同步發電機定子斜槽線圈制造工藝

，，，，

(中船重工電機科技股份有限公司，山西太原 030027)

0 引言

同步電機定子斜槽結構可以削弱齒諧波，降低電磁噪聲。但圈式定子斜槽線圈與普通圈式線圈相比，制造工藝復雜，且成型線圈在后續生產中受電磁線回彈、漲形設備裝卡的累積偏差、線圈兩直線邊的傾斜角度、位移只能近似調節等因素的影響，導致成品線圈尺寸不能滿足實際嵌線要求，造成嵌線困難。

針對斜槽線圈制造中的問題，我們對線圈的結構進行了分析，并對決定線圈尺寸形狀的關鍵因素-漲形工序中的偏移位移進行了計算，總結出一種斜槽線圈制造工藝，實現了高質量線圈的加工。

1 斜槽線圈結構

同步電機定子斜槽結構設計時，將斜槽線圈的兩直線邊相對于直槽鐵心偏移了一定角度。如果線圈的傾斜方向、傾斜角度與鐵心的斜槽偏移量不相符，線圈嵌線時就會發生“吊角”問題(繞組同一端線圈兩直線邊伸出鐵心的長度不一致)，這個問題是斜槽線圈與直槽線圈嵌線時最主要的差別，這一差別說明斜槽線圈的制造工藝不同于直槽線圈。

2 斜槽線圈工藝

斜槽線圈的制造工藝過程為繞梭、熱壓、漲形、絕緣包扎，而漲形工序決定了線圈的最終尺寸形狀。初始工藝研究僅依據設計圖紙來進行偏移位移的計算，從而對漲形設備進行參數設置，但最終制造的線圈不能完全滿足嵌線要求，后續還需對漲形設備的機構件及位移參數進行反復調整，并將線圈試嵌入鐵心，才能確定斜槽線圈漲形的最佳參數。

為了使得線圈的制造更準確、高效，我們經過工藝論證，根據斜槽線圈的跨距和偏移角度，對漲形設備的偏移位移進行分析計算。

2.1 偏移位移

(1)

式中，B—跨距；α—偏移角度。

偏移位移K1見圖1。

圖1 斜槽線圈偏移位移

2.2 設備設定

根據計算出的偏移位移K1，對漲形設備的四個機械手進行位移設定。以VI-CFM4008型數控漲形機為例，上層邊的兩個機械手向左移動，下層邊的兩個機械手向右移動(如線圈左斜，則機械手移動方向與上述方向相反)，如圖2所示。

圖2 漲形設備偏移方向

2.3 線圈檢測工裝

2.3.1 工裝設計

根據定子鐵心沖片偏移量，計算線圈檢測工裝槽形的偏移距離

(2)

該工裝以槽中心線為基準，將圖3中的虛線槽(直槽鐵心槽形)分別向左、向右各平移距離，即為圖中實線槽形。

圖3 線圈檢測工裝側板

2.3.2 檢測方法

將線圈檢測工裝的側板按照實際定子鐵心的長度進行組裝，組裝后的工裝如圖4所示。

檢測時，首先將3～4支線圈組合試嵌入工裝；其次，以線圈與工裝的貼合程度為依據和操作基礎，檢查線圈的傾斜方向、傾斜量、傾斜角度，同時檢查端部間隙是否均勻。用上述方法來保證試制線圈達到尺寸要求。

圖4 斜槽線圈檢測工裝

3 結語

通過計算漲形設備的偏移位移，并以此為依據對設備程序進行設定，使得斜槽線圈的“吊角”問題得到了有效解決。斜槽線圈制造工藝通過線圈檢測工裝以及現場同步電機產品501-4、635-4、636-4等的實際制造驗證，結果證明該工藝制造的斜槽線圈完全滿足斜槽鐵心嵌線需要。

目前該工藝已在我公司眾多項目產品中得到推廣應用，斜槽線圈制作效果良好，不僅減少了試制線圈的數量，同時還降低了嵌線難度，節約了電機整體的制作周期。該工藝對斜槽線圈制造具有一定的參考價值和實際意義。

[1] 張忠海，高中來. 空冷汽輪發電機空心導體轉子線圈工藝研究[J].大東方電機評論，2000，14(2):123-127.

[2] 唐慶華，張林. 采用斜槽降低三相異步電動機電磁噪聲[J].防爆電機，2015，50(1): 14-16.

[3] 孫立，周燕萍，陳怡如. 斜槽定子線圈的復形[J].上海大中型電機，2005，(3):35-37.

[4] 丁海娟，顧立志. 中型電機成型線圈制造工藝與熱壓型裝備的發展[J]．佳木斯大學學報，2004，22(2): 227-231．