电机工艺课设

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课程设计报告

课程名称：电机与电器制造工艺

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指导教师：

完成日期：

目录

Shanghai Dianji University ....... 错误！未定义书签。第1章课程设计的目的及基本要求 (5)

1.1课程设计目的 (5)

1.2课程设计的任务汇总和要求 (5)

第2章Y100L2-4定子绕组型式的选择 (6)

2.1单层绕组的特点和型式 (6)

2.2 Y100L2-4定子绕组型式 (7)

2.3 三相单层交叉式绕组展开图画法 (8)

第3章Y100L2-4定子绕线模的设计 (12)

3. 1需求分析 (12)

3. 2概要设计 (12)

3. 3详细设计 (12)

第4章Y100L2-4定子绕线工艺 (12)

4. 1需求分析 (12)

4. 2概要设计 (12)

4. 3详细设计 (12)

第5章Y100L2-4定子嵌线工艺 (13)

5.1嵌线前的准备工作 (13)

5.2嵌线原则 (13)

5.3具体嵌线工艺 (13)

5.4质量检查 (15)

第6章工艺文件及图纸 (15)

6. 1定子线圈绕线工艺守则 (15)

6. 2定子散嵌绕组嵌线工艺手则 (18)

第7章小结 (22)

参考文献 (23)

第1章课程设计的目的及基本要求

1.1课程设计目的

通过本课程学习，学生能掌握电机与电器制造的相关专业知识；学会根据零件图纸来编制电机与电器加工工艺、操纵机床及相关装备进行简单的加工、能够独立将电机与电器的零件进行装配和检验；培养学生勇于创新、敢于实践的精神；提高学生的就业、创业的能力。

课程设计是在学生在理论上电机定转子绕组的制造工艺、电器线圈制造工艺。

1.2课程设计的任务汇总和要求

最终提交实训成果来证明其独立完成各种实际任务的能力。从而反映出理解和运用本课程知识的水平和能力。具体如下：

1.根据选题制定工艺方案并分析；

2.相关主要工艺装备及模具设计。

3.相关工艺文件的制定。

4.书写课程设计报告和画相关图纸。

实训报告内容包括以下几个方面：

确定工艺方案

编写工艺文件

绘制工艺图纸

实训小结

第2章Y100L2-4定子绕组型式的选择

2.1单层绕组的特点和型式

单层绕组就是在每个定子槽内只嵌置一个线圈有效边的绕组，因而它的线圈总数只有电机总槽数的一半。单层绕组的优点是绕组线圈数少工艺比较简单；没有层间绝缘故槽的利用率提高；单层结构不会发生相间击穿故障等。缺点则是绕组产生的电磁波形不够理想，电机的铁损和噪音都较大且起动性能也稍差，故单层绕组一般只用于小容量异步电动机中。

在小型三相异步电动机的定子中，单层绕组应用非常广，与双层绕组相比，有如下特点：

（1）因为每槽内只嵌放1个线圈边，所以电动机的线圈总数等于铁心槽数的一半，节省绕线和嵌线工时。

（2）因为槽内只有1个线圈边，所以不需要层间绝缘，在槽内不存在相间击穿问题，且槽面积的利用率较高。

（3）绕组线圈的端部较厚，相互交叠，整形困难。

（4）单层绕组虽然也可采用短距线圈，但是从电磁性能看，绝大多数绕组仍属整距绕组，故电气性能较差。

单层绕组的最初形式为叠绕式，经过改进有同心式、链式、交叉式及同心交叉式等形式，以适用不同的电动机。

2.2 Y100L2-4定子绕组型式

1.单层叠绕组是由基本绕组发展而形成的。基本绕组的每极每相槽数为q=1（集中绕组），而叠绕组的每极每相槽数q>1（可以是2、3、4、?）。基本绕组每相在1对磁极下只放1个线圈元件，而单叠绕组每相在1对磁极下则放1个线圈组，这个线圈组是由q 个线圈依次串联绕制而成的，通常称之为极相组。每相的若干个极相组之间仍是“首-尾”依次串联。

2.单层同心式绕组是对单层叠绕组的改进形式，主要优点是：嵌放线圈容易，特别适用于定子内腔较小、节距较大的2极小型电动机中；主要结构特点是：极相组是由节距不等、大小不同而中心线重合的线圈组成，故命名同心式。

单层链式绕组是对q=2的单叠绕组的另一种改进形式。主要结构特点是：所有线圈的形状、大小完全相同，三相线圈的排列如链互扣，故称为链式绕组。但是，线圈的节距y必须是奇数，否则无法构成。

