5.1.1定子铁心的结构、有关术语及参数

定子铁心采用〇. 5 _厚的硅钢片叠压而成，外形如图5 - la所示。 其压板与压圈（有些小容量电机无压圈）是为保持铁心压紧状态而设置 的。其冲片、槽形分别如图5_lb和图5-lc所示(槽数为24)。定子铁心 有关的术语及参数如下：

(1) 有效长度U去掉两端压圈后的长度）、内径(俗称内膛M、外径D 和槽数4。

(2) —个槽各部位的名称如图5-lc所示。

(3) 几个看似无形的数据，即极距、相带（每极每相槽数）、每个槽距 的电角度等。这些数据除与定子本身的槽数4有关外，还与设计极数 (常用极对数ί来表示，即极数的1/2)有关。

① 极距。电机的极数(2ρ)确定后，其一个磁极所占有的定子槽数， 称为极距，用字母r(槽)来表示，则

对于图5 - la，当电机设计为2极时(/>=1) ,r=2V(2Xl) = 12槽;设 计为4极时，『=24八2乂2) = 6槽，如图5-113所示。

② 相带。每个极距内都会按顺序排列三相绕组，每一相绕组在1个 极距内所占有的距离(槽数)称为相带。由此可见,相带就是每极每相槽 数，用符号9 (槽)表示，即

当石=24槽，/>=2(4极)时,9=24/(6父2)=2槽，如图5-113所示。 ③每个槽距的电角度。一对磁极所占铁心圆弧的长度，用电角度表 示时为360°。由此可知，一个定子内圆究竟是多少电角度，是由该电机的 设计极数所决定的。即为PX360。。2极电机为1X360° = 360°，4极电机 为2X360°=720°，…。每个槽距(也说成每个槽)所占的电角度数用α来 表示，则

图 5-lb 中，α=360°Χ(2/24) = 30°。

1. 1.2定子绕组常用的型式、有关术语及参数

中小型交流异步电动机定子绕组的主要术语及参数有：

1. 绕组的型式

按绕组排列方式分，常用三相定子绕组型式有双层'迭式、单层同心 式、单层链式、单层交叉链式等，见表5-1。另外还有单双层等。

2. 有关定义及参数

(1) 极相组。在一个磁极下属于一相的线圈总和称为一个极相组。 如表5 - 1图1中U相的1、2、3号线圈和表5 - 1图2中U相的1、2号线 圈等。

(2) 节距。这个定义是针对一个线圈而言的。是指一个线圈两条直 线边之间用槽数来表示的距离。有的用两条直线边所占槽号来表示，如 表5-1图2中，大线圈的节距力二丨一8,小线圈的节距;y2=2—7;有的用

两个直线边相距的槽数(从一条边相邻的那个槽开始数到另一条边所在的槽)来表示，如前例，^=7，^2=5。节距可分为长距、等距和短距3 种，分别是按长于极距、等于极距和短于极距而命名的，如图5- 2a 所示，其中短距用得较多。

(3) 线圈的头和尾。如图5 - 2b 所示，一个线圈有两个出线端，其中一个称为“ 头”，另一个称为“ 尾”。头、尾确定的方法是：在一相绕组中，

以U相为例，与电源相接的引接线标为U1,该线端则称为这一个线圈的“ 头”。U相其他线圈若按同样的绕向并依次排开的话，则与U1端同侧的都为“ 头”，自然另一端均为“ 尾”，如表5-1图3 所示。确定线圈的头和尾是一相连线时所必需的内容。

(4) 单只线圈的直线边长和有效边长。线圈直线边的总长度称为直线边长;处于铁心槽内部分的长度，称为有效长度,也就是铁心长度，如图5-2b所示。

(5) 端部和端部长。一个线圈除有效边以外的两端称为端部，它主要是起连接两条直线边电路的作用，但由它产生的漏电抗对电机的起动、过载性能还起着不可忽视的作用。所以不能随意改大或改小; 端部长指端部顶点到有效边端点之间的垂直距离。如图5-2b所示。

