高压绕组电机转子绕组制造工艺

高压绕组电机转子绕组制造工艺

曾伟

贵州盘江矿山机械有限公司贵州盘州市553536

摘要：随着社会的发展，我国的电力工程的发展也有了很大的进步。当前，大功率的高压绕组电机的市场需求量日益增多。高压绕组电机相应的转子绕组具有较大的加工制造难度，且其结构具有较强的复杂性，极易损坏绕线转子的结构，并造成绝缘损伤。推动高压绕组电机进一步实现发展，关键在于对转子绕组存在的制造难点进行有效解决。

关键词：高压绕组电机；转子绕组；制造工艺

引言

高压绕组电机转子绕组存在诸多制造难点和注意事项，需采取有效措施加以解决，促进产品生产效率实现大幅度提高，并有效保障产品生产制造质量和性能。本文简述了高压绕组电机的工作原理，浅析了高压绕组电机转子绕组的制造7工序，探究了高压绕组电机转子绕组制造中的注意事项与解决措施，以期为高压绕组电机转子绕组制造提供借鉴。

1高压绕组电机的工作原理

将高压电源通入电机内部存在的定子绕组后，定子腔内即形成相应的旋转磁场。转子导体附带有感应电流，在定子磁场中，产生相应的电磁转矩，带动转子转动。通常将转子制作为绕线式结构，促进动力矩增大，并对起动电流进行降低。启动电机后，对转子相应的三相引出线进行短接，推动电机实现全速运转。

2高压绕组电机转子绕组的制造工序

相对于鼠笼电机转子，高压绕组电机转子绕组具有较为复杂的工序，其具体工序如下所示：对铜排进行下料→对铜排实施弯型→绕组弯弧→对绕组包裹绝缘→对绕组进行下线→对绕组实施二次弯型→试验→接中线，并做好极间连线→试验→绕组VPI真空压力浸漆→对绕组连接电缆。

3高压绕组电机转子绕组制造中注意事项与解决措施

3.1注意事项

3.1.1转子线圈缺乏合理的绝缘结构

插入式铜条线圈通常具有两类绝缘结构，一类对云母箔以及上胶布进行采用实施混合卷包，在上胶布上粘贴云母箔，并对胶粘剂进行涂刷。该方法极易对环境造成严重污染，且卷包完成后，其线圈缺乏良好的平整度，且实际尺寸极易出现超差，增加下线工序的难度和工艺实际成本[2]。另一类是采用聚酰亚胺薄膜实施连续绕包。该方法耗费的工艺成本较多，且效率相对较低，绕包完成后，其线圈缺乏良好的平整性，且浸烘完成后，整体上缺乏良好的绝缘性。

3.1.2缺乏良好的端部弯形

转子端部全部采用人工弯形，对端部相应的弯型尺寸进行控制存在较大难度。端部缺乏良好的弯形质量，将对转子线圈存在的端部小头相应的焊接质量造成不良影响，极易引发虚焊，并影响焊接牢固性，焊接完成后，其直流电阻缺乏良好的平衡性。另外，端部弯形质量较差，将对其无纬带相应的绑扎实际厚度造成不良影响。

3.1.3中线环以及引接线缺乏合理的固定结构

在高压绕组电机相应的转子中，中线环以及引接线等属于故障多发的部位。究其原因，缺乏合理的固定结构，或者缺乏良好的固定效果。当电机保持高速旋转时，在离心力影响下，转子各部件沿圆周方向实施相对运动或者挤压，极易损坏结构，或者导致破压。

3.2解决措施

3.2.1采用合理的绝缘结构

将转子具体的额定电压作为依据，合理选用绝缘结构：①卷包绝缘。对于500V以及1000V额定电压的绕线型铜条线圈转子，对三合一的云母箔卷包进行采用，即将转子线圈的实际绝缘厚度减薄，提高其实际卷包质量，促进转子下线增强其工艺性，从整体增加转子绕组自身的浸透性。在线圈直线以及端部二者搭接的部位，云母箔采用的具体搭接方式为向内倒大角，端部与直线二者的绝缘形成的搭接为锥形，实现了对卷包质量的有效提高。②绕包绝缘。额定电压为2500V、2000V以及1500V的绕线型F级铜条转子线圈绝缘对聚酰亚胺补强云母带相应的5464-1D绕包和5462-1S绕包进行选用，不仅增强其电气性能，还能从整体上增强其浸透性。