3.单层交叉式绕组是对q=3的单叠绕组的改进形式。主要优点是端部用铜量减少。主要结构特点是：每相绕组由线圈数不等、节距不同的2种线圈组交叉排列构成。

4.单层同心交叉式绕组是将交叉式绕组中2个相同线圈为1组的极相组改为同心式线圈绕制。它同时具备了同心式绕组和交叉式绕组的优点。

5.单层短距链式绕组即属于短距类型的绕组，嵌放既简单，电气性能又得到好改善。这种绕组在一些油泵电动机中获得了应用。

根据Y100L2-4三相异步电动机的定子数据可知：极数4、功率3kw、外径155mm、内径98mm、长度135mm、槽数36、每槽线数31、宽度D1=65mm、D2=70mm、长度L=144mm、线模匝长C1=492mm、C2=508mm。

每极相槽数:q=Q/2p*m

式中：Q---定子槽数36；p---极对数2；m---相数。

q=33

2236=?? 单层同心绕组和同心交叉式绕组的优点为绕组的绕线、嵌线较为简单，缺点则为线圈端部过长耗用导线过多。现除偶有用在小容量2极、4极电动机中以外，目前已很少采用这种绕组形式。

因此根据计算出的q=3，选用单层交叉式绕组

2.3 三相单层交叉式绕组展开图画法

电机型号:Y100L2-4,绕组形式:单层交叉式,

定子槽数Q=36槽,极数2P=4极,相数m=3相,

节距y=1-9,2-10(大线圈),1-8(小线圈)。试画出绕组展开图。

图1 36槽4极单层交叉式绕组分极分相图

具体步骤如下:

1．画出定子槽数并分极分相见图1。

极距τ为：94

362===P Q τ 线圈节距y1为：91=y

每极每相槽数q 为：33

4362=?==

Pm Q q 2．根据节距y=1-9,2-10和1-8及各绕组 在磁极下均匀分布的原则,画出A 相绕组图见图2。

图236槽4极单层交叉式绕组A相绕组图3．根据右手螺旋定则及相邻边电流方向相同的原则以及绕组头接头,尾接尾的规律确定各线圈的电流方向,并将各线圈连接起来见图3

图336槽4极单层交叉式绕组A相线圈连接

图

4．根据各相绕组电源引出线应彼此相隔120°电角度的规律,画出B相和C相绕组。

①计算每槽所占电气角度

电气绕组所占总电气角度为:P×360°=2×360°=720°

每槽所占电气角度为:720°Z1=720°36=20°

②确定每相绕组引入、引出线槽数:

A相引入第1槽,引出第29槽;

B相引入第7槽,引出第35槽;

C相引入第13槽,引出第5槽。

③画出B相、C相绕组分别见图4(a)、(b)。

将图3、图4画在一起即为我们所需要的36槽,4极单层交叉式绕组展开图见图5。

(a)

(b)

图4 36槽4极单层交叉式绕组B、C相线圈连接图

图5 36槽4极单层交叉式绕组展开图

单层交叉式绕组的节距总为1-9,2-10(大线圈),1-8(小线圈);

②单层交叉式绕组每极每相下的线圈个数总为3个;

③单层交叉式绕组节距总为8槽(大线圈)和7槽(小线圈);

④单层交叉式绕组定子槽数和电动机的极数成正比,其规律为:定子槽数=电动机极数×9。所以同单链绕组的规律一样,不论电动机的极数如何,电动机的绕组展开图均可在4极的基础上增删。

