導(dǎo)體漆5—繞組直線部分長(zhǎng)度比鐵心長(zhǎng)100mm，兩端各伸長(zhǎng)50mm先刷低電阻半導(dǎo)體漆A38-4一次(表面電阻率ρS=103~104Ω)，再半疊包一層0.1mm玻璃絲帶，然后再刷A38-4一次。直線部分也可采用半疊包一層0.15mm半導(dǎo)體低阻帶一次模壓成型。直線部分防暈層雙邊厚度設(shè)計(jì)時(shí)按0.6mm計(jì)算。端部第一段刷中電阻半導(dǎo)體漆A38-2(ρS=108~109Ω)，涂刷長(zhǎng)度為105mm，與低電阻層搭接25mm，半疊包一層0.1mm玻璃絲帶，然后再刷一次A38-2漆。端部第二段刷高電阻半導(dǎo)體漆A38-3(ρS=1011~1012Ω)，涂刷長(zhǎng)度為110mm，與中電阻部分搭接30mm，半疊包一層0.1mm玻璃絲帶，然后再刷一次A38-3漆。不同阻值的半導(dǎo)體漆都是用絕緣漆內(nèi)加入導(dǎo)體材料，如碳黑、石墨等混合而成，控制所加入導(dǎo)體材料的份量以達(dá)到不同的表面電阻值。二、高壓定子繞組制造工藝高壓定子繞組均為成型繞組，分框式繞組與條式繞組。高壓定子繞組根據(jù)絕緣結(jié)構(gòu)、固化成型工藝的不同，其工藝流程亦有所差別。圖4-21是高壓定子繞組的基本工藝流程圖。圖中分別列舉了全粉云母多膠帶復(fù)合式、端部黑玻璃漆布帶復(fù)合式、環(huán)氧粉云母少膠帶無溶劑整浸式及連續(xù)式環(huán)氧粉云母多膠帶等五種典型絕緣結(jié)構(gòu)的工藝流程。圖4-21高壓定子繞組工藝流程由圖可見，框式繞組與條式繞組的工藝流程差別較大，而框式繞組的三種工藝方案的主要差別僅在于對(duì)地絕緣的固化成型方法不同，按方案的排列順序依次為熱模壓固化成型、熱液壓固化成型和真空壓力整浸固化成型。現(xiàn)將成型繞組主要工序的工藝要點(diǎn)分述如下：1.繞線多匝成型繞組采用絕緣扁線繞制成棱形、梭形或梯形線圈。棱形和梯形線圈的圈邊距離較寬，便于使用包帶機(jī)包扎。繞線時(shí)，導(dǎo)線拉力要適中，隨時(shí)將導(dǎo)線敲平，使之緊貼于繞線模側(cè)面，防止線圈之間出現(xiàn)間隙和里松外緊現(xiàn)象。繞制過程中應(yīng)按技術(shù)要求墊好或包好匝間絕緣，當(dāng)絕緣出現(xiàn)破損時(shí)，應(yīng)用同級(jí)絕緣修補(bǔ)好。中間斷頭可用對(duì)焊機(jī)焊牢，并修飾平整，加包絕緣。接頭應(yīng)處于端部的斜邊上。繞到規(guī)定匝數(shù)后，須用扎帶綁好，防止卸模后線圈松散。線圈取下后，半疊包一層聚氯乙烯熱收縮帶作為張形時(shí)的機(jī)械保護(hù)。成型繞組的初始尺寸，主要由繞線模決定。繞線模由梭形模、棱形模和梯形模三種，其尺寸可根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)尺寸求得，如圖4-22所示。圖4-22梭形和棱形線模尺寸成型繞組的結(jié)構(gòu)尺寸如圖4-23所示。圖4-23成型繞組結(jié)構(gòu)尺寸2.張形與復(fù)形張形是將梭形或棱形線圈半成品基本上拉成所需的形狀。張形是在張形機(jī)上進(jìn)行的。張形機(jī)有電動(dòng)式、手動(dòng)式之分。圖4-24為手動(dòng)式張形機(jī)示意圖。張形前，應(yīng)將引出線端頭去掉漆膜并搪好錫，以便嵌線后焊接。圖4-24手動(dòng)式張形機(jī)示意圖1—端夾支架2—插銷3—前夾頭4—線圈5—拉臂6—后夾頭7—端夾頭8—端夾底座

復(fù)形的主要作用是把繞組端部的形狀校準(zhǔn)到正確的形狀，以保證嵌線后定子繞組端部尺寸的正確與整齊。復(fù)形是在專門的復(fù)形模上進(jìn)行的。復(fù)形模的端部用硬木制造，其外形如圖4-25所示。復(fù)形時(shí)，把繞組放到復(fù)形模內(nèi)，先矯正直線部分，夾緊，然后矯正端接部分。經(jīng)過復(fù)形后，繞組的形狀基本上可達(dá)到要求。但高壓繞組須經(jīng)過幾次復(fù)形才能使幾何形狀一致。圖4-25復(fù)形模外形圖3.匝間絕緣膠化在包扎對(duì)地絕緣前，須對(duì)匝間絕緣進(jìn)行熱模壓膠化。膠化的目的是：1)使導(dǎo)線排列整齊，并模壓成整體，以提高繞組剛度。2)消除匝間間隙，以防止運(yùn)行時(shí)在空隙中產(chǎn)生空氣游離。匝間絕緣膠化的工藝參數(shù)見表4-26。繞組在熱壓模上烘壓后，須在冷壓模中定型到常溫。出模后進(jìn)行匝間絕緣短路檢查，合格后才能包繞對(duì)地絕緣。類別匝間絕緣方式烘壓溫度/℃烘壓時(shí)間/min1玻璃絲自粘薄膜繞包線

