高压绕线电机转子绕组制造工艺

张飞飞，张东宇

(佳木斯电机股份有限公司，黑龙江佳木斯154002)

0 引言

近年来，随着市场需求的不断变化，大功率绕线电机的需求量越来越高。而高压绕线电机转子绕组制造加工难度大，结构复杂，极易造成绕线转子绝缘损伤及结构损坏。如何解决高压绕线转子电机转子制造难点，已成为制约高压绕线转子电机发展的关键所在。

1 转子绕组制造难点

1.1 转子绕组制造工序

高压绕线转子绕组制造工艺相比鼠笼电机转子工序复杂，高压绕线转子绕组工序如下

铜排下料-铜排弯型-绕组弯弧-绕组包绝缘绝缘-绕组下线-绕组二次弯型-试验-接中线、极间连线-试验-绕组VPI 真空压力浸漆-绕组接电缆。

1.2 转子绕组结构

高压绕线转子绕组结构十分复杂，绕组端部不仅需要手工弯形，而且同鼠笼电机转子相比，还多有中线环、固定环、引接线等结构，如图1 所示。

图1 高压绕线电机转子结构

1.3 转子可靠性高

由于转子在高速运行时受较大离心力作用，因此必需要保证转子的可靠性。其中包括:转子绕组绝缘的可靠性、转子线圈端部无纬带绑扎厚度的可靠性、转子中线结构、引接线结构的可靠性、转子电缆的保护等等。

2 转子绕组易出现的问题

2.1 转子线圈绝缘结构不合理

插入式铜条线圈绝缘结构分为两种:一种为采用云母箔和上胶布混合卷包，将云母箔贴在上胶布上，刷上相应的胶粘剂。但这种方法环境污染严重，并且卷包后的线圈不平整，尺寸易超差，给下线工序带来困难，同时电机成本高;另一种为聚酰亚胺薄膜带连续绕包，工艺成本高、效率低，绕包后的线圈也不平整，浸烘后绝缘整体性差。

2.2 端部弯形不好

由于转子端部完全是人工弯形，端部弯型尺寸不易控制。端部弯形质量不好将直接导致转子线圈端部小头的焊接质量，容易出现虚焊、焊接不牢、焊后直流电阻不平衡等问题。端部弯形不好还将影响端部无纬带的绑扎厚度。

2.3 中线环、引接线固定结构不合理

高压绕线电机转子中线环、引接线等部位一直是故障多发点，其主要原因为固定结构不合理或者固定效果不好，当电机高速旋转时，电机转子各部件受离心力作用，沿圆周方向发生相对挤压、运动，最容易导致结构损坏甚至破压。

2.4 浸漆质量差

转子由于采用沉浸工艺，挂漆量少，线圈内空隙不能保证完全填满，浸漆效果差。严重影响绕线转子的电气性能和机械性能。

3 解决措施

3.1 合理的绝缘结构

根据转子额定电压的不同，我们把转子主绝缘结构大体分为卷包绝缘和绕包绝缘。3.1.1 卷包绝缘

500V 及1000V 绕线型铜条线圈转子绝缘采用三合一云母箔卷包，即减薄转子线圈绝缘厚度，提高转子线圈的卷包质量，又有利于转子下线的工艺性，还能增加转子绕组整体浸透性。云母箔在线圈直线和端部搭接处采用了向内倒大角的方式，使端部绝缘与直线绝缘成锥形搭接，提高了卷包质量。云母箔倒角尺寸见图2 和表1。

图2 云母箔倒角

表1 云母箔倒角尺寸

3.1.2 绕包绝缘

1500V、2000V、2500V 级绕线型F 级铜条转子线圈绝缘采聚酰亚胺补强的云母带5464-1D 和5462-1S 绕包，保证了转子线圈的电气性能，增加转子整体浸透性。

