摘要:隨著三相異步電動(dòng)機(jī)的廣泛應(yīng)用,企業(yè)中需要大批熟練的機(jī)電維修人才,在電動(dòng)機(jī)的維修中,定子繞組的繞制是電動(dòng)機(jī)維修人員必須掌握的一項(xiàng)重要技能。在生產(chǎn)與教學(xué)相互融合的背景下,現(xiàn)結(jié)合具體的三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組修理案例,以圖文并茂的方式,增強(qiáng)維修人員對(duì)定子繞組繞制的感性認(rèn)識(shí),幫助維修人員更好地掌握三相異步電機(jī)定子繞組的繞制技能。
關(guān)鍵詞:定子繞組;極數(shù);單層鏈?zhǔn)嚼@組;疊繞式;繞組分布圓圖;嵌線
0 引言
三相異步電動(dòng)機(jī)作為工業(yè)生產(chǎn)的主要電力拖動(dòng)設(shè)備,在企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用,因此企業(yè)對(duì)電動(dòng)機(jī)修理方面的技能型人才有著大量需求。在三相異步電動(dòng)機(jī)維修中,定子的重繞修理是重點(diǎn)和難點(diǎn),本文以DY牌AEEF-AC型三相異步電動(dòng)機(jī)定子重繞為例,闡述電動(dòng)機(jī)維修人員需掌握的定子繞組的繞制技能。
1 拆除舊線圈
某工廠的風(fēng)機(jī)馬達(dá)繞組燒毀了,電動(dòng)機(jī)繞組燒毀,除了使用不當(dāng),也有可能是繞組絕緣體老化等造成的。維修人員首先需拆除電動(dòng)機(jī)燒毀的舊繞組,清理干凈線槽。然后記錄電動(dòng)機(jī)繞組有關(guān)參數(shù),從銘牌上可知電動(dòng)機(jī)型號(hào)為AEEF-AC,額定功率為1.5 kW,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1 400 r/min,電動(dòng)機(jī)磁極數(shù)是4極,磁極對(duì)數(shù)p=2。根據(jù)n1=60f/p,則電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速n1=1 500 r/min。另外,維修人員通過(guò)測(cè)量舊繞組,測(cè)得繞線直徑?準(zhǔn)=0.80 mm(利用螺旋測(cè)微儀測(cè)量),每槽線圈匝數(shù)N=63匝,電動(dòng)機(jī)總槽數(shù)z=24槽,還測(cè)得定子內(nèi)徑D=90 mm,定子鐵芯長(zhǎng)度l=85 mm,定子槽高h(yuǎn)=18 mm。
2 繞線
根據(jù)定子槽數(shù)z=24槽,磁極數(shù)2p=4極,可得到極距τ=z/2p=24÷4=6槽,每極每相槽數(shù)q=z/(2×3p)=2槽。電動(dòng)機(jī)功率比較小,采用單層鏈?zhǔn)嚼@組,并聯(lián)支路數(shù)α=1。為節(jié)省繞組材料,縮短線圈端部,線圈節(jié)距采用γ=5(1-6)槽。電動(dòng)機(jī)有4個(gè)磁極,每相就有4組線圈。對(duì)于60°相帶,其均勻分布可得U相繞組的槽號(hào),設(shè)定U1引出端是1號(hào)槽,因此可得U相槽號(hào)為1號(hào)、6號(hào)、12號(hào)、7號(hào)、13號(hào)、18號(hào)、24號(hào)、19號(hào)槽。根據(jù)線圈中的電流方向,采用“頭頭相連,尾尾相連”的反串接法,將U相線圈連接起來(lái),便形成U相繞組的展開(kāi)圖,如圖1所示。