微电机结构工艺系列讲座第五讲 绕组的结构与工艺
宋立伟,李立毅,张子忠
(哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨15 0001)
中图分类号。tm305 文献标识码:c
绕组在通电工作或加工制造过程中,会受到机械的、电磁的作用力,还会受到热、腐蚀等的综合作用,是电机中比较容易损坏的部分。因此,关于绕组的材料、绝缘结构与制造工艺都有专门的要求。
1绕组的结构与绕组的绝缘结构
微电机所用的绕组有很多类别,按绕组的结构型式主要有集中绕组和分布绕组两大类,集中绕组用作电机的激磁绕组,分布绕组多用于电机的电枢绕组。此外,绕组还可以按形成方法分为绕线式和非绕线两类,绕线式主要包括单匝成型线圈绕组和多匝散下线圈绕组,非绕线式绕组主要包括鼠笼绕组、杯形转子绕组、印制绕组等。
1.1集中绕组的结构
集中绕组主要用于直流电机、电磁式同步电机、自整角机的磁极线圈和单相罩极电动机、步进电机的定子线圈等。图1为电磁式直流电动机的激磁线圈结构,这种集中绕组的结构特点是,先按匝数要求,在绕线模上绕成线圈,然后按机壳内圆尺寸压制成圆弧形。图2为自整角机转子激礅绕组结构,这种绕组可以直接在转子铁心上绕制,使成型后的尺寸紧凑,也可以先单独绕制一定匝数的线圈,然后套在铁心上,经整形后绑扎固定。
总之,集中绕组主要要求匝数准确和一定的外形尺寸,简单可靠的绝缘和固定方式等。
1.2分布绕组的结构
分布绕组主要用于直流电枢绕组和交流电枢绕组,各个线圈均匀分布在电枢铁心槽内。
1.2.1直流电枢绕组结构
直流电枢绕组大多数是由漆包圆导线绕制的散下线圈组成,较大功率的直流电机也可以用成型线圈嵌在电枢槽内连接而成。直流电枢绕组有叠绕和波绕之分,但它们都是闭合绕组。当采用熔槽绝缘时,可直接用绕线机在已绝缘的电枢铁心上绕制电枢绕组。电枢绕组的有效部分嵌入槽内,用槽楔固定,电枢绕组端部,特别是与换向器相连的端部应用绝缘玻璃丝带绑扎紧固,同时绕组端部与轴之间应有良好的绝缘。
1.2.2交流分布绕组结构
交流分布绕组也多采用漆包圆铜线绕成线圈散下在槽中,并按一定规律连接而成。主要有正弦分布绕组、单层及双层同心式绕组和双层叠统组等。交流绕组的选择主要考虑电机性能要求和工艺性。正弦绕组的主要优点是极大地削弱磁场中的空间谐波成分,缺点是绕组系数较小,工艺性较双层短距绕组差一些,图3所示为两相正弦绕组展开图和布置图,其分布型式有两种,一相绕组轴线与槽中心线重合时为第1类,一相绕组轴线与齿中心线重合时为第ⅱ类。双层叠绕组是一种常用的交流绕组结构型式,其结构简单、制造方便,适用于小功率电机。
1.2.3环形分布绕组结构
在定子全塑封电机中采用环形分布绕组,如图4所示,为便于直接在铁心上机械化绕制,定子铁心由两个半圆形铁心拼装而成,拼装前在两个半圆铁心上绕制环形绕组。
1.3绕组的绝缘结构
电机的绝缘结构是指整台电机采用的各种绝缘材料,在耐热等级、电气和机械性能等方面相互适应的结构组成。电机的绝缘结构中主要包括绕组导线绝缘、槽绝缘和绕组浸渍或浇注绝缘等。
槽绝缘用以保证绕组对地(铁心)绝缘,是电机的主绝缘之一,在绕组下线过程中,槽绝缘受力较大,因此槽绝缘不仅有良好的电气性能,还应有足够的机械强度。绕组的层间绝缘、相间绝缘一般采用与槽绝缘相同的材料。在微电机中槽绝缘分插放式和熔槽绝缘两类,相比之下,熔槽绝缘更适应机械化下线和提高槽绝缘的性能。熔槽绝缘就是将配制好的绝缘树脂粉末,在一定条件下,直接熔敷在电机的槽壁和端面上,经过热处理形成一层薄而均匀的绝缘层。
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