線(xiàn)圈制造技術(shù)

1、線(xiàn)圈制造技術(shù)第一節(jié) 概述在電機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，繞組起著極為重要的的作用。當(dāng)繞組在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，繞組將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)；當(dāng)繞組中有電流流過(guò)時(shí)將產(chǎn)生磁場(chǎng)；如果在磁場(chǎng)中，繞組中有電流流過(guò)將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn) 矩。所以，電機(jī)繞組按其用途分，有電樞繞組和磁極繞組。繞組是由按一定的規(guī)律連接起來(lái)的許多繞組元件組成的，能獨(dú)立存在的繞組元件也稱(chēng)為線(xiàn)圈。 直流電機(jī)的電樞一個(gè)槽內(nèi)是把幾個(gè)相鄰繞組元件用絕緣材料組合包扎起來(lái)就成為一個(gè)整體稱(chēng)為直流 電樞線(xiàn)圈。一般一個(gè)繞組元件有兩個(gè)出頭，直流電樞線(xiàn)圈的出頭是由放在同一個(gè)電樞鐵心槽內(nèi)的相 鄰線(xiàn)圈元件數(shù)決定的。根據(jù)電機(jī)的性能和使用范圍的不同，線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)和制造方法也各不相同。按線(xiàn)圈的外

2、形和制造方法分，有硬繞組（成型繞組）和軟繞組（散嵌繞組）。一般用扁電磁線(xiàn)、銅扁線(xiàn)制成的繞組為硬繞組，在大、中功率的直流和交流電機(jī)中廣泛采用硬繞組；用圓電磁線(xiàn)繞制成的散嵌繞組為軟繞組，主要用 于中、小功率的異步電機(jī)和勵(lì)磁電機(jī)。線(xiàn)圈主要由導(dǎo)電材料和絕緣材料兩大類(lèi)材料制作成的。在牽引電機(jī)線(xiàn)圈中所用導(dǎo)電材料全部采用銅導(dǎo)線(xiàn)，所用的絕緣材料的耐熱等級(jí)大部分采用H級(jí)，目前越來(lái)越多的電機(jī)采用200級(jí)。線(xiàn)圈在制作過(guò)程中根據(jù)企業(yè)能力和水平的不同，采用的制造方式也不同。線(xiàn)圈制造的方式有：機(jī) 械制造、半機(jī)械制造或手工制造?？康氖欠菢?biāo)設(shè)備和專(zhuān)用工裝、模具，用手工來(lái)完成的。隨著電機(jī)體 積功率的不斷加大，對(duì)線(xiàn)圈制造精度的要

3、求也越來(lái)越高。要嚴(yán)格控制線(xiàn)圈制造各工序質(zhì)量，才能保證 下工序電機(jī)裝配要求。為了提高線(xiàn)圈的規(guī)整性和一致性，機(jī)械制造是線(xiàn)圈的發(fā)展方向。線(xiàn)圈在制造過(guò) 程中要注意防止毛刺的產(chǎn)生，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)盡可能避免對(duì)導(dǎo)線(xiàn)和絕緣的損傷。否則，易造成線(xiàn)圈匝間短 路和電機(jī)對(duì)地?fù)舸?。電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程 中線(xiàn)圈將受到電磁作用、熱作用、機(jī)械振動(dòng)作用以及環(huán)境因素的影響，因此，不斷采用先進(jìn)的制造技術(shù)，進(jìn)一步完善和提高線(xiàn)圈制造工藝水平，對(duì)提高線(xiàn)圈制造質(zhì) 量和牽引電機(jī)運(yùn)行的可靠性有著重要的意義。直流電機(jī)繞組線(xiàn)圈的主要類(lèi)型有：勵(lì)磁線(xiàn)圈、換向極線(xiàn)圈（附加極線(xiàn)圈）、補(bǔ)償繞組線(xiàn)圈、均壓線(xiàn)和電樞線(xiàn)圈；交流電機(jī)繞組線(xiàn)圈的主要類(lèi)型有：電樞線(xiàn)圈、勵(lì)磁線(xiàn)圈。

4、1. 直流電樞繞組直流電機(jī)電樞繞組是由線(xiàn)圈元件、換向器、電刷組合的整體。直流電樞繞組有以下幾種類(lèi)型:單疊繞組、復(fù)迭繞組、單波繞組、復(fù)波繞組及混合繞組。其中單疊繞組和單波繞組是最基本的。各 種繞組的差別關(guān)鍵在于他們的聯(lián)接規(guī)律。繞組元件的聯(lián)接規(guī)律，是通過(guò)節(jié)距來(lái)確定的。各種繞組有 不同的特點(diǎn)，主要區(qū)別在于從電刷外看進(jìn)去，繞組元件聯(lián)接成不同數(shù)目的并聯(lián)支路。不同的并聯(lián)支 路數(shù)在一定程度上反映了電樞可以通過(guò)電流的大小。從結(jié)構(gòu)上講，一個(gè)直流電樞線(xiàn)圈從外形上看分 鼻部、直線(xiàn)部、前端接、后端接等部分1.1極距和節(jié)距1.1.1 極距（T ）在電樞外圓上相鄰兩主極中心線(xiàn)的距離,稱(chēng)為極距。極距可用外圓弧長(zhǎng)表示其公式為