該電動(dòng)機(jī)槽距角α=p×360/z=30°,各相繞組的電源引出線應(yīng)彼此相隔120°電角度,則120°電度角應(yīng)相隔4槽。從U1引出端對(duì)應(yīng)1號(hào)槽出發(fā),沿著定子內(nèi)圓順時(shí)針?lè)较蛳喔?槽的21號(hào)槽為V1引出端,則可得V相繞組的槽號(hào)為21號(hào)、2號(hào)、20號(hào)、15號(hào)、9號(hào)、14號(hào)、8號(hào)、3號(hào)槽;再?gòu)腢1引出端對(duì)應(yīng)1號(hào)槽出發(fā),沿著定子內(nèi)圓逆時(shí)針?lè)较蛳喔?槽的5號(hào)槽為W1引出端,則W相繞組的槽號(hào)為5號(hào)、10號(hào)、11號(hào)、16號(hào)、17號(hào)、22號(hào)、23號(hào)、4號(hào)槽;將V相和W相同樣采用“頭頭相連,尾尾相連”的反串接法,形成V相和W相繞組的展開(kāi)圖,最終可得到三相單層鏈?zhǔn)嚼@組的布線圓圖,如圖2所示。
繞線線模模心寬度τγ=5(1-6)槽,通過(guò)線模模心寬度公式τγ=π(D+h)γ/z=3.14×(90+18)×5÷24=70.65 mm;線模模心長(zhǎng)度L=l+2d=85+(2×18)=121 mm,其中d是線圈直線部分伸出鐵芯的長(zhǎng)度,一般d為14~30 mm,由于該電機(jī)容量較小,取d=18 mm;模心端部長(zhǎng)度2C=Kτγ=1.25×70.65≈88.3 mm,K是系數(shù),4極單層繞組K取1.25。同時(shí),參考在拆除舊繞組時(shí)留下的線圈尺寸,再通過(guò)繞線機(jī)按照以上線模尺寸分別把三相線圈組繞線,如圖3所示,其中每相有4組線圈,每組線圈數(shù)S=1,三相共有線圈總數(shù)Q=12。
3 嵌線
24槽4極單層鏈?zhǔn)嚼@組的嵌線一般采用疊繞式嵌線方法,即嵌1、空1、吊2的嵌線方法,對(duì)照繞組布線圓圖(順時(shí)針?lè)较颍┌凑毡?的嵌線順序嵌線:(1)把U相第1個(gè)線圈下層邊(單層繞組指端部壓在下邊)嵌在1號(hào)槽,如圖4所示,另一邊嵌在6號(hào)槽的上層邊(在嵌線前進(jìn)方向后面,所以自然會(huì)壓在已嵌下層邊的上面)先吊起來(lái)不下線;(2)按順時(shí)針?lè)较蚩?4槽,把W相第4個(gè)線圈下層邊嵌在23號(hào)槽,另一邊嵌在4號(hào)槽的上層邊先吊起來(lái)不下線;(3)按順時(shí)針?lè)较蚩?2槽,把V相第1個(gè)線圈下層邊嵌在21號(hào)槽,另一上層邊嵌在2號(hào)槽;(4)順時(shí)針?lè)较蚩?0槽,把U相第4個(gè)線圈下層邊嵌在19號(hào)槽,另一上層邊嵌在24號(hào)槽;(5)順時(shí)針?lè)较蚩?8槽,把W相第3個(gè)線圈下層邊嵌在17號(hào)槽,另一上層邊嵌在22號(hào)槽;(6)順時(shí)針?lè)较蚩?6槽,把V相第2個(gè)線圈下層邊嵌在15號(hào)槽,另一上層邊嵌在20號(hào)槽;(7)順時(shí)針?lè)较蚩?4槽,把U相第3個(gè)線圈下層邊嵌在13號(hào)槽,另一上層邊嵌在18號(hào)槽;(8)順時(shí)針?lè)较蚩?2槽,把W相第2個(gè)線圈下層邊嵌在11號(hào)槽,另一上層邊嵌在16號(hào)槽;(9)順時(shí)針?lè)较蚩?0槽,把V相第1個(gè)線圈下層邊嵌在9號(hào)槽,另一上層邊嵌在14號(hào)槽;(10)順時(shí)針?lè)较蚩?槽,把U相第2個(gè)線圈下層邊嵌在7號(hào)槽,另一上層邊嵌在12號(hào)槽;(11)順時(shí)針?lè)较蚩?槽,把W相第1個(gè)線圈下層邊嵌在5號(hào)槽,另一上層邊嵌在10號(hào)槽;(12)順時(shí)針?lè)较蚩?