5~102半疊包環(huán)氧玻璃粉云母帶185±515~303浸漬或涂刷環(huán)氧酚醛漆

15~20表4-26匝間絕緣膠化工藝參數(shù)4.包扎對(duì)地絕緣電壓在3kV及以上的高壓繞組都需包繞對(duì)地絕緣。絕緣帶的包繞方式有疊包(半疊包、1/3疊包等)、平包和疏包，如圖4-26所示。對(duì)地絕緣只能使用疊包。在疊包情況下，絕緣實(shí)際層數(shù)比名義層數(shù)大一倍。平包主要用于包繞繞組絕緣的保護(hù)層，疏包則用于扎緊繞組導(dǎo)線。圖4-26絕緣帶包繞方式

繞組包繞的順序是：先包引線絕緣，然后包繞組的基本絕緣層，最后在端部包上熱收縮帶。對(duì)連續(xù)式絕緣，直線與端部的基本絕緣層連續(xù)包繞；對(duì)復(fù)合式絕緣，則先將直線部分的對(duì)地絕緣包成兩端呈錐體形，錐體頂端延伸到端部斜邊長(zhǎng)度的1/2~2/3處，錐體長(zhǎng)度一般為80~100mm。然后再包繞端部絕緣層。這時(shí)，應(yīng)將端部絕緣層與直線部分的錐體搭接好。套管式絕緣直線部分，其對(duì)地絕緣由剪成梯形的云母箔包成兩端為錐體的云母套管。包扎端部絕緣帶時(shí)，也應(yīng)與錐體部分搭接好。為提高工效和包扎質(zhì)量，現(xiàn)在一般采用包帶機(jī)代替手工包扎。5對(duì)地絕緣固化成型對(duì)地絕緣包扎完成后，要進(jìn)行熱壓固化成型。熱壓固化成型的目的是使繞組成為緊密的整體，以獲得優(yōu)良的電氣性能、力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能和準(zhǔn)確的外形尺寸。熱壓固化有模壓、液壓和模液壓固化三種方式。不同絕緣結(jié)構(gòu)的成型工藝見表4-27。結(jié)構(gòu)形式烘卷式包帶復(fù)合式連續(xù)式全固化法半固化法真空整浸法匝間膠化工藝匝間絕緣膠化工藝參數(shù)見表4-26包少膠粉云母帶對(duì)地絕緣工藝直線部分熱模壓成型，嵌線后端部浸漆，進(jìn)烘房烘焙固化槽部、端部全液壓固化；或槽部模壓，端部液壓；或槽部模壓，端部嵌線后浸漆烘焙全線圈熱模壓膠化；或槽部模壓，端部液壓；或全液壓低溫真空干燥，槽部模壓固化，端部包熱收縮帶半固化，嵌線后進(jìn)烘房加熱，端部固化包少膠粉云母帶，未固化成型時(shí)嵌入定子槽內(nèi)，整臺(tái)定子進(jìn)行真空壓力浸無溶劑漆，烘焙固化備注槽部絕緣厚度可減薄，但搭接處要加強(qiáng)絕緣修理方便，但性能不及連續(xù)式適用于8極以上的不翻線嵌線的電機(jī)繞組適用范圍廣，質(zhì)量比復(fù)合式好，但修理不方便工藝設(shè)備復(fù)雜，對(duì)浸漆要求較高表4-27框式繞組絕緣成型工藝?yán)@組絕緣固化分為全固化和半固化。全固化處理是嵌線前繞組的端部與直線部分均已固化，其優(yōu)點(diǎn)是繞組可以長(zhǎng)期存放，但由于剛性大，只適用于8極以上的多極電機(jī)繞組。半固化處理是嵌線前繞組直線部分已固化成型，但端部不完全固化，仍保持一定的彈性和柔軟性，以利于繞組嵌線，而端部的完全固化是在嵌線和浸漆烘焙之后。采用半固化工藝的繞組，經(jīng)低溫真空干燥后，繞組處于半固化狀態(tài)，直線部分才進(jìn)入模壓。半固化處理時(shí)，低溫干燥必須適度。烘焙過度，絕緣膠聚合硬化，難以模壓成型，且影響柔軟性。烘焙不夠，模壓時(shí)膠流失過多，引起絕緣內(nèi)部”發(fā)空”，影響繞組性能。三種熱壓成型工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)。模壓工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，繞組形狀及尺寸準(zhǔn)確，但生產(chǎn)率較低。模壓設(shè)備主要為烘壓模。烘壓模分手動(dòng)和氣動(dòng)兩種。液壓工藝需要專用液壓罐，設(shè)備復(fù)雜，繞組截面尺寸的精度不如模壓線圈，但一罐可以同時(shí)液壓一批繞組，生產(chǎn)效率高。液壓時(shí)，需嚴(yán)格控制預(yù)熱時(shí)間和輸膠溫度。模液壓工藝是先模壓，以保證繞組直線部分的幾何尺寸準(zhǔn)確，并使繞組處于半固化狀態(tài)，以縮短模壓時(shí)間；后進(jìn)行液壓，以提高絕緣處理質(zhì)量。因而它兼有模壓和液壓工藝的優(yōu)點(diǎn)。以桐油酸酐(TOA)環(huán)氧玻璃粉云母多膠帶絕緣為例，上述三種固化成型工藝參數(shù)見表4-28。目前，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)工廠采用模壓工藝。由于真空壓力整浸(VPI)工藝具有一系列優(yōu)點(diǎn)，因而在一些質(zhì)量要求較高的中型高壓電機(jī)中，都采用真空壓力整浸(VPI)工藝。