異步電機(jī)維修之繞組篇
一、三相異步電動(dòng)機(jī)繞組常識(shí)
一般中小型電動(dòng)機(jī)的定子繞組。是用漆包線(xiàn)在線(xiàn)模上繞制而成，繞組的尺寸大小，線(xiàn)徑和匝數(shù)，都是根據(jù)電動(dòng)機(jī)電氣性能來(lái)確定的，線(xiàn)圈的工作部分是嵌在鐵芯槽中的兩個(gè)直線(xiàn)邊，叫有效邊，用來(lái)完成電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)換，線(xiàn)圈在鐵芯外的二個(gè)端部。起連接有效邊接通電路的作用。三相電源經(jīng)線(xiàn)圈繞組，在電動(dòng)機(jī)定子中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子中的鼠籠條產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)。在兩個(gè)磁場(chǎng)力的作用下，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)負(fù)載?！ O聚τ：指電動(dòng)機(jī)每一個(gè)磁極所對(duì)應(yīng)的圓周表面距離。也就是同相相鄰兩個(gè)異性磁極之間的距離。計(jì)算極距的公式為：τ（極距）=z（定子鐵芯總槽數(shù)）/2P（P為磁極的對(duì)數(shù)）節(jié)距：節(jié)距指線(xiàn)圈兩個(gè)有效邊在鐵芯圓周上所跨的距離。又叫跨距。節(jié)距與極距相等的繞組叫全節(jié)繞組，節(jié)距小于極距的繞組叫短節(jié)繞組。
每極每相槽數(shù)q：每個(gè)磁極中，每相電流所占的槽數(shù)叫每極每相槽數(shù)，即：q（每極每相槽數(shù)）=z（定子鐵芯總槽數(shù)）/2PM（P：磁極對(duì)數(shù)，M：電流相數(shù)）例：一臺(tái)36槽4極三相電動(dòng)機(jī)，其極距：τ=z/2P，即36/（2×2）=9槽每極每相槽數(shù)：
q=z/2PM，即36/（2×2×3）=3槽單層繞組每個(gè)線(xiàn)圈占兩個(gè)線(xiàn)槽，故每相應(yīng)有線(xiàn)圈：36/（2×3）相=6個(gè)，三相共有18個(gè)線(xiàn)圈。通常36槽4極電動(dòng)機(jī)，每相繞組由兩個(gè)跨距為1～9的雙逢把（全距）或兩個(gè)跨距為1～8的單把線(xiàn)圈（短距）組成。
電動(dòng)定子繞組常見(jiàn)的故障有：
過(guò)熱引起的繞組絕緣破壞，繞組相間擊穿短路，同繞組線(xiàn)間短路，繞組與鐵芯之間的絕緣擊穿等。小故障如：繞組絕緣性能下降，局部繞組絕緣擦傷，接頭或引線(xiàn)接觸不良或斷線(xiàn)。小故障可用局部維修的方法解決?，F(xiàn)在所常用的Y系列電動(dòng)機(jī)，繞組所占的槽滿(mǎn)率較高，又進(jìn)行過(guò)漫漆處理，過(guò)去曾用過(guò)的穿線(xiàn)修復(fù)局部繞組的辦法，在實(shí)際運(yùn)用中很難實(shí)施。所以繞組稍大一點(diǎn)的故障，也只能采用將所有繞組拆除后換用新繞組的辦法維修。
二、繞組維修常用工具
一般繞組維修常用工具有：改錐、鉗子、扳手、銅棒、撬棍、銼刀、鐵榔頭、橡皮榔頭、電烙鐵等。專(zhuān)用工具有鏨子、鋼沖條、清槽刀、繞線(xiàn)機(jī)、萬(wàn)能模板、劃線(xiàn)板、壓腳、美工刀、理發(fā)剪、墊打板等，現(xiàn)將幾種工具的用法做簡(jiǎn)單的介紹：
1、鏨子：在拆除電動(dòng)機(jī)繞組時(shí)，用來(lái)鏨除端面繞組。常用規(guī)格：刀口寬10～15mm，長(zhǎng)度：150～200mm，鏨身厚度：8～10mm。