5、:2p36有時(shí)也用實(shí)槽數(shù)表示。1.1.2節(jié)距的定義所謂節(jié)距是指被連接起來(lái)的兩個(gè)元件邊或換向片之間的距離。我們把電樞鐵心上所開(kāi)的放置電樞繞組的槽稱(chēng)為實(shí)槽；每個(gè)實(shí)槽內(nèi)每層包含幾個(gè)元件邊，為了說(shuō)明每個(gè)元件邊所處的具體位置，把每 個(gè)元件邊稱(chēng)一個(gè)虛槽，就是把實(shí)槽看成有幾個(gè)虛槽所合成。（1） 第一節(jié)距也稱(chēng)后節(jié)距是一個(gè)元件的兩個(gè)有效邊在電樞表面上所跨的距離，也稱(chēng)線(xiàn)圈的跨距。用實(shí)槽數(shù)來(lái)表示，所以應(yīng)等于整數(shù)。為了使直流電機(jī)產(chǎn)生較大的感應(yīng)電勢(shì)或產(chǎn)生較大的電磁力矩，第一節(jié)距應(yīng)等于或近于一個(gè)極距。y1 Z時(shí)，稱(chēng)為長(zhǎng)距”繞組，y1 -Z時(shí)，稱(chēng)為短距”繞組。2p2p（2）第二節(jié)距y2 :是相串聯(lián)在一起的兩個(gè)元件中，第一個(gè)

6、元件的下元件邊到第二個(gè)元件的上元件邊之間在電樞表面上所跨的距離，用虛槽數(shù)來(lái)表示。（3）合成節(jié)距y :是相串聯(lián)在一起的兩個(gè)元件的對(duì)應(yīng)邊在電樞表面上所跨的距離。用虛槽數(shù)來(lái)表 示（4） 換向節(jié)距:每一個(gè)元件的首端和尾端所聯(lián)接的兩個(gè)換向片之間在換向器表面上的距離。以換向器的片數(shù)表示。1.2繞組的形式（1）單疊繞組：特點(diǎn)是每一繞組元件的兩個(gè)線(xiàn)端接到兩相鄰的換向片上，而且位置相鄰的兩個(gè) 元件是依次相串聯(lián)的。它的換向節(jié)距和合成節(jié)距均等于1。單疊繞組是將同一磁極下相鄰的元件依次串聯(lián)起來(lái)，所以單疊繞組的并聯(lián)支路數(shù)等于電機(jī)的磁極數(shù)。（2）雙疊繞組：與單疊繞組的不同點(diǎn)決定于換向節(jié)距，yK = 2，就成了雙疊繞組。并

7、聯(lián)支路數(shù)將是單疊繞組的兩倍。（3）單波繞組：特點(diǎn)是每一元件的兩個(gè)線(xiàn)端接到的換向片相隔較遠(yuǎn)，相串聯(lián)的兩個(gè)元件也相隔 較遠(yuǎn)呈波浪形，故稱(chēng)波繞組。它與疊繞組的區(qū)別，是在換向節(jié)距上，由于兩個(gè)相串聯(lián)的元件的感應(yīng)電 勢(shì)應(yīng)是同方向的，則兩個(gè)相串聯(lián)的元件對(duì)應(yīng)邊應(yīng)處在同極性磁極下，因此換向節(jié)距約等于兩個(gè)極距。 它的第一節(jié)距與疊繞組一樣，近于或等于一個(gè)極距。（4）復(fù)波繞組：如果波繞組的元件在電樞表面和換向器上繞過(guò)一周之后，不是落在與起始換向片 相鄰的換向片上，而是落在與起始換向片相距兩片的換向片上，這樣就成為雙波繞組。（5）蛙式（混合）繞組：是由疊繞組和波繞組混合組成，線(xiàn)圈其形狀像蛙，所以稱(chēng)為蛙式繞組。 這種繞組

8、本身就具有完善的均壓作用，可節(jié)省均壓線(xiàn)。大容量直流電機(jī)多采用。（6）電樞繞組的均壓線(xiàn)：:直流電機(jī)的電樞繞組都是由兩條或幾條支路組成的。在理想的情況下,各支路內(nèi)感應(yīng)電勢(shì)的大小應(yīng)該相等。電樞電流也應(yīng)均勻地分配在各支路內(nèi)。但在實(shí)際的電機(jī)中，由于各種制造和運(yùn)行因素使各支路電流分配不均。如果電樞繞組的各支路間聯(lián)有均壓線(xiàn)進(jìn)行均衡，可以消除各支路電流分配不均的現(xiàn)象。常用的均壓線(xiàn)有兩種：甲種均壓線(xiàn)和乙種均壓線(xiàn)。1 ）甲種均壓線(xiàn)：適用于單迭繞組。特點(diǎn)是將電樞繞組中理論上電位相等的點(diǎn)用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)。 把繞組中所有等電位點(diǎn)都連接起來(lái)的稱(chēng)為全額均壓線(xiàn)；把部分等電位點(diǎn)在換向器端連接起來(lái)的為部分均壓線(xiàn)。在牽引電動(dòng)機(jī)中，電

9、力機(jī)車(chē)的脈流牽引電動(dòng)機(jī)和ZD108型直流牽引電動(dòng)機(jī)采用了全額均壓線(xiàn)，其他電機(jī)采用了部分均壓線(xiàn)。2）乙種均壓線(xiàn)：?jiǎn)尾ɡ@組由于只有兩個(gè)支路容易均衡，只有復(fù)波繞組才使用均壓線(xiàn).。2. 補(bǔ)償繞組大容量的脈流牽引電動(dòng)機(jī)換向困難，為了提高電機(jī)的可靠性，減少換向元件中的變壓器電勢(shì)，通常設(shè)置補(bǔ)償繞組。補(bǔ)償繞組流過(guò)負(fù)載電流，借以抵消電樞繞組中流過(guò)負(fù)載電流時(shí)造成的磁場(chǎng)畸變。補(bǔ) 償繞組多為同心式繞組跨接在兩個(gè)主磁極極面，中心與換向極中心重合。3. 交流電機(jī)電樞繞組3.1幾個(gè)基本概念f :等于fpn60(2)同步轉(zhuǎn)速：即當(dāng)電源頻率一定時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n 60f為一恒定值，這個(gè)值稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速。P(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率我國(guó)電

