浅谈空槽电机的制作与应用

王俊豪，姜肖军

（ 1.浙江省永康市石柱电器厂，浙江永康321301；2.浙江精力电器有限公司，浙江武义321201 ）

浅谈空槽电机的制作与应用

王俊豪，姜肖军

（ 1.浙江省永康市石柱电器厂，浙江永康321301；2.浙江精力电器有限公司，浙江武义321201 ）

根据空槽电机原理和相关设计经验，提出其在电动工具制造应用中的注意事项以及适用范围，通过实例，给出具体的参数。

串激电机；空槽电机；漆包线；电动工具

0 引言

空槽电机即单相串励电机成品转子的绕组与槽楔之间呈空心状。相对于常规电机65%～70%的槽满率而言，空槽电机槽满率较低，通常不超过45%，通过较细漆包线生产的电机，其在功率上可与常规漆包线生产的电机相同，达到有效控制制造成本的目的。本文就空槽电机在电动工具产品中的具体应用作简单介绍。

1 工艺特点

电动工具用串励电机以220V市电为动力源，各项安全指标必须符合GB 3883.1-2014《手持式、可移式电动工具和园林工具的安全第1部分：通用要求》。空槽电机的嵌线槽制成成品后绕组与槽楔之间为空，是转子绕组冷却的通风道，其在制造过程中必须严格按照工艺要求。

1）转子的成型与换向器的压装与普通电机工艺材料无区别，用槽型换向器制作的电机，换向器的开槽尺寸根据现行的漆包线规格即可。

2）塞槽绝缘纸，是空槽电机的关键工序。普通电机的槽绝缘一般采用6520聚酯薄膜复合纸，手工或机器自动塞纸，但该方法对于空槽电机不可采用。6520绝缘纸较软，在塞纸过程中必须将铁芯槽全部包裹，经绕线、塞槽楔后，绝缘纸塌缩至铁芯线槽内，滴漆后易堵塞线槽，所以此处应采用环氧树脂绝缘纸，且必须使用自动插纸机塞纸，绝缘纸应在铁芯线槽内，如图1所示。绝缘纸的宽度根据铁芯槽的规格尺寸而定，插纸长度须略高于绝缘端板。

图1 铁芯外部

3）绕线：根据重新设计的线规绕线。通常，绕线必须有一定的张力，张力对漆包线有拉伸作用，所以对漆包线的伸长率一般控制在3%以内。空槽电机使用的漆包线规格较小，功率未降低的情况下所承受的电流密度更大，所以应着重控制漆包线的张力，根据我们多次试验，将漆包线的伸长率控制在1.5%～2.5%较合适。

4）塞槽楔：在槽满率较低的情况下，应采用自动塞槽楔的机器来完成该工序，如图2所示。槽楔位置处于铁芯与绝缘纸之间，可用红钢纸或环氧板。塞槽完成后应对每个转子的嵌线槽进行检查，确保通畅。

图2 塞槽楔过程

5）滴漆：根据空槽电机的要求，转子的滴漆时间略短，以免因滴漆过多堵塞铁芯嵌线槽，滴漆完成后转子必须经过全检，确保转子的槽嵌线槽内绕组与槽楔间通畅。

6）其他工序：其他未说明的工序按照普通或精品电机的制作工艺完成。

7）定子的制造：定子的工艺参数应按照转子的工艺参数重新设计，虽然定子漆包线的规格变小，但是电机的功率不变，额定电流不变，所以引出线的规格亦不变。另外，在外接引出线及固定引出线后，半成品定子及浸漆后的成品定子其嵌线槽内漆包线，线包外部必须保持通畅，不得有异物将其堵塞，必须对定子的四条嵌线槽进行检查，如有绝缘漆堵塞现象，应在热态情况下尽快疏通，疏通时应注意不损伤漆包线。