(6) 匝数、每匝股数、线径等。匝数是指单只线圈绕行导线的圈数；每匝股数是一II线包含的导线根数，每根的线径可以相同也可以不相同；线径则是每根导线的直径。

(7) 绕组展开图。绕组展开图是设想在两个槽之间将嵌好线的定子轴向切开并将定¥展平后，所看到的各相绕组位置及走向图。

5 . 2 绕组拆除方法

5.2.1 拆除绕组前后应做的工作

不论是部分还是全部拆除绕组，在拆除前、后，都要通过观察和测量记录如表5-2 所列出的原电动机定子的有关数据(可参考图5- 3)，以便在加工替代品时使用或比对。有些数据可能会因损坏而无法测得（例如 被全部烧毁的绕组直流电阻)。在记录某些项目时，可能还需要一些标记 进行配合，例如引出线(槽)的位置。

5 . 2. 2 绕组的冷拆法

实际上，对于整体浸漆的散嵌绕组，一旦出现必须拆除的故障时，不论是坏了一相还是只坏了一相的部分绕组，一般都必须全部拆除。这是因为，经整体浸漆后，所有绕组都粘在了一起，很难单独分开而不造成相邻绕组的破坏。

利用图5- 4a 所示的自制工具将要拆出的绕组所在槽的槽楔去除，然后用钢铲切下要拆除绕组的一端，再用钳子夹住导线并将其拉出槽。分别如图5 - 4b、c 和d 所示。对较小的电动机，可用如图5- 4e 所示的手

持电动轮盘切割机将两端全部切掉后，将铁心竖直安放，用略小于槽截面的钢棒将在槽内的线匣冲出。

5.2.3 绕组的热拆法

1. 火烧法

火烧法是一种个体修理单位较常用的传统方法。其优点是省时省力;不足之处是会造成一定的空气污染，另外，烧过后的铁心性能会下降。所以应控制使用。

具体做法是：将定子架起，在其下和内膛中放适量木材，从下部点火。待绕组被引燃后，可撤出部分或全部木材。待绕组自燃的火焰熄灭并放凉后(严禁用水浇冷却），能很方便地将导线拉出。

2. 通电加热法

给绕组通电,使其过热后烧毁绝缘，然后将导线拉出。通电前，若将槽楔先去除，则拆导线时会更容易些。这种方法较费时并耗用很多电能，并且不能用于已烧毁的绕组，但对空气污染和对铁心性能的损失都较小。

具体做法如下：

(1) 当采用三相交流电时，对于380 V、△接的电机，可改为丫接通380 V交流电，或通过调压器、变压器提供50%左右的额定电压。应尽可能使电流在3?5 倍额定电流之间，若过大，则应间断加电。

(2) 若用单相交流电,则可将三相绕组接成并联或串联。如有条件，应采用电焊机或类似的电源供电。待绕组发热并冒烟时，适当降低电压(可能时)，再过适当时间(几分钟之内)后，停止供电。如图5 - 5 所示。

