三相异步电动机铁心和绕组制作

2、铁芯制造

（1）冲裁方案的选择

A、方案一：复冲，先冲槽，后落料。分三个工步：第一步复冲轴孔（包括轴孔上的键槽和平衡槽，键槽兼起记号槽作用）和全部转子槽；第二步以轴孔定位，复冲全部定子槽和定子冲片外圆上的鸠尾槽和记号槽；第三步以轴孔定位，复冲定子冲片的内圆和外圆。这一方案的优点是：①劳动生产率比较高；②定，转子槽连同各自的记号槽同时冲出，冲片质量较好；③定子冲片内外圆同时冲出，容易由模具保证同轴度；④可将三台冲床用传送带连接起来组成自动线。缺点是：①硅钢片要预先裁成条料，利用率较低；②复冲定子槽和定子冲片内外圆都可以轴孔定位，槽底圆周和冲片内外圆的同轴度有两次定位误差，即它们之间的相对位置会因导正钉的磨损儿有所改变，这种改变的最大值可能是两次定位误差之和，因此叠压时以内圆胀胎为基准，会使槽孔不整齐。为了克服上述两个缺点，有的工厂改为：第一步复冲轴孔，全部定子槽和定子冲片外圆上的鸠尾槽和记号槽；第二步以轴孔定位，复冲全部转子槽和轴孔上的键槽和平衡槽；第三步以轴孔定位，复冲定子冲片的内圆和外圆。定子冲片内，外圆和槽底圆周间的同轴度因为只有第三步复冲定子冲片内外圆以轴孔定位时的一次定位误差，故定子冲片质量较前一种高。

B、方案二：复冲，先落料，后冲槽。分三个工步：第一步“一落二”，即复冲定子冲片的内圆和外圆（包括定子冲片外圆上的定向标记）；第二步定子冲片以内圆定位，定向标记定向，复冲全部定子槽和外圆上的鸠尾槽及记号槽；第三步转子冲片以外圆定位，复冲全部转子槽，轴孔及轴孔的键槽和平衡槽。这一方案的优点是：①劳动生产率高；②可以采用套裁，硅钢片的利用率较高；③定，转子槽连同各自的记号槽同时冲出，冲片质量较好；④定子冲片内外圆同时冲出，容易由模具保证同轴度；⑤容易实现单机自动化，即机械手进料，机械手取料；⑥复冲定，转子槽可以同时在两台冲床上进行，和第一个方案比较，缩短了加工周期。缺点是：复冲定子槽时如果内圆定位盘磨损，会使槽底圆周与内圆不同心，叠压时，以内圆胀胎为基准，会使槽孔不整齐。

C、方案三：复冲，先落料，后冲槽。分三个工步：第一步“一落三”，即复冲定子冲片的内圆和外圆（包括定子冲片外圆上的定向标记）及转子冲片上的工艺孔；第二步定子冲片以内圆定位，定向标记定向，复冲全部定子槽和外圆上的鸠尾槽及记号槽；第三步转子冲片以工艺孔定位，复冲全部转子槽，轴孔和轴孔上的键槽。这一方案的优点是：①劳动生产率高；②可以采用套裁，硅钢片的利用率较高；③定，转子槽连同各自的记号槽同时冲出，冲片质量较好；④定子冲片内外圆同时冲出，容易由模具保证同轴度；⑤容易实现单机自动化，即机械手进料，机械手取料；⑥复冲定，转子槽可以同时在两台冲床上进行，和第一个方案比较，缩短了加工周期。缺点是：复冲定子槽时如果内圆定位盘磨损，会使槽底圆周与内圆不同心，叠压时，以内圆胀胎为基准，会使槽孔不整齐。这一方案具有和第二个方案相同的优缺点：因为复冲转子片时以转子冲片上的工艺孔定位，下模上的外圆粗定位板精度要求不高，结构简单，容易制造，外圆粗定位板可做成半圆的，送料容易，比较安全；但落料模和转子复式冲模因转子冲片上多一工艺孔而较为复杂。

（2）材料与冲床的选择

（3）定子铁心压装方案

（3.1）定子铁心压装的技术要求

电机铁心是由很多冲制好的冲片叠压而成的。它的形状复杂，叠好后的铁心要求其尺寸准确，形状规则，叠压后不再进行锉槽，磨内圆等补充加工。要求叠好后的铁心紧密成一整体，经运行不会松动，铁心还要具有一定的电磁性能，片间绝缘好，铁损小等。对于中小型异步电动机定子铁心压装，应符合下列主要技术要求：

