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[摘 要]本文介绍了TL1000-20/2150同步电机定子线圈生产过程的关键技术及线圈在生产过程中的质量控制与管理。
[关键词]同步电机 定子线圈 生产过程 关键技术
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0338-01
一、 概况
武汉市水利系统拥有TDL-800/2150-24 6000V 800KW同步电机123台，大都建于七十年代末，八十年代初，已运行二十多年，加上近几年来长江水位在内涝情况下居高不下，造成各泵站机组运行扬程提高，流量减小，机组出力明显不足，在高扬程机组根本无法启动，使内涝积水无法排向长江。98年 99年我中心在市水利局的领导之下通过对部分机组的改造，在有关泵站的配合下，找出了一条投资省、见效快的机组改造方案。此方案解决了高扬程下机组的启动性能，并提高 来土建和机组外壳及铁芯的情况下的改造提出了更高的要求；而电机改造主要是提高绝缘等级，增容提速，而增容提速主要是改变电机定子线圈的结构和线圈之间的接法。由于改造后定子线圈跨距增大，铜线截面增粗，绝缘厚度降低，绝缘等级提高，对线圈制造工艺 质量提出了更高的要求。
二、原材料的选用
线圈绕组是电机的关键部分，它数量多、要求精度高。机组在运行过程中受到电磁作用，热作用和机械振动作用，以及水利系统泵房潮湿环境因素的影响，电机的寿命和运行的可靠性，主要决定于绕组。
线圈制造工艺包括线圈制造，绕组嵌装和绝缘处理。手工操作多，劳动强度大。质量不稳定的原因大部分是由于加工过程中的缺陷造成的，因此正确掌握机电线圈的制造工艺，贯彻质量保证体系，提高电机绕组的质量和使用寿命很有必要，
TL1000-20/2150电机定子线圈选用的是自粘单玻璃丝包聚酰亚胺薄包铜扁线（SBMB-30/155-1Y3F1N）它比原来TDL-800KW电机定子线圈截面增加了29.4%，耐温指数提高了25，它的密度为8.9*103kg/m3.TL1000-20/2150电机定子线圈匝间和主绝缘，选用环氧玻璃粉云母带（5440-1），而TDL-800KW选用的是沥青粉云母带，绕组运行的可靠性和使用寿命很大程度上取决于绝缘材料的性能，所以必须有严格的原材料采购制度，对每批次原材料供货方必须出示权威机构提供的检验报告，否则一律退货。选用质量上乘，性能稳定的原材料是产品质量是创优的基础。
三、线圈制作
在制作线圈前必须组织全体职工认真学习新的操作规程，制定相应的质量管理政策，明确工序负责人和阶段质检人员，分工必须明确，责任必须分清。
1.匝数要准确，T1000-20/2150机电定子线圈为双根并绕八匝，匝数的错误直接影响电磁参数和线圈外形尺寸。
2.尺寸和形状应符合图纸要求，TL1000-20/2150定子线圈园心距高为740mm其公差为0.2mm，公差过高直接影响线圈电阻，线圈匝间必须服贴。以防线匝之间存在空隙 匝间绝缘必须用粉云母带严格半叠包。 粉云母带换盘时必须重叠一个粉云母带宽度，以防止线圈涨形时将粉云母带撕开错位出现匝间绝缘“空隙”。绕线时，导线拉力应根据绕线机速度，导线粗细进行调整，拉力不宜过大，以免将导线拉细，影响线圈内阻和导线外绝缘强度降低。线圈绕好后必须包扎整形保护层，用0.1*25的涤棉纱带半叠包扎，其包扎接头必须放在端部，以便整形时整形模与模芯配合一致性。
3.张形和整形，张形和整形是成型线圈制造的重要工序。此工序直接影响线圈嵌装后电机的外观张形在张形机上进行，张形前必须对照线圈调整四个抓臂的距离，张开角度和跨距.张形前的线圈必须包一层保护带，以保护匝间绝缘，采用聚乙烯热收缩带，此带应疏包.由于TL1000-20/2150电机属高压电机，线径较粗，反弹性大，在整形前必须放在专用烘箱内预烘，其烘焙温度为100 5，烘好后再整形，必须经过几次整形才能使几何形状一致，特别是端部必须整到位。整形时由于操作工力度不一样，为了保证一台144个线圈外形尺寸一致，一台电机线圈应由两名操作工一次性完成，其他人不得替换。