3.2 改进下线方式

3.2.1 下线前处理下线前对线圈进行冷压处理，既能增大下线间隙，又能平直线圈，减少下线难度。

3.2.2 下线方式

采用螺旋式下线方式，对乙类接法的转子，上下层线圈分别从转子两端插入，线圈分别由整距、短距、跳层线组成。对甲类接法的转子，上下层线圈都从非出线端插入。线圈只有一种时，上下层线圈都在出线端手工弯型，因为甲类接法中线和出线在一端，所以根据N(转子槽数为N)+6 的线圈分布确定线圈弯型位置如图3，如果还是按N进行排布弯型，会导致出线处两支线圈过于紧密，出线困难。下层线圈下完线垫完层间绝缘后，再扎2 层无纬带，即增加了绕组的牢固性，也可以增加挂漆量，提高电气强度。

图3 96 槽8 极甲类接法线圈端部弯型图

3.3 控制弯形质量

3.3.1 弯型

下线后，将需要弯型端用无碱玻璃丝带半叠包一层，以免弯型时破坏主绝缘。弯型时使用弯型固定工具夹住线圈槽口部位，注意按图纸要求预留出槽口位置，用弯型工具进行弯型，要一次弯到相应节距位置。

3.3.2 打弧

由原来的压弧改为打弧，打弧时要将与线圈具有相同截面积的铜排插入要打弧的槽中，防止线圈上翘。一人用工具固定槽口，另外一人用打弧工具固定线圈斜边，以防线圈倾斜，然后将线圈打出弧形。

3.3.3 弯小头

先将7 ～8 支线圈稍弯一定角度，留出空隙，然后在相应的节距位置处开始弯小头，弯小头时逐槽与下层对节距作标记，按标记弯小头。小头弯完后，在靠近铁心处用夹具夹紧接线端端部，将端部R 处向下敲打，然后在R 处再夹一夹具。进行整形，使其端部间隙均匀。

3.4 控制端部尺寸

设计绕线转子线圈打弧工装时，打弧工装的半径不能直接采用线圈的实际弧形的平面投影尺寸，要通过计算转换成实际弧的半径尺寸(一般相差30 ～70mm)，按照实际弧弯型后线圈端部形状更加接近理论形状，这样既保证了下道工序下线的工艺性也能保证端部形状。

3.5 中线环、引接线的固定

为避免转子高速旋转时离心力将中线环甩开，在转子中线环正下方与轴上幅板配焊一固定环环，固定环包绝缘后，将圆环与中线环径向间隙用毛毡均匀塞紧，然后用涤纶玻璃丝绳将中线环和圆环绑扎牢固，具体见图4。

图4 中线环的固定

对于引接线的固定，采取在轴上安装一个固定环以及线夹，通过线夹和固定环对转子引接线起到固定作用，固定示意图如图5 所示。

图5 引接线的固定

3.6 浸漆

由普通沉浸改为真空压力VPI 浸漆。不但可以把绕组中的水分和挥发物驱除出来，而且可造成一个负压力，把漆液吸入绝缘层中，有利于渗透，填满槽和转子线圈间的间隙。提高了转子的电气性能。

4 结语

通过对绕线转子绕组绝缘结构和下线方式的改进，对端部尺寸及弯形尺寸的控制，对中线环、引接线的固定，以及进行VPI 真空压力浸漆，有效的解决了绕线转子绕组尺寸超差、弯形形状难以控制、中线、引接线不易固定、绝缘可靠性低等诸多问题。降低了生产难度，提高了工作效率，并有效节约了电机成本。

高压绕线电机转子结构同普通异步电机转子相比，下线难度大、结构复杂、绝缘可靠性要求高，因此有很多方面需要技术人员进一步去优化。

［1］ 许保彬.大中型高压绕线转子三相异步电动机转子处理.电机与控制应用，2008.35(7).

［2］ 王振芳，姜茂华. 绕线转子高压电机启动过电流故障分析.四川水泥，2012.05.

［3］ 姜振平，李贵海. 三相异步电动机绕组损坏的原因分析及故障排除［J］.应用能源技术，2000.01:38-39.