1）冲片间保持一定的压力，一般为（6.69~9.8）×105Pa。

2）重量要符合图样要求。

3）应保证铁心长度，在外圆靠近扣片处测量，允许为（L1±1）mm（光外圆方案为l1-1+3mm）,在两扣片之间测量，允许比扣片处长1mm。

4）尽可能减少齿部弹开，在小型异步电动机中，齿部弹开允许值如下：

定子铁心长度小于等于100mm时，弹开度为3mm；

定子铁心长度大于100mm、小于200mm时，弹开度为4mm；

定子铁心长度大于200mm时，弹开度为5mm。

5）槽形应光洁整齐，槽形尺寸允许比单张冲片槽形尺寸小0.2mm。

6）铁心内外圆要求光洁、整齐；定子冲片外圆的标记孔必须对齐。

7）扣片不得高于铁心外圆。

8）在搬运及生产过程中应紧固可靠，并能承受可能发生的撞击。

9）在电机运行条件下也应紧固可靠。

归纳以上要求，在工艺上应保证定子铁心压装具有一定的紧密度、准确度（即尺寸精度、表面粗糙度）和牢固性。

（3.2）内压装的工艺与工装

内压装是将定子冲片对准记号槽，一片一片地放在机座中后进行压装的一种压装方法。压装的基准面市定子冲片外圆。由于冲片是一片一片直接放入的，冲片外圆与机座内圆的配合要松一些，通常采用E8、E9/h6。压装后的铁心内圆表面不够光滑，与机座止口的同轴度不易保证，往往需要磨内圆，这不但增加工时，而且还增加铁损。为了保证同轴度而又不磨内圆，可采用以机座止口定位的同心式压装胀胎。

先把机座套在胀胎止口上，冲片在机座内叠好后，压下胀圈，把铁心撑紧，使铁心内圆变得较整齐，然后压紧铁心，以弧键紧固。由于胀胎是以机座止口定位，只要保证胀胎本身的同轴度，即可保证铁心内圆和机座止口的同轴度。关于槽形的整齐问题，主要靠槽形棒保证。铁心压装完毕，还要问通槽棒检查槽形尺寸。

内压装的优点是冲片直接叠在机座中，各种尺寸的电机均可采用，它和外压装相比，节省了定子铁心叠压后再压入机座的工序，所以这种方法在电机中心高较大时是比较方便的。其缺点是在叠压铁心以前，机座必须全部加工完，这样就会使生产组织上发生一定矛盾。同时，搬运、下线、浸漆时带着机座较为笨重，浪费绝缘漆，烘房面积的利用也不够充分。

（3.3）外压装的工艺与工装

外压装工艺是：以冲片内圆为基准面，把冲片叠装在胀胎上，压装时，先加压使胀胎胀开，将铁心内圆胀紧，然后再压铁心，铁心压好后，以扣片扣住压板，将铁心紧固。

整圆直槽单锥面胀胎（锥度一般为3°~5°）是一种典型的外压装胀胎。胀套是整圆的，开有一个直槽，使用时靠油压机向下压，将胀套与心轴压平为止，有限地胀齐定子铁心内径。松开时也利用油压机的压力，先将胀胎提起一点，使顶柱离开垫板的孔，接触在垫板的平面上，然后用油压机顶心轴，使心轴与胀套分离。这种胀胎的优点是胀紧力比较均匀，垂直度比较好，结构不很复杂，制造也不困难。

胀套一般用T10A钢制造，为了保证胀胎胀开以后胀套外圆的圆整度，需在半精加工后开槽，在进行热处理，使硬度达到56~60HRC。然后在槽内嵌一比槽稍宽的铜条。再加工锥度，并与心轴（一般也用T10A钢制造，淬硬56~60HRC，表面粗糙度为Ra0.40μm~Ra0.80μm）相配进行研磨，直至互相配准为止。最后再加工胀套外圆到需要的尺寸（冲片内径公差等级为H8；胀套外圆为k5，其基本尺寸与冲片内径相同）。

有的工厂也采用三瓣单锥面胀胎，胀套由三瓣组成，与心轴用3º锥度相配。心轴下部有以螺杆，用来将心轴向下拉而使胀套胀开，将铁心胀紧。这种胀胎的结构复杂，垂直度较差，胀紧力不甚均匀，所以铁心压装后的质量较差。