(3) 当采用直流电源时，一般将三相接成开口三角形。采用调节电压或串接电阻的方法调节输人电流。

3. 烘烤法

将电机放人电烘箱中，温度控制在180?220C，待绝缘软化或焦化后取出，再用适当的方法拆除绕组。

4. 其他加热方法

常用的还有采用火炉、喷灯、气焊等加热方法。但都应注意加热温度不宜过高，最好不要让电机的温度超过200X：，以防铁心性能过多地下降和机座烧裂。

5. 溶剂浸泡溶解法

(1) 事先拆下接线盒、接线板等附件，将槽楔清除，并尽可能多地去除端部绑扎带等。铝壳电机不能用此方法。

(2) 在浸泡箱中放入适量（以没过绕组为准)的浓度为10%的烧碱(氢氧化钠NaOH)水溶液(即溶剂）。可设置加热装置，给溶剂加热，这样

会提高工作效率。

(3) 将电机浸泡在溶剂箱中，至绝缘漆软化后拿出，立即用清水冲洗掉残余的溶剂。

(4) 用工具将导线拆除后，再次用清水冲洗。

5.2. 4 成型定转子绕组的拆除方法

对交流电机的绕线转子成型绕组(硬绕组），其两端具有绑扎带。无论是全部还是局部拆除绕组，一般都要先拆下两端全部绑扎带。可用手锯将绑扎带锯开几个口子，然后将其剥下。

在拆除绕组之前，要记录引出线及封零线所在槽的位置、跳层线所在槽的位置(如有时）、节距值(注意两端出线者有两个节距)、半支线圈的各部位长度等有关数据。

拆下线棒的步骤及方法如下：

(1) 拆下并头套和引接线。根据要拆除线圈的具体情况，拆下相关的并头套和引接线。拆除时，可用大功率电烙铁加热或用气焊、喷灯火焰加热，使并头套内的锡熔化，再用榔头敲击，使其退下。

(2) 给线棒加热。当只需拆下少数绕组线棒时，可先从一端从槽口处切断，再通人一个低电压大电流给其加热，至槽内绝缘软化。当需拆除全部绕组时，可采用电炉烘烤等方法进行加热。

(3) 剔除槽楔，乘热拉出线棒。

(4) 线棒退火。将拉出的有用线棒尽快投人水中，使其退火。否则，线棒会变硬而不利于再次使用(扳弯处易折裂)。

5 . 3 绕线模制作方法

5.3.1 常用绕线模的类型

绕线模是绕制线圈的必备工具，其尺寸应严格符合预定值。根据修理工作的需要，可简可繁，可多可少。

1. 最简单的绕线模

如图5- 6 所示。将6 个螺钉(也可用普通圆钉)分别安装在预绕线圈的6 个折点上;绕制时,6 个螺钉的头都朝外(背向线圈）；绕够匝数后，先用小绳将线圈绑扎几道，再将相邻的3 个螺钉转动一定角度，起出线圈。

2. 可调式绕线模

图5- 7 所示为3 种可调式绕线模，其中图a 只能调整线圈的长度尺寸，当然其端部尺寸可采用更换两端模板的方法来调节;图b 和图c 的所有尺寸都可调，由此也称其为万能式。这些器具现已有专业厂生产，但还有很多是根据所承担的业务情况自制的=

3. 永久性固定尺寸单个绕线模

图5-8a 为永久性固定尺寸单个绕线模分解图;图5 -8b 为迭式绕组绕线模组。它们一般采用木料制作，尺寸固定，使用期限较长。

5. 3.. 2 确定绕线模尺寸的方法

图5- 9a-d 为4 种不同绕组型式的绕线模形状及尺寸符号标注图。其各部位的尺寸设计方法见表5 - 3。模芯厚度与夹板尺寸见图5 - 9e和f。

模芯厚度$计算公式为

式中n—每层导线匝数，可根据一个线圈的总匝数按宽：厚=1: 1的

比例估算；

di—单匝绝缘导线外径(mm) ;

^—模芯厚度，功率较小的电机在8?10 mm中选用，功率较大的

电机在10-15mm中选用。

夹板的尺寸应按每边比模芯长度大出e +(5?10)来确定，其中线圈

厚度e 用下式计算：

式中N—线圈匝数；

n一一每层导线匝数;

d, 每M导线外径(mm)。

5. 3.3 制作木质绕线模的方法

下述操作参见图5 - 10。

先准备好厚度合适的木板，两面刨光。然后，先按上述设计尺寸将木。板加工出模芯和夹板。将模芯暂时固定在夹板上，用铅笔在夹板上画出

模芯重合线。在中心处钻一个供穿绕线机轴的圆孔。从夹板上取下模芯，以模芯中孔为中心，在模芯上画一条横向倾斜线，沿此线将模芯锯开成两段。

按开始在夹板上画出的模芯重合线将上述锯开的模芯一上一下分别粘牢在两块夹板上。四周粘合后接缝处要密合，以防绕线时导线挤人缝隙中。最后，在夹板上开出一个引线口和几个扎线口。