⑤单层交叉式绕组一般用于功率为2·2至11kW左右的电动机上。

第3章Y100L2-4定子绕线模的设计3. 1需求分析

3. 2概要设计

3. 3详细设计

第4章Y100L2-4定子绕线工艺4. 1需求分析

4. 2概要设计

4. 3详细设计

第5章Y100L2-4定子嵌线工艺

5.1嵌线前的准备工作

嵌线前应将各项准备工作做好,以免耽搁嵌线时间。具体准备工作见工艺手则。

5.2嵌线原则

单层交叉式绕组的嵌线原则是(起先嵌小线圈)嵌一槽隔两槽再嵌两槽,嵌两槽隔一槽再嵌一槽;或(起先嵌大线圈)嵌两槽隔一槽再嵌一槽,嵌一槽隔两槽再嵌两槽。

5.3具体嵌线工艺

根据以上嵌线原则,起先任选小线圈(嵌一槽)或大线圈(嵌两槽)均可。我们选大线圈先嵌。首先认清楚电动机定子铁芯的出线端,并将定子铁芯出线端部摆在操作者左边前方,任选定子铁芯内一槽作为起槽,并定义为第9槽。滚动电动机定子铁芯,使第9槽处在定子铁芯的最下面,并与工作面垂直,以便于嵌线。垫好绝缘纸,将第1个大线圈中的一个线圈边嵌入第9槽,另一边应嵌入第1槽,但因应压着另外的绕组暂时搁在定子铁芯内(以下均同)。滚动电动机定子铁芯,使第10槽处在定子铁芯的最下面,垫好绝缘纸,将第1个大线圈中的第2个线圈的一边嵌入第10槽,另一边暂时搁在定子铁芯内。嵌第10槽时应注意绕组应与第9槽中绕组的绕流方向一致,也就是电流方向一致,否则,嵌出来的电动机绕组是错误的,电动机将发热。见图6。

第10槽嵌好经检查无误后,隔一槽,选小线圈,将小线圈的一边嵌入第12槽,另一边也暂时搁在定子铁芯内。此时应用棉纱带将第1个大线圈和第1个小线圈搁在定子铁芯内的线圈边捆扎好固定在定子铁芯内,便于后面的绕组嵌线。尔后隔两槽,将第2个大线圈中的一个线圈边嵌入第15槽中,另一边嵌入第7槽。此线圈正好压着第一个大线圈以及第一个小线圈的起始边第9槽和第10槽以及第12槽。第7槽嵌好后,将第2个大线圈的第2个线圈的一边嵌入第16槽,另一边嵌入第8槽。这个线圈将第9、10和12槽及第15槽压着。嵌第2个大线圈时同样要注意两个线圈的电流方向一致,见图6(以下均同)。嵌好第16槽,隔一槽,将第2个小线圈的一边嵌入第18槽,另一边嵌入第11槽。以后按照嵌一槽隔两槽再嵌两槽,嵌两槽隔一槽再嵌一槽的规律一直嵌下去。当嵌到第6个大线圈时,要将第1个大线圈及第1个小线圈搁在定子铁芯内的线圈边,反扳过来垫好绝缘纸,用棉纱带捆好,以便第6个大线圈和第6个小线圈嵌入第3槽和第4槽及第6槽。当第6个小线圈嵌完后,将第1个大线圈及第1个小线圈的另一边依次嵌入第1、2、5槽中。至此,该电动机绕组就算嵌好。我们仍然用数字表示整个电动机嵌线的步骤,用○内的数字表示电动机的槽数,则整个嵌线过程见表1。

在以上嵌线过程中,每嵌好一槽,需要对嵌好的绕组整形,以便后面的绕组嵌线,否

则后面的绕组难以嵌入应有的槽中。待全部绕组嵌好后,定子线的端部应用绝缘纸相与相之间隔离开,然后对整个绕组整形,以便安装电动机转子时转子能顺利放进去。连接好引出线,用棉纱带捆扎好绕组端部,即可进行浸漆处理。

5.4质量检查

检查所用材料的尺寸及规格，应符合图样及技术标准的规定。具体质量检查工作见工艺手则。

第6章工艺文件及图纸

6. 1定子线圈绕线工艺守则

定子线圈绕线工艺守则

1 适用范围

本守则适用于Y1系列三相异步电动机及其派生系列电动机的定子线圈的绕制。

2 材料

2.1 电磁线：漆包铜圆线。

2.2 聚氨脂玻璃纤维漆管2741 。

2.3 聚脂玻膜粘带6230 。

2.4 焊料：HLKSn40PbSbB 。

2.5焊剂。

3 设备及工具

3.1 附有计数器的绕线机并配置线盘用的搁线架和衬有毛毡的夹线板以及拉紧装置等设施。

3.2 绕线模

3.3 焊接工具：电流可调碰焊机。

3.4 绕线常用一般工具：克丝钳、剪刀、扳手、刮线夹头、钢皮尺。

3.5 检查工具和仪器：千分尺、匝数实验器。

3.6 工位器具。

4 工艺准备

4.1 准备线圈绕制所需的技术文件和材料以及绕线所需工具。

4.2 检查导线线径，并将导线盘装置在搁线架上。

4.3 检查线模尺寸，并将其装置在绕线机的主轴上。

4.4 试车运转：调整绕线机转速，校对计数器并调至零位。

4.5 将漆包铜圆线端头，穿过夹线板的衬垫，然后将拉紧装置调至合适的紧度（使漆包线拉直，且不致使漆包线拉细和破坏绝缘为宜）。

5 工艺过程

5.1 按规定的规格，根据一次连绕线圈的个数、组数及并绕根数，剪制好绝缘套管，依次套入导线。5.2 将导线始端按规定留出适当的长度，并弯折后嵌入线模特制的槽中使之固定。