工藝類別工序條式繞組10.5~18kV級(jí)工藝參數(shù)框式繞組6kV級(jí)工藝參數(shù)備注溫度/℃時(shí)間/min壓力/MPa溫度/℃時(shí)間/min壓力/MPa模壓工藝預(yù)熱80~9060—190±53~5—形狀及尺寸好，設(shè)備簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)率低(升溫)—20~25—初壓120~130—2~4(升溫)—10~15—全壓140~1501808~10180~20045~120恒溫恒壓160±5—卸模110~120——表4-28熱壓成型工藝參數(shù)(舉例)液壓工藝入罐40~50(罐溫)—40~50(罐溫)—生產(chǎn)率高，須十分注意控制形狀及尺寸，設(shè)備復(fù)雜預(yù)熱約7020—約7020—抽真空約110120~240—80~90120~240—輸膠100~13030~35—100~12530~35—保溫100~13010~15—100~12510~15—初壓130~135250.3125~135250.3全壓160±5420~4800.7~0.75160±5420~4800.7~0.75回膠——0.7~0.75——0.7~0.75解壓出罐——0——0模液壓工藝模壓160~170℃，30min，100℃下出模形狀及尺寸好，生產(chǎn)率高液壓160~170℃，加壓0.7~0.75MPa，6h（續(xù)）三、繞組的質(zhì)量檢查與試驗(yàn)繞組經(jīng)繞線、張形與復(fù)形、匝間絕緣膠化、包對(duì)地絕緣及固化成型后，必須進(jìn)行質(zhì)量檢查與試驗(yàn)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除加工過程中的缺陷，確保繞組質(zhì)量。繞組的質(zhì)量檢查與試驗(yàn)分外觀質(zhì)量檢查與絕緣性能試驗(yàn)：1.外觀質(zhì)量檢查(1)尺寸和形狀檢查檢查每個(gè)繞組邊截面的寬度和高度，尤其是直線部分截面尺寸必須在允許公差范圍內(nèi)。同時(shí)，檢查繞組的軸向長(zhǎng)度、寬度(或弦長(zhǎng))、鼻子高度、繞組角度等尺寸和形狀，均應(yīng)符合圖樣要求，以保證嵌線順利、配合緊密與絕緣良好。(2)表面質(zhì)量檢查檢查繞組表面絕緣包扎是否良好、有無破損及直線部分截面等處有無異物，確保繞組質(zhì)量完好。2.絕緣性能試驗(yàn)為了保證電機(jī)成品的質(zhì)量，高壓定子繞組需經(jīng)匝間絕緣試驗(yàn)、工頻耐壓試驗(yàn)及高壓繞組電暈起始電壓和介質(zhì)損耗角正切值tanδ的測(cè)定。(1)匝間絕緣試驗(yàn)高壓定子繞組的匝間絕緣試驗(yàn)，通常采用感應(yīng)沖擊法、振蕩回路法等。目前按GB/T755—2008規(guī)定，則采用施加沖擊電壓并用波形比較法來判別繞組匝間絕緣故障，如ZJ-12電機(jī)匝間耐壓試驗(yàn)儀，其優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確率高、檢測(cè)效率高及應(yīng)用范圍廣。高壓定子繞組的匝間絕緣試驗(yàn)要求見表4-21。(2)工頻耐壓試驗(yàn)高壓定子繞組的工頻耐壓試驗(yàn)，通常在耐壓試驗(yàn)室進(jìn)行，試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓設(shè)備、測(cè)量?jī)x器、信號(hào)裝置和保護(hù)電阻等。高壓定子繞組對(duì)地絕緣工頻耐壓試驗(yàn)必須按工序分階段進(jìn)行，且不能重復(fù)，具體要求見表4-29。工藝類別耐壓值工序模(液)壓工藝整浸工藝電壓/V時(shí)間/s3000V6000V電壓/V時(shí)間/s電壓/V時(shí)間/s嵌線前2.75UN+45006010000101500010嵌入電機(jī)接線前2.5UN+2500608000101300010接線、焊接及綁扎后2.25UN+2000607000101300010表4-29對(duì)地絕緣工頻耐壓試驗(yàn)(3)高壓繞組電暈起始電壓和介質(zhì)損耗角正切值tanδ的測(cè)定有防暈層的高壓繞組需在暗室中檢查，要求在1.5倍額定電壓下不起暈。為了考核6kV及以上高壓繞組的防暈處理質(zhì)量，應(yīng)抽試高壓繞組的電暈起始電壓，即采用目測(cè)法在升高試驗(yàn)電壓過程中，其絕緣表面出現(xiàn)淺藍(lán)色的電暈微光為止，此電壓即為電暈起始電壓。為了檢查繞組絕緣的整體性和密實(shí)性，對(duì)6kV及以上高壓繞組應(yīng)在防暈處理前進(jìn)行介質(zhì)損耗角正切值tanδ的測(cè)定。tanδ的測(cè)定采用高壓電橋在頻率50Hz，電壓0.5UN、1.0UN和1.5UN下各測(cè)一次，在額定電壓和20℃下的tanδ值不得超過4%，1.5UN與0.5UN下tanδ值不得超過2%，130℃下的tanδ值不得超過10%。第五節(jié)繞線轉(zhuǎn)子繞組制造繞線轉(zhuǎn)子繞組分散嵌式和插入式兩種。散嵌式繞組用于小型電機(jī)，插入式繞組用于中、大型電機(jī)。一、散嵌式繞組由于轉(zhuǎn)子繞組承受離心力的作用，故在選用漆包線時(shí)，應(yīng)選用漆膜軟化擊穿性能較好的漆包線，并用熱態(tài)粘結(jié)力較強(qiáng)的浸漬漆，使繞組粘結(jié)成為一個(gè)整體。轉(zhuǎn)子散嵌繞組的絕緣結(jié)構(gòu)和繞組制造，基本上與定子散嵌式繞組相同，但要注意機(jī)械離心力的因素，浸漆干燥時(shí)，宜采用立式浸烘，以免引起轉(zhuǎn)子的不平衡。二、插入式繞組