外压装铁心具有下列优点：

1) 机座加工与铁心压装、下线、浸烘等工序可以平行作业，故可以缩短生产周期。

2）在下线时，外压装铁心因不带机座，操作较内压装铁心方便。

3）绝缘处理时，操作较内压装铁心方便，并可以提高浸烘设备的利用率和节约绝缘漆。 定子铁心外压装在专门的油压机上进行。

油压机有三个液压缸。首先由胀紧液压缸把铁心胀紧；然后主液压缸把铁心压紧；最后，副液压缸上升，与副液压缸连接的环形拉板上装有也扣片数目相同的滚轮，自动地把扣片压紧在铁心外圆的鸠尾槽里。

定子冲片在压装前，通常理片机理片，是记号槽对齐。

3、定子绕组的绕制及嵌放

(1)绕制线圈

1）作绕线模。绕模是由芯板和上下夹板组成，定子线圈是在绕线模上绕制而成的。

2）线圈绕制。小型三相异发电动机采用的散嵌式线圈都是在绕线机上利用线模绕制的。 ①绕线前准备

ａ仔细检查电磁线牌号、规格、绝缘厚度公差是否符号规定。

ｂ检查绕线机运行情况是否良好，要放好绕线模，调好计圈器。

②绕线过程

ａ在绕线模上放好卡紧布带，将引线排在右手边，然后由右边向左边开始绕线。

ｂ用毛毡浸石蜡的压板将电磁线夹紧，绕线时拉力要适当，导线排列要整齐，避免交叉 混乱，匝数要准确。同时必须保护导线的绝缘不受损坏。

ｃ检查线圈尺寸、匝数，两个直线边用布带扎紧，以免松散。

（2)嵌线

嵌线就是根据绕组设计要求把一个个线圈嵌放进定子槽内组成整个绕组。

嵌线工艺流程是：准备绝缘材料→放置槽绝缘→嵌线→封槽口→端部整形。

①绝缘的选用

异步电动机定子绕组绝缘分为槽绝缘、相绝缘（层间绝缘这里不需要）

1)槽绝缘用于槽内，是绕组与铁芯之间的绝缘。

2)相绝缘又称端部绝缘，用于绕组端部两个绕组之间的绝缘。

3)层间绝缘是用于双层绕组上下之间的绝缘。

绝缘材料是根据电动机的绝缘等级和电压等级来选择主绝缘材料，并配以适当的补强材料， 以保护主绝缘材料不受机械损伤。

常用的补强材料有青壳纸，主绝缘材料有聚脂薄膜、漆布等。选用绝缘材料时，主绝缘材料和引出线，套管、绑线、浸渍漆等应为同一绝缘等级的，彼此配套使用。

②槽绝缘的裁剪与放置

根据电动机的绝缘等级，选择好合适的绝缘材料后，再根据具体需要对绝缘材料进行剪裁和放置。槽绝缘的长度根据电动机容量而定。太长了，增加线圈直线部分的长度，既浪费绝缘材料和导线，又易造成端盖损伤导线的故障；太短了，绕组与铁芯的安全距离不够，使得端部相绝缘很难与槽绝缘衔接，造成嵌放端部相绝缘的困难。

工艺要点：

考虑到定子槽两端绝缘最容易损坏，一般将伸出铁芯槽外部分的绝缘材料尺寸加倍折回，使槽外部分成为双层，以增强槽口绝缘。

③嵌线工具

常用的工具有：棰（木棰和小铁锤）、划线板（理线板）、压线板、剪刀、夹咀钳等等。 理线板（1）用途有二种：一是嵌线圈时把导线划进铁芯槽；二是用来整理已嵌进槽中的导

线。（2）理线板可用毛竹或层压塑料板在砂轮上自己磨削制作。

④嵌线工艺

嵌线工艺的关键是保证绕组的位置和次序正确、绝缘良好。为使线圈按照正确的位置和次序嵌入定子槽内，嵌线前须弄清楚电机的极数、线圈节距、绕组型式和接线方法等。并检查槽绝缘放置是否合格，槽内是否清洁，要防止铁屑、油污、灰尘等物粘在绝缘材料和导线上，以保证嵌线质量。

