電機(jī)生產(chǎn)幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)做法及分析

摘 要：介紹幾個(gè)電機(jī)生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)做法及及技術(shù)實(shí)踐。主要是對(duì)于汽車發(fā)電機(jī)定子翻新給出幾個(gè)替代原則、計(jì)算方法，經(jīng)驗(yàn)做法，并結(jié)合理論與實(shí)踐進(jìn)行闡述分析。同時(shí)針對(duì)永磁式步進(jìn)電機(jī)，介紹了兩組改進(jìn)型實(shí)踐，一個(gè)是永磁體參數(shù)改進(jìn)對(duì)電機(jī)力矩的作用，另一個(gè)是繞組電感改進(jìn)對(duì)電機(jī)力矩的影響。

關(guān)鍵詞：定子繞組故障 嵌線 永磁體 電感 力矩

中圖分類號(hào)：TM3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（b）-0079-02

生產(chǎn)工作過程中，我們見過很多種電機(jī)，看上去似乎都很簡(jiǎn)單，主要就是幾個(gè)部件：定子、轉(zhuǎn)子、前、后蓋。但實(shí)際上電機(jī)是一種原理比較復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品，要想真正設(shè)計(jì)出一個(gè)自主產(chǎn)權(quán)的電機(jī)產(chǎn)品，需要具備多領(lǐng)域的理論和實(shí)踐知識(shí)。筆者多年的工作中經(jīng)歷了一些生產(chǎn)技術(shù)實(shí)踐和改進(jìn)性探索，也積累了一些可能對(duì)現(xiàn)在正在從事這類行業(yè)的人員有所啟示的經(jīng)驗(yàn)做法，提出來和大家一起探討。

1 汽車發(fā)電機(jī)定子

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車發(fā)電機(jī)也越來越為人所熟悉。汽車發(fā)電機(jī)是在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，向所有汽車內(nèi)部用電設(shè)備供電，同時(shí)向蓄電池充電的一種電機(jī)。由于汽車的保有量逐年增加，維修保養(yǎng)二級(jí)市場(chǎng)的需求增大，同時(shí)歐美國家對(duì)汽車整機(jī)配件的回收政策要求等原因，現(xiàn)在汽車電機(jī)的翻新和維修已經(jīng)形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)。汽車發(fā)電機(jī)的使用壽命和很多因素有關(guān)，但是電機(jī)繞組是一個(gè)最主要的因素。發(fā)電機(jī)里面有兩個(gè)主要的部件涉及繞組：定子和轉(zhuǎn)子。筆者在翻新企業(yè)里工作過多年，發(fā)現(xiàn)定子出現(xiàn)不良或故障的頻率比較高，這是其結(jié)構(gòu)造成的。下面重點(diǎn)介紹嵌線作業(yè)經(jīng)驗(yàn)做法。

重新翻新嵌線時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到一個(gè)問題，很多電機(jī)定子的聯(lián)接形式多樣，而我們又無法得到原型繞組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。因此筆者總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)做法。具體做法如下。如果定子繞組需要重新嵌線，那么我們就需要重新選擇導(dǎo)線。導(dǎo)線的代用原則是：第一，材質(zhì)相同；第二，保持電流密度和每匝電壓基本不變。這樣的話，就可以保證定子性能基本不變。在這個(gè)原則的基礎(chǔ)上，筆者針對(duì)幾種典型的情況提供一些簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)公式來做替代計(jì)算。

定子繞組的嵌線方式有很多種，不止星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接，但是在翻新時(shí)這兩種形式最為常見。也比較容易進(jìn)行替代計(jì)算。即使原裝定子繞組不是這兩種聯(lián)接，翻新時(shí)也可以改為這兩種聯(lián)接方式，只是翻新后其輸出電流須符合標(biāo)準(zhǔn)值要求。需要注意的是，翻新前后的定子繞組的高度應(yīng)盡量保持一致。

2 永磁式步進(jìn)電機(jī)幾點(diǎn)改進(jìn)

2.1 永磁體參數(shù)改進(jìn)對(duì)輸出扭矩的影響。

筆者在生產(chǎn)初期發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行器在測(cè)試過程中力矩的持久性達(dá)不到要求。正常情況下，我們要求執(zhí)行器在一定的力矩負(fù)載下作，須持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)30 min。但是當(dāng)時(shí)這個(gè)要求無法得到滿足。經(jīng)過對(duì)電機(jī)配件的仔細(xì)檢查，我們認(rèn)為問題主要在國產(chǎn)的永磁體定子上。我們都知道，永磁體有一個(gè)特性，磁性材料磁化強(qiáng)度會(huì)隨溫度升高而下降，在電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，電機(jī)內(nèi)部會(huì)因?yàn)閷?dǎo)體熱損而溫度升高，從而使永磁定子喪失部分磁場(chǎng)強(qiáng)度。我們知道永磁鐵有2個(gè)重要的參數(shù)：剩磁Br和矯頑力Hc。用一個(gè)形象的比喻來解釋這兩個(gè)參數(shù)：把磁鐵比喻成海綿，海綿吸水吸飽和了，這個(gè)時(shí)候顯示的磁鐵磁力值就是剩磁Br；海綿里的水吸到最大，然后把水壓出來，壓到海綿里沒有水，這個(gè)使用的壓力就好比是矯頑力。可以理解為磁力強(qiáng)大一般就看剩磁Br，磁力持久就看矯頑力Hc，這是因?yàn)榇艌?chǎng)強(qiáng)弱主要是剩磁決定的，而耐溫性主要由矯頑力Hc決定。所以，筆者決定要求永磁體供應(yīng)商提高其參數(shù)，以達(dá)到持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。但是一般Br和Hc這兩個(gè)值是成比例的變化的，不會(huì)單獨(dú)變化。所以，在綜合考慮之后，筆者把這兩個(gè)參數(shù)修改為（見表1）。

修改之后，執(zhí)行器在規(guī)定負(fù)載下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間超過30 min，符合要求。這個(gè)修改之后，執(zhí)行器已連續(xù)生產(chǎn)2年了，每次測(cè)試都符合要求，說明筆者的改進(jìn)是正確的。

2.2 轉(zhuǎn)子繞組的電感對(duì)力矩輸出的影響

我們知道電感量與繞組的匝數(shù)的平方是成正比的，所以匝數(shù)的變化會(huì)很明顯地影響電感。在鐵芯Φ不變的情況下，增加匝數(shù)可以提高電感量，但是同時(shí)也增加內(nèi)阻，會(huì)引起熱損增加。綜合考慮后，為了避免以后類似的故障發(fā)生，同時(shí)增加可靠性，筆者改變了轉(zhuǎn)子繞組的參數(shù)，把原要求的170匝，線徑Φ1.18改為172～174匝，線徑不變。經(jīng)過這一次改進(jìn)之后，到現(xiàn)在一直未出現(xiàn)問題。

參考簡(jiǎn)介

[1]潘成林.實(shí)用中小型電機(jī)手冊(cè)[M].上海科學(xué)技數(shù)出版社，2007，93～96.

[2]劉一平.新編電動(dòng)機(jī)繞組修理[M].上海科技出版社，1995.

[3]西安公路學(xué)院.汽車拖拉機(jī)電氣與電子設(shè)備[M]，1987，70～72.