杜云飛，張亞鴿，陳 帥

(中船重工電機(jī)科技股份有限公司，太原 030027)

0 引言

隨著船舶電站功率需求的增大，大功率低壓發(fā)電機(jī)由于受限于開關(guān)容量、線路損耗和電纜布置的影響，選型逐漸向中、高壓發(fā)電機(jī)發(fā)展。對(duì)于大功率、高壓發(fā)電機(jī)定子鐵芯沖片選用扇形片，扇形沖片的形狀、槽形和內(nèi)徑尺寸公差的取值范圍、扇形沖片導(dǎo)桿槽的公差和形位公差取值的合理性、定子鐵芯內(nèi)徑尺寸公差的取值范圍等均影響定子鐵芯疊壓質(zhì)量。造成定子鐵芯疊壓過程中導(dǎo)桿定位過緊，退掉導(dǎo)桿后定子鐵芯槽形尺寸偏小，不利于嵌線。疊壓后定子鐵芯內(nèi)圓公差偏大，造成定轉(zhuǎn)子氣隙不均勻，引起發(fā)電機(jī)振動(dòng)過大。

1 定子扇形沖片外形及定位設(shè)計(jì)

對(duì)于高壓發(fā)電機(jī)，定子鐵芯整圓選取扇形沖片的拼接數(shù)量跟磁路的對(duì)稱性、槽數(shù)、極數(shù)都有關(guān)系，還必須考慮到硅鋼片的利用率。采用扇形片疊裝定子鐵芯時(shí)，沖片總是通過繞組槽中的槽樣棒以及外圓的導(dǎo)桿逐層疊入機(jī)座中，并在機(jī)座中將扇形片固定，通常是鴿尾槽襄入鴿尾筋的設(shè)計(jì)，如下圖1所示。

從圖1中可以看出鴿尾的加工非常復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化工藝，該扇形沖片定子的研究中，去掉鴿尾的設(shè)計(jì)，更改為外圓采用導(dǎo)桿定位，內(nèi)圓采用槽樣棒定位的扇形沖片，如圖2所示。

圖1 鴿尾筋與鴿尾槽的設(shè)計(jì)

圖2 導(dǎo)桿與槽樣棒定位設(shè)計(jì)的扇形沖片

扇形片通常采用對(duì)重疊，也就是1/2交錯(cuò)疊。每張扇形片以在外圓上的兩個(gè)導(dǎo)桿以及內(nèi)圓的槽樣棒定位。當(dāng)采用扇形片時(shí)，必須使每張扇形片的槽數(shù)為偶數(shù)。

2 對(duì)扇形沖片合格的判定

模具通常是保證工件一致性最好的工具，對(duì)于高壓發(fā)電機(jī)來說，尖棱尖角直接可以擊穿定子繞組，造成定子對(duì)地，那整個(gè)電機(jī)相當(dāng)于報(bào)廢，因此對(duì)模具的要求必須保證所沖沖片在合理的公差范圍內(nèi)，也就是對(duì)公差的控制。

現(xiàn)針對(duì)某一種模具所沖扇形沖片測(cè)量數(shù)據(jù)如下：

1）兩個(gè)扇形片反向疊在一起，即兩片的毛刺方向相反，見圖3，測(cè)量槽底處的齒寬A，測(cè)量值見表1。

2）測(cè)量圖3中單個(gè)扇形片（上面片）的齒寬，測(cè)量值如表2所示。

圖3 扇形片疊壓方式1

表1 測(cè)量值1

表2 測(cè)量值2

3）如圖4所示，兩個(gè)扇形片按實(shí)際情況1/2疊壓，毛刺方向相反，測(cè)量槽寬尺寸B，測(cè)量值如表3所示：

圖4 兩個(gè)扇形片疊壓方式2

表3 測(cè)量值3

表4 測(cè)量值4

4）如圖5所示，兩個(gè)扇形片按實(shí)際情況1/2疊壓，毛刺方向一致，測(cè)量槽寬尺寸B，測(cè)量值如表4所示。

圖5 兩個(gè)扇形疊壓方式3

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以看出，此套模具槽型尺寸出差嚴(yán)重，為-0.1～+0.02，但槽尺寸小處對(duì)應(yīng)的齒尺寸較大，槽的分度比較均勻，扇形片在疊壓后與單片尺寸相差不大，此狀況會(huì)帶來后續(xù)問題①槽型偏差引起鐵芯槽內(nèi)有局部臺(tái)階，②偏差引起的裝配間隙減小，這都易造成絕緣損傷，嵌線要求較高，考慮到前述問題可以通過槽內(nèi)噴涂低阻漆來緩解；實(shí)際嵌線間隙應(yīng)有0.5 mm，最終確定該套模具所沖的扇形沖片合格。

3 定子鐵芯

根據(jù)以上分析，在保證沖片合格的前提下，對(duì)采用扇形沖片的定子鐵芯，通過內(nèi)外圓的重復(fù)定位，完全可以保證定子鐵芯的同軸度、垂直度、簡(jiǎn)化加工工藝以及疊壓工藝。定子疊片鐵芯和機(jī)座的連接一般是剛性的，最后在通過壓緊工裝，將定子鐵芯在壓緊的狀態(tài)下，與機(jī)座焊接為一個(gè)整體，去掉導(dǎo)桿以及槽樣棒，完成扇形沖片的定子鐵芯。

4 結(jié)論

綜合定子鐵芯、扇形沖片、模具、內(nèi)外圓定位等的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析測(cè)量，確定了扇形沖片定子鐵芯疊壓及與機(jī)座的配合質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。完成了對(duì)高壓電機(jī)采用扇形沖片定子鐵芯的研制技術(shù)。

[1]E?維德曼，W?克倫貝格爾.電機(jī)結(jié)構(gòu),機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

[2]許實(shí)章.電機(jī)學(xué),高等教育出版社,2000.