插入式繞組由半匝成型線圈組成，導(dǎo)條大多采用裸導(dǎo)條。導(dǎo)條的一端先彎成端部形狀(斜邊)，將其直線部位絕緣后，再繞包兩個(gè)端部的絕緣，見圖4-27。在導(dǎo)條插入槽內(nèi)后，將其另一端再?gòu)澇尚巍?dǎo)條絕緣結(jié)構(gòu)見表4-30，槽部裝配尺寸見表4-31。圖4-27插入式繞組1—鐵心2—直線段絕緣3—端部絕緣部位類別絕緣形式電壓/V50010001500直線10.17mm薄膜玻璃粉云母箔(卷烘)3層4層5層20.17mm粉云母箔(卷烘)2層——30.15mm玻璃坯布(卷烘)3層——40.14mm玻璃粉云母帶半疊繞(烘壓)2層3層4層5粉末樹脂涂敷(斜邊和直線一次涂敷單面厚度0.5mm)———斜邊10.15mm玻璃漆布帶半疊繞1層2層2層20.17mm薄膜粉云母帶半疊繞1層1層2層30.13mm玻璃片云母帶半疊繞1層2層2層

以上三種形式外面均半疊繞0.10mm玻璃絲帶1層1層1層表4-30插入式導(dǎo)條常用的絕緣和種類形式名稱寬度高度1導(dǎo)線條裸線總寬度裸線總高度線彎公差每根0.10每根0.075絕緣厚度見表4-28見表4-28導(dǎo)條絕緣后公差0.200.402槽底墊條—0.50~1.00層間墊條—約1.003楔下墊條—足量4槽襯0.3~0.40.45~0.65槽楔—>3嵌線間隙0.200.306鐵心疊后偏差0.400.40表4-31插入式導(dǎo)條槽部裝配尺寸(單位：mm)直線段絕緣和端部絕緣搭接處的尺寸C要嚴(yán)格控制，以保證導(dǎo)條能順利插入槽內(nèi)。繞線轉(zhuǎn)子導(dǎo)條絕緣在嵌線前，要經(jīng)50Hz、4UN+3000V、1min耐壓試驗(yàn)；嵌入后經(jīng)50Hz、4UN+2000V、1min耐電壓試驗(yàn)；并頭后經(jīng)50Hz、4UN+1500V、1min耐電壓試驗(yàn)(以上指可逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子)。表中”卷烘”指熱卷包后冷壓，熱卷包的溫度應(yīng)使云母粘合劑呈膠體狀態(tài)，熱卷時(shí)間10~30s，云母箔和坯布一次卷烘成?！焙婧蟆敝咐@包后需熱壓固化。卷烘絕緣”1層”指重疊在寬邊，半疊繞絕緣”

層”指平繞一層。繞線轉(zhuǎn)子的端部絕緣包括繞組支架絕緣和層間絕緣等，中小型電機(jī)繞線轉(zhuǎn)子的端部絕緣結(jié)構(gòu)如圖4-28所示。圖4-28

