王俊豪，姜肖軍

（ 1.浙江省永康市石柱電器廠，浙江永康321301；2.浙江精力電器有限公司，浙江武義321201 ）

淺談空槽電機的制作與應(yīng)用

王俊豪，姜肖軍

（ 1.浙江省永康市石柱電器廠，浙江永康321301；2.浙江精力電器有限公司，浙江武義321201 ）

根據(jù)空槽電機原理和相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗，提出其在電動工具制造應(yīng)用中的注意事項以及適用范圍，通過實例，給出具體的參數(shù)。

串激電機；空槽電機；漆包線；電動工具

0 引言

空槽電機即單相串勵電機成品轉(zhuǎn)子的繞組與槽楔之間呈空心狀。相對于常規(guī)電機65%～70%的槽滿率而言，空槽電機槽滿率較低，通常不超過45%，通過較細漆包線生產(chǎn)的電機，其在功率上可與常規(guī)漆包線生產(chǎn)的電機相同，達到有效控制制造成本的目的。本文就空槽電機在電動工具產(chǎn)品中的具體應(yīng)用作簡單介紹。

1 工藝特點

電動工具用串勵電機以220V市電為動力源，各項安全指標必須符合GB 3883.1-2014《手持式、可移式電動工具和園林工具的安全第1部分：通用要求》?？詹垭姍C的嵌線槽制成成品后繞組與槽楔之間為空，是轉(zhuǎn)子繞組冷卻的通風道，其在制造過程中必須嚴格按照工藝要求。

1）轉(zhuǎn)子的成型與換向器的壓裝與普通電機工藝材料無區(qū)別，用槽型換向器制作的電機，換向器的開槽尺寸根據(jù)現(xiàn)行的漆包線規(guī)格即可。

2）塞槽絕緣紙，是空槽電機的關(guān)鍵工序。普通電機的槽絕緣一般采用6520聚酯薄膜復(fù)合紙，手工或機器自動塞紙，但該方法對于空槽電機不可采用。6520絕緣紙較軟，在塞紙過程中必須將鐵芯槽全部包裹，經(jīng)繞線、塞槽楔后，絕緣紙塌縮至鐵芯線槽內(nèi)，滴漆后易堵塞線槽，所以此處應(yīng)采用環(huán)氧樹脂絕緣紙，且必須使用自動插紙機塞紙，絕緣紙應(yīng)在鐵芯線槽內(nèi)，如圖1所示。絕緣紙的寬度根據(jù)鐵芯槽的規(guī)格尺寸而定，插紙長度須略高于絕緣端板。

圖1 鐵芯外部

3）繞線：根據(jù)重新設(shè)計的線規(guī)繞線。通常，繞線必須有一定的張力，張力對漆包線有拉伸作用，所以對漆包線的伸長率一般控制在3%以內(nèi)?？詹垭姍C使用的漆包線規(guī)格較小，功率未降低的情況下所承受的電流密度更大，所以應(yīng)著重控制漆包線的張力，根據(jù)我們多次試驗，將漆包線的伸長率控制在1.5%～2.5%較合適。

4）塞槽楔：在槽滿率較低的情況下，應(yīng)采用自動塞槽楔的機器來完成該工序，如圖2所示。槽楔位置處于鐵芯與絕緣紙之間，可用紅鋼紙或環(huán)氧板。塞槽完成后應(yīng)對每個轉(zhuǎn)子的嵌線槽進行檢查，確保通暢。

圖2 塞槽楔過程

5）滴漆：根據(jù)空槽電機的要求，轉(zhuǎn)子的滴漆時間略短，以免因滴漆過多堵塞鐵芯嵌線槽，滴漆完成后轉(zhuǎn)子必須經(jīng)過全檢，確保轉(zhuǎn)子的槽嵌線槽內(nèi)繞組與槽楔間通暢。

6）其他工序：其他未說明的工序按照普通或精品電機的制作工藝完成。

7）定子的制造：定子的工藝參數(shù)應(yīng)按照轉(zhuǎn)子的工藝參數(shù)重新設(shè)計，雖然定子漆包線的規(guī)格變小，但是電機的功率不變，額定電流不變，所以引出線的規(guī)格亦不變。另外，在外接引出線及固定引出線后，半成品定子及浸漆后的成品定子其嵌線槽內(nèi)漆包線，線包外部必須保持通暢，不得有異物將其堵塞，必須對定子的四條嵌線槽進行檢查，如有絕緣漆堵塞現(xiàn)象，應(yīng)在熱態(tài)情況下盡快疏通，疏通時應(yīng)注意不損傷漆包線。