10、網(wǎng)頻率為工頻 f = 50Hz。0p360Z(3)槽電動(dòng)勢(shì)星形圖：當(dāng)把電樞上個(gè)槽內(nèi)導(dǎo)體按正弦規(guī)律變化的電動(dòng)勢(shì)分別用矢量表示時(shí)，這些 矢量構(gòu)成一個(gè)輻射星形圖，稱(chēng)為槽電動(dòng)勢(shì)星形圖。(4)槽距電角：相鄰兩槽間的距離以電角度表示時(shí)，稱(chēng)為槽距電角。p 電機(jī)的極對(duì)數(shù)；Z 電樞槽數(shù)。(5) 分相和每極每相槽數(shù)：所謂分相，就是在星形圖上劃分各相所屬槽號(hào)。分相的原則是使每相電動(dòng)勢(shì)最大，且三相電動(dòng)勢(shì) 對(duì)稱(chēng)。為了使三相電動(dòng)勢(shì)相等，每極每相槽數(shù)是指每相在每極下應(yīng)占有相等的槽數(shù)，以q表示；qm 相數(shù)。2 pm(6 )相帶：每極下各相所占的電角度數(shù)稱(chēng)為相帶(一般為60o相帶)。(7) 交流電機(jī)極距：極距以槽數(shù)計(jì)算時(shí)，=；

11、2p(8) 繞組的整距、短距和長(zhǎng)距：繞組的節(jié)距yi表示，當(dāng)yi=T時(shí)稱(chēng)為整距繞組；當(dāng) yiT時(shí)稱(chēng)為長(zhǎng)距繞組。為了改善電動(dòng)勢(shì)波形以及節(jié)省材料，通常采用短距繞組。3.2交流電機(jī)電樞繞組的分類(lèi)(1) 按定子繞組形成的磁極數(shù)分類(lèi)：1) 凸極式繞組：每個(gè)線(xiàn)圈組形成一個(gè)磁極的繞組。每相繞組的線(xiàn)圈組數(shù)與電機(jī)的磁極相等，每相相鄰的兩個(gè)線(xiàn)圈組的連接方式必須是反接串連，即“頭接頭”“尾接尾”。2) 隱極式繞組：每個(gè)線(xiàn)圈組形成一對(duì)磁極的繞組。每相繞組的線(xiàn)圈組數(shù)為電機(jī)的磁極數(shù)的一半，因?yàn)榱硪话氪艠O由線(xiàn)圈組產(chǎn)生的磁通共同形成。線(xiàn)圈組的連接方式必須是順接串連，即“尾接頭”。(2) 按定子繞組的形狀與嵌裝方式分類(lèi)：可分為集

12、中繞組和分布繞組。采用分布繞組的電機(jī)定子，一般有幾個(gè)線(xiàn)圈按照一定的規(guī)律嵌裝布線(xiàn)組成線(xiàn)圈組。根據(jù)嵌裝布線(xiàn)排列形式的不同，又可分為同心式和疊式兩種類(lèi)型。牽引電機(jī)一般采用分布繞組。1) 同心式繞阻：同心式繞阻是由幾個(gè)大小不同的線(xiàn)圈，按一個(gè)中心位置嵌裝成回子形狀的線(xiàn)圈組。 同心式繞組可根據(jù)不同嵌裝方式形成雙平面與三平面繞組。小功率電動(dòng)機(jī)多采用同心式繞阻。2) 疊式繞阻：疊式繞阻是由形狀相同的線(xiàn)圈，分別以每槽嵌裝一個(gè)或兩個(gè)線(xiàn)圈邊，并在槽外端部逐個(gè)相疊均勻分布的形式。根據(jù)每槽內(nèi)嵌裝的線(xiàn)圈邊數(shù)的不同，疊式繞阻又分單層疊式繞阻和雙層疊式繞阻兩種。由于嵌裝布線(xiàn)方式的變化不同，單層疊式繞阻又可分為單層鏈?zhǔn)?、單層?/p>

13、叉式、和單雙層混合繞組。一般三相電機(jī)的定子繞組較多采用疊式繞阻。第二節(jié) 線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)分類(lèi)1. 電樞線(xiàn)圈電樞線(xiàn)圈按其結(jié)構(gòu)和制造工藝的不同，可分為成型線(xiàn)圈（硬繞組）和散嵌線(xiàn)圈（軟繞組） 。1.1 硬繞組（成型線(xiàn)圈） 直（脈）流、交流異步牽引電機(jī)電樞線(xiàn)圈都采用成型線(xiàn)圈，直（脈）流牽引電機(jī)電樞線(xiàn)圈屬于單 匝成型繞組。成型線(xiàn)圈一般為絕緣扁銅線(xiàn)制成的，較容易保持一定形狀。直（脈）流牽引電機(jī)電樞線(xiàn)圈大部分采用單疊繞組，如ZQDR 410、ZD106、ZD800 1、ZD105 等電機(jī)都是單疊繞組。GY27直流輔助電機(jī)為單波繞組。ZQD1350直流牽引發(fā)電機(jī)為蛙式繞組。為了降 低損耗改善散熱電樞線(xiàn)圈按其在鐵芯槽內(nèi)

14、的排列方式又可分為：豎放、交叉豎放和平放三種方式。交流定子線(xiàn)圈根據(jù)線(xiàn)圈的繞制形狀與嵌裝布線(xiàn)方式不同可分為集中式繞組和分布式繞組，分布式 繞組又可分為同心式繞組和疊式繞組、交流電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組分籠型和繞線(xiàn)型。1.2 軟繞組軟繞組一般為散嵌繞組，用圓電磁線(xiàn)（單匝繞制或多匝并繞）繞制而成。常用于工作電壓500V以下中小型交流電機(jī)的電樞線(xiàn)圈和勵(lì)磁線(xiàn)圈。交流電機(jī)的電樞線(xiàn)圈有單層繞組、雙層繞組、單雙層繞組等。2. 補(bǔ)償線(xiàn)圈脈流電機(jī)為了改善脈流情況下的換向，一般都設(shè)有補(bǔ)償線(xiàn)圈。補(bǔ)償線(xiàn)圈為同心式線(xiàn)圈。采用成型 線(xiàn)圈。3. 磁極線(xiàn)圈不論是直流電機(jī)還是交流電機(jī)的磁極線(xiàn)圈一般都用銅扁線(xiàn)、銅母線(xiàn)、銅帶，形狀為圓形、矩形或