工艺要点：

a.为了防止嵌线时线圈发生错乱，习惯上把电动机空壳定子有出线孔的一侧放在右手侧。嵌线时，也应注意使所有线圈的引出线从定子腔的出线孔一侧引出。

b.嵌线时，以出线盒为基准来确定第一槽位置。嵌线前先用右手把要嵌的线圈一条边捏扁，线圈边捏扁后放到槽口的槽绝缘中间，左手捏住线圈朝里插入槽内，应在槽口临时衬两张薄膜绝缘纸，以保护导线绝缘不被槽口擦伤，进槽后，取出薄膜绝缘纸，如果线圈边捏得好， 一次就可以把大部分导线拉入槽内，剩下少数导线可用理线板划入槽内。导线进槽应按线圈的绕制顺序，不要使导线交叉错乱，槽内部分必须整齐平行，否则影响全部导线的嵌入，而且会造成导线间相擦而损伤绝缘。嵌线时，还要注意槽内绝缘是否偏移到一侧，防止露出的铁心与导线相碰，造成绕组通地故障。

c.嵌好一个线圈的一条线圈边后，另一条线圈边暂行吊起来在下面垫一张纸，以免线圈边与铁壳相碰而擦伤绝缘。嵌好以后，再依次嵌入其它绕组，直到嵌完为止。

在实际嵌线过程中，我们把最初安放的两个线圈称为起把线圈，要求隔槽放置。当嵌绕组的另一边时，我们称为覆槽。嵌线前，将绕组分三等份放好，依次为U、W、V三相。 嵌线次序如下：

1）选好第一槽位置，嵌U相一只绕组的一条有效边，另一有效边暂时不嵌，此过程简称为嵌U１槽。

2）隔一槽，即在第三槽，嵌W相绕组的一条边，另一边仍暂不嵌，称为嵌W3槽。

3）再隔一槽，即在第五槽，嵌V相绕组的一条边，即V5槽，然后将另一边覆入24槽。称为嵌V5槽，覆24槽。

d.接着嵌线次序为：嵌U7槽—覆入2槽，嵌W9槽—覆入4槽，嵌V11槽—覆入6槽，嵌 U13槽—覆入8槽，嵌W15—覆入10槽，嵌V17槽—覆入12槽，嵌U19槽—覆入14槽， 嵌W21槽—覆入16槽，嵌V23槽—覆18槽，最后将开头两只起把线圈的另一条有效边分别进行覆槽，将U1绕组覆入20槽，将W3绕组覆入22槽，这样，嵌线即告完毕。 嵌线时须注意：绕组端部引线须放在一侧，同时边嵌线边放好相绝缘。

（3）封槽口

嵌线完毕后，把高出槽口的绝缘材料齐槽口剪平，把线压实，穿入盖槽纸，从一端把槽楔打入。槽楔作用：用来压住槽内导线，防止绝缘和导线松动。槽楔材料：一般用竹制成，也可用玻璃层布板做。竹槽楔应十分干燥并用变压器油煮透。

工艺要点：

槽楔长度一般比槽绝缘短2~3mm，其端面呈梯形，厚度为3mm左右，两端的棱角应该去掉。 同槽绝缘接触的一面要光滑，以免在槽楔插入槽内时损坏槽绝缘

（4）放绕组端部隔相绝缘

相间绝缘是使不同相的相邻两组线圈端部相互绝缘。为保证三相绕组间的绝缘，在线圈组（极相组）间必须隔一层隔相纸。隔相纸的形状、尺寸根据线圈端部的形状大小而言，一般单层绕组隔相纸的形状近半圆环的一半。隔相纸垫好后，最好测量一次每相线圈或极相组的对地绝缘电阻，以及各相邻两组线圈间的绝缘电阻，以便及时发现故障隐患，避免将来拆检的麻烦。

（5）后端部整形

①前端部用三个螺丝支撑（不损伤绝缘）

②拆除布袋

③后端部整形

1）用橡皮锤将端部向外敲打，成为喇叭状。喇叭口均匀，不防碍转子安装。

2）插入隔相纸

工艺要点：喇叭口的大小要合适，口过小影响通风散热，放入转子也困难；口过大，使端部与机壳太近，影响绝缘。

注意点：喇叭口打成后要检查一下相间绝缘，若在敲打中，绝缘破裂或位移，应予补修。

④捆扎后端部

1）捆扎带隔槽捆扎

2）捆扎带整理平整、展开，分布均匀，与线圈基本垂直。

（6）前端部接线

①前端部整形同上

②按尾尾相接、首首相接的原则进行顺时针接线，最后留出６根引线接在出线盒的接线板上，其中线头的连接采用绞接法。即直接把导线绞接在一起。要注意如下几点：

a、将引线在绕组端部排列整齐；

b、套好绝缘套管后，与端部绕组一起包扎。小型电机的全部接线可布置在端部绕组的外侧。

c、在布置引线位置时，要考虑出线口位置

③转子安放、加装端盖、装机。