2、鋼沖條：將剔除端面后的繞組沖出定子鐵芯的工具。鋼沖條的斷面應(yīng)略小于鐵芯線(xiàn)槽，不同大小電機(jī)選用不同規(guī)格的鋼沖條，長(zhǎng)度約250～350mm。
3、清槽刀：用1.5～2mm厚的帶鋸皮磨制，寬約15～20mm，前端有刃口帶鉤狀。用來(lái)清除定子槽內(nèi)殘余的絕緣物質(zhì)或雜物（如圖1所示）。
4.萬(wàn)能模板、繞線(xiàn)機(jī)：萬(wàn)能模板有鏈?zhǔn)胶屯氖絻煞N規(guī)格，這種模板可根據(jù)線(xiàn)圈大小調(diào)節(jié)模板的周長(zhǎng)。模板由塑料制成。市面上有售。用時(shí)將模板固定在繞線(xiàn)機(jī)上，并根據(jù)需要繞制各種電機(jī)線(xiàn)圈。
5.劃線(xiàn)板：劃線(xiàn)板又叫理線(xiàn)板。嵌線(xiàn)時(shí)用來(lái)將導(dǎo)線(xiàn)劃入線(xiàn)槽內(nèi)。也可以把已入線(xiàn)槽的導(dǎo)線(xiàn)劃直理順。劃線(xiàn)板用楠竹或?qū)訅喊宓炔牧夏ブ?。寬約12～20mm。長(zhǎng)約150～200mm。
前端略尖，一邊偏薄，表面磨光（如圖2所示）。
6.壓腳：是用來(lái)將嵌入線(xiàn)槽內(nèi)的導(dǎo)線(xiàn)壓緊的專(zhuān)用工具，成品壓腳用不銹鋼制成。
一套有大小幾種規(guī)格。在使用時(shí)根據(jù)線(xiàn)槽規(guī)格選擇合適的壓腳（如圖3所示）。
7.美工刀、理發(fā)剪：美工刀用于裁制絕緣用的線(xiàn)槽板，或削制槽楔。因刀片鋒利又便于更換。使用時(shí)優(yōu)于電工刀。理發(fā)剪用于下完線(xiàn)后剪除留在鐵芯外的絕緣槽紙及修剪整形后多余的相間絕緣紙。
8.墊打板：墊打板是在繞組嵌完線(xiàn)后。用來(lái)進(jìn)行端部整形的工具，用硬木或厚楠竹板制成，規(guī)格為寬30～50mm。長(zhǎng)約200mm。厚約8～15mm（如圖4所示）。
三、拆除舊繞組與繞制新繞組
把已拆除端蓋和轉(zhuǎn)子的電機(jī)，繞組接線(xiàn)部分朝上豎起來(lái)。如系特殊規(guī)格或缺失銘牌。則要先記錄下電機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)。如節(jié)距、支路數(shù)、下線(xiàn)形式、端部伸出長(zhǎng)度、線(xiàn)徑、匝數(shù)、單根繞制或多根并繞。對(duì)于初學(xué)者。記錄這些原始數(shù)據(jù)，對(duì)熟悉電機(jī)繞組嵌線(xiàn)和接線(xiàn)方法。都是有幫助的。
用鏨子貼近鐵芯將鐵芯外的繞組齊根剔除，一般只剔除一個(gè)端面繞組。注意在剔除的過(guò)程中，不要損傷定子鐵芯。對(duì)于鐵芯長(zhǎng)度比較短的電動(dòng)機(jī)，可以用冷拆法拆除繞組。將未鏨繞組下部機(jī)座墊起來(lái)?；蛟谙虏繖C(jī)座螺絲孔里裝幾根長(zhǎng)螺絲。用小于線(xiàn)槽的鋼沖條，將槽內(nèi)繞組逐槽沖出。一般沖到鐵芯高度2/3以上就可以了。沖完所有繞組后把電動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，用撬棍和手鉗，將沖出的繞組逐個(gè)拔出，然后用清槽刀清理殘留在線(xiàn)槽內(nèi)的雜物。遇到定子鐵芯比較長(zhǎng)或較大的電動(dòng)機(jī)。用冷沖法很難將繞組沖出。這時(shí)需用加熱的方法軟化絕緣漆。使繞組便于拆除。較小型電動(dòng)機(jī)可以放入烘箱，或在煤爐上放置鐵板隔離進(jìn)行烘烤。待電動(dòng)機(jī)溫度升至160～180℃時(shí)，取下電動(dòng)機(jī)按冷拆法趁熱拆除所有繞組。中型以上的電動(dòng)機(jī)。可在電動(dòng)機(jī)膛內(nèi)放置電熱管式電爐。蓋上端蓋進(jìn)行加熱。待外殼溫度升至140℃以上時(shí)。參照上述方法拆除繞組。
