电机制造工艺

（二）转子
❖ 1、转子结构形式
永磁伺服电机转子结构目前以表贴结构为主，也有采用镶嵌结构的。 表贴转子表面防止磁钢脱落采用非导磁材料固定或不锈钢套固定。
❖ 2、磁钢的装配与贮运
磁钢装配有不带磁装配整体充磁方式和带磁粘结方式。带磁粘结时需 注意远离导磁物体、电子产品（如手机、手表等），有心脏起搏器的人 不要靠近；包装运输和厂内贮运时要进行隔磁处理。
◆真空压力浸漆（VPI） 先预烘，在一定真空度下冷却至50~70℃，然后向罐中输漆。
❖ ③干燥 干燥分常压干燥和真空干燥。
浸漆后的干燥包括两个过程：
◆溶剂的挥发(物理过程)：干燥初期温度较低，开始时溶剂挥发不是纯 粹的溶剂挥发，溶剂与漆基之间有作用。
◆漆基的氧化或缩聚(化学过程)。
5、定子绕组一般试验项目：
（ 3）热装配（加热铁心）
（ 4）冷装配（轴冷冻）
❖ 5、轴的加工工艺过程
下料
热处理
平端面
钻中心孔
粗车
精车
磨削
铣键槽
❖ 6、动平衡
◆不平衡分为静不平衡、偶不平衡、准静不平衡和动不平衡。 ◆动平衡方法有加重法平衡和去重法平衡。 ◆不平衡量计算公式：
m (g)955 M (0k)gG (m/m s) r(m)m n(rp)m
（2）浸漆 ❖ 浸漆的最主要目的是绝缘，同时也可提高电机的机械强度和散热性能。 ❖ 低压电机的浸漆程包括预烘、浸渍、干燥三个过程。 ❖ ①预烘：一般在常压下进行，最好在一定真空度下进行。
温度
绝缘电阻
Tc 干燥时间
温度 绝缘电阻
❖ ②浸渍。
◆常压浸漆（加热负压毛细原理） 将预烘后的线圈冷却到50~70℃时即行浸漆。 第一次浸漆所用漆的粘度要小，浸漆时间也较长。
护等）； ❖ 4、转子制造工艺； ❖ 5、电机装配工艺。
（二）电机的生产类型
❖ 1、单件样机生产； ❖ 2、小批量生产； ❖ 3、大批量生产。
（三）零件的加工
❖ 1、尺寸的准确； ❖ 2、形状和位置的准确；
❖ 3、表面粗糙度。
二、伺服电机制造工艺简述
伺服电机
1、端盖
机座
2
、定子
定子铁心
❖ 3、转子磁性能对气隙磁密及反电势的影响
转子表面磁性能对电机性能有直接影响，因此在保证定子斜槽和定 转子装配的同时，要重视磁钢磁性能的一致性、转子斜极的准确性（转 子斜极情况）。当然我们可以通过对反电势谐波的分析可以判断转子磁 性能。
❖ 4、转子铁心装配
（ 1）键配合装配
来自百度文库
直接冷压
转子铁心装配 （ 2）冷压装配轴 铁滚 心花 内后 圆冷 拉压 削后冷压
2.5
航空燃气涡轮机的转子部件；飞轮；机床的一般零件 普通电机转子；特殊要求的发动机的个别零件
1
磁带录音机及电唱机驱动件；磨床驱动件；特殊要求的小型电枢
0.4
精密磨床的主、磨轮及电枢、回转仪
❖ 7、振动
世界对振动的描述：
（1）双向振幅（位移）： xXmsint
（2）振动速度（振速）： dx
（3）振动加速度：a d
❖ 在设计中，铁心设计尺寸要小于理论尺寸5%~8%，以防止叠压时变大而 影响安装。
❖ 铁心叠压时压力为20kg/cm^2。
❖ 2、铁心扭斜
❖ 定子铁心开槽使气隙不均匀，从而造成反电势中含有齿槽谐波；对于分 布式绕组，定子一般扭斜一个齿距。
❖ 定子铁心扭斜是否到位直接影响反电势中齿槽谐波的大小，进而影响齿 槽转矩。
•
IC
Cp
•
IR
•
U
Rp
•
I
•
IC
•
IR
•
U
对于电容量大和吸收过程较长的电机、变压器等可采用较长时间绝 缘电阻的比值，称作绝缘的极化指数。
❖ （7） 介质损耗试验（大型电机中常用）
其主要目的是测量交流下的介质损耗，从而估计和判断绝缘质量。 电压一般不超过线电压，是非破坏性试验中最主要的一项。在测量tanδ 的同时也要测电容的变化以作比较。
❖ 1、同轴度（机座、轴、端盖止口）和粗糙度 ❖ 2、轴伸、法兰止口和法兰面跳动 ❖ 3、轴承
四、总结
❖ 电机的设计制造是一个系统工作，在好的电磁设计的同 时要重视制造工艺，工艺和工序对电机性能也有很大的影响， 是否按电机设计要求加工、装配对电机性能有直接影响。
谢 谢！
绕组
轴
3
、转子
4
、出线盒
转子铁心
磁钢
5 、位置速度传感器
6 、风机
7
、制动器
编码器
旋转变压器
霍尔传感器
测速机
（一）定子
1、铁心叠压系数和叠压工艺