4.一次压复形好的线圈必须进行模压，模压前必须浸一次绝缘漆，模压的目的是进一步加强匝间、线间绝缘并保证所有线圈直线导体截面排列整齐，模压温度为1855，时间为十五分钟。
5.对地绝缘，线圈对地绝缘是线圈的关键，它直接影响电机正常运行和机组寿命。对地绝缘采用环氧玻璃粉云母带包扎，在线圈的直线部分和端接部分都采用粉云母带连续半叠包扎。由于TL1000-20/2150电机是在原TDL-800KW电机定子铁芯上改造，其槽型不变，线径加粗，直线部分的绝缘层数由原来的十二层减少为九点五层，端接部分由原来的九层改为六层。包扎过程中采用严格的半叠包，并随时用游标尺检查包扎厚度和松紧程度，不允许两人包一个线圈。包扎操作台上不允许放置钳台及茶水，以免线圈及绝缘材料粘上铁屑和水珠而造成线圈“先天不足”。线圈主绝缘包完后必须由工序质检员检验，主要检验直线部分外形尺寸和松紧程序，检验合格的线圈才允许半叠包一层聚乙烯热收缩带，并贴上员工工号，对此线圈质量负责。
6.模压，线圈模压在专用热压模上进行，热压模角度必须用TL1000-20/2150专用调模板精心调整。热压温度为1855，热压三十分钟，再加一次压，直到上、下模之间压紧为止，再热压三十分钟以上，压完第一个后检查直线段截面尺寸，要求公差为0.2mm，外觀无毛刺，无漆瘤，用小锤敲击直线部分无空穴声。
7.线圈的检查与试验。绕组在各工序完成之后，都必须进行认真的检查试验，以便及时出现并铲除加工过程中出现的缺陷，防止不合格品流入下道工序，造成工时和材料上的浪费，影响生产进度和产品质量。绕组检查试验合格：外观、几何尺寸、绝缘强度及电磁性能等几方面，具体项目一般根据绕组结构和工艺特点来确定。
耐压试验时保证绕组绝缘可靠性的关键。耐压试验对不良的绕组绝缘有破坏作用，因此只有外观检查合格的半成品及绝缘电阻测定合格的成品才能进行耐压试验。对于TL1000-20/2150电机定子线圈交流耐压标准为
绝缘热压成型后21kV/min
打完槽契后17.5 kV/min
并头套连接线绝缘后15.5 kV/min
电机总装后13 kV/min
考虑到绕组绝缘在制造中避免受到影响，故半成品的试验电压须比成品适当提高，电机容量越大，对安全运行的要求就越严，试验电压也相应提高。
综上所述，只有严格的质量控制体系，才能保证防汛排涝时电机的安全运转。
[关键词]同步电机 定子线圈 生产过程 关键技术
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0338-01
一、 概况
武汉市水利系统拥有TDL-800/2150-24 6000V 800KW同步电机123台，大都建于七十年代末，八十年代初，已运行二十多年，加上近几年来长江水位在内涝情况下居高不下，造成各泵站机组运行扬程提高，流量减小，机组出力明显不足，在高扬程机组根本无法启动，使内涝积水无法排向长江。98年 99年我中心在市水利局的领导之下通过对部分机组的改造，在有关泵站的配合下，找出了一条投资省、见效快的机组改造方案。此方案解决了高扬程下机组的启动性能，并提高 来土建和机组外壳及铁芯的情况下的改造提出了更高的要求；而电机改造主要是提高绝缘等级，增容提速，而增容提速主要是改变电机定子线圈的结构和线圈之间的接法。由于改造后定子线圈跨距增大，铜线截面增粗，绝缘厚度降低，绝缘等级提高，对线圈制造工艺 质量提出了更高的要求。
二、原材料的选用
线圈绕组是电机的关键部分，它数量多、要求精度高。机组在运行过程中受到电磁作用，热作用和机械振动作用，以及水利系统泵房潮湿环境因素的影响，电机的寿命和运行的可靠性，主要决定于绕组。
线圈制造工艺包括线圈制造，绕组嵌装和绝缘处理。手工操作多，劳动强度大。质量不稳定的原因大部分是由于加工过程中的缺陷造成的，因此正确掌握机电线圈的制造工艺，贯彻质量保证体系，提高电机绕组的质量和使用寿命很有必要，
TL1000-20/2150电机定子线圈选用的是自粘单玻璃丝包聚酰亚胺薄包铜扁线（SBMB-30/155-1Y3F1N）它比原来TDL-800KW电机定子线圈截面增加了29.4%，耐温指数提高了25，它的密度为8.9*103kg/m3.TL1000-20/2150电机定子线圈匝间和主绝缘，选用环氧玻璃粉云母带（5440-1），而TDL-800KW选用的是沥青粉云母带，绕组运行的可靠性和使用寿命很大程度上取决于绝缘材料的性能，所以必须有严格的原材料采购制度，对每批次原材料供货方必须出示权威机构提供的检验报告，否则一律退货。选用质量上乘，性能稳定的原材料是产品质量是创优的基础。