15、 方形電磁線(xiàn)制作而成。（1）按其用途不同可分為：主極線(xiàn)圈、換向極線(xiàn)圈、 、串勵(lì)線(xiàn)圈、交流磁極線(xiàn)圈、啟動(dòng)線(xiàn)圈、它勵(lì) 線(xiàn)圈、勵(lì)磁線(xiàn)圈等。（2）按其繞制的工藝方法可分為扁繞線(xiàn)圈和平繞線(xiàn)圈。3.1 扁繞磁極線(xiàn)圈沿導(dǎo)線(xiàn)窄邊進(jìn)行繞制的線(xiàn)圈為扁繞線(xiàn)圈。如：ZQDR410 型直流牽引電動(dòng)機(jī)主、附加極線(xiàn)圈，脈流牽引電動(dòng)機(jī)的附加極線(xiàn)圈和ZD105 ZD114型脈流牽引電機(jī)的主極線(xiàn)圈以及同步主發(fā)電機(jī)的磁極線(xiàn)圈等都是扁繞線(xiàn)圈；附加極線(xiàn)圈一般為圓頭線(xiàn)圈（兩中心） ，主極線(xiàn)圈和同步主發(fā)電機(jī)的磁極線(xiàn)圈 一般為平頭線(xiàn)圈（四中心），而且有的同步主發(fā)電機(jī)的磁極線(xiàn)圈的導(dǎo)線(xiàn)高寬比較大，例如JF202型的磁極線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)高寬為 2.145

16、 mm。3.2 平繞磁極線(xiàn)圈沿導(dǎo)線(xiàn)寬邊進(jìn)行繞制的線(xiàn)圈為平繞線(xiàn)圈。女口： ZQ800-1型脈流牽引電機(jī)主極線(xiàn)圈、 ZQD 410C、ZD106 GE752AF8型直流牽引電機(jī)的主極線(xiàn)圈、ZD115型脈流牽引電機(jī)主極線(xiàn)圈等都是平繞線(xiàn)圈。為了改善圓形機(jī)座磁極線(xiàn)圈的散熱條件又將扁繞和平繞線(xiàn)圈進(jìn)行壓弧。所以磁極線(xiàn)圈又有壓弧 和不壓弧之分。隨著電機(jī)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較大變化，品種越來(lái)越多。其中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的磁極線(xiàn)圈有：為香港地鐵生產(chǎn)地鐵電機(jī)（YZ18）的上、下分層連續(xù)平繞的附極線(xiàn)圈；為北京地鐵生產(chǎn)的電機(jī)上、下分層連續(xù)平繞，同時(shí)對(duì)分層線(xiàn)圈整體壓弧的主極線(xiàn)圈；先扁繞后壓弧然后進(jìn) 行削角的Z

17、DY35型電機(jī)主極線(xiàn)圈；大高寬比線(xiàn)規(guī)繞制的ZQD310、GTA24型磁極線(xiàn)圈。較為復(fù)雜的磁極線(xiàn)圈有：引線(xiàn)頭沖彎然后進(jìn)行打扁或滾扁的ZQ800-1型、ZD105型電機(jī)電樞線(xiàn)圈；多匝平放線(xiàn)圈引線(xiàn)進(jìn)行平彎 70接著扭彎90的GE776電機(jī)電樞線(xiàn)圈。脈流牽引電機(jī)的補(bǔ)償線(xiàn)圈為多匝同心式 連續(xù)繞制，需要專(zhuān)用的設(shè)備和工裝，不但成型困難連保管運(yùn)輸都會(huì)影響線(xiàn)圈質(zhì)量。4. 部分牽引電機(jī)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖ZD106型直流牽引電動(dòng)機(jī)平繞主極（交叉）線(xiàn)圈如（圖 13-1 ）、換向極線(xiàn)圈（圖13-2）、ZQ800型 電樞線(xiàn)圈（圖13 3）、JD106型交流牽引電機(jī)的定子線(xiàn)圈如（圖 13-4 ）、ZQ800型脈流牽引電機(jī)補(bǔ)償 線(xiàn)

18、圈如（圖13-5 ）圖13-1 ZD106電機(jī)主極（交叉）線(xiàn)圈圖13-3 ZQ800 電樞線(xiàn)圈圖 13-4 JD106交流牽引電動(dòng)機(jī)定子線(xiàn)圈圖 13-5 ZQ800脈流牽引電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償線(xiàn)圈TMR扁電D銅帶、o銅又分第三節(jié) 線(xiàn)圈的銅導(dǎo)線(xiàn)1. 銅導(dǎo)線(xiàn)牽引電機(jī)線(xiàn)圈是用銅導(dǎo)線(xiàn)制作而成（基本不用鋁導(dǎo)線(xiàn)），其中以銅扁線(xiàn)TBR銅母線(xiàn) 磁線(xiàn)和圓電磁線(xiàn)為主，銅帶用量較少。產(chǎn)品代號(hào)表示方法TBR TDY, T銅、B扁線(xiàn)、R軟態(tài)、Y硬態(tài)。線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)材料應(yīng)是電阻率很小的良導(dǎo)體。銅是導(dǎo)電材料中最重要的的一種金屬，它的導(dǎo)電性?xún)H 次于銀。它具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：電阻率低；在常溫下有足夠的機(jī)械機(jī)強(qiáng)度，具有良好的延展性，便 于加工；化

