模塊三風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)頭部分的裝配與調(diào)試

模塊三風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)頭部分的

裝配與調(diào)試任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試[學(xué)習(xí)背景]

定子是發(fā)電機(jī)的重要組成部分，它由鐵芯、繞組、外殼等部件組成。鐵芯是發(fā)電機(jī)磁路的一部分；線圈則形成發(fā)電機(jī)的電路；外殼是用來固定和保護(hù)定子鐵芯和線圈的。2任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試[能力目標(biāo)]

（1）了解風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子的加工制造過程；（2）掌握風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子的檢測(cè)方法；（3）掌握定子及定子線圈的裝配過程。3任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試

[基礎(chǔ)知識(shí)]

1．定子的結(jié)構(gòu)定子是由鐵芯、繞組、外殼組成。鐵芯由硅鋼片制成，在鐵芯槽內(nèi)繞有三組線圈，按星形法進(jìn)行連接發(fā)電機(jī)工作時(shí)便產(chǎn)生三相交流電。圖3-13定子圖3-14定子外殼4任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試2.定子鐵芯定子鐵芯是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量的好壞直接影響發(fā)電機(jī)的性能和使用壽命。定子鐵芯一般使用硅鋼片（又稱為矽鋼片）壓制而成（如圖3-15），其好處就是減少渦流。硅鋼片是一種含碳極低的硅鐵軟磁合金，一般厚度在1mm以下，故稱薄板。加入硅可提高鐵的電阻率和最大磁導(dǎo)率，降低矯頑力、鐵芯損耗（鐵損）和磁時(shí)效。主要用來制作各種變壓器、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的鐵芯。世界硅鋼片產(chǎn)量約占鋼材總量的1％。5任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試圖3-15定子硅鋼片6任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試1）硅鋼片的分類硅鋼片按其含硅量不同可分為低硅和高硅兩種。低硅片含硅2.8％以下，它具有一定機(jī)械強(qiáng)度，主要用于制造電機(jī)，俗稱電機(jī)硅鋼片；高硅片含硅量為2.8％～4.8％，它具有磁性好，但較脆，主要用于制造變壓器鐵芯，俗稱變壓器硅鋼片。兩者在實(shí)際使用中并無嚴(yán)格界限，實(shí)際生產(chǎn)中，也常用高硅片制造大型電機(jī)。按生產(chǎn)加工工藝可分熱軋和冷軋兩種，冷軋又可分晶粒無取向和晶粒取向兩種。冷軋片厚度均勻、表面質(zhì)量好、磁性較高，因此，隨著工業(yè)發(fā)展，熱軋片有被冷軋片取代之趨勢(shì)(我國(guó)已經(jīng)明確要求停止使用熱軋硅鋼片，也就是前期所說的“以冷代熱”)。7任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試2）硅鋼片的性能指標(biāo)鐵損低鐵損是質(zhì)量的最重要指標(biāo)，世界各國(guó)都以鐵損值劃分牌號(hào)，鐵損越低，牌號(hào)越高，質(zhì)量也高。磁感應(yīng)強(qiáng)度高在相同磁場(chǎng)下能獲得較高磁感的硅鋼片，用它制造的電機(jī)或變壓器鐵芯的體積和重量較小，相對(duì)而言可節(jié)省硅鋼片、銅線和絕緣材料等。疊裝系數(shù)高硅鋼片表面光滑，平整和厚度均勻，制造鐵芯的疊裝系數(shù)提高。沖片性好表面對(duì)絕緣膜的附著性和焊接性良好磁時(shí)效硅鋼片須經(jīng)退火和酸洗處理8任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試3）硅鋼片的表面質(zhì)量要求鋼帶（片）表面應(yīng)光滑、不得有妨礙使用的銹蝕、孔洞、重皮、折印、氣泡、分層等缺陷。鋼帶（片）表面允許有不影響使用的缺陷，如涂層條斑、擦痕、未起皮的鋼質(zhì)不良，以及在厚度偏差范圍內(nèi)的少量結(jié)疤、麻點(diǎn)、凹坑、凸包和劃痕等。絕緣涂層應(yīng)有良好的附著性，在剪切和卷繞使用時(shí)不應(yīng)有明顯脫落。9任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試3.發(fā)電機(jī)定子線圈的繞制和絕緣件的裁剪1）線圈的繞制繞線時(shí)首先用舊線圈樣品的尺寸來確定活動(dòng)繞線模的尺寸，活動(dòng)繞線模繞制的線圈周長(zhǎng)允許略大于舊線圈周長(zhǎng)10mm左右，最好維持原線圈周長(zhǎng)的尺寸。線圈繞制過程是在繞線機(jī)上進(jìn)行的，其繞制工序如下:核對(duì)導(dǎo)線數(shù)據(jù)