❖ 叠压系数（kFe）：是在规定的压力下净铁心有效长度和铁心测量长度 的比值，或铁心净重和相当于铁心测量长度同体积 铁心重量的比值。
❖ 定子铁心叠压系数与电机高次谐波有关；定子扭斜与齿槽谐波有关。
❖ 3、绕组绕制工艺及下线
1、散绕手工下电 线机 （） 小型 绕组绕制 2、 工机 艺绕自动下、 线小 （型 微电 型机）
3、成型线圈镶、 嵌大 （型 中电 型机）
散嵌绕组嵌线工艺流程
绕线
清理铁心
相间绝缘
插槽绝缘
耐压试验 匝间试验
下线
❖ 三种基本电场：球形电场、柱形电场、平板电场。 ❖ 绝缘材料的四大参数：击穿强度EB、介质损耗角正切值tanδ、介电常数
ε和体积电阻率ρ。 ❖ 低压电机的绝缘系统：
①导线绝缘；②匝间绝缘；③层间绝缘； ④相间绝缘；⑤对地绝缘； ⑥引接线绝缘和绝缘处理。 ❖ 槽口需要加强绝缘，因为棱角处的电场强度最大，最容易放电击穿。
❖ （4） 高频电压试验：用以检测绕组的匝间绝缘耐电强度。 ❖ （5） 绝缘电阻试验
对新绕组，绝缘电阻试验放在耐压试验之前以便决定能否进行耐压 试验。
❖ （6） 介质吸收试验
此为绝缘电阻试验的发展和改进，应用广泛。
吸收比K1为测量绝缘电阻过程中60s时电阻值与15s是电阻值的比值，
即
K1
R 60 R15
汽车车轮、箍轮、车轮整体； 汽车、货车和机车用的方剂的曲轴驱动件
粉碎机、农业机械的零件； 汽车、货车和机车用的（汽油、柴油）发动机个别零件
燃气和蒸气涡轮，包括海轮（商船）主涡轮刚性涡轮发电机转子； 透平增压器；机床驱动件；特殊要求的中型和大型电机转子 小电机转子；涡轮泵
海轮（商船）主涡轮机的齿轮；离心分离机、泵的叶轮；风扇
精度等级 G
G630 G250 G100 G40 G16
G6.3
G2.5 G1 G0.4
振动速度 (mm/s) 630 250 100 40 16
6.3
动平衡精度等级的合理选取
转子类型举例
刚性安装的船用柴油机的曲轴驱动件； 刚性安装的大型四冲程发动机曲轴驱动件
刚性安装的高速四缸柴油机的曲轴驱动件
六缸和多缸柴油机的曲轴驱动件； 汽车、货车、和机车用的（汽油、柴油）发动机整机
❖ （8）无线电干扰试验（电磁兼容EMC）
6、机座与定子铁心装配
❖ 电机机座的装配方式一般有冷压和热套。伺服电机一般采用热套方 法，热套时机座加热温度不宜过高，因为电机的绝缘对温度十分敏 感，温度高于绝缘极限温度会加速绝缘老化而使电机寿命缩短。
❖ 电机工作温度若超过A级绝缘极限温度8ºC（B级10 ºC、F级12 ºC、 H级14 ºC），其使用寿命就会平均缩短一半。
层间绝缘
接线
插槽楔
端部绑扎
浸漆
4、浸漆和绝缘
（1）绝缘 ❖ 电机绝缘处理工艺的基本问题（绝缘处理的目的）： ❖ ①提高整体性 ❖ ②提高耐热性 ❖ ③改善导热性 ❖ ④提高电气强度 ❖ ⑤提高机械强度 ❖ ⑥提高耐环境介质能力
❖ 绝缘材料又叫电介质；其作用是隔离带电的或不同电位的导体，使电流 按规定的方向流动，还起到机械支撑、保护导体、防电晕和灭弧的作用。
❖ （1）工频高压试验：最常用、最有经验、最方便。 ❖ （2） 直流高压试验
常用于预防性试验，可以在一定程度上反映工频耐电强度以及检测 贯穿性缺陷。
❖ （3） 冲击电压试验 用以对户外设备绝缘耐受外部过电压的能力作出评价，电机的多匝
线圈及低压电动机要作连续脉冲试验，用以检查线圈的匝间绝缘耐电强 度和绕组的不对称比。
dt
dt
伺服电机振动等级（振动速度）
振速[mm/s]
振动等级
4 3.5
3
2N 1R
1.8 1.12
0.71 0.71
3.0
2.25
2.8
0.71
1.40
1.8
1.18
S
0 0
0.45
1800
1000 2000
3600 4500
n[RPM]
3000 4000 5000 6000 7000
三、与振动相关的因素
伺服电机制造工艺浅谈
吉亿电机研发二部 苏赟 2012.11.
一、概述
❖ 工艺：产品的制造方法。 ❖ 机械制造工艺过程：零件的机械加工工艺过程和零部件的装
配过程。 ❖ 工序：一个工人或一组工人在一台机床上对一个或者几个工
件所连续完成的工艺过程。
（一）电机制造工艺的主要内容
❖ 1、零部件的机械加工工艺； ❖ 2、铁心的制造工艺（冲、叠、装）； ❖ 3、绕组的制造工艺（绕组绝缘、绕制拉紧力、漆膜保