高压电机定子绕组端部的绑扎与固定

　　摘要：高压三相交流电动机定子绕组端部的绑扎和固定直接影响到产品质量和产品寿命，本文对定子绕组端部受力和产生振动、位移的情况进行了分析，查清了绕组端部的绑扎固定缺陷及容易造成绝缘磨损的原因，最后对绕组端部在绑扎固定结构和工艺上做了一些改进。
　　关键词：电动机，绕组，绝缘，绑扎
　　1绕组端部绑扎的基本要求
　　众所周知，交流电机的定子绕组在运行时，要受到交变电磁力的作用。由于相邻绕组之间产生的电磁力与流过电流的乘积成正比，电机降压启动、短路、堵转的过程中，最大电磁力有时会达到正常值的几十倍。绕组产生变形位移的方向，与相邻绕组中流过电流的方向有关，即可按两根平行截流导线相互作用的原理分析。可分三个方面分析受力情况。
　　由于是电机绕组有同相（如图1）和隔相之分（如图2），在其端部相邻两线圈线棒中流过为电流I1和I2。端部相邻线圈两线棒间就会有相互吸引和排斥作用力产生，为避免由于作用力产生的位移。所以对端部这个部位在切向正确的固定，应是在相邻绕组线棒间侧面间隙中，选择厚度与间隙大小相近的涤纶绳绑紧。
　　上、下层绕组端部之间产生的径向电磁力，是由放置在绕组端部径向外侧的端箍和绑扎绳所承受的。所以，为防止绕组的端部在径向产生变形和相互间的摩擦，必须将绕组的端部用绑扎绳扎紧牢固地绑在端箍上。
　　2绕组端部绝缘磨损的原因
　　目前，高压电机定子多采用VPI整浸工艺，其绝缘结构是粉云母带包扎线圈，线圈端部用3涤纶绳绑扎，线圈与端箍用绳施力绑扎，二者接触的部分，不同程度地出现绝缘压陷损伤，使绝缘性能降低。当线圈按工艺要求加热嵌线时，使靠近鼻端线圈端部绝缘软化。这样使绝缘遭到损害，影响使用寿命。
　　由于端部绝缘受到端箍压陷后与端箍圆弧面形成吻合接触，当绕组端部受到交变电磁力或轴向力的作用，产生振动位移时，很快就会导致该处绝缘磨损。这种绝缘结构线圈端部的磨损，主要来自于绑扎松动引起的。
　　3线圈端部尺寸对绑扎的影响
　　由于高速电机节距较大，极间距离也大，因此，定子绕组普遍存在着端部尺寸长、喇叭口较大等特点。也有的采用大、小线圈，如YK1800-2/9906KV电机，端部内圆线圈呈波浪形，并且下、上层间的间隙极小。
　　高速电机在设计上大部分是，线圈伸出铁芯直线部分较长，使端部靠近槽口线圈R角处部分之间空隙较小，而外部鼻端附近线圈间空隙又特别大。采用涤纶护套玻璃丝绳绑扎，虽然方便了操作，但对绕组端部的形状尺寸没有改变。对于二极高速电机，长期存在的矛盾是，由于直线部分伸出铁芯较长，造成转弯处线圈之间空隙小，绑扎时，不得不抽出玻璃绳束，降低了绑扎的强度。因此，长期存在的矛盾是：根据端部侧面的间隙需选用大直径绑扎绳，才能起到垫足同相绕组端部的间隙，并扎紧隔相端部的作用，可是因绕组的喇叭口小，又离槽口近，采用大直径绑扎绳会高出铁芯内径，尤其是Y、YR系列8、10极电机，这是绝不允许的。有时，因上、下层端部的空隙小，直径大的绑扎绳无法穿扎。因此，只能选用直径偏小的绑扎绳。
　　4端部绑扎和固定的工艺改进
　　4.1加强紧固措施。
　　高压电动机，尤其是高速电机，必须全部采用端箍支撑架结构，用支撑架固定住端箍（两极为双端箍），使其不能产生径向位移。
　　在线圈端箍绝缘上平包一层厚4mm涤纶毡，起到与线圈间衬垫作用。因为涤纶毡较软，并有一定的压缩量，能使嵌线绑扎的线圈绝缘不再被端箍压陷，同时也增加了绑扎处的接触面积，保证了线圈与端箍紧密地接触，绕组含漆固化后，会有利于端部在径向和切向的固定。
　　5改进绕组端部受力部位的绑扎方法
　　为了使绕组端部在受到吸引和排斥两个方向电磁力作用时，不产生有害变形、位移和振动，首先在绑扎固定上采取绑绳扎紧、打结的方法，锁住头和尾，防止绑绳整圆松散，并在相邻端部线圈间用绑绳扎紧的同时，适当用热涨材料垫紧。线圈间侧面小的，用细绑绳扎紧。对于低速电机的线圈间隙大、喇叭口小的端部，为了使绑扎绳不高出铁芯内径，线圈侧面间隙用合适尺寸的热涨材料填满。
　　结论:采取以上措施后，连续多年没有出现因定子绕组端部绑扎和固定不牢产生的质量问题。这说明采取的措施是得当的，效果是明显的。
　　参考文献：
　　[1]方日杰.电机制造工艺学.机械工业出版社,1993
　　[2]陈世坤.电机设计.机械工业出版社,2000