同步发电机定子斜槽线圈制造工艺

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(中船重工电机科技股份有限公司，山西太原 030027)

0 引言

同步电机定子斜槽结构可以削弱齿谐波，降低电磁噪声。但圈式定子斜槽线圈与普通圈式线圈相比，制造工艺复杂，且成型线圈在后续生产中受电磁线回弹、涨形设备装卡的累积偏差、线圈两直线边的倾斜角度、位移只能近似调节等因素的影响，导致成品线圈尺寸不能满足实际嵌线要求，造成嵌线困难。

针对斜槽线圈制造中的问题，我们对线圈的结构进行了分析，并对决定线圈尺寸形状的关键因素-涨形工序中的偏移位移进行了计算，总结出一种斜槽线圈制造工艺，实现了高质量线圈的加工。

1 斜槽线圈结构

同步电机定子斜槽结构设计时，将斜槽线圈的两直线边相对于直槽铁心偏移了一定角度。如果线圈的倾斜方向、倾斜角度与铁心的斜槽偏移量不相符，线圈嵌线时就会发生“吊角”问题(绕组同一端线圈两直线边伸出铁心的长度不一致)，这个问题是斜槽线圈与直槽线圈嵌线时最主要的差别，这一差别说明斜槽线圈的制造工艺不同于直槽线圈。

2 斜槽线圈工艺

斜槽线圈的制造工艺过程为绕梭、热压、涨形、绝缘包扎，而涨形工序决定了线圈的最终尺寸形状。初始工艺研究仅依据设计图纸来进行偏移位移的计算，从而对涨形设备进行参数设置，但最终制造的线圈不能完全满足嵌线要求，后续还需对涨形设备的机构件及位移参数进行反复调整，并将线圈试嵌入铁心，才能确定斜槽线圈涨形的最佳参数。

为了使得线圈的制造更准确、高效，我们经过工艺论证，根据斜槽线圈的跨距和偏移角度，对涨形设备的偏移位移进行分析计算。

2.1 偏移位移

(1)

式中，B—跨距；α—偏移角度。

偏移位移K1见图1。

图1 斜槽线圈偏移位移

2.2 设备设定

根据计算出的偏移位移K1，对涨形设备的四个机械手进行位移设定。以VI-CFM4008型数控涨形机为例，上层边的两个机械手向左移动，下层边的两个机械手向右移动(如线圈左斜，则机械手移动方向与上述方向相反)，如图2所示。

图2 涨形设备偏移方向

2.3 线圈检测工装

2.3.1 工装设计

根据定子铁心冲片偏移量，计算线圈检测工装槽形的偏移距离

(2)

该工装以槽中心线为基准，将图3中的虚线槽(直槽铁心槽形)分别向左、向右各平移距离，即为图中实线槽形。

图3 线圈检测工装侧板

2.3.2 检测方法

将线圈检测工装的侧板按照实际定子铁心的长度进行组装，组装后的工装如图4所示。

检测时，首先将3～4支线圈组合试嵌入工装；其次，以线圈与工装的贴合程度为依据和操作基础，检查线圈的倾斜方向、倾斜量、倾斜角度，同时检查端部间隙是否均匀。用上述方法来保证试制线圈达到尺寸要求。

图4 斜槽线圈检测工装

3 结语

通过计算涨形设备的偏移位移，并以此为依据对设备程序进行设定，使得斜槽线圈的“吊角”问题得到了有效解决。斜槽线圈制造工艺通过线圈检测工装以及现场同步电机产品501-4、635-4、636-4等的实际制造验证，结果证明该工艺制造的斜槽线圈完全满足斜槽铁心嵌线需要。

目前该工艺已在我公司众多项目产品中得到推广应用，斜槽线圈制作效果良好，不仅减少了试制线圈的数量，同时还降低了嵌线难度，节约了电机整体的制作周期。该工艺对斜槽线圈制造具有一定的参考价值和实际意义。

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