從拆除的繞組中，選擇不同跨距的線(xiàn)圈為樣板，在最內(nèi)層抽出一根周長(zhǎng)最小的漆包線(xiàn)，也包括同一個(gè)線(xiàn)圈被鏨除的部分，作為確定繞線(xiàn)模板周長(zhǎng)的依據(jù)。也可將這兩段線(xiàn)測(cè)量其長(zhǎng)度，并按測(cè)量結(jié)果為周長(zhǎng)。用漆包線(xiàn)做一個(gè)圈，按原來(lái)的跨距放在鐵芯線(xiàn)槽內(nèi)，檢驗(yàn)兩個(gè)端頭長(zhǎng)度是否合適，稍作修正后按照這個(gè)周長(zhǎng)確定線(xiàn)模的大小。
一般的電動(dòng)機(jī)每槽匝數(shù)和線(xiàn)徑都能從書(shū)中查到，如手頭沒(méi)有資料或查不到，可以從拆除的繞組中，找一個(gè)完整的線(xiàn)圈，數(shù)一下匝數(shù)。取一個(gè)接線(xiàn)頭，用明火燒去漆包線(xiàn)的絕緣層，用干分尺測(cè)量線(xiàn)徑。參照線(xiàn)徑和匝數(shù)繞制線(xiàn)圈。
在繞線(xiàn)機(jī)上繞制線(xiàn)圈時(shí)。要保持漆包線(xiàn)平直，不得交叉亂繞。繞制導(dǎo)線(xiàn)大于φ0.5mm時(shí)，要在線(xiàn)盤(pán)中穿軸，轉(zhuǎn)動(dòng)放線(xiàn)，使漆包線(xiàn)消除纏繞力。繞完后用線(xiàn)繩綁扎線(xiàn)圈兩個(gè)連接邊。線(xiàn)圈繞制得是否平順，是嵌線(xiàn)是否順暢的關(guān)鍵。
四、嵌線(xiàn)準(zhǔn)備工序
嵌線(xiàn)前必須在線(xiàn)槽中放置絕緣紙。使繞組與鐵芯之間絕緣。目前常用DMD、DMDM聚脂薄膜、聚脂纖維復(fù)合紙，這種材料不但絕緣性能好，而且韌性極好，不易撕破。紙的厚度有多種規(guī)格，可根據(jù)電機(jī)大小選用，大功率的電動(dòng)機(jī)選用榍應(yīng)厚一些的，線(xiàn)槽中一般只需放置一層紙即可。
線(xiàn)槽絕緣紙裁制：長(zhǎng)度比定子鐵芯長(zhǎng)約12～20mm（具體長(zhǎng)度由電機(jī)大小而定），決定槽紙寬度的方法為：把試裁的槽絕緣紙放入線(xiàn)槽，讓紙緊貼線(xiàn)槽壁，絕緣紙伸出槽口，兩邊的寬度均為10mm。裁制絕緣紙前，用上述方法做一個(gè)樣板，然后測(cè)量樣板的長(zhǎng)度與寬度，并按照測(cè)量結(jié)果用直尺和美工刀，按照線(xiàn)槽個(gè)數(shù)裁制線(xiàn)槽絕緣紙。
裁好線(xiàn)槽紙，制作好槽楔用的竹材等準(zhǔn)備后，把電動(dòng)機(jī)定子放到工作臺(tái)上，在工作燈下仔細(xì)檢查線(xiàn)槽兩端，看槽內(nèi)是否存有異物，槽口有無(wú)變形或有毛刺。如發(fā)現(xiàn)上述同題，可用清槽刀或鋼鋸條清除異物，用改錐或壓腳對(duì)槽口整形，用銼刀修去毛刺。這個(gè)工作很重要，切不可疏忽大意。維修中經(jīng)常出現(xiàn)嵌線(xiàn)中途某個(gè)線(xiàn)槽最后幾根線(xiàn)下不進(jìn)去了，或下完線(xiàn)后發(fā)現(xiàn)繞組某個(gè)地方有接殼，這些問(wèn)題都是由于前期檢查處理不到位引起的。
