電機生產幾個經驗做法及分析

摘 要：介紹幾個電機生產的經驗做法及及技術實踐。主要是對于汽車發電機定子翻新給出幾個替代原則、計算方法，經驗做法，并結合理論與實踐進行闡述分析。同時針對永磁式步進電機，介紹了兩組改進型實踐，一個是永磁體參數改進對電機力矩的作用，另一個是繞組電感改進對電機力矩的影響。

關鍵詞：定子繞組故障 嵌線 永磁體 電感 力矩

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0079-02

生產工作過程中，我們見過很多種電機，看上去似乎都很簡單，主要就是幾個部件：定子、轉子、前、后蓋。但實際上電機是一種原理比較復雜的工業產品，要想真正設計出一個自主產權的電機產品，需要具備多領域的理論和實踐知識。筆者多年的工作中經歷了一些生產技術實踐和改進性探索，也積累了一些可能對現在正在從事這類行業的人員有所啟示的經驗做法，提出來和大家一起探討。

1 汽車發電機定子

隨著汽車產業的快速發展，汽車發電機也越來越為人所熟悉。汽車發電機是在汽車發動機正常運轉時，向所有汽車內部用電設備供電，同時向蓄電池充電的一種電機。由于汽車的保有量逐年增加，維修保養二級市場的需求增大，同時歐美國家對汽車整機配件的回收政策要求等原因，現在汽車電機的翻新和維修已經形成一個產業。汽車發電機的使用壽命和很多因素有關，但是電機繞組是一個最主要的因素。發電機里面有兩個主要的部件涉及繞組：定子和轉子。筆者在翻新企業里工作過多年，發現定子出現不良或故障的頻率比較高，這是其結構造成的。下面重點介紹嵌線作業經驗做法。

重新翻新嵌線時，經常會遇到一個問題，很多電機定子的聯接形式多樣，而我們又無法得到原型繞組的結構設計參數。因此筆者總結了一些經驗公式和經驗做法。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線。導線的代用原則是：第一，材質相同；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。在這個原則的基礎上，筆者針對幾種典型的情況提供一些簡單的經驗公式來做替代計算。

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

2 永磁式步進電機幾點改進

2.1 永磁體參數改進對輸出扭矩的影響。

筆者在生產初期發現，執行器在測試過程中力矩的持久性達不到要求。正常情況下，我們要求執行器在一定的力矩負載下作，須持續運轉30 min。但是當時這個要求無法得到滿足。經過對電機配件的仔細檢查，我們認為問題主要在國產的永磁體定子上。我們都知道，永磁體有一個特性，磁性材料磁化強度會隨溫度升高而下降，在電機持續運轉過程中，電機內部會因為導體熱損而溫度升高，從而使永磁定子喪失部分磁場強度。我們知道永磁鐵有2個重要的參數：剩磁Br和矯頑力Hc。用一個形象的比喻來解釋這兩個參數：把磁鐵比喻成海綿，海綿吸水吸飽和了，這個時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，這個使用的壓力就好比是矯頑力。可以理解為磁力強大一般就看剩磁Br，磁力持久就看矯頑力Hc，這是因為磁場強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商提高其參數，以達到持續運轉的要求。但是一般Br和Hc這兩個值是成比例的變化的，不會單獨變化。所以，在綜合考慮之后，筆者把這兩個參數修改為（見表1）。

修改之后，執行器在規定負載下連續運轉時間超過30 min，符合要求。這個修改之后，執行器已連續生產2年了，每次測試都符合要求，說明筆者的改進是正確的。

2.2 轉子繞組的電感對力矩輸出的影響

我們知道電感量與繞組的匝數的平方是成正比的，所以匝數的變化會很明顯地影響電感。在鐵芯Φ不變的情況下，增加匝數可以提高電感量，但是同時也增加內阻，會引起熱損增加。綜合考慮后，為了避免以后類似的故障發生，同時增加可靠性，筆者改變了轉子繞組的參數，把原要求的170匝，線徑Φ1.18改為172～174匝，線徑不變。經過這一次改進之后，到現在一直未出現問題。

參考簡介

[1]潘成林.實用中小型電機手冊[M].上海科學技數出版社，2007，93～96.

[2]劉一平.新編電動機繞組修理[M].上海科技出版社，1995.

[3]西安公路學院.汽車拖拉機電氣與電子設備[M]，1987，70～72.