孟令斌
开滦股份范各庄矿业分公司,河北 唐山 063100
摘要：文章主要是分析了影响到交流电机电枢线圈制造质量的几个因素，同时剔除出了可行性的解决方案，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键词：交流电机；电枢线圈；非金属模具；线图检测
1 前言
电枢线圈是交流电机中重要的组成部分，其的质量好坏会直接影响到交流电机的运行情况。为此文章主要是对影响到其质量的因素展开了研究和分析，提出了可行性的解决方案，望能使得线圈质量得到有效的提升。
2 线圈优化措施
2.1 线圈绕制优化
在电枢线圈制造过程中,传统制造工艺中所设计和使用的模具为钢制件,分别在绕线模具、涨型模具及梭绕机导线滚轮工作面上采用。由于钢的刚度大,若在使用或装夹时出现毛刺或表面锈蚀,则会损伤与其直接接触的电磁线绝缘,于是采用如下优化措施。(1)复合模具。通过查找相关资料,聚四氟乙烯是一种非常优越的自润滑材料,其摩擦因数是已知固体材料中最低的，是广泛用于摩擦界面的介质,非常适合作为线圈模具的保护层。对于电磁线导体(99.9%~99.95%的纯铜),纯铜的刚度大,而纯聚四氟乙烯的刚度小,结合2种材料特性,采用聚四氟乙烯与金属模具相复合,即在金属模具与线圈接触部位涂覆聚四氟乙烯膜形成复合模具,这样既可保证模具的强度和刚度,又使得模具表面具有金属材料无法比拟的弹性，能够做到不损伤电磁线绝缘及导体。(2)非金属导线滚轮。滚轮的主要作用为校直和引导。其工作面采用聚四氟乙烯后,滚轮表面刚度降低,弹性增加,对电磁线的磨损得到了改善;同时滚轮的校直作用会有所降低,但由于线圈绕制时有-定的张力,因此,改善后对滚轮功能的影响不大。
2.2 引线头成型工艺优化
传统线圈制造工艺为线圈涨型后,再对线圈引线头用简易工具进行半径R扁弯成型,受线圈斜线边空间位置影响,操作不便。于是对线圈制作工艺进行优化,将引线头成型由涨型后改为涨型前进行,消除了线圈斜线边空间位置影响的限制,使得成型操作容易实施，辅之通过专用扁弯工具能有效保证引线头的成型质量和一-致性,减少对电磁线绝缘的损伤,引线头成型示意图如图3所示。该方法对单根及多根.电磁线并绕的线圈引线头成型均适用,对于不同线圈的R部位成型仅需更换专用扁弯工具上的快换压头即可实现不同半径R的扁弯成型,保证了引线头成型效果和提高了劳动生产率。
2.3 引线头露铜部位的保护措施
经梭绕剪切以及打纱后的引线头露铜部位和切口由于有尖角、毛刺,若不对其进行保护和隔离,在后期线圈的堆码转运以及后工序生产中会损伤线圈绝缘及外包绝缘。采取的措施是:用硅橡胶材料制作引线头保护套加装于线圈两引线端头,避免了尖角、毛刺对线圈绝缘及外包绝缘的损伤,而且并头时可将保护套取下进行循环使用。
2.4 检测方法的优化措施
线圈尺寸特别是嵌于铁芯槽内的直线段的宽、厚方向尺寸,会直接影响到嵌线质量。绝缘包扎过.密使线圈尺寸过大,嵌线时易引起绝缘挤破;包得过稀则降低了线圈的介电性能。此外,包扎过松会由于气隙的存在而使介质损耗增大并在浸漆和受潮后发生外胀现象。为检查线圈尺寸是否达到图纸要求,通常的做法是采用专用卡规或用游标卡尺直接测量绝缘包扎后的外形尺寸。以，上方法存在以下缺点:(1)卡规或卡尺与线圈之间由于接触面小，仅能检测局部部.位尺寸,不能对整个直线段进行检测。(2)线圈处于不受压状态,包扎带与线圈导体的不密贴易导致测量结果失真。(3)线圈本身平直度状态这个影响嵌线的重要因素未考虑。