對(duì)導(dǎo)線的型號(hào)、線徑和并繞根數(shù)檢查核實(shí)后，將漆包線盤置于放線架上。確定線圈尺寸將繞線模裝入繞線機(jī)后并固定，調(diào)整繞線模大小以確定線圈尺寸，再檢查并調(diào)整計(jì)數(shù)器置零，如圖3-16所示。10任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試(a)繞制線圈(b)繞扎好的線圈圖3-16線圈繞制

11任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試確定線圈的匝數(shù)及個(gè)數(shù)從放線架抽出導(dǎo)線，平行排列(并繞時(shí))穿過浸蠟毛氈夾線板，按規(guī)定的規(guī)格，根據(jù)一次連繞線圈的個(gè)數(shù)、組數(shù)及并繞根數(shù)剪制絕緣套管若干段(段數(shù)由極相組中的線圈個(gè)數(shù)定)，依次套入導(dǎo)線，如圖3-17所示。1-毛氈2-拉線3-層壓板4-銅線圖3-17放線

12任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試線圈繞制線頭掛在繞線模左側(cè)的繞線機(jī)主軸上，如圖3-16放線。

線頭預(yù)留長(zhǎng)度為線圈周長(zhǎng)的一半，嵌入繞線模槽中，導(dǎo)線在槽中自左向右排列整齊、緊密，不得有交叉現(xiàn)象，待繞至規(guī)定的匝數(shù)為止。繞完一個(gè)線圈后，留出連接線再向右移到另一個(gè)模芯上繞第二個(gè)線圈；繞線時(shí)除微電機(jī)的小線圈用繞線機(jī)搖把操作外，一般繞制φ0.6mm以上導(dǎo)線的線圈均不用搖把操作，而用一只手盤轉(zhuǎn)線模，另一只手除輔助盤車外，還負(fù)責(zé)把導(dǎo)線排列整齊，不交叉重疊。13任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試線圈的綁扎繞到規(guī)定匝數(shù)后，用預(yù)先備好的扎線(棉線繩，長(zhǎng)度均10～15cm)將線圈扎緊，線圈的頭尾分別留出1/2匝的長(zhǎng)度再剪斷，以備連接線用，見圖3-16(b)所示。繞制結(jié)束

將線模從繞線機(jī)上卸下，退出線圈再進(jìn)行下次繞線。

注意：繞制不等節(jié)距的線圈組時(shí)，應(yīng)將最小節(jié)距的線圈列為第1只，其他順次排列繞制線圈。14任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試2）絕緣件的裁剪電機(jī)的絕緣件主要是指槽絕緣、層間絕緣、端部絕緣和槽口絕緣。這些絕緣件的材料都是由絕緣紙制成。（1）槽絕緣