5.3 开动绕线机，绕制第一只线圈，导线在槽中自

左向右排列整齐、紧密，不得有交叉。待计数器到规定匝数时，停机。

5.4 留出连接线，移出近处的一个绝缘套管，按规定留出连接线长度，并固定在线模特制的柱销上。5.5 绕其余线圈：按5.2~5.4条操作绕完其余线圈。

5.6 引入扎线：将扎线引入绕线模上特制的槽中并依次扎紧。

5.7 按规定长度留出末端引线，并剪断导线。

5.8 拆下绕线模，取出线圈，将线圈整齐的放在存放线圈的工位器具内。

6 质量检查

6.1 每批绕制好线圈的首件必须按有关技术文件检查合格后方可投入生产。

6.2 在正常生产中应检查下列项目：

6.2.1 用匝数实验器检查每只线圈的匝数应符合图样要求。

6.2.2 导线的接头数在每只线圈中不得超过四处，接

头必须在端部斜边处，其包扎应符合第7.1条

的规定。

6.2.3 工位器具内的线圈应排列整齐，不得损伤绝缘。

7 技术安全及注意事项

7.1 接线中发现导线长度不够或断线现象时，允许

焊接，但必须遵守下列规定

7.1.1 接头位置只许在线圈端部斜边处。

7.1.2 焊接应保证接触良好，有足够的机械强度，表面光洁。

7.1.3 接头处绝缘套管长度较导线绝缘重叠部分应不大于15mm。

7.2 绕线时应仔细观察导线，如有绝缘损伤处，应

按7.1.1~7.1.3规定执行，但每只线圈不得超过

一处，每相线圈不得超过两处。

7.3 绕好的线圈应整齐地放置在清洁的工位器具

内，其堆放高度不得超过0.5m，不允许有压

弯变形现象。

7.4 每调换一盘导线时需检查线规，合格后才可使

用。

7.5 绕线机应有可靠的接地和保护装置。

7.6 女工操作时，必须带安全帽。

6. 2定子散嵌绕组嵌线工艺手则

定子散嵌绕组嵌线工艺手则

1 适用范围

本守则适用于Y1系列三相异步电动机及其派

生系列电动机同类绕组形式的定子散嵌绕组嵌

线。

2 材料

2.1 定子线圈。

2.2 绝缘件：槽绝缘、相间绝缘、层间绝缘。

2.3 槽楔

3 设备与工具

3.1 工作台。

3.2 嵌线架。

3.3 绕线端部整形工具。

3.4 绕组端部尺寸检查样板。

3.5 嵌线常用一般工具：理线板、压线板、木锤、剪

刀、尖嘴钳等。

3.6 压缩空气设备。

4 工艺准备

4.1 准备嵌线所需的零、部件，并检查其规格是否

符合图样要求。

4.2 用压缩空气将定子铁心吹干净，槽内不应有可

观察到的毛刺及焊渣。

4.3 将槽绝缘放入定子铁心槽内，其伸出铁心两端

长度应相等。

4.4 检查定子线圈是否有裂纹、掉漆现象，并明确

节距、端部尺寸，然后整理好线圈。

5 操作工艺过程（见单、三相感应电动机嵌线作业

指导书）。

5.1 同心式绕组嵌线（见单、三相感应电动机嵌线

作业指导书）。

5.2 链式绕组嵌线（见单、三相感应电动机嵌线作业指导书）。

5.3 双层叠绕组嵌线（见单、三相感应电动机嵌线作业指导书）。

5.4 操作注意事项

5.4.1 槽绝缘、槽楔、层间绝缘，定子线圈露出定子

铁心两端长度应分别相等。

5.4.2 嵌线时定子铁心的槽口两边应垫上绝缘纸，以

免损伤导线绝缘。

5.4.3 开始嵌线，暂不嵌的上层边要理好，与定子铁

心内璧接触的部位要垫上绝缘纸，然后用手轻

轻压下，以免损坏导线绝缘。

5.4.4 上层边和下层边连线要连好，嵌入线圈下半部

里边，防止连线弯曲和擦破漆膜，造成匝间短

路。

5.4.5 垫相间绝缘时，应垫到底与槽楔相碰，对于双

层叠绕组，还要求相间绝缘盖在层间绝缘的上