大型发电机线圈制造改进工艺研究

摘 要：在进行发电机线圈生产的过程中，运用传统的生产工艺以及无法满足当下发电机工作的需要了，因此必须要对这一生产工艺进行优化与改造，以促进其生产水平的进一步提升。在对生产工艺进行改造的过程中，关键在于工艺参数的重新设置，线圈结构材料的选择也是相当重要的，另外，还应该在绕线工艺及其设备方面加以重视，只有在方方面面加强对线圈制造工艺的改进，才能满足目前大型发电机的工作需要，为生产活动提供必要的支持。希望在本文的论述下，能够引起相关工作者的重视。

关键词：大型发电机；线圈；改造工艺

在大型发电机生产中，线圈是其中主要的组成部分之一，只有严格控制线圈的生产质量，才能保证发电机能够正常的运行，并且延长发电机的使用寿命。由此可知，线圈是否可以稳定的进行工作在一定程度上与发电机的可靠性密切相关。要想进一步提升线圈的质量，就要在制造工艺上多下功夫，将线圈的产品质量得到进一步的提升。在目前的工作中，这是重点的工作任务之一。在近几年的生产工作中，线圈制造工艺屡屡影响到生产质量，出现事故的现象屡屡发生，所以改进工艺，保证发电机稳定的运行是本文的论述重点，希望为线圈工艺的改良提供一定的帮助。

1 对线圈制造工艺的基本要求

线圈在生产制造的过程中，其质量与发电机稳定性的运行密切相关。所以应该符合大型发电机对线圈生产的基本要求。循序渐进的开展生产，先要进行通风孔的冲制，然后对通风槽以及砂光等进行加工并且对接头予以处理，保证对直线匝间的绝缘部分进行压制，做好清理工作，此外还要对端部接头进行加工以及砂光等，将直线与端部有机的结合在一起，这样才能顺利的完成生产。在上述工序中，其中最为重要的一个组成部分可以说是冲孔工序，这一道工序也是生产制造工艺中的难点所在。如果发电机的容量出现增大的情况，那么线圈的导电面积也会随着容量的增大而逐渐变大，由此引发线规的厚度增加，在这种情况下，冲孔工序的难度也会发生一定的改变。这是需要工作人员应该予以重视的问题。此外，在线圈制造的过程中，另外的难点在于对匝间进行定位以及加工，只有加强对生产难点的进一步研究，才能保证发电机能够正常的运行。

另外一方面，在线圈生产制造的过程中，工艺参数的选取是值得关注的问题。在近几年的发展中可以发现，我国的大型发电机越来越多，其单机容量也在随之增加，在这种情况下，电机的额定电压呈现出不断增大的趋势，这就对生产参数具有更加严格的要求。一般情况下，生产参数包含电压强度、运行电晕、介质损耗以及吸潮性等内容，加强工艺参数的优化指导，才能满足生产工艺的要求，对大型发电机的稳定性运行具有重要的意义。

2 如何对线圈的生产工艺进行改进

2.1 线圈材料的优化

在对线圈的生产工艺进行改造时，首先应该对其结构材料进行进一步的优化选择，由于可选择性的材料过多，所以往往令工作人员产生了困惑，但是不同材料所具有的效果必然是不同的。线圈材料的组成主要包括以下几方面，例如绝缘材料、股线材料以及防晕材料等，对于绝缘材料选择，主要是以多胶玻璃粉母带为主，将其作为主绝缘层的材料进行生产，其中又包含了两层，一层是粉云母纸，另外一层为无碱玻璃增强布，选择桐改性环氧树脂，将其作为粘合剂进行使用，这样能将线圈的绝缘性能得到进一步提升。为了达到大型发电机生产的需要，还应该选用云母纸这一材料，因为云母纸具有高透气性以及高性能的特点。对于线圈的质量具有进一步的保障。

对于防晕材料的选择，首要前提是具有一定的稳定性，因此半导体低阻带以及高阻带是首选对象，防晕材料的主要作用在于可以将起始电晕电压得到进一步的提升，这样就可以防止线圈在运行过程中出现电晕的现象。此外，对于股线绝缘材料的选择也是相当重要的，这一材料为绕组线的重要组成部分，能够将绝缘的厚度得到进一步的降低，同时可以促进电机槽满率的提升，为电机的技术指标带来极大的帮助。

2.2 绕线工艺及设备改进

国内外线圈绕线工艺包括叠绕、波形绕、分布波形绕三种，其中分布波形绕是目前国内外最为先进的绕线方法。在国内，采用最多的是叠绕工艺，但其仅适用于人工嵌线且槽满率不高的情况，更多用于功率较小的电机。波形绕在机械嵌线、槽满率上优于叠线工艺，且比叠线绕成本低。分布波形绕不仅适用于机械绕线，且槽满率能够达到84%，因为无效边和线端面距离小，因此更加省钱。

分布波形绕工艺具有线圈正反双向绕制、线圈的分布具有相位角，以及线圈始、终端定向等特征，需经过设备与模具单工序来实现。国内外的线圈绕线机普遍采用电机驱动绕线，对于水轮发电机等大型电机的线圈，对于绕线机的要求更高。根据分布波形绕的工艺特点，绕线机应将交流伺服调速式作为驱动，从而实现准确的绕线、排线及分度等功能。

2.3 线圈绝缘改进工艺

当前传统的多胶模压工艺已经不能够满足大型电机高电压与高工作场强线圈的制造需求，然而仍然具有许多工艺优势，因此需在保留原有优势的基础上，对多胶模压工艺进行改进。首先，为了调整云母带的胶化时间，必须进行主绝缘的预烘处理，且在预烘处理后24小时以内必须进行模压，以防云母带胶化时间变化和线圈的吸潮。在线圈的烘炉外加热固化方面，传统的工频大电流通电加热方法很难保证线圈各点温度的的均匀，进而引起绝缘发空，影响介电性能，因此应采用专门设计的电烘焙外加热手动绝缘压模。

少胶VPI绝缘工艺要经过导线的制造、主绝缘的包扎、预烘、VPI浸渍、加热绝缘固化以及防晕处理等工序，最终还需进行绝缘性能的试验。其中主绝缘的包扎是决定线圈绝缘性能的关键因素之一。由于场强的增大，对于少胶体系线圈，其主绝缘厚度在同电压等级情况下较多胶体系薄，相应的云母带包扎厚度也应随之减小。在VPI浸渍工序中，加压是保证树脂充分浸入线圈云母带层之问的最重要过程，浸渍后不应立即取出，而应晾晒30分钟左右，避免浪费。在后期的绝缘固化工序中，对于线圈的直线部分，应使用精加工的模具型腔以确保线圈截面尺寸的精确，对于线圈的引线部位，应合理设定定位装置，保证引线相对于直线的空间尺寸，对于线圈的端部，采用铜环引线处理方法，包夹板热收缩带固化。

结束语

由于工作场强的提高，传统的大型发电机线圈制造工艺已经不能够满足加工要求，而必须通过工艺的改进，提高线圈质量。线圈制造工艺的改进应能进一步提高耐电压强度、介质损耗、运行电晕等关键参数。

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