繞組端部絕緣結(jié)構(gòu)1—轉(zhuǎn)軸2—支架3—扎緊式支架絕緣4—層間絕緣5—綁箍6—導(dǎo)體7—鐵心三、插入式繞組制造工藝插入式繞組是由裸導(dǎo)條制成半匝式成型繞組，其工藝過程為：校直→下料→退火→搪錫→彎制導(dǎo)條→熱包對(duì)地絕緣→冷壓成型→包端部絕緣→耐壓試驗(yàn)。插入式繞組制造工藝要點(diǎn)如下：1.導(dǎo)條的校直、下料與退火小批量生產(chǎn)時(shí)，可用剪切機(jī)下料，在平板上校直。中批量生產(chǎn)時(shí)，可用自動(dòng)校直落料機(jī)校直與下料。為便于彎制，當(dāng)裸導(dǎo)條的截面積較大時(shí)，需進(jìn)行無氧退火處理。無氧退火可避免在銅條上產(chǎn)生氧化皮，免掉去氧化皮的大量勞動(dòng)。無氧退火處理在無氧爐內(nèi)進(jìn)行。達(dá)到退火溫度和保溫時(shí)間后，迅速將其投入冷水槽中并沖洗干凈。退火溫度為600~650℃，保溫時(shí)間視導(dǎo)線厚度而定。厚度為1.5~2.5mm時(shí)，保溫45min；厚度為2.51~5mm時(shí)，保溫60min；厚度為5.01~8mm時(shí)，保溫80min。2.彎制導(dǎo)條彎制導(dǎo)條在專用模具上進(jìn)行，分打彎與扁彎兩道工序，即將導(dǎo)條的一端彎成端部形狀(斜邊)，要求尺寸與形狀正確、導(dǎo)條間排列整齊，以便于絕緣后順利嵌線。3.熱包對(duì)地絕緣與冷壓成型熱包對(duì)地絕緣在專用的熱包機(jī)上進(jìn)行，其對(duì)地絕緣在熱包機(jī)不斷旋轉(zhuǎn)下加熱、包緊，使對(duì)地絕緣緊密地與導(dǎo)條粘貼在一起。熱包對(duì)地絕緣后應(yīng)在專用的冷壓模上冷壓成型，使對(duì)地絕緣固化與導(dǎo)條結(jié)合成堅(jiān)實(shí)的整體。四、插入式繞組嵌線工藝1)按圖樣要求在槽內(nèi)放入墊條及槽絕緣。2)將繞組涂上石蠟，然后根據(jù)圖樣由集電環(huán)端插入槽內(nèi)。先插入底層繞組，此時(shí)應(yīng)根據(jù)圖樣確定引線位置，并以此繞組作為第一個(gè)繞組，將此繞組及槽分別作記號(hào)。以逆時(shí)針方向按接線圖所規(guī)定的各相轉(zhuǎn)子繞組依次插入轉(zhuǎn)子。最后一節(jié)距的繞組若不能從下層插入，就從上層插入，然后落到下層。此時(shí)應(yīng)注意鐵心端部到繞組拐彎處的尺寸，兩端要一致。3)用繩子將已嵌入的繞組成型端(前端)扎緊(臨時(shí)的)。4)底層繞組彎型。用鐵管將繞組的后端部彎成曲線形，使其緊靠在繞組支架上(見圖4-29a)，按尺寸A在后端劃線作為彎型的依據(jù)。用彎型工具將繞組彎成圖4-29b所示形狀。圖4-29繞組的端部彎型1—鐵心2—繞組3—彎型工具圖中尺寸A與繞組的成型端對(duì)應(yīng)尺寸一致，尺寸C為1/2后端節(jié)距，尺寸B上下層左右各繞組之差、全圓周長(zhǎng)短之差應(yīng)符合圖樣規(guī)定。彎型之后用木錘打平端部使其緊貼于繞組支架上，注意切勿打壞繞組絕緣。5)去掉臨時(shí)綁扎線，根據(jù)圖樣在下層繞組的斜邊部分上放好以玻璃絲帶扎緊的層間絕緣板，并放入層間墊條。6)插入上層繞組。將繞組涂上石蠟按順時(shí)針方向從集電環(huán)端插入上層，在插入最后一個(gè)節(jié)距的繞組時(shí)，應(yīng)將先插入的幾個(gè)繞組抽出來一點(diǎn)讓路，而后再逐漸插入。7)上層繞組彎型。根據(jù)第一個(gè)繞組位置來檢查槽距是否正確，在彎型同時(shí)加以修整，使上下層繞組端部接頭對(duì)齊。8)打入轉(zhuǎn)子槽楔，此時(shí)應(yīng)注意槽楔下的墊片不要鼓起損壞。9)耐壓試驗(yàn)。10)用并頭套聯(lián)接上下層繞組，插入并頭楔，用鉗子夾緊，按圖樣裝上風(fēng)葉。11)焊接。12)扎鋼絲或無緯玻璃絲帶。五、接線以一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子24槽、4極為例。(1)繞組型式采用雙層波繞組(可以節(jié)約端部接線)整距繞組。(2)繞組展開圖如圖4-30所示。為清楚起見圖中只畫出A相繞組。(3)導(dǎo)線的連接從A端開始連接為：圖4-30三相4極24槽轉(zhuǎn)子繞組展開圖(一相)A→(1上)→(19下)→(13上)→(7下)，前面的節(jié)距都是1-7，由第七槽的下層再往下連如仍為整距時(shí)，就要連回到(1上)，這樣，這幾根導(dǎo)線就自己成閉合回路，無法與其余同相導(dǎo)線相連了。為了解決這個(gè)問題，(7下)導(dǎo)線需采用短距接到(2上)。再接下去是(2上)→(20下)→(14上)→(8)，第8槽應(yīng)是下層繞組，它的另一端應(yīng)接(2上)(這樣是整距)，但(2上)已經(jīng)與(7下)連好了，無法再連，而A相繞組還有一半導(dǎo)線沒有連接上，因此第8槽的這根導(dǎo)線的另一端應(yīng)接到(14下)，這樣，第8槽的這根導(dǎo)線一頭是上層，一頭是下層，中間要有一個(gè)彎，稱為換層導(dǎo)線，而第8槽就只放一根。再下去的連接是(8)→(14下)→(20上)→(2下)→(7上)(短距的)→(13下)→(19上)→(1下)→X?？梢姡?槽以前由A端開始向左連，第8槽以后就改成向右連，一直到X出線。B相、C相的連接方法和A相相同。這種繞組共有七種導(dǎo)線，它們的尺寸和形狀是不一樣的，即：①上層導(dǎo)線；②下層導(dǎo)線；③引線，每相一根；④短距導(dǎo)線，每相2根(本例中q=2，為2根，若q=3，則為4根)；⑤換層導(dǎo)線每相1根；⑥中性點(diǎn)引線，每相1根；⑦和短距導(dǎo)線相連的導(dǎo)線數(shù)目和項(xiàng)④一樣多。六、端部綁扎繞組端部一般采用無緯玻璃絲帶綁箍，個(gè)別也有用鋼絲綁箍的。1.綁箍計(jì)算端部尺寸見圖4-31。圖4-31繞組端部綁箍

鋼絲直徑?/mm1.01.52.02.53.0換算系數(shù)K0.30.61.01.62.32.綁扎工藝綁扎前先整平端部，綁扎過程中再邊綁邊扎整平端部。無緯玻璃絲帶綁箍的固化在繞組絕緣處理預(yù)烘時(shí)進(jìn)行。綁扎工藝見表4-32。序工藝簡(jiǎn)述0.17mm×25mm帶的綁扎拉力/N適用范圍1冷態(tài)綁扎500小型電機(jī)2預(yù)熱80~100℃綁扎500中型電機(jī)3綁臨時(shí)鋼絲箍→烘80~100℃→邊拆臨時(shí)箍，邊扎綁箍250~500轉(zhuǎn)速較高的中型電機(jī)4上夾緊工具→浸漆干燥→趁熱拆去夾緊工具，隨后隨時(shí)扎綁箍250大型電機(jī)表4-32無緯玻璃絲帶綁扎工藝第六節(jié)直流電樞繞組制造一、電樞繞組的分類直流電樞繞組，只有在容量較小的電機(jī)中才用圓絕緣導(dǎo)線，繞成多匝繞組，而在容量略大時(shí)，都采用扁導(dǎo)線作為單匝繞組。由于直流電樞繞組要和換向器相連接，故電樞繞組都用銅導(dǎo)線制成。直流電樞繞組常用的有波繞組和疊繞組兩種(圖4-32a、b)。圖中所示為單匝和多匝的波繞組和疊繞組。要根據(jù)電機(jī)性能的要求選擇繞組型式。波繞組也叫串聯(lián)繞組，有兩個(gè)支路(單波)，可以獲得較高的電壓；疊繞組也叫并聯(lián)繞組，可以得到和極數(shù)一樣多的并聯(lián)支路數(shù)(單疊)，因而可以獲得較大的電流。圖4-32直流電機(jī)的電樞繞組