19、學(xué)性能穩(wěn)定，不易氧化和腐蝕；容易焊接等。線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)用銅是純銅（或稱(chēng)紫銅） 為硬銅和軟銅。硬銅即經(jīng)過(guò)壓延、拉制等加工后，其硬度、彈性、抗拉強(qiáng)度都有所曾加，電阻率也 有所曾加，如果將硬銅經(jīng)過(guò)退火處理，則為軟銅，軟銅的導(dǎo)電性能很好，延伸率高，但機(jī)械強(qiáng)度差。1.1純銅的成分和性能（1）純銅的化學(xué)成分，見(jiàn)表 13-1 o2）純銅的物理和機(jī)械性能，見(jiàn)表13-2 o表 13-1牌 號(hào)元素 數(shù) 值Cu+AgPBiSbAsFeNiPbSnZnQ雜 質(zhì) 總 禾廿1井最小值99.號(hào)最大值950.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0銅0010010020020050020030020050050252井最小值

20、99.號(hào)最大值900.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0. 1銅00100200200500500500200500506表 13-2物理量單位銅（Cu）熔點(diǎn)C1084.5密度（20 C）g / cm8089比熱容（20 C）J. (kg . k) 1385比能(J/Kg)212000熱導(dǎo)率（20 C）W( m k) 1386線(xiàn)膨脹系數(shù),/ CC/ 廠(chǎng)+ o 10_6 . k116.6(20 100 C) 電阻率(20 C)10_2 Q . mm/m軟態(tài)1.7241硬態(tài)1.777電阻溫度系數(shù)（20 C）103 / C軟態(tài)3.93硬態(tài)3.81彈性模量已（20C）N/ mm112770屈服強(qiáng)度

21、S sN/ mm軟態(tài)59 79硬態(tài)294372抗拉強(qiáng)度S bN/ mm軟態(tài)196235硬態(tài)343441疲勞極限N/ mm軟態(tài)56 69硬態(tài)108118蠕變極限2N/ mm20 C68200 C49400 C14伸長(zhǎng)率%軟態(tài)30 50硬態(tài)0.5硬度HV軟態(tài)48硬態(tài)90 1361.2對(duì)銅導(dǎo)線(xiàn)的基本技術(shù)要求（1）原材料應(yīng)采用 GB468要求的銅線(xiàn)錠或符合 GB3952要求的銅桿制造，也可以采用低氧和無(wú)氧 銅桿制造?；瘜W(xué)成分應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，雜質(zhì)的含量不大于0.05 %，其中磷不大于 0.001%。（2）要求有較小的電阻系數(shù)。女口： TBR扁銅線(xiàn)在溫度為20C時(shí)，電阻系數(shù)不大于 0.017241 Q-m

22、n2/mo表 13-3200C電阻率（不大于）TBRTBY1TBY2TDRTDY0.0172410.017770.017770.017370.01777（2）具有良好的導(dǎo)熱性和耐腐蝕性。（3）在常溫下有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。為避免銅線(xiàn)在繞制時(shí)出現(xiàn)斷裂、裂紋等現(xiàn)象，銅扁線(xiàn)應(yīng)便于加工具有一定的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率，一般抗拉強(qiáng)度不小于206N/mmf，伸長(zhǎng)率不小于3042 %（導(dǎo)線(xiàn)越大最小伸長(zhǎng)率也越大）。對(duì)于銅母線(xiàn) TMF抗拉強(qiáng)度不小于 206N/mmf，伸長(zhǎng)率不小于 35 %。導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)有良好的延 展性，便于加工。表 13-4型號(hào) 標(biāo)稱(chēng)尺寸TBRTBY1TBY2抗拉強(qiáng)度（不大于）N/mm2伸長(zhǎng)率（不 小于）%抗

23、拉強(qiáng)度 （不大于）N/mm2伸長(zhǎng)率（不 小于）%抗拉強(qiáng)度 （不大于）N/mnf伸長(zhǎng)率（不小于）%0.8a2.0027530.02753731.53730.42.00a4.25534.025533O2.03330.7004.00a6.nn24536.0724530A3.03041.7006.00a7.4 n24536.04245273.02751.710TDRTDY1TDY20.8a1on3525010309.32. _ _1.32,a聚酰胺漆、QY-聚酰亞胺漆、QXY-聚酰胺聚酰亞 胺漆、QH環(huán)氧漆。2） 絕緣纖維系列（S）:絕緣材料代號(hào)有：SB-玻璃絲、SR-人造絲、ST天然絲。3） 絕緣薄

24、膜系列（M）:絕緣材料代號(hào)有 Mk聚酯薄膜、MYF聚酰亞胺F-46薄膜。4）無(wú)機(jī)膜系列：YM氧化膜、BM玻璃膜。（2）絕緣特征代號(hào)：B編織、C醇酸浸漬、 F耐冷凍劑性、S三層。（3）導(dǎo)體材料代號(hào)：T 銅線(xiàn)（一般省略不寫(xiě)）（4）導(dǎo)體特征代號(hào)：Y圓線(xiàn)（一般省略不寫(xiě)）E雙層、G硅有機(jī)浸漬、J加厚、N自粘性、L 鋁線(xiàn)、TW（無(wú)磁銅線(xiàn)。、B扁線(xiàn)、D帶（箔）、J絞制、R柔軟。5）派生：1薄漆層、 2厚漆層、 3特薄漆層。2.1 漆包線(xiàn)漆包線(xiàn)要求漆膜均勻、光滑、蔽覆完全（針孔數(shù)少） 。導(dǎo)線(xiàn)直徑及漆膜厚度應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。漆包 線(xiàn)的性能由漆膜決定，一般包括下列幾項(xiàng)，見(jiàn)表 3-6。（ 1 ）機(jī)械性能：漆膜應(yīng)耐刮，