五、嵌線(xiàn)工藝單層繞組嵌線(xiàn)：把裁好的絕緣紙兩邊多出槽口的部分，用手折一下放入線(xiàn)槽內(nèi)，使折過(guò)的部分分開(kāi)露出槽口。把要嵌入線(xiàn)槽的線(xiàn)圈，順著有效邊拉長(zhǎng)一點(diǎn)（避免在放置入槽時(shí)，線(xiàn)圈的另一端碰到鐵芯，擦傷線(xiàn)圈漆膜），然后將線(xiàn)圈入槽部分捏扁塞入槽口。來(lái)回下壓推拉直至進(jìn)入線(xiàn)槽。左手從定子另一側(cè)穿膛拉住線(xiàn)把，適度下壓順勢(shì)前拉，即可將整個(gè)線(xiàn)把拉入線(xiàn)槽。調(diào)整好線(xiàn)圈兩端伸出的距離。用劃線(xiàn)板順槽口對(duì)線(xiàn)圈稍做梳理，讓所有導(dǎo)線(xiàn)都進(jìn)入槽口內(nèi)。然后用理發(fā)剪顧著線(xiàn)槽口，貼近鐵芯把槽紙剪一個(gè)口，讓剪刀平貼著鐵芯順著切口前推，一條多余的槽紙即被剪去。用劃線(xiàn)板將剪過(guò)槽紙部位劃入槽口。蓋住導(dǎo)線(xiàn)并用壓腳壓實(shí)，然后用同樣的方法剪掉另一邊槽紙，用壓腳壓實(shí)后，參照槽口空出的間隙形狀，用美工刀削好竹楔，推入槽口壓住被絕緣紙包住的導(dǎo)線(xiàn)。槽楔的長(zhǎng)度應(yīng)超出鐵芯兩端。但比線(xiàn)槽絕緣紙兩端各短2～3cm?！ ‖F(xiàn)以單層繞組24槽2極電動(dòng)機(jī)為例，講述嵌線(xiàn)全過(guò)程。
先取下第一個(gè)同心式繞組兩槽。然后空兩槽取下第二個(gè)繞組兩槽。注意這兩組線(xiàn)圈都只取下一個(gè)有效邊。取完后把這兩組未入槽的4個(gè)有效邊，用絕緣紙包好懸置。然后空兩槽下第三組，這時(shí)繞組的兩個(gè)有效邊都要下入線(xiàn)槽。照此方法下好第四、第五個(gè)繞組。取下第六個(gè)繞組時(shí)，需將第一、第二繞組懸置部分朝相反方向翻轉(zhuǎn)，顯露出第六個(gè)繞組的線(xiàn)槽，將第六個(gè)繞組取完，最后依次取好第一、第二繞組的懸置的有效邊（見(jiàn)圖2）。
取下同線(xiàn)圈的另一側(cè)有效邊時(shí)，不能完全套用先入槽有效邊的下法。因?yàn)橄热氩鄣囊贿呉驯还潭ɡ粍?dòng)了。下線(xiàn)時(shí)把導(dǎo)線(xiàn)按入槽順序由下至上分幾次送入槽口，用劃線(xiàn)板依次劃入線(xiàn)槽內(nèi)，注意劃入線(xiàn)槽內(nèi)的導(dǎo)線(xiàn)不要有折彎或交叉，避免造成占據(jù)槽空間過(guò)大，使后面的導(dǎo)線(xiàn)下不進(jìn)去。如遇到槽滿(mǎn)率過(guò)高的線(xiàn)槽，可在嵌入導(dǎo)線(xiàn)約2／3以上時(shí)，先在線(xiàn)槽內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)上墊上竹片，然后用壓腳在竹片上壓實(shí)導(dǎo)線(xiàn)，擠出空間以便嵌完剩余導(dǎo)線(xiàn)。切忌用壓腳直接擠壓導(dǎo)線(xiàn)，這樣會(huì)損傷漆包線(xiàn)絕緣，留下安全隱患。
嵌雙層繞組時(shí)，各繞組不空槽依次嵌入線(xiàn)槽內(nèi)。初始取下入線(xiàn)圈另一側(cè)有效邊懸置的個(gè)數(shù)，比線(xiàn)圈跨距少一槽。在嵌完下面一層時(shí)，在線(xiàn)槽內(nèi)墊上兩屢絕緣紙，可按略大于兩倍線(xiàn)槽寬度裁紙，長(zhǎng)度比線(xiàn)槽絕緣紙兩端各長(zhǎng)3～4mm。將裁好的紙順長(zhǎng)折一下塞入線(xiàn)槽，蓋住下層繞組，然后用一根合適的竹筷壓在紙上，把壓腳壓在竹筷上，用橡皮榔頭敲擊壓腳背，順槽均勻壓緊下層繞組。然后抽出竹筷嵌裝上部繞組。下完線(xiàn)后依照前面講過(guò)的封口辦法，包好漆包線(xiàn)裝上槽楔。整個(gè)嵌線(xiàn)過(guò)程也是依次下完各繞組，最后嵌入初始懸置的各有效邊。
不管是單層繞組還是雙層繞組，嵌線(xiàn)時(shí)都可以按自己的習(xí)慣，順時(shí)針或逆時(shí)針嵌入繞組，但是各繞組頭尾方向排列必須一致，線(xiàn)圈嵌入方向一旦被確定，就要沿這個(gè)方向，按同樣的方法取完所有繞組。中途不允許改變繞組嵌入的方向。
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