对一个极相组有几个线圈的绕组，可将几个绕线模制成一组，这样绕制方便，并可直接过线，既节约了铜线，又可省去焊接以及焊接后的绝缘处理，同时也增加了线圈之间连接的可靠性。

5 . 4 绕制线圈的工艺和质量检查

5 . 4.1 绕制方法和注意事项

1. 绕制方法

首先根据所拆下的旧绕组所用电磁线的绝缘等级、绝缘厚度和材料、线径等，选用电磁线。除个别情况外，一般采用绕线机进行绕制。较小的线圈可采用手摇绕线机，如图5 -11 所示;较大的线圈或在有

一定规模的修理厂，则采用机动甚至自动的绕线机，图5-12 中所用的就是一台由电动机带动、可调速和正反转控制的机动绕线机的工作示意图。下面讲述的绕线过程和注意事项将参照此图。

(1) 检査所用电磁线的直径，应符合要求。

(2) 将线轴放在专用支架上，尽可能使各股线处于一个竖直面内。

(3) 将电磁线穿过装着石蜡的木箱(导线通过石蜡后，其表面变得光滑，从而有利于嵌线，但在浸漆时若不预热，则导线表面的石蜡会影响漆的附着力。所以，是否采用此方法，要根据自己的处理工艺情况来决定），再通过一个毛毡夹(用于产生一定阻力^ 此夹应可上下活动，所以采用合叶安装)后穿过一根塑料管固定在绕线模固定线端的装置上(一般是一个钉子)。

(4) 检査计数器，不在零位时调到零位。

(5) 起动绕线机，由慢到快开始绕制。两手握住塑料套管，对导线施一定的力并尽可能地控制导线使其分层整齐排列。将要达到预定的圈数时，放慢速度。达到预定圈数后，停转。用线绳绑扎线圈。

(6) 若为多个线圈连绕，则通过绕线模的过线口将导线引人到下一个模芯中继续绕制。

(7) 绕完最后一个线圈时，留出足够长度后，将线剪断。卸下绕线模，拿出线圈并按顺序放好。若绕制多个规格的线圈时，应采用系纸扉子等方法注明线圈的规格或电机型号。

2. 线圈绕制过程中应注意的事项

(1) 绕制过程中，应对电磁线的直径及外观进行抽查，以避免中间的不合格线绕人线圈中。

(1) 因一轴线用完需要换另一轴或中间发现不合格线段需剪断等原 因,要在一个线圈的中间接线时，应将接点安排在线圈端部，一个线圈中 的接头不应超过1个，每一相不应超过2个，如图5 - 13所示。可采用对接熔焊或铰接锡焊(较小线径)的方式。

使用银焊片通电熔焊的方法如图5 - 14所示,所用的变压器类似于 单相交流弧焊机，输出电压应在36 V以下。具体操作方法是：事先将要 对接的漆包线两端的漆皮去除，在一端套上一段粗细合适的绝缘套管，将 两线端夹在电极上，两端刚刚相接触。按下电源按钮后，待导线烧热发亮 时，在导线接触部位撒一些硼砂，将银焊片从导线对接处划过(要控制划 过的时间），进行1〜3次后，松开电源按钮。查看是否焊好(焊接牢固，焊 点光滑,无毛刺），若没有焊好，则将导线端头截断后，重复上述过程。

(1) 中途换线时，应检查所换线是否符合要求，其中包括牌号和线 径、外观等。

(2) 绕制后的绕组应放在干净处，并采取措施防止灰尘和其他杂物 的污染。

5.4.2线圈质量检查

对绕好的线圈，应检查的项目有：①节距;②直线边长度;③端部长 度和拐角情况;④总长;⑤整个线圈的导线顺直整齐情况，不得有硬折 弯，若有连接点，应处在端部外侧，并且不得多于1个;⑥漆皮是否有脱
落、刮伤或漆瘤;⑦线径是否正确;⑧匝数。有关项目如图5-15a和图 5-15b所示。

电机绕组的匝数是一个相当重要的参数，必须得到保证。当匝数较 少或生产批量很少时，可用人工数数的简单办法检查;使用匝数检测仪进 行测量的方法如图5 - 15c所示。