從上式可以看出，由于yk必須是整數(shù)，因此k和p的數(shù)值就成為有條件的了。在大容量的直流電機(jī)中，有時(shí)采用兩種混合的繞組，也叫蛙繞組。蛙形繞組元件常制成圖4-32c所示的形狀，即疊繞組做成整匝的，而波繞組做成半匝的，下到槽內(nèi)后，在遠(yuǎn)離換向器側(cè)用并頭套焊接起來。這時(shí)波繞組同時(shí)起到均壓線的作用，對(duì)電機(jī)性能有好處。二、電樞繞組的絕緣結(jié)構(gòu)直流電樞繞組的絕緣結(jié)構(gòu)(500V以下電壓等級(jí)、耐熱等級(jí)為B級(jí))如圖4-33所示。圖4-33直流電樞繞組的絕緣結(jié)構(gòu)1—槽楔2—槽絕緣3—層間絕緣4—導(dǎo)線1—槽楔2—槽絕緣3—導(dǎo)線絕緣4—層間絕緣5—匝間絕緣6—導(dǎo)線7—槽底絕緣1—鋼絲2—上層導(dǎo)線3—鋼絲下絕緣4—端部層間絕緣5—下層導(dǎo)線6—支架絕緣7—升高片圖4-33a為梨形槽散嵌繞組的絕緣結(jié)構(gòu)，其所用材料見表4-33。圖4-33b為矩形槽成型繞組的絕緣結(jié)構(gòu)，其所用材料見表4-34。繞組端部絕緣結(jié)構(gòu)如圖4-33c所示。絕緣等級(jí)材料名稱項(xiàng)號(hào)B級(jí)F級(jí)H級(jí)1槽楔或綁環(huán)環(huán)氧酚醛玻璃布板，高強(qiáng)度無緯玻璃絲帶環(huán)氧酚醛玻璃布板，高強(qiáng)度無緯玻璃絲帶硅有機(jī)玻璃布板，聚芳烷基醚-酚樹脂無緯玻璃絲帶2槽絕緣聚酯纖維紙-聚酯薄膜-聚酯纖維紙復(fù)合材料聚砜纖維紙-聚酯薄膜-聚砜纖維紙復(fù)合材料聚砜纖維紙-聚酰亞胺薄膜-聚砜纖維紙復(fù)合材料3層間絕緣聚酯纖維紙-聚酯薄膜-聚酯纖維紙復(fù)合材料聚砜纖維紙-聚酯薄膜-聚砜纖維紙復(fù)合材料聚砜纖維紙-聚酰亞胺薄膜-聚砜纖維紙復(fù)合材料4導(dǎo)線高強(qiáng)度聚酯漆包線聚酯亞胺漆包線聚酰亞胺漆包線，聚酰胺酰亞胺漆包線表4-33梨形槽散嵌繞組的絕緣材料絕緣等級(jí)材料名稱項(xiàng)號(hào)B級(jí)F級(jí)H級(jí)槽部1槽楔或綁環(huán)環(huán)氧酚醛玻璃布板，高強(qiáng)度無緯玻璃絲帶環(huán)氧酚醛玻璃布板，高強(qiáng)度無緯玻璃絲帶硅有機(jī)玻璃板，聚芳烷基醚-酚樹脂無緯玻璃絲帶2槽絕緣聚酯薄膜玻璃漆布聚酰亞胺薄膜玻璃漆布聚砜酰胺纖維紙-聚酰亞胺薄膜復(fù)合材料3槽底墊條環(huán)氧酚醛玻璃布板環(huán)氧酚醛玻璃布板硅有機(jī)玻璃布板繞組4包護(hù)帶無堿玻璃絲帶浸6301漆無堿玻璃絲帶浸硅有機(jī)漆無堿玻璃絲帶5對(duì)地絕緣桐油酸酐環(huán)氧粉云母帶，醇酸玻璃柔軟云母板

HF薄膜，

F級(jí)柔軟云母板硅有機(jī)漆粉云母帶，聚酰亞胺薄膜6匝間絕緣高強(qiáng)度聚酯漆或醇酸樹脂雙玻璃絲或醇酸粉云母帶聚酯亞胺漆和單玻璃絲

HF薄膜-薄硅有機(jī)漆雙玻璃絲表4-34矩形槽成型繞組的絕緣材料三、電樞繞組制造工藝電樞繞組是由裸導(dǎo)條或絕緣扁導(dǎo)線制成的單匝式成型繞組，其工藝過程為：校直→下料→退火→搪錫→彎制導(dǎo)條→包匝間與對(duì)地絕緣→熱壓成型→包端部絕緣→耐壓試驗(yàn)。電樞繞組制造工藝要點(diǎn)如下：1.導(dǎo)條的校直、下料與退火電樞繞組導(dǎo)條的校直、下料與退火和繞線轉(zhuǎn)子插入式繞組基本相同，參閱第四章第五節(jié)插入式繞組制造工藝。圖4-34氣動(dòng)拍腳機(jī)示意圖1—底模2—上模3—U形線坯4—?dú)飧?—工作臺(tái)

圖4-35電樞繞組成型模1—模體2—繞組3—擋塊2.彎制導(dǎo)條(1)單匝式繞組這里主要介紹單匝式繞組的彎制工藝。單匝式繞組的鼻端須扁彎成”U”形，一般在氣動(dòng)彎形機(jī)上進(jìn)行。然后，可用拍腳機(jī)(見圖4-34)敲成”

”形。最后，將拍成”

”形的繞組放到成型模上敲打成型。圖4-35為波繞組電樞繞組筒面成型模。模具可用鋼板或硬木制造，上面的擋塊可根據(jù)繞組尺寸需要進(jìn)行調(diào)整。成型時(shí)，將”