三、线圈制作
在制作线圈前必须组织全体职工认真学习新的操作规程，制定相应的质量管理政策，明确工序负责人和阶段质检人员，分工必须明确，责任必须分清。
1.匝数要准确，T1000-20/2150机电定子线圈为双根并绕八匝，匝数的错误直接影响电磁参数和线圈外形尺寸。
2.尺寸和形状应符合图纸要求，TL1000-20/2150定子线圈园心距高为740mm其公差为0.2mm，公差过高直接影响线圈电阻，线圈匝间必须服贴。以防线匝之间存在空隙 匝间绝缘必须用粉云母带严格半叠包。 粉云母带换盘时必须重叠一个粉云母带宽度，以防止线圈涨形时将粉云母带撕开错位出现匝间绝缘“空隙”。绕线时，导线拉力应根据绕线机速度，导线粗细进行调整，拉力不宜过大，以免将导线拉细，影响线圈内阻和导线外绝缘强度降低。线圈绕好后必须包扎整形保护层，用0.1*25的涤棉纱带半叠包扎，其包扎接头必须放在端部，以便整形时整形模与模芯配合一致性。
3.张形和整形，张形和整形是成型线圈制造的重要工序。此工序直接影响线圈嵌装后电机的外观张形在张形机上进行，张形前必须对照线圈调整四个抓臂的距离，张开角度和跨距.张形前的线圈必须包一层保护带，以保护匝间绝缘，采用聚乙烯热收缩带，此带应疏包.由于TL1000-20/2150电机属高压电机，线径较粗，反弹性大，在整形前必须放在专用烘箱内预烘，其烘焙温度为100 5，烘好后再整形，必须经过几次整形才能使几何形状一致，特别是端部必须整到位。整形时由于操作工力度不一样，为了保证一台144个线圈外形尺寸一致，一台电机线圈应由两名操作工一次性完成，其他人不得替换。
4.一次压复形好的线圈必须进行模压，模压前必须浸一次绝缘漆，模压的目的是进一步加强匝间、线间绝缘并保证所有线圈直线导体截面排列整齐，模压温度为1855，时间为十五分钟。
5.对地绝缘，线圈对地绝缘是线圈的关键，它直接影响电机正常运行和机组寿命。对地绝缘采用环氧玻璃粉云母带包扎，在线圈的直线部分和端接部分都采用粉云母带连续半叠包扎。由于TL1000-20/2150电机是在原TDL-800KW电机定子铁芯上改造，其槽型不变，线径加粗，直线部分的绝缘层数由原来的十二层减少为九点五层，端接部分由原来的九层改为六层。包扎过程中采用严格的半叠包，并随时用游标尺检查包扎厚度和松紧程度，不允许两人包一个线圈。包扎操作台上不允许放置钳台及茶水，以免线圈及绝缘材料粘上铁屑和水珠而造成线圈“先天不足”。线圈主绝缘包完后必须由工序质检员检验，主要检验直线部分外形尺寸和松紧程序，检验合格的线圈才允许半叠包一层聚乙烯热收缩带，并贴上员工工号，对此线圈质量负责。
6.模压，线圈模压在专用热压模上进行，热压模角度必须用TL1000-20/2150专用调模板精心调整。热压温度为1855，热压三十分钟，再加一次压，直到上、下模之间压紧为止，再热压三十分钟以上，压完第一个后检查直线段截面尺寸，要求公差为0.2mm，外觀无毛刺，无漆瘤，用小锤敲击直线部分无空穴声。
7.线圈的检查与试验。绕组在各工序完成之后，都必须进行认真的检查试验，以便及时出现并铲除加工过程中出现的缺陷，防止不合格品流入下道工序，造成工时和材料上的浪费，影响生产进度和产品质量。绕组检查试验合格：外观、几何尺寸、绝缘强度及电磁性能等几方面，具体项目一般根据绕组结构和工艺特点来确定。
耐压试验时保证绕组绝缘可靠性的关键。耐压试验对不良的绕组绝缘有破坏作用，因此只有外观检查合格的半成品及绝缘电阻测定合格的成品才能进行耐压试验。对于TL1000-20/2150电机定子线圈交流耐压标准为
绝缘热压成型后21kV/min
打完槽契后17.5 kV/min
并头套连接线绝缘后15.5 kV/min
电机总装后13 kV/min
考虑到绕组绝缘在制造中避免受到影响，故半成品的试验电压须比成品适当提高，电机容量越大，对安全运行的要求就越严，试验电压也相应提高。
综上所述，只有严格的质量控制体系，才能保证防汛排涝时电机的安全运转。