模塊三風力發(fā)電機組機頭部分的裝配與調(diào)試

模塊三風力發(fā)電機組機頭部分的

裝配與調(diào)試任務二定子的安裝與調(diào)試任務二定子的安裝與調(diào)試[學習背景]

定子是發(fā)電機的重要組成部分，它由鐵芯、繞組、外殼等部件組成。鐵芯是發(fā)電機磁路的一部分；線圈則形成發(fā)電機的電路；外殼是用來固定和保護定子鐵芯和線圈的。2任務二定子的安裝與調(diào)試[能力目標]

（1）了解風力發(fā)電機定子的加工制造過程；（2）掌握風力發(fā)電機定子的檢測方法；（3）掌握定子及定子線圈的裝配過程。3任務二定子的安裝與調(diào)試

[基礎知識]

1．定子的結(jié)構定子是由鐵芯、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，按星形法進行連接發(fā)電機工作時便產(chǎn)生三相交流電。圖3-13定子圖3-14定子外殼4任務二定子的安裝與調(diào)試2.定子鐵芯定子鐵芯是風力發(fā)電機的關鍵部件，其質(zhì)量的好壞直接影響發(fā)電機的性能和使用壽命。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率，降低矯頑力、鐵芯損耗（鐵損）和磁時效。主要用來制作各種變壓器、電動機和發(fā)電機的鐵芯。世界硅鋼片產(chǎn)量約占鋼材總量的1％。5任務二定子的安裝與調(diào)試圖3-15定子硅鋼片6任務二定子的安裝與調(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，它具有一定機械強度，主要用于制造電機，俗稱電機硅鋼片；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。兩者在實際使用中并無嚴格界限，實際生產(chǎn)中，也常用高硅片制造大型電機。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(我國已經(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任務二定子的安裝與調(diào)試2）硅鋼片的性能指標鐵損低鐵損是質(zhì)量的最重要指標，世界各國都以鐵損值劃分牌號，鐵損越低，牌號越高，質(zhì)量也高。磁感應強度高在相同磁場下能獲得較高磁感的硅鋼片，用它制造的電機或變壓器鐵芯的體積和重量較小，相對而言可節(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。沖片性好表面對絕緣膜的附著性和焊接性良好磁時效硅鋼片須經(jīng)退火和酸洗處理8任務二定子的安裝與調(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、凹坑、凸包和劃痕等。絕緣涂層應有良好的附著性，在剪切和卷繞使用時不應有明顯脫落。9任務二定子的安裝與調(diào)試3.發(fā)電機定子線圈的繞制和絕緣件的裁剪1）線圈的繞制繞線時首先用舊線圈樣品的尺寸來確定活動繞線模的尺寸，活動繞線模繞制的線圈周長允許略大于舊線圈周長10mm左右，最好維持原線圈周長的尺寸。線圈繞制過程是在繞線機上進行的，其繞制工序如下:核對導線數(shù)據(jù)

對導線的型號、線徑和并繞根數(shù)檢查核實后，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)整計數(shù)器置零，如圖3-16所示。10任務二定子的安裝與調(diào)試(a)繞制線圈(b)繞扎好的線圈圖3-16線圈繞制

11任務二定子的安裝與調(diào)試確定線圈的匝數(shù)及個數(shù)從放線架抽出導線，平行排列(并繞時)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數(shù)定)，依次套入導線，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)的繞線機主軸上，如圖3-16放線。

線頭預留長度為線圈周長的一半，嵌入繞線模槽中，導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。繞完一個線圈后，留出連接線再向右移到另一個模芯上繞第二個線圈；繞線時除微電機的小線圈用繞線機搖把操作外，一般繞制φ0.6mm以上導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，還負責把導線排列整齊，不交叉重疊。13任務二定子的安裝與調(diào)試線圈的綁扎繞到規(guī)定匝數(shù)后，用預先備好的扎線(棉線繩，長度均10～15cm)將線圈扎緊，線圈的頭尾分別留出1/2匝的長度再剪斷，以備連接線用，見圖3-16(b)所示。繞制結(jié)束

將線模從繞線機上卸下，退出線圈再進行下次繞線。

注意：繞制不等節(jié)距的線圈組時，應將最小節(jié)距的線圈列為第1只，其他順次排列繞制線圈。14任務二定子的安裝與調(diào)試2）絕緣件的裁剪電機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

對于大功率電機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厚的聚酯纖維紙復合箔（DMDM），對于小功率電機可只用一層槽絕緣，0.2mm或0.25mm厚的薄膜青殼紙或聚酯纖維紙復合箔（DMDM）。槽絕緣長度一般要求伸出鐵芯，兩端均勻，以保證繞組對鐵心有足夠的爬電距離。其伸出鐵芯長度要根據(jù)電機容量而定，Y80～Y280系列電機槽絕緣伸出鐵心長度可參考表3-2。J2、JO2系列電機槽絕緣伸出鐵芯長度，可參照Y系列的。15任務二定子的安裝與調(diào)試對寬度來說，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，以便嵌線時使導線能從高出槽口的兩片紙中間滑進去，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些。表3-2Y80～Y280系列電機的槽絕緣伸出鐵心長度中心高（mm）80～112132～160180～280伸出長度（mm）6～77～1012～1516任務二定子的安裝與調(diào)試在嵌線時，槽口插入二片寬度約20mm薄膜青殼紙，臨時引導線滑進槽里，當導線嵌滿槽后，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極相組線圈的端部，裁剪時放大些，待整形時將多余部分修剪掉。其材質(zhì)與槽絕緣相同。

18任務二定子的安裝與調(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)導線滑出槽外和保護導線不致因電動力而松動。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，長度略短于槽絕緣3㎜。（5）裁剪要求裁剪玻璃絲漆布時應與纖維方向成45°角裁剪，這樣不宜在槽口處撕裂；

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

19任務二定子的安裝與調(diào)試

4.定子外殼材料的選擇發(fā)電機定子外殼材料的選擇主要考慮：在滿足強度支撐的情況下，最重要的就是散熱和重量。因此，風力發(fā)電機的定子外殼一般選用鋁鑄件。20任務二定子的安裝與調(diào)試[操作指導]1.任務布置以1kW風力發(fā)電機為例，安裝、檢測定子。2.操作指導如前所述，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部分3.1、3.2所述，這里不再累述。21任務二定子的安裝與調(diào)試

圖3-19定子線圈的繞制22任務二定子的安裝與調(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上進行，如圖3-20所示。在將定子壓入外殼內(nèi)時，應注意以下幾點：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，壓力機緩緩抬起。其壓制過程如圖3-21所示。(4)定子的檢測壓制完畢后，測試線圈的絕緣性能是否完好，并記錄下來