2 应用建议

空槽电机的在电动工具中的应用已较广泛，但在某些产品应用中不建议采用：

1）电镐类产品不建议采用

对于65及以上的大功率电镐不建议采用空槽电机。大功率电镐振动大，对于自动绕线或手工接线的钩型和槽型换向器，转子漆包线在换向器点焊出口处极易产生断裂现象。尽管大功率电镐转子用漆包线规格大多在Φ0.53mm或以上，但是发生断线现象的比例仍较高。相对于空槽电机用漆包线较细的特性，发生断线的概率则更高。即使是小功率电镐配合采用空槽电机时，仍建议在换向器出线处与冲片之间采用封胶漆进行封胶，可起到预防效果。总之，对于电镐类产品，不建议采用空槽电机。

2）漆包线规格较细的电机不建议采用

如Φ6mm电钻，转子漆包线的规格仅为Φ0.22mm，采用空槽电机，其转子漆包线的规格可能改为Φ0.16mm左右，在绕制电机时，较难操作，导致废品率上升。另外，电机转速在35000r/min或以上的电机也尽量少用或不用，以防在高速运转时产生飞线现象。

3）工业级电动工具尽量不采用

通过测试发现，空槽电机相对于正常参数电机其特性较软，并不适应过载情况较为频繁发生的作业环境。如不可避免采用，在定子上适当增加匝数可提高电机特性。

4）保持工具排风通道畅通

电动工具中漆包线的电流密度一般为12A/mm2～14A/mm2，通过排风可带走漆包线传至铁芯表面（主要是定转子之间间隙）的热量，漆包线与铁芯之间衬有不易传热的绝缘纸及槽楔，所以漆包线的电流密度不应过大。而空槽电机由于铁芯的嵌线槽内，漆包线与槽楔之间存有较大空隙，排风不仅经过定转子铁芯之间的空隙，也通过嵌线槽中的空隙，由此可直接带走漆包线产生的大部分热量，无需通过绝缘纸和槽楔传递。因此，空槽电机漆包线的电流密度可达20A/mm2～24A/mm2，在同等功率前提下可使用相当于正常电机60%～70%漆包线的规格（按横截面积计算）。所以工具的通风非常重要，在工作环境较差的场所应尽量避免使用配备空槽电机的电动工具，以防止粉尘堵塞转子中的空槽，引起烧机。因此，在电锤、电圆锯上使用空槽电机也应慎重。另外，导风圈（挡风圈）的设计和使用也很重要，导风圈的内孔不宜过大，一般比转子铁芯的外径大0.5mm～1.5mm即可。

3 实例设计

按照我们对空槽电机应用的理解实践，设计了相关实例，见表1。

表1 实例

由表1可见，尽管漆包线规格较小，温升增大幅度并不多，额定转速也略有下降，基本不影响使用。

4 结语

通过对空槽电机制作工艺过程以及注意事项的把握，其在实际生产中对产品制造的成本控制较为明显，但是在选择使用时仍必须慎重。应注意到漆包线的电流密度大，对空槽电机的温升、耐久测试是必不可少的，仅按照GB3883.1规定的耐久测试尚显不足，必须在更严格的条件下、通过更长时间的测试确保该电机性能稳定后才能投入常规生产。

[1]GB3883.1-2014手持式可移式电动工具和园林工具的安全 第1部分：通用部分[S].北京：中国标准出版社，2014.

[2]汪国梁.单相串激电动机[M].陕西：陕西科学技术出版社，1980.

Production and Application of Empty Slot Motors

Wang Junhao, Jiang Xiaojun

(Zhejiang Yongkang Shizhu Electrical Appliance Factory, Yongkang 321301, China Zhejiang Jingli Electric Appliance Co., Ltd., Wuy 321201, China)

According to the theory of empty slot motor and related design experience, this paper puts forward the itemswhich need to benoticed and its application in the manufacture of electric tools. The specific parameters are given through examples.

Series motors; Empty slot motors; Enameled wire; Electric tools

TM502

A

1674-2796（2017）01-0013-03

2016-11-15

王俊豪（1964—），男，大学本科，高级工程师，主要从事电动工具及相关产品的研发工作。