25、有彈性和適當(dāng)?shù)娜彳浶约吧扉L(zhǎng)率，以保證在繞線(xiàn)、嵌線(xiàn)、張形、整 形等過(guò)程中，漆膜能經(jīng)受摩擦、彎曲、拉伸和壓縮等作用而不致?lián)p傷。漆包線(xiàn)的柔軟性一般用回彈角表 示，回彈角越大，說(shuō)明漆包線(xiàn)的柔軟性越小。漆包圓線(xiàn)的回彈角要求當(dāng)直徑大于1.6m m時(shí)漆包圓線(xiàn)漆包圓線(xiàn)的回彈角不大于 5。耐刮試驗(yàn)?zāi)M漆包線(xiàn)繞制、嵌線(xiàn)整形過(guò)程中，漆膜能經(jīng)受摩擦和刮削等作用。 不同品種的漆包線(xiàn)，其刮漆指標(biāo)略有不同。（ 2）電性能：主要是漆膜的擊穿電壓要高，其值取決于漆膜品種及厚度。對(duì)于高頻、高壓電機(jī)繞 組用的漆包線(xiàn)，要求漆膜損耗角正切（tan 3）要小。（ 3）熱性能：包括漆膜的軟化擊穿、熱老化和熱沖擊性能。 軟化擊穿性能表示漆膜

26、在一定壓力下的耐熱變形的能力； 熱老化性能反映漆膜經(jīng)受較短時(shí)間的熱作用后，保留一定彈性的能力； 熱沖擊性能是反映漆膜在烘焙、 浸漬過(guò)程中或電機(jī)短時(shí)過(guò)載運(yùn)行時(shí)， 漆膜承受熱沖擊 （急冷、 急熱） 而不致破裂的能力。（ 4）化學(xué)性能：表示漆膜承受酸、堿、鹽霧、有機(jī)溶劑或致冷劑等化學(xué)物品浸蝕的能力。表 13-6漆包線(xiàn)型號(hào)、耐熱等級(jí)和特性類(lèi)別型號(hào)耐熱等級(jí)主要特性縮醛漆包線(xiàn)QQ-1圓銅線(xiàn)QQ-2圓銅線(xiàn)QQB扁銅線(xiàn)E耐刮性、熱沖擊性好，耐水性較好；但卷繞 時(shí)漆膜易產(chǎn)生裂紋聚脂漆包線(xiàn)QZH1圓銅線(xiàn)QZH2圓銅線(xiàn)QZB扁銅線(xiàn)B在干燥和潮濕條件下， 耐電壓擊穿性能好；軟 化擊穿性能亦好。但耐水解性較差，熱沖擊性

27、 一般，與聚氯乙烯、氯丁橡膠等含氯高分子化 合物不相容聚酰胺漆包 線(xiàn)Q11圓銅線(xiàn)QX-2圓銅線(xiàn)QXB扁銅線(xiàn)F熱沖擊性能及在干燥和潮濕條件下耐電壓擊 穿性能好，軟化擊穿性能較好；但在含水密封 系統(tǒng)中易水解，與聚氯乙烯、氯丁橡膠等含氯 高分子化合物不相容聚酰胺聚酰亞胺漆包線(xiàn)QX 1圓銅線(xiàn)QX 2圓銅線(xiàn)QXYB扁銅線(xiàn)H耐刮性、耐熱性、耐腐性、熱沖擊、軟化擊穿 性能以及在干燥和潮濕條件下耐電壓擊穿性 能好；但與聚氯乙烯、氯丁橡膠等含氯高分子 化合物不相容聚酰亞胺漆 包線(xiàn)QY 1圓銅線(xiàn)QY 2圓銅線(xiàn)QYB扁銅線(xiàn)H耐熱性、熱沖擊及軟化擊穿性能好；耐低溫性、 耐輻射性好；耐溶劑及化學(xué)腐蝕好； 但耐堿性 差，

28、在含水密封系統(tǒng)中易水解，漆膜受卷繞力 易裂紋2.2繞包線(xiàn)繞包線(xiàn)分纖維繞包線(xiàn)、薄膜繞包線(xiàn)，既可以直接繞包在裸導(dǎo)線(xiàn)上，也可以繞包在漆包線(xiàn)上，還可 以在薄膜繞包線(xiàn)外在進(jìn)行纖維繞包。2.2.1玻璃絲包線(xiàn)玻璃絲包線(xiàn)的電氣和機(jī)械性能均較漆包線(xiàn)好，ZQDR-410 ZQ800-1型型牽引電機(jī)都采用玻璃絲包漆包線(xiàn)，其耐熱等級(jí)取決于膠粘絕緣漆和漆包線(xiàn)的耐熱性能。按對(duì)其機(jī)械強(qiáng)度的要求不同有單層和雙層之分。對(duì)玻璃絲包的漆包線(xiàn)的要求，除尺寸公差不得超過(guò)規(guī)定外，扁線(xiàn)按寬面作180 彎曲時(shí)，其絕緣不應(yīng)有脫落、裂開(kāi)、露銅及斷纖維等現(xiàn)象；并具有一定的絕緣電阻及擊穿電壓。2.2.2薄膜繞包線(xiàn)薄膜繞包線(xiàn)具有更高的機(jī)械和電氣性能。

29、聚酰亞胺薄膜具有優(yōu)良的電絕緣性能，但它不能自身熔融和粘結(jié)，因此在絕緣結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用受到限制。在聚酰亞胺薄膜上涂覆一層 F46 （聚全氟乙丙烯） 樹(shù)脂,就可顯著改善聚酰亞胺薄膜的抗撕強(qiáng)度、耐潮、耐電弧及化學(xué)穩(wěn)定性等性能，更重要的是使聚酰亞胺 薄膜在F46參與下具有了粘接性能。聚酰亞胺-F4 6薄膜繞包線(xiàn)能耐高溫、耐低溫、耐輻射；且密 封性、電熱老化性能、以及耐磨性能均好；槽空間利用率比玻璃絲包線(xiàn)高。在復(fù)合薄膜外面再繞包一 層玻璃絲使復(fù)合薄膜繞包層在銅導(dǎo)體上繞包得更加服貼，同時(shí)可提高復(fù)合薄膜在燒結(jié)后的粘結(jié)性能。 采用性能穩(wěn)定的復(fù)合薄膜，使繞組線(xiàn)生產(chǎn)中首要解決的問(wèn)題。關(guān)于繞組線(xiàn)絕緣層的粘結(jié)性能，建議從

