交流牽引電機制造過程中線圈尺寸的調整方法

摘 要：在進行交流牽引電機制造的時候，定子線圈的尺寸對后續定子的嵌線的效果影響是十分大的。為了更好的保證線圈的制造和嵌線的效果，在進行電機制造以前，可以使用計算機對線圈成形和嵌線的效果進行模擬分析，然后將模擬的數據同線圈的尺寸和嵌線的端部間隙進行對比，指導電機的制造。通過模擬出的數據可以在電機生產前進行準備的工作，同時對施工的工藝進行準備，對生產中可能出現的問題進行調整方案的制定。

關鍵詞：電機制造；線圈尺寸；調整

現在的工業生產中，電機是非常重要的生產設備，在進行電機制造的時候，制造的技術和質量是非常重要的。在進行交流牽引電機的制造時，定子線圈的制造非常重要，定子線圈制造以后不但要符合圖紙的設計要求，同時還要保證后續施工中嵌線的制造。線圈在制造成形的時候，成形尺寸是非常重要的，線圈的尺寸一定要考慮到嵌線可能出現的變形情況和嵌線的排布情況。線圈的尺寸不當會增加嵌線為了整形的敲打次數，對嵌線進行過多的敲打會破壞其絕緣性，使得嵌線的下方出現擦傷，對嵌線的端部的間隙均勻性也會帶來一定的影響。為了更好的保證線圈的尺寸，可以利用計算機的三圍模擬技術對交流電機的定子線圈進行模擬實驗，對線圈的尺寸進行計算，同時也可以對變形調整和嵌線過程進行模擬，使定子的線圈尺寸和后續的嵌線間隙的排布在數據上可以對應。在進行生產的時候，工程的技術人員可以根據模擬的數據對線圈的生產進行更好的制造，制定出更加合適的線圈制造工藝和調整方案。對制造的工藝進行理論和實際生產中的驗證，這樣可以更好的建設材料和人力的投入，使得電機在生產的時候成本可以更低。

1 制造技術方面的準備

在進行電機定子線圈的制造以前，工程的技術人員要對制造技術工藝進行準備。要使用計算機對制造的過程進行模擬，建立定子線圈制造的三維模型，然后對制造過程進行模擬，在模擬完成后對尺寸進行記錄。在定子線圈尺寸成型以后，進行嵌線制造過程的模擬，對線圈的端部嵌線間隙進行計算，檢驗三維模擬出的線圈尺寸在嵌線施工中的效果，如果效果不好，要重新進行尺寸的計算，然后也要對間隙進行計算。通過重復的計算和調整一定可以得到最佳的尺寸，在尺寸確定以后，要結合實際的生產情況對制造的技術進行確定。在進行線圈尺寸的計算的時候，技術人員一定要對一下問題進行掌握。在進行實際生產中，定子線圈的尺寸對下個施工工序的嵌線影響到底有多大。在進行線圈尺寸計算的時候，如果遇到嵌線間隙過大的時候要如何進行處理；如果間隙過小就會導致嵌線的施工難度加大，這個時候要進行怎樣的操作可以對成型的尺寸進行調整。

2 計算機三維模型的建立

在使用計算機對定子線圈的制造進行三維模擬實驗的時候，首先要建立一個三維模型?？梢岳靡粋€專業的三維模擬軟件與辦公軟件相結合，對定子線圈的制造進行一個初步的三維模型的建立。將三維模型在參數的設置上與施工圖紙的尺寸吻合，然后在模型中對各處的尺寸進行調整，使其出現變形的情況，這樣可以更好的模擬出嵌線時線圈的變形情況。將模型的尺寸和圖紙的尺寸進行吻合，是嵌線模擬計算的前提。將三維模型中的尺寸同設計的圖紙尺寸進行吻合，這樣是為了更好的對定子線圈的尺寸進行變形和嵌線的間隙進行計算。定子線圈在成型的過程中，如果端部出現傾斜的情況，就會使得整個定子線圈出現搖擺，進而導致扭曲變形的情況出現。定子線圈出現變形的情況，變形的程度和線圈的跨距、線圈的橫截面積、繞線梭形長度、斜線彎弧半徑、鼻部傾斜角以及銅線的硬度有關。定子線圈在變形的時候，做到越接近實際的情況，就更加能夠保證嵌線間隙的計算結果，使計算結果更加的精確。