對(duì)于大功率電機(jī)一般采用二層槽絕緣，緊貼槽的外層用0.15mm厚的青殼絕緣紙或聚脂薄膜；里層用0.15mm厚的聚酯纖維紙復(fù)合箔（DMDM），對(duì)于小功率電機(jī)可只用一層槽絕緣，0.2mm或0.25mm厚的薄膜青殼紙或聚酯纖維紙復(fù)合箔（DMDM）。槽絕緣長(zhǎng)度一般要求伸出鐵芯，兩端均勻，以保證繞組對(duì)鐵心有足夠的爬電距離。其伸出鐵芯長(zhǎng)度要根據(jù)電機(jī)容量而定，Y80～Y280系列電機(jī)槽絕緣伸出鐵心長(zhǎng)度可參考表3-2。J2、JO2系列電機(jī)槽絕緣伸出鐵芯長(zhǎng)度，可參照Y系列的。15任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試對(duì)寬度來說，若是里外兩層的，外層的寬度只要紙的左右下三面緊貼槽壁，而上面正好比槽口縮進(jìn)一些即可。里層的寬度則要使紙的三面緊貼槽壁外，上面要高出槽口約5～l0mm，以便嵌線時(shí)使導(dǎo)線能從高出槽口的兩片紙中間滑進(jìn)去，起引槽作用，見圖3-18(a)所示。另一種可使里外兩層的寬度相同，都讓紙的三面緊貼槽壁，上面正好比槽口縮進(jìn)些。表3-2Y80～Y280系列電機(jī)的槽絕緣伸出鐵心長(zhǎng)度中心高（mm）80～112132～160180～280伸出長(zhǎng)度（mm）6～77～1012～1516任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試在嵌線時(shí)，槽口插入二片寬度約20mm薄膜青殼紙，臨時(shí)引導(dǎo)線滑進(jìn)槽里，當(dāng)導(dǎo)線嵌滿槽后，抽出二紙片，再插入裁剪好的絕緣紙條覆蓋槽口，見圖3-18(b)。

(a)槽口處壓疊、自帶引槽紙

(b)槽口處覆蓋、外加引槽

圖3-18槽絕緣示意圖

17任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試（2）層間絕緣

層間絕緣是雙層繞組槽內(nèi)上、下層線圈的隔電絕緣，其材質(zhì)和厚度一般可與槽絕緣相同。由于槽內(nèi)層間是相間電壓，為了防止層間線圈短路，層間絕緣紙的寬度一定要可靠地包住下層線圈邊（3）端部絕緣繞組端部絕緣是相間絕緣，對(duì)極相線圈組之間絕緣。其形狀如半月形，大小要求能隔開整個(gè)極相組線圈的端部，裁剪時(shí)放大些，待整形時(shí)將多余部分修剪掉。其材質(zhì)與槽絕緣相同。

18任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試（4）槽口絕緣槽口絕緣件就是槽楔，槽楔是在封口絕緣后加在槽口內(nèi)的壓緊件，以阻止槽內(nèi)導(dǎo)線滑出槽外和保護(hù)導(dǎo)線不致因電動(dòng)力而松動(dòng)。通常是用竹或環(huán)氧樹脂板作材料，橫截面為圓冠形，大小要與槽口內(nèi)側(cè)相吻合，長(zhǎng)度略短于槽絕緣3㎜。（5）裁剪要求裁剪玻璃絲漆布時(shí)應(yīng)與纖維方向成45°角裁剪，這樣不宜在槽口處撕裂；

裁剪絕緣紙時(shí)，應(yīng)使纖維方向（即壓延方向）與槽絕緣和層間絕緣的寬度方向（長(zhǎng)邊）相一致，以免造成折疊封口時(shí)的困難。

19任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試

4.定子外殼材料的選擇發(fā)電機(jī)定子外殼材料的選擇主要考慮：在滿足強(qiáng)度支撐的情況下，最重要的就是散熱和重量。因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子外殼一般選用鋁鑄件。20任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試[操作指導(dǎo)]1.任務(wù)布置以1kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例，安裝、檢測(cè)定子。2.操作指導(dǎo)如前所述，定子是由定子鐵芯、繞組以及前后外殼組成。其安裝步驟如下：(1)檢查定子鐵芯、繞組線圈、前后外殼是否完備。(2)定子線圈的繞制，繞制方法和步驟如基礎(chǔ)部分3.1、3.2所述，這里不再累述。21任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試

圖3-19定子線圈的繞制22任務(wù)二定子的安裝與調(diào)試(3)定子與定子外殼的壓制定子與定子外殼的壓制一般是在液體壓力機(jī)上進(jìn)行，如圖3-20所示。在將定子壓入外殼內(nèi)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：定子及外殼的放置一定要平整。在壓制的過程中，用力用平穩(wěn)，避免用力過猛，壓壞定子線圈。在完全壓入后，壓力機(jī)緩緩抬起。其壓制過程如圖3-21所示。(4)定子的檢測(cè)壓制完畢后，測(cè)試線圈的絕緣性能是否完好，并記錄下來