”形鼻端固定在模具上，從鼻端開始，將兩匝邊敲打成型。(2)半匝式(條式)繞組半匝式繞組分銅條式繞組和換位編織繞組。銅條式繞組的導(dǎo)條較粗，需用專門的彎形工具或?qū)Ｓ贸尚蜋C(jī)彎制成型。換位編織繞組彎制與成型工藝這里不作介紹。(3)包匝間與對(duì)地絕緣和熱壓成型包匝間與對(duì)地絕緣一般為手工包扎，要求緊密、均勻，以保證絕緣良好、可靠。包完對(duì)地絕緣后應(yīng)在專用的熱壓模上熱壓成型，使對(duì)地絕緣固化與導(dǎo)條結(jié)合成堅(jiān)實(shí)的整體。四、電樞繞組嵌線工藝除了極小型的電樞采用在鐵心上直接纏繞繞組之外，一般的直流電樞繞組都是先繞成繞組再下到槽內(nèi)去。較小容量的直流電機(jī)，有的是用圓銅線繞成多匝元件，和交流定子散嵌繞組嵌線方法相同。中大容量的電樞繞組，用扁銅線扁繞成棱形，再經(jīng)張形工序制成所需形狀。由于直流電樞繞組在嵌好線以后，繞組端頭要接到換向片上，這就要求鐵心槽、換向片及繞組出線頭的相對(duì)位置有一定的關(guān)系，而不能任意連接。在小型直流電機(jī)內(nèi)為了結(jié)構(gòu)上的簡(jiǎn)單，電刷固定在端蓋上，位置不能調(diào)整，這時(shí)從槽內(nèi)出來的繞組端頭接到哪一個(gè)換向片上就有一定的要求。因?yàn)橐ＷC處在電刷下面的換向片所連接的繞組邊剛好放在中性區(qū)內(nèi)。對(duì)于較大的直流電機(jī)，刷桿裝在刷桿座上，位置可移動(dòng)，中性區(qū)可以在試車時(shí)再調(diào)整，但因繞組多為硬扁銅線制成，端頭位置全已固定，如果連接的換向片錯(cuò)位，將造成施工上的不方便。所以在開始嵌線前要找一下位置，這個(gè)工作稱為作電樞標(biāo)記。下面以波繞組為例來說明。圖4-36表示一個(gè)波繞組的電樞展開圖。圖中y1代表前節(jié)距，y2代表后節(jié)距，y1、y2以元件邊數(shù)為單位；ys代表槽節(jié)距，以槽數(shù)為單位；yn代表?yè)Q向節(jié)距，以換向片數(shù)為單位。可見，根據(jù)中心線就可以決定兩個(gè)繞組邊所在的槽及其應(yīng)連接的換向片。先決定取哪里做中心線。如果槽節(jié)距ys為雙數(shù)，則ys/2為整數(shù)，這時(shí)中心線應(yīng)該通過鐵心的槽的中心；如果ys為單數(shù)，則ys/2=整數(shù)+1/2，這時(shí)中心線應(yīng)該通過鐵心的齒的中心。圖4-36繞組展開示意圖對(duì)于換向器表面中心線是應(yīng)該通過換向片中心還是應(yīng)該通過云母片，可以這樣決定，即如果[(yk+1)-1]/2=整數(shù)，則中心線通過換向片中心；如果[(yk+1)-1]/2=整數(shù)+1/2，則中心線通過云母片。如果一個(gè)繞組邊共有n個(gè)元件，即每個(gè)邊有n個(gè)出線頭，要連接n個(gè)換向片，則上面兩個(gè)式子應(yīng)寫成(yk+n-1)/2=整數(shù)(見圖4-37)，則中心線通過換向片；(yk+n-1)/2=整數(shù)+1/2，則中心線通過云母片。圖4-37

