電機生產(chǎn)幾個經(jīng)驗做法及分析

摘 要：介紹幾個電機生產(chǎn)的經(jīng)驗做法及及技術(shù)實踐。主要是對于汽車發(fā)電機定子翻新給出幾個替代原則、計算方法，經(jīng)驗做法，并結(jié)合理論與實踐進行闡述分析。同時針對永磁式步進電機，介紹了兩組改進型實踐，一個是永磁體參數(shù)改進對電機力矩的作用，另一個是繞組電感改進對電機力矩的影響。

關(guān)鍵詞：定子繞組故障 嵌線 永磁體 電感 力矩

中圖分類號：TM3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0079-02

生產(chǎn)工作過程中，我們見過很多種電機，看上去似乎都很簡單，主要就是幾個部件：定子、轉(zhuǎn)子、前、后蓋。但實際上電機是一種原理比較復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品，要想真正設(shè)計出一個自主產(chǎn)權(quán)的電機產(chǎn)品，需要具備多領(lǐng)域的理論和實踐知識。筆者多年的工作中經(jīng)歷了一些生產(chǎn)技術(shù)實踐和改進性探索，也積累了一些可能對現(xiàn)在正在從事這類行業(yè)的人員有所啟示的經(jīng)驗做法，提出來和大家一起探討。

1 汽車發(fā)電機定子

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車發(fā)電機也越來越為人所熟悉。汽車發(fā)電機是在汽車發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，向所有汽車內(nèi)部用電設(shè)備供電，同時向蓄電池充電的一種電機。由于汽車的保有量逐年增加，維修保養(yǎng)二級市場的需求增大，同時歐美國家對汽車整機配件的回收政策要求等原因，現(xiàn)在汽車電機的翻新和維修已經(jīng)形成一個產(chǎn)業(yè)。汽車發(fā)電機的使用壽命和很多因素有關(guān)，但是電機繞組是一個最主要的因素。發(fā)電機里面有兩個主要的部件涉及繞組：定子和轉(zhuǎn)子。筆者在翻新企業(yè)里工作過多年，發(fā)現(xiàn)定子出現(xiàn)不良或故障的頻率比較高，這是其結(jié)構(gòu)造成的。下面重點介紹嵌線作業(yè)經(jīng)驗做法。

重新翻新嵌線時，經(jīng)常會遇到一個問題，很多電機定子的聯(lián)接形式多樣，而我們又無法得到原型繞組的結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)。因此筆者總結(jié)了一些經(jīng)驗公式和經(jīng)驗做法。具體做法如下。如果定子繞組需要重新嵌線，那么我們就需要重新選擇導(dǎo)線。導(dǎo)線的代用原則是：第一，材質(zhì)相同；第二，保持電流密度和每匝電壓基本不變。這樣的話，就可以保證定子性能基本不變。在這個原則的基礎(chǔ)上，筆者針對幾種典型的情況提供一些簡單的經(jīng)驗公式來做替代計算。

定子繞組的嵌線方式有很多種，不止星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接，但是在翻新時這兩種形式最為常見。也比較容易進行替代計算。即使原裝定子繞組不是這兩種聯(lián)接，翻新時也可以改為這兩種聯(lián)接方式，只是翻新后其輸出電流須符合標(biāo)準(zhǔn)值要求。需要注意的是，翻新前后的定子繞組的高度應(yīng)盡量保持一致。

2 永磁式步進電機幾點改進

2.1 永磁體參數(shù)改進對輸出扭矩的影響。

筆者在生產(chǎn)初期發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行器在測試過程中力矩的持久性達不到要求。正常情況下，我們要求執(zhí)行器在一定的力矩負載下作，須持續(xù)運轉(zhuǎn)30 min。但是當(dāng)時這個要求無法得到滿足。經(jīng)過對電機配件的仔細檢查，我們認(rèn)為問題主要在國產(chǎn)的永磁體定子上。我們都知道，永磁體有一個特性，磁性材料磁化強度會隨溫度升高而下降，在電機持續(xù)運轉(zhuǎn)過程中，電機內(nèi)部會因為導(dǎo)體熱損而溫度升高，從而使永磁定子喪失部分磁場強度。我們知道永磁鐵有2個重要的參數(shù)：剩磁Br和矯頑力Hc。用一個形象的比喻來解釋這兩個參數(shù)：把磁鐵比喻成海綿，海綿吸水吸飽和了，這個時候顯示的磁鐵磁力值就是剩磁Br；海綿里的水吸到最大，然后把水壓出來，壓到海綿里沒有水，這個使用的壓力就好比是矯頑力?？梢岳斫鉃榇帕姶笠话憔涂词４臖r，磁力持久就看矯頑力Hc，這是因為磁場強弱主要是剩磁決定的，而耐溫性主要由矯頑力Hc決定。所以，筆者決定要求永磁體供應(yīng)商提高其參數(shù)，以達到持續(xù)運轉(zhuǎn)的要求。但是一般Br和Hc這兩個值是成比例的變化的，不會單獨變化。所以，在綜合考慮之后，筆者把這兩個參數(shù)修改為（見表1）。

修改之后，執(zhí)行器在規(guī)定負載下連續(xù)運轉(zhuǎn)時間超過30 min，符合要求。這個修改之后，執(zhí)行器已連續(xù)生產(chǎn)2年了，每次測試都符合要求，說明筆者的改進是正確的。

2.2 轉(zhuǎn)子繞組的電感對力矩輸出的影響

我們知道電感量與繞組的匝數(shù)的平方是成正比的，所以匝數(shù)的變化會很明顯地影響電感。在鐵芯Φ不變的情況下，增加匝數(shù)可以提高電感量，但是同時也增加內(nèi)阻，會引起熱損增加。綜合考慮后，為了避免以后類似的故障發(fā)生，同時增加可靠性，筆者改變了轉(zhuǎn)子繞組的參數(shù)，把原要求的170匝，線徑Φ1.18改為172～174匝，線徑不變。經(jīng)過這一次改進之后，到現(xiàn)在一直未出現(xiàn)問題。

參考簡介

[1]潘成林.實用中小型電機手冊[M].上?？茖W(xué)技數(shù)出版社，2007，93～96.

[2]劉一平.新編電動機繞組修理[M].上?？萍汲霭嫔?，1995.

[3]西安公路學(xué)院.汽車拖拉機電氣與電子設(shè)備[M]，1987，70～72.