电机设计与制造阶段的质量控制浅析

吴福花 吕宗勇 倪艳根

浙江西子富沃德电机有限公司 浙江杭州 311305

制造与设计期间出现质量隐患，经常会对产品总质量产生影响，因此，为了避免这些质量隐患出现，有必要加强电机设计与制造阶段的质量控制，如此方能不断提升电机质量。

1 设计阶段质量控制

1.1 电磁设计

（1）温度场分布：温度场可以决定绕组温升，通常来讲，温升限值即利用电阻计算得到的绕组温升。即便温度分布不均，在温升数值方面也难以发现，但却会对电机寿命带来影响，因此有必要对温度场分布情况给予高度重视。

（2）选择槽配合：定转子槽配合会在很大程度上影响电机性能，进而影响机体功率、磁密、附加损耗、功率因素等，使用现阶段专门设计的软件可以对功率因数、谐波、效率等方面情况进行详细计算，便于得到实际满意结果。但定转子槽配合在电机附加损耗方面的论述相对较少。这主要是由于附加损耗计算难度较高。所以，电磁设计期间，应认识到，若定转子槽配合选择不合理，势必会导致电机附加损耗不断增加，最终导致电机不断升温[1]。

（3）气隙控制：电机作为磁路系统，定子和转子间随着气隙的不断增加，磁阻也随之增大。结合欧姆定律，在磁势不变的情况下，随着磁阻的增加，磁通将逐渐减少。按照这一推理，随着磁通减小，转子感应电流随之减小，力矩不断减小。所以气隙会对电机性能产生重要影响。且随着气隙的增加，电机性能逐渐变软、变坏。但是若气隙越来越小，则会导致附加损耗不断增加，最终对电机效率产生影响，并在一定程度上导致制造难度不断增加。此外，随着气隙的缩小，转子和定子铁芯更容易相互摩擦，进而导致电机受损，使用寿命不断下降。

1.2 结构设计

（1）保证机座强度：电机安全同振动频率关系密切，具体而言主要包括转子、定子等引起的振动，定子身为带绕组牙入机座构成，设计期间，在机构设计与材料选择期间，应与机座强度相结合，同时充分考虑机座加工工艺与成本。转子振动频率和斜槽角度及转向灯关系密切，故而设计期间，应结合电机启动转矩情况，对转子固有频率进行合理准确计算。

（2）合理选择轴承：电机中轴承作用主要为减少摩擦与支撑传动，轴承精度、结构、噪声等方面和电机寿命密切相关，设计期间，应结合电机荷载与应用范围，合理选定轴承结构与型号。

轴承选型期间，应结合轴承游隙。电机应用转速、零部件等方面情况和轴承游隙关系密切，通常情况下，速度小于3500r/min 的电机轴承多使用CM 游隙；温度较高且速度较高的轴承，为了避免发热导致的轴承坏死，一般情况下，常选用大轴承游隙。

轴承和电机轴及轴承室间的配合一般采用过渡配合法。安装完轴承滞后，游隙将伴随内容增加逐渐减小。安装完之后，当游隙为0 时，电机噪音不断减小，电机寿命最佳。具体运行期间，随着电机温度不断上升，轴承应保持大小为0.003m 的游隙。如果游隙间距为0 则会导致轴承咬死，；但是若游隙较大，又会使电机噪音不断增大。

2 制造阶段质量控制

铸铝转子质量控制：转子铸铝质量和电机转矩、振动、噪音等密切相关，转子铸铝工序特殊，因此有必要对压射速度、铝液温度、保压时间等方面工艺参数进行全面监控。铸铝模具型式和结构，在端环尺寸与导条等符合标准时，应对压铸模具排气结构进行重点考虑。具体操作压铸前，应先对模具进行预热之后再应用[2]。

转子：转子轴与铁芯使用热套装配工艺，二者配合阶段主要使用过盈融合法，这一过程可以明显提升转子同轴间的连接强度，防止冷压工艺掉轴隐患出现。加工转子期间，应对转子外圆和中心线跳动情况进行合理控制，若这一阶段转子跳动较大，装配好定转子后，很容易使定转子气隙不均，最终使电机出现较大噪声。

转子动平衡：转子平衡与电子噪音及振动密切相关。电动机转子校动平衡，可以减少电机运转期间不平衡离心力的产生，减少电机噪音。

电机机座、轴加工精度、端盖：这几方面尺寸与形位公差等方面精度，会对电机装配与定转子气隙是否均匀产生重要影响，严重的还会影响电机性能、安装应用与噪音振动。

定子铁芯：铁芯质量会对绕组寿命与电机效率、噪声等方面产生重要影响。铁芯毛刺较大，会增加空载电流，使功率因数不断降低，若采取提高温升的方法，还会导致绝缘材料受损。若装压操作较为松散，势必会有较大噪音产生；转子铁芯若出现菱形，还会对铁芯平衡新带来干扰。

电机装配：电机装配十分重要。装配期间应确保场地整洁，轴承安装作为装配工序中的关键环节。具体而言，装配工艺主要包含安装与清洗两个部分。轴承安装一般多采用冷压与热套两种方法，在端盖轴承室配套尺寸设计期间，应与轴承安装法相互配合。安装完电机后，还应对其安装质量进行检查，确保装配操作完整且电机转动较为灵活。

质量检验：检验过程主要分为原料、产品、成品等方面检验。原料检验多是从入库抽查开始，过程检验则由制造冲片开始，具体而言包含转子铸铝、冲片叠压、机座尺存、端盖等方面检查，嵌线、转子等方面质量检查，另外，还包含整机出厂性能测试与空载测试。不同阶段质量检测前，应做好相关检验指导书编制，加强检验人员培训。检验期间，结合检验项目情况，开展项目抽检[3]。

3 结语

综上，为了与企业发展需求相符，有必要更新原有管理模式，不断提升全员素质，和时代发展趋势相结合。电机设计与制造期间的通风散热及机械等方面问题，总结起来主要是人才与技术方面的问题，基于此，企业有必要加强人才培养与技术更新，如此方能从根本上提升设计水平，确保电机制造阶段整体质量，如此方能在整体上提高电机使用效率，促进企业朝着健康持久的方向不断发展。