槽,把V相第4個(gè)線圈下層邊嵌在3號(hào)槽,另一上層邊嵌在8號(hào)槽。最后把吊起的U相第1線圈的上層邊嵌在6槽;把吊起的W相第4個(gè)線圈的上層邊嵌在4號(hào)槽這兩個(gè)邊俗稱吊把邊,是在所有下層邊沿定子內(nèi)圓順時(shí)針布完一周后,最后放下的上層邊。注意嵌線過(guò)程中先把絕緣紙放進(jìn)線槽中,按照嵌線順序嵌線,壓實(shí)導(dǎo)線,理好線圈端部,每下完一槽后打入槽鍥封槽口。同相線圈的連接規(guī)律為上層邊與上層邊相連,下層邊與下層邊相連。這樣就把三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組繞制完成,如圖5所示。另一種嵌線方法是整嵌式,就是嵌好一相,再嵌另一相,這里不作贅述。
4 浸漬烘干測(cè)試
維修人員接好三相引出線后,定子繞組要采用環(huán)氧無(wú)溶劑漆浸漬,一般要求浸烘2次,每次浸漬以后,應(yīng)將鐵芯上的余漆擦凈烘干,最后裝好轉(zhuǎn)子對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試。
5 結(jié)語(yǔ)
三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的繞制,根據(jù)電動(dòng)機(jī)容量、磁極數(shù)量等,可以采用不同的繞制方式。目前,常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)定子繞組繞制主要有單層繞組繞制和雙層繞組繞制兩種,單層繞組按線圈的排列方法不同,又可分為單層鏈?zhǔn)嚼@組、單層交叉鏈?zhǔn)嚼@組、單層同心式繞組3種。雙層繞組是指電動(dòng)機(jī)定子鐵芯的每個(gè)槽內(nèi)都有上、下2層繞組邊,嵌線操作中要求槽內(nèi)上層邊與下層邊之間進(jìn)行絕緣處理,嵌線工藝比較復(fù)雜,雙層繞組多采用疊繞式,一般10 kW以上的三相交流電動(dòng)機(jī),其定子采用雙層繞組。這些繞組方式從電磁本質(zhì)上都是一樣的,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),確定組成三相繞組各導(dǎo)體在電動(dòng)機(jī)槽中分布的規(guī)律,對(duì)應(yīng)形成固定的繞組分布圓圖。所以,在三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組繞制過(guò)程中:(1)通過(guò)測(cè)量記錄舊繞組的相關(guān)數(shù)據(jù),可以制作成一張數(shù)據(jù)表格,使三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組相關(guān)參數(shù)一目了然。(2)通過(guò)計(jì)算確定線模模心尺寸,用繞線機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)定子繞組進(jìn)行繞線。(3)通過(guò)繞組分布圓圖選擇疊繞式或整嵌式方式進(jìn)行嵌線,在嵌線時(shí)需要準(zhǔn)備好嵌線材料和工具,材料主要有用于接線的絕緣管,用作槽絕緣、層間絕緣、端部絕緣的絕緣紙,還有制作好的槽楔等;嵌線工具主要有劃線板、壓線板、剪刀、橡皮錘、焊錫絲、電烙鐵等。
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收稿日期:2020-08-17
作者簡(jiǎn)介:張志云(1973—),男,廣東梅州人,講師,高級(jí)技師,主要從事電子電工技術(shù)的教學(xué)與研究工作。