为保证后续嵌线的顺利，设计制作了空气量规,通过气缸产生需要的夹紧力(1.57N/mm)对线圈整个直线段进行夹持,以模拟真实的嵌线状态,并在此状态下通过百分表直观显示与标准值之间的差值得到线圈直线段的实际包扎尺寸。该方法操作简单、快速、直观、误差小、对整个直线段外轮廓尺寸有准确掌握,且对线圈绝缘无损伤,非常适合对矩形截面线圈或线棒绝缘包扎尺寸的快速检测。
2.5 增强绕组并头处的整体性
以往的交流电机定子绕组并头后,引线头呈悬空状态，无支撑,每个引线头之间各自孤立，没有形成-一个整体的刚性结构,不能解决电机震动给绕组并头处带来的冲击及震动问题，整体抗震及抗冲击能力差,在电机运行中易发生并头处焊接部位脱焊、导线断裂以及绝缘磨损等事故,影响电机的可靠性和运行质量。现采用一种玻璃丝绳和多孔性毛毡穿入定子绕组并头处,然后用细绳将引线头和穿入的玻璃丝绳以及多孔性毛毡逐个绑扎在一起。由于玻璃丝绳以及多孔性毛毡具有良好的吸漆性,使其在浸漆热烘固化后会形成-一个有一定机械强度的箍环,通过将每个引线头与箍环绑扎在-起，使定子绕组并头处形成一个整体的、结实的刚性体结构,使并头处有支撑、不悬空,提高其抗震能力及抗冲击能力,有效解决了电机震动带给定子绕组引线头的冲击及震动问题，消除了电机震动带给定子绕组并头处的不良影响。
2.6 绕组联线间重叠部位绝缘结构改进
以往的联线间重叠部位绝缘结构为:仅在两根联线重叠部分的中间较短区域用厚1.5mm~2m?m的层压板材作为隔片进行间隔及绝缘,然后用玻璃丝绑扎绳进行绑扎固定。由于联线外包了无碱玻璃丝带,表面比较光滑,而层压板表面同样也比较光滑。因此绑扎时不易将绝缘隔片固定牢,即使勉强进行了固定也会由于电机的震动而造成绝缘隔片移位,导致两根联线搭接在一起，起不到将联线间隔开及绝缘的目的，易造成联线间接磨、短路等事故的发生。现采用将绝缘隔片加长至与联线重叠部位一样的长度,并用多孔性毛毡对绝缘隔片进行包裹后,再用玻璃丝绑扎绳对该部位进行整体绑扎，这样绝缘隔片不但易于固定牢固，且由于玻璃丝绳及多孔性毛毡具有良好的吸漆性。在浸漆热烘固化后会使绑扎部位形成一个牢固的整体，避免了电机运行中的震动造成绝缘隔片移位，使隔片起到了应有的联线间重叠部位间隔及绝缘的功能，避免了联线间接磨、短路等事故的发生。
3 应用实施效果
以上工艺改进与优化措施使线圈制造质量得到了提升,?经使用高频绝缘检测仪(HFT VP201)对线圈绝缘进行检测,未发现制造过程中使用的模具有损伤线圈绝缘的情况;引线头保护套的使用也避免了引线头露铜部位和切口的尖角、毛刺对线圈绝缘及外包绝缘的损伤;空气量规的使用则实现了对线圈直线段绝缘包扎的宽、厚尺寸的快速、准确检测，保证了线圈绝缘包扎质量。
4 结语
由上可知，在措施实施后的电枢质量能够得到明显的提升，其的合格率也大幅度上升，同时还能有效降低到电机制造的成本，有效确保到机车运行的安全可靠性。
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