3.2.2改进下线方式

①实施下线前，对转子线圈实施适当的冷压处理，促进下线间隙增大，并有效平直线圈，将下线难度有效较少。②通过螺旋式方式进行下线，采用乙类接法的相应转子，从转子两端将上层线圈以及下层线圈插入，线圈的组成部分分别包括跳层线、短距以及整距等。采用甲类接法的相应转子，从非出线端将上层线圈以及下层线圈插入。仅有一种线圈时，上层线圈以及下层线圈均在出线端进行手工弯型。在甲类接法中，其线与出线二者处于一端，将N+6的线圈分布作为依据，对线圈弯型的具体位置进行确定。下层线圈完成下线，并将层间绝缘良好垫完后，再对2层无纬带进行绑扎，促进绕组增强其牢固性以及电气强度。

3.2.3控制弯形质量

①弯型。下线完成后，通过无碱玻璃丝带对需要实施弯型的一端半叠包一层，避免对主绝缘造成破坏。在弯型过程中，通过弯型固定相关工具将线圈槽口相应部位夹住，遵循图纸要求，对槽口位置进行准确预留，实施弯型，实现对相应节距具体位置的弯型。②打弧。打弧过程中，将与线圈截面积相同的铜排插入相应槽中，避免线圈发生上翘。一人通过工具对槽口进行固定，一人借助打弧工具对线圈斜边进行固定，避免线圈发生倾斜，将弧形打出。③弯小头。对7到8支线圈进行一定角度的稍微弯曲，将空隙留出，在节距位置实施弯小头处理。在弯小头过程中，逐槽与下层相应的对节距进行标记，遵循标记实施弯小头处理。完成弯小头后，在与铁心相靠近的部位借助夹具将接线端相应端部夹紧，对端部R处实施向下方向的敲打，再将一夹具夹在R处。实施整形处理，确保端部具有均匀间隙。④对端部尺寸进行有效控制。对转子线圈相应的打弧工装进行设计时，要通过计算将打弧工装的实际半径转换为实际弧相应的半径尺寸。⑤对中线环以及引接线进行固定。在转子处于高速旋转的状态下，为避免离心力甩开中线环，将固定环配焊在转子中线环相应的正下方部位以及轴上幅板部位。完成对环包绝缘的固定后，通过毛毡将圆环与中线环二者之间存在的径向间隙均匀塞紧，并借助涤纶玻璃丝绳牢固绑扎中线环以及圆环。将固定环安装在轴上，并借助线夹对引接线进行固定。

3.3仿真模型与计算

针对定子绕组端部电晕及电腐蚀问题的原因，特别是定子绕组端部斜边间隙局部电场强度集中引起的电晕和电腐蚀问题，在绕组结构尺寸不变的情况下预防端部电晕及电腐蚀的根本办法是降低绝缘表面或间隙的最大电场强度，优化绝缘与间隙之间的电压分布，使气隙承受的最大电场强度低于空气放电阈值。因此，在定子绕组端部结构基础上，开展绕组端部最外面的防晕保护层的优化仿真计算。假设定子绕组主绝缘和防晕保护层的相对介电常数均为4.0，高阻防晕层的相对介电常数为10.0，低介电常数涂层的相对介电常数可变，斜边间隙中空气的相对介电常数为1.0。

结语

综上所述，高压绕组电机转子绕组制造中注意事项主要包括转子线圈缺乏合理的绝缘结构、缺乏良好的端部弯形以及中线环以及引接线缺乏合理的固定结构。对此，要通过采用合理的绝缘结构、改进下线方式以及控制弯形质量等措施对之进行有效解决，有效保障高压绕组电机转子绕组的制造质量。

参考文献：

[1]张飞飞，张东宇.高压绕线电机转子绕组制造工艺[J].防爆电机，2015（4）：48-50.

[2]董毓芳，谭德明.高压绕线转子三相异步电动机的研制[J].防爆电机，2017，52（4）：10-12.

[3]张东宇，谭德明，张胜男.高压绕线转子三相异步电动机设计[J].防爆电机，2016，51（6）：11-13.

[4]潘延明，孙永鑫，陈阳，等.大型电机定子线棒及绕组的防晕技术研究进展［J］.绝缘材料，2017，50（7）：1－5.

[5]徐俊红.水轮发电机定子线圈腐蚀原因分析［J］.大电机技术，2010（4）：20－21.