30、 三個(gè)方面加以檢測(cè)：一是用彎曲試驗(yàn)，主要考核繞組相是否具有足夠的原始粘接力；二是通過(guò)浸水試 驗(yàn)，主要考核復(fù)合薄膜剝離強(qiáng)度下降情況；三是通過(guò)高溫老化試驗(yàn)，主要考核復(fù)合薄膜剝離強(qiáng)度的保 留率。SBFMB聚酰亞胺一氟46復(fù)合薄膜繞包單玻璃絲包扁銅線(xiàn)復(fù)合薄膜繞包時(shí)的搭蓋率：復(fù)合薄膜的繞包有1/2疊包和2/ 3 疊包，1 /2疊包時(shí)以控制在 45% 50%為準(zhǔn)；2/ 3疊包時(shí)以控制在 62%- 66%為準(zhǔn)。選擇FCR聚酰亞胺薄膜繞包的導(dǎo)線(xiàn)可以達(dá)到耐電暈的要求。200級(jí)聚酰亞胺氟 46復(fù)合薄膜繞包銅扁線(xiàn)（型號(hào)MYF/ MYFEB JB6757-93）的性能：（1）絕緣厚度（見(jiàn)表 13-8 ）（2）伸長(zhǎng)率要

31、求（見(jiàn)表 13-7 ）（3） 回彈性：最大回彈角應(yīng)不大于5。(4) 彎曲：試樣分別在 4倍寬邊和4倍窄邊尺寸的試棒上進(jìn)行窄邊和寬邊彎曲后，絕緣層應(yīng)不開(kāi) 裂或分層。(5) 附著性：?jiǎn)螌颖∧だ@包線(xiàn)拉伸15%，雙層薄膜繞包線(xiàn)拉伸10%后，絕緣層失去附著性的長(zhǎng)度應(yīng)不大于1b。(6) 耐熱性：制造直徑為1mm的聚酰亞胺 F46薄膜繞包銅圓線(xiàn)，參照采用GB4074.21規(guī)定的試驗(yàn)程序進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，對(duì)應(yīng)于20000h外推壽命的溫度應(yīng)不低于200C,或最低試驗(yàn)溫度所測(cè)得的壽命應(yīng)不低于5000h。(7) 擊穿電壓：(見(jiàn)表13-9 )表 13-7窄邊(a)尺寸mm伸長(zhǎng)率A2.5030332.50a5.6表 13-8

32、最小絕緣厚度A a序號(hào)單層繞包雙層繞包10.1000.20020.1300.26030.1700.34040.2100.43050.2600.510最大絕緣厚度mm序號(hào)單層繞包雙層繞包(B-b )(A-a)(B-b )(A-a)10.1300.1400.2600.28020.1700.1800.3300.35030.2100.2300.4400.46040.2600.2900.5500.57050.3300.3400.6600.680表 13-9序號(hào)窄邊（a）標(biāo)稱(chēng)尺寸擊穿電壓（有效值）V單層薄膜繞包雙層薄膜繞包1200030002250040003a3.00300050004350060005

33、4000700011500250022000300033.00a5040寬度mm6 4506 450抗張強(qiáng)度Mpa9080斷裂伸長(zhǎng)率%4040剝離強(qiáng)度N/2.5cm66擊穿強(qiáng)度MV/m120120體積電阻率（室溫）Q cm10121012表面電阻率 Q10131013介電常數(shù)（104Hz）2323介質(zhì)損耗系數(shù)（室溫104Hz）0.0010.001（2）聚酰亞胺薄膜芳香族聚酰胺纖維紙復(fù)合箔：型號(hào)為NHN使用聚酰亞胺薄膜和兩層芳香族聚酰胺纖維紙。規(guī)格有 0.25和0.30 mm；耐熱等級(jí)為 H級(jí)、擊穿電壓712kV。2.2 NOMEX芳香聚酰胺紙NOMEX芳香聚酰胺紙完全是由兩種人工合成聚酰胺聚合

34、物組成，一種是短纖維（絮凝體）；一種是顯微纖維粘合顆粒。用一般造紙方法將兩種聚合物合成薄片結(jié)構(gòu)。在制造過(guò)程中，只由纖維粒在絮凝 纖維間的空隙中粘合成薄網(wǎng)，而不添加任何其他粘結(jié)劑或填料。將這種結(jié)構(gòu)在高溫高壓下壓光即成為 410型NOME紙，其密度因厚度不同而各異，在0.8克/立方厘米至1.2克/立方厘米之間.,壓光過(guò)程中使組分結(jié)牢在一起，成為一種不可滲透的紙張，具有很高的絕緣強(qiáng)度及優(yōu)越的機(jī)械韌性。這種芳香聚 酰胺分子結(jié)構(gòu)的極端穩(wěn)定性，使NOME；芳香聚酰胺紙具有一些非常突出的特性。它的優(yōu)異特性主要表現(xiàn)在：1） 固有的介電強(qiáng)度：產(chǎn)品的短時(shí)耐電能力1840KV/ mm2）機(jī)械韌性：非常堅(jiān)固、回彈力強(qiáng)

35、，交薄等級(jí)的產(chǎn)品則具有撓性，所有產(chǎn)品都耐撕裂及耐磨。抗 變形能力高；3 ）熱穩(wěn)定性：在溫度高達(dá)200 C時(shí)，其電氣性能和機(jī)械性能所受影響極小甚至全無(wú)影響，其有效值可在顯著高溫下保持。例如410型NOME芳香聚酰胺紙具有以下特點(diǎn)：；在高于尼龍及聚酯物熔點(diǎn)溫 度下能長(zhǎng)期保存其可貴的機(jī)械及電工特性；（在225C以下，不受溫度影響，在250C時(shí)，仍能保持其室溫下絕緣強(qiáng)度值的 95%）;4 ）化學(xué)相容性：不溶于一般溶劑，能與工業(yè)油及漆相容；5）低溫性能好；6） 潮濕不敏感：在相對(duì)濕度95%下處于平衡狀態(tài)時(shí)，其在絕干時(shí)之介電強(qiáng)度可保持百分九十，同 時(shí)許多機(jī)械性能也實(shí)際有所改善；7）抗化學(xué)及輻射變質(zhì)；8）無(wú)