2 應(yīng)用建議

空槽電機的在電動工具中的應(yīng)用已較廣泛，但在某些產(chǎn)品應(yīng)用中不建議采用：

1）電鎬類產(chǎn)品不建議采用

對于65及以上的大功率電鎬不建議采用空槽電機。大功率電鎬振動大，對于自動繞線或手工接線的鉤型和槽型換向器，轉(zhuǎn)子漆包線在換向器點焊出口處極易產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象。盡管大功率電鎬轉(zhuǎn)子用漆包線規(guī)格大多在Φ0.53mm或以上，但是發(fā)生斷線現(xiàn)象的比例仍較高。相對于空槽電機用漆包線較細的特性，發(fā)生斷線的概率則更高。即使是小功率電鎬配合采用空槽電機時，仍建議在換向器出線處與沖片之間采用封膠漆進行封膠，可起到預(yù)防效果。總之，對于電鎬類產(chǎn)品，不建議采用空槽電機。

2）漆包線規(guī)格較細的電機不建議采用

如Φ6mm電鉆，轉(zhuǎn)子漆包線的規(guī)格僅為Φ0.22mm，采用空槽電機，其轉(zhuǎn)子漆包線的規(guī)格可能改為Φ0.16mm左右，在繞制電機時，較難操作，導(dǎo)致廢品率上升。另外，電機轉(zhuǎn)速在35000r/min或以上的電機也盡量少用或不用，以防在高速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生飛線現(xiàn)象。

3）工業(yè)級電動工具盡量不采用

通過測試發(fā)現(xiàn)，空槽電機相對于正常參數(shù)電機其特性較軟，并不適應(yīng)過載情況較為頻繁發(fā)生的作業(yè)環(huán)境。如不可避免采用，在定子上適當增加匝數(shù)可提高電機特性。

4）保持工具排風通道暢通

電動工具中漆包線的電流密度一般為12A/mm2～14A/mm2，通過排風可帶走漆包線傳至鐵芯表面（主要是定轉(zhuǎn)子之間間隙）的熱量，漆包線與鐵芯之間襯有不易傳熱的絕緣紙及槽楔，所以漆包線的電流密度不應(yīng)過大。而空槽電機由于鐵芯的嵌線槽內(nèi)，漆包線與槽楔之間存有較大空隙，排風不僅經(jīng)過定轉(zhuǎn)子鐵芯之間的空隙，也通過嵌線槽中的空隙，由此可直接帶走漆包線產(chǎn)生的大部分熱量，無需通過絕緣紙和槽楔傳遞。因此，空槽電機漆包線的電流密度可達20A/mm2～24A/mm2，在同等功率前提下可使用相當于正常電機60%～70%漆包線的規(guī)格（按橫截面積計算）。所以工具的通風非常重要，在工作環(huán)境較差的場所應(yīng)盡量避免使用配備空槽電機的電動工具，以防止粉塵堵塞轉(zhuǎn)子中的空槽，引起燒機。因此，在電錘、電圓鋸上使用空槽電機也應(yīng)慎重。另外，導(dǎo)風圈（擋風圈）的設(shè)計和使用也很重要，導(dǎo)風圈的內(nèi)孔不宜過大，一般比轉(zhuǎn)子鐵芯的外徑大0.5mm～1.5mm即可。

3 實例設(shè)計

按照我們對空槽電機應(yīng)用的理解實踐，設(shè)計了相關(guān)實例，見表1。

表1 實例

由表1可見，盡管漆包線規(guī)格較小，溫升增大幅度并不多，額定轉(zhuǎn)速也略有下降，基本不影響使用。

4 結(jié)語

通過對空槽電機制作工藝過程以及注意事項的把握，其在實際生產(chǎn)中對產(chǎn)品制造的成本控制較為明顯，但是在選擇使用時仍必須慎重。應(yīng)注意到漆包線的電流密度大，對空槽電機的溫升、耐久測試是必不可少的，僅按照GB3883.1規(guī)定的耐久測試尚顯不足，必須在更嚴格的條件下、通過更長時間的測試確保該電機性能穩(wěn)定后才能投入常規(guī)生產(chǎn)。

[1]GB3883.1-2014手持式可移式電動工具和園林工具的安全 第1部分：通用部分[S].北京：中國標準出版社，2014.

[2]汪國梁.單相串激電動機[M].陜西：陜西科學技術(shù)出版社，1980.

Production and Application of Empty Slot Motors

Wang Junhao, Jiang Xiaojun

(Zhejiang Yongkang Shizhu Electrical Appliance Factory, Yongkang 321301, China Zhejiang Jingli Electric Appliance Co., Ltd., Wuy 321201, China)

According to the theory of empty slot motor and related design experience, this paper puts forward the itemswhich need to benoticed and its application in the manufacture of electric tools. The specific parameters are given through examples.

Series motors; Empty slot motors; Enameled wire; Electric tools

TM502

A

1674-2796（2017）01-0013-03

2016-11-15

王俊豪（1964—），男，大學本科，高級工程師，主要從事電動工具及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)工作。