n=3的繞組示意圖根據(jù)已確定的中心線位置，就可決定第一個(gè)繞組所在的槽及所連的換向片了。和前述小型交流電機(jī)定子繞組嵌線一樣，最初的幾個(gè)繞組的上層邊要等到最后再嵌進(jìn)去。電樞繞組嵌線工藝還包括清理線頭、焊接及端部綁扎等工序。五、焊接工藝電樞繞組與換向片或升高片焊接的方法很多，常用的有烙鐵錫焊、整體一次錫焊、中頻焊、點(diǎn)焊和氬弧點(diǎn)焊等。烙鐵錫焊、整體一次錫焊和中頻焊都采用錫或含錫量高的錫鉛合金為焊料，焊劑為松香酒精溶液。圖4-38為整體一次錫焊的設(shè)備，環(huán)形焊槽1下面有套筒4，其孔的直徑稍大于換向器工作表面直徑。將換向器直立放入套筒孔中，套筒與換向器之間空隙應(yīng)用石棉繩塞住。焊錫是在錫鍋5中熔化，熱源由線圈11中的交流電流供給，此電流在錫鍋5的鐵壁中產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的熱量使焊錫熔化。圖4-38電樞繞組和換向器整體一次錫焊設(shè)備1—環(huán)形焊槽2、10—導(dǎo)磁鐵心3、11—線圈4—套筒5—錫鍋6—活塞7—斜槽8—傘齒輪9—手輪由于銅的導(dǎo)熱快，焊接時(shí)焊錫容易冷卻，故在焊接前由線圈3將環(huán)形焊槽和換向器焊接處預(yù)熱。焊接時(shí)先在焊接處涂松香酒精溶液，然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪9放下活塞6，使焊錫在焊錫鍋5中的溶液平面上升，經(jīng)斜槽7流入環(huán)形焊槽中，將電樞繞組與換向片焊接在一起。焊完后，再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪9使活塞6上升，焊錫就由斜槽7流回錫鍋5。焊錫的溫度不宜過高或過低，一般在280℃左右，焊接時(shí)間越短越好，一般不超過幾分鐘，以免換向器過熱的太厲害。電樞繞組與換向器的焊接采用錫焊，設(shè)備比較簡(jiǎn)單，整體一次錫焊的生產(chǎn)率也比較高。但是由于錫及錫合金的熔點(diǎn)低，工作溫度只能用于絕緣等級(jí)B級(jí)以下的電機(jī)，不適用于F、H級(jí)絕緣的電機(jī)；而且整體一次錫焊后換向器內(nèi)產(chǎn)生過大的應(yīng)力以及換向片硬度降低等不良現(xiàn)象，影響換向器質(zhì)量。為解決上述問題，可以采用氬弧點(diǎn)焊工藝焊接電樞繞組和換向器。氬弧點(diǎn)焊工藝的原理是用鎢絲電極在惰性氣體(氬氣)保護(hù)下，在電樞繞組與換向器焊接處通以短時(shí)大電流，使銅熔化成為焊點(diǎn)，熔化深度2~3mm，焊點(diǎn)直徑2mm左右，由一連串焊點(diǎn)連成焊線，使電樞繞組與換向片(或升高片)牢固焊接在一起。不需要另加焊料或焊劑，但是焊接處要保持清潔，不允許有油污灰塵等物。電樞繞組與換向器采用氬弧點(diǎn)焊時(shí)，電樞立放，換向器朝上，用碳刷作為一個(gè)電極與換向器的工作表面接觸，另一個(gè)電極為鎢絲。電樞以極低的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)(每轉(zhuǎn)一圈約為3~12min，視換向片多少而定)，當(dāng)換向片轉(zhuǎn)到鎢絲電極下時(shí)，焊機(jī)的探測(cè)頭引燃電弧，進(jìn)行熔化，點(diǎn)焊后熄弧。每焊一點(diǎn)只通電幾十微秒，電流為幾百安培，焊完一個(gè)換向片(或升高片)的一點(diǎn)后，繼續(xù)焊相鄰的一片。這樣焊完一圈以后，將鎢絲電極向中心移進(jìn)一個(gè)距離，繼續(xù)焊下一圈。連續(xù)焊若干圈以后，則每個(gè)換向片(或升高片)上均形成一條焊線。焊后要清理焊接處，除去銅瘤、灰塵等雜物，并檢查換向片間有無短路現(xiàn)象。氬弧點(diǎn)焊的優(yōu)點(diǎn)是：焊接處熔點(diǎn)高，機(jī)械強(qiáng)度高，接觸電阻小，熱影響區(qū)小，換向器不會(huì)過熱，適用于各種絕緣等級(jí)的電機(jī)。但是，也有焊接所用設(shè)備比較復(fù)雜，焊接工時(shí)較多，焊后修理繞組不太方便等缺點(diǎn)。另外氬氣對(duì)工人身體健康有影響，應(yīng)注意勞動(dòng)保護(hù)。六、綁扎工藝焊好的電樞要進(jìn)行端部綁扎(高速電機(jī)槽部也要綁扎)。電樞繞組端部綁扎方法有扎鋼絲和扎無緯帶兩種方法，過去均用扎鋼絲法。采用無緯帶代替鋼絲，可節(jié)省無磁性鋼絲及鋼絲下的絕緣制品，綁扎工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，電樞端部絕緣強(qiáng)度好，牢固可靠，以及減少了電樞的發(fā)熱和損耗。常用的無緯帶有聚酯B型、環(huán)氧B型及高溫環(huán)氧H型，各種類型的主要區(qū)別在于所浸的樹脂膠不同。聚酯B型、環(huán)氧B型的工作溫度為130℃，高溫環(huán)氧H型工作溫度為180℃。環(huán)氧型無緯帶固化后的機(jī)械強(qiáng)度較高，但是儲(chǔ)存期較短，在零度以下只能儲(chǔ)存1~1.5月。聚酯型無緯帶在30℃以下可以儲(chǔ)存三個(gè)月。常用的無緯帶厚0.7mm，寬25mm，含膠量25%~30%。電樞綁扎無緯帶之前，最好用鋼絲臨時(shí)綁扎，或用特制鋼箍箍緊，使繞組徑向收縮緊貼繞組支架，外形圓整。然后將電樞放到恒溫箱中預(yù)熱到80~100℃，目的是使無緯帶綁到電樞繞組上就能粘合。綁扎所用設(shè)備一般是用車床改裝的，在走刀架上裝無緯帶拉緊裝置，電樞裝在設(shè)備主軸和尾座之間，以比較低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。無緯帶由拉緊裝置拉緊，拉緊力為4.90MPa，以半疊繞或半疊繞和平繞相結(jié)合的方式綁在圖樣規(guī)定的位置，繞到規(guī)定的圈數(shù)以后，將帶剪斷，把末端用力粘在最外一層無緯帶上。此時(shí)，無緯帶所含樹脂并未固化，無緯帶還是柔軟的，必須盡快進(jìn)行固化處理。一般是在電樞繞組浸漆烘干的同時(shí)，使無緯帶固化成為玻璃鋼環(huán)。無緯帶經(jīng)固化處理后應(yīng)成為堅(jiān)固的整體，表面光滑平整，不高出電樞鐵心外圓。為檢查固化質(zhì)量，可以在鐵心表面綁扎一個(gè)檢查環(huán)，固化后剖開以檢查固化質(zhì)量。在電樞繞組綁無緯帶以前綁扎的鋼絲或鋼箍，應(yīng)在無緯帶固化以后拆除。第七節(jié)磁極繞組制造直流電機(jī)和同步電機(jī)都有磁極繞組，有的裝在固定部分，如直流電機(jī)的磁極繞組(包括換向極繞組)裝在機(jī)座上；有的裝在轉(zhuǎn)子上，如同步電機(jī)的磁極繞組。一、磁極繞組的類型磁極繞組從工藝上分類可分為絕緣導(dǎo)線繞制的和裸銅(鋁)條繞制的兩種。絕緣導(dǎo)線繞制的又分為圓導(dǎo)線和扁導(dǎo)線兩種。裸銅條繞制的又可分為平繞(寬邊彎繞)和扁繞(窄邊彎繞)兩種。絕緣圓導(dǎo)線繞制的磁極繞組如圖4-39a所示，直流電機(jī)的并激繞組匝數(shù)較多而電流不大時(shí)，可以做成這一種。電流較大的中小型直流電機(jī)的主極繞組，可用高強(qiáng)度聚酯漆包扁銅(或鋁)線或雙玻璃絲包扁線繞制，如圖4-39b所示。為了出頭方便，可按圖中所示序號(hào)繞制(第11匝、12匝為預(yù)先留線反繞)，出頭的是最外面的第10匝和