36、毒、耐燃：對(duì)人身體不會(huì)產(chǎn)生任何已知的毒性反應(yīng)，在一般大氣中不熔融，也不助燃。所以NOME芳香聚酰胺紙是一種被廣泛用為電工絕緣材料，它具有：410型、411型、414型、418型、419型；418型和419型也稱(chēng)NOME芳香聚酰胺云母紙。厚度有：0.05、0.08、0.13、0.18、0.25、0.30、0.38、0.51、0.61、0.74、0.76等規(guī)格。在成型線(xiàn)圈中采用NOME芳香聚酰胺紙做線(xiàn)圈扣合、卷包及墊隔絕緣。2.3云母帶云母片的性能較脆，因此用紙、布、綢、玻璃布、薄膜等作補(bǔ)強(qiáng)材料用膠粘劑制成粉云母帶。粉云母帶主要有多膠和少膠兩種絕緣體系，按IEC371中規(guī)定粉云母帶中含膠量為512

37、%少膠；含膠量1319%的為中膠；大于30%勺為多膠。國(guó)內(nèi)的中膠帶應(yīng)屬于多膠范圍。多膠云母絕緣適用于液壓或模壓工藝，使之成型固化。少膠云母絕緣適用于VPI工藝，抽真空干燥，然后經(jīng)加壓將無(wú)溶劑浸漬樹(shù)脂滲入少膠帶的繞組或線(xiàn)圈中，使之填滿(mǎn)空隙，達(dá)到整體性。目前牽引電機(jī)多采用有機(jī)硅玻璃粉云母帶， 有機(jī)硅玻璃云母帶以剝片云母或云母紙為基材，以有機(jī)硅膠粘劑，雙面以電工用無(wú)堿玻璃布為補(bǔ)強(qiáng)的 云母帶?，F(xiàn)有型號(hào)較多，但它們的外觀、厚度、寬度、邊緣彎曲度、成分、介電強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等都 應(yīng)符合JB1479要求。我國(guó)少膠云母帶的產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，并開(kāi)發(fā)了多種新品種，少膠云母帶生產(chǎn)以 形成系列和批量化。其中F級(jí)的單面補(bǔ)

38、強(qiáng)少膠粉云母帶和平行玻璃纖維補(bǔ)強(qiáng)少膠粉云母帶已向美國(guó)出口，并被確認(rèn)為合格供應(yīng)商。國(guó)內(nèi)上海電機(jī)廠(chǎng)、南陽(yáng)防爆電機(jī)廠(chǎng)、蘭州電機(jī)廠(chǎng)；鐵路上已有兩個(gè)電機(jī) 制造單位在牽引電機(jī)上采用，其中有應(yīng)用在主附極線(xiàn)圈的，也有用交流異步牽引電動(dòng)機(jī)電子繞組的。 結(jié)果表明經(jīng)過(guò)真空壓力浸漬無(wú)溶劑樹(shù)脂后，絕緣結(jié)構(gòu)達(dá)到了無(wú)氣隙，降低了溫升，提高了電機(jī)的可靠 性；。少膠云母帶目前尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于少膠帶的技術(shù)資料請(qǐng)見(jiàn)第十五章第五節(jié)。2.4無(wú)堿玻璃布和玻璃漆布玻璃根據(jù)成分可分堿玻璃和無(wú)堿玻璃。（1）堿玻璃與無(wú)堿玻璃：凡含有鉀或鈉的氧化物的玻璃均稱(chēng)為堿玻璃，這種玻璃如加入鉛、硼、 鋇等重金屬的氧化物便可獲得較高性能的玻璃；不含有鉀或鈉

39、的氧化物的玻璃均稱(chēng)為無(wú)堿玻璃，純石 英玻璃屬這一類(lèi)。他制造工藝復(fù)雜，但它的熱膨脹系數(shù)小，耐壓強(qiáng)度高。（2） 無(wú)堿玻璃布：在電工中使用的都是含堿量在2%以下的無(wú)堿玻璃纖維（57卩m）。這樣細(xì)的絲, 使玻璃固有的脆性變?nèi)彳?抗張強(qiáng)度大大提高。 玻璃纖維是無(wú)機(jī)材料,用它制成玻璃布成為無(wú)堿玻璃布。 它具有較高的電性能和較好耐熱、耐潮性能。（3）無(wú)堿玻璃漆布：由無(wú)堿玻璃布 （管）浸以絕緣漆經(jīng)烘干而成。絕緣等級(jí)和特性取決于絕緣漆的品種。由漆布組成的繞組絕緣結(jié)構(gòu)，一般都應(yīng)進(jìn)行浸漬處理，因此應(yīng)注意漆布與絕緣漆相容性。如果選 擇不當(dāng)，在浸漬處理過(guò)程中會(huì)發(fā)生漆布的期末膨脹或脫落現(xiàn)象。常用的H級(jí)玻璃漆布有：表 13-15名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格 mm擊穿電壓 kV主要特性及用途有機(jī)玻璃漆布（帶）24500.114.5耐熱性高，介電和防霉性良好，供工作溫度 為180 C的電機(jī)作包扎和襯墊絕緣，并可在 熱帶氣候下使用0.135.00.155.50.176.20.207.00.247.624510.11同2450,耐熱性更高0.150.20有機(jī)硅玻璃粘帶26560.12柔軟性高，粘性強(qiáng)。