3 模擬嵌線與端部間隙計算

定子線圈在端部的斜線位置是與定子鐵心的軸線方向是平行的，而且可以與定子鐵心的軸線方向形成一個平行面。這個平行面與線圈的端部斜線相互交叉的時候，可以形成一個橫截面的四邊形。在每個截面的角度都會因為線圈的端部變形而發生改變，這個變化的形式是有一定的規律的。從鐵心端板向鼻部方向平移的八個截面的輪廓線夾角，上層邊端部斜線彎弧半徑為480mm時的截面夾角，表征了線圈斜線變化的一種趨勢，隨著彎弧半徑的取值不同以及斜線空間扭曲的情況不同，上述各個截面的角度也將發生相應的變化。同樣，可以對線圈下層邊端部斜線部分做出各個相交的截面，截面夾角也是隨著彎弧半徑的取值不同而發生相應的改變，各個截面的夾角值將被用來進行嵌線間隙計算。

4 工藝準備預案

4.1 定子線圈成型最佳彎弧半徑的確定

通過計算結果數據可知，該產品的線圈下層邊斜線彎弧半徑為300毫米時可獲得比較理想的嵌線間隙，而對于線圈上層邊斜線部分，當彎弧半徑為300毫米時，上、下層線圈將發生干涉，半徑為400毫米和470毫米時也發生干涉，當半徑為480毫米時，上、下層線圈才會避免干涉，此時上層邊的嵌線間隙也比較大。所以，該產品的最佳彎弧半徑暫定為：下層邊斜線彎弧半徑為300毫米mm，上層邊斜線彎弧半徑為480毫米mm。

4.2 定子線圈繞線梭形尺寸的確定

從微觀上講，定子線圈空間尺寸的任何變化都會引起繞線梭形長度的改變，換句話說，隨著定子線圈空間尺寸不斷模擬調整，繞線梭形長度尺寸也應該相應改變。當線圈成型最佳彎弧半徑初步確定后，便可初步計算出這種形狀所對應的梭形長度尺寸，等待下一步實際生產驗證。本文所引用產品對應的梭形內長計算值為870毫米，實際生產驗證后梭形長度為870毫米，實踐證明理論計算比較準確。

5 工藝調整方案

在進行定子線圈制造的視乎，要根據初步確定的梭形內長尺寸和空間尺寸進行繞線和漲形，觀察試嵌情況，再在此尺寸基礎上進行微調。調整線圈端部斜線彎弧半徑可以明顯改善嵌線間隙，間隙的大小變化要通過三維模擬計算數據來觀察，同時要注意，三維模擬變形過程中既要考慮嵌線間隙的大小又要考慮上下層線圈的端部是否會發生干涉。如果采取端部變形措施后嵌線間隙仍然不能滿足生產要求，可在調節線圈端部的同時，再調整鼻部圓周直徑值（俗稱鼻高），但要注意，調整鼻高和端部不能影響鐵心吊裝工藝孔位置。當然，調整鼻部尺寸后，仍然需要進行三維模擬計算，直至找到既不影響電機性能又能達到嵌線效果的線圈空間尺寸。關于線圈鼻部的傾斜角度對嵌線間隙的影響，筆者也進行過模擬計算，間隙變化僅表現在鼻部小范圍內有細小變化，調整效果不明顯，一般在考慮有利于嵌線下線時和考慮調整鼻高尺寸時，才對線圈鼻部的傾斜角度做適當調整。

6 結束語

交流牽引電機在制造的時候，定子線圈的尺寸是制造過程中非常重要的組成部分，定子線圈的尺寸在成型的時候，不但要符合生產的要求，同時要保證后續生產可以順利進行。在定子線圈尺寸成型以后，要進行嵌線的制造。定子線圈對嵌線的端部排布的間隙影響是很大的，定子線圈的尺寸不合適會導致在進行嵌線制造的時候要不斷進行尺寸的調整，這時就需要對嵌線進行不斷的敲擊，敲擊過程中會破壞嵌線的絕緣性，電機的質量是很難進行保證的。為了更好的進行嵌線的制造，一定要保證定子線圈的尺寸，在尺寸出現不合適的情況下要及時進行調整，而且要使用正確的方法進行調整，避免影響到電機的質量。在進行電機定子線圈制造以前，可以利用計算機對線圈的制造過程進行三維的模擬，在進行模擬的時候，可以對線圈的尺寸進行更好的計算，同時在不斷模擬的過程中，也可以得到更好的制造方案。在線圈的制造模擬時，線圈成型尺寸對嵌線的制造影響可以根據直觀的表現出來。