倪翠鳳 王梅生 宣圣貴

【摘 要】 本文主要結合空調用外置驅動無刷直流電機在售后市場出現(xiàn)的內部焊接不良導致的電機失效特征，簡要闡述對外置驅動無刷直流電機內部結構設計不合理性。通過實驗結論對外置驅動無刷直流電機內部焊接結構進行優(yōu)化改善，解決外置驅動無刷直流電機內部焊點虛焊問題。

【關鍵詞】 外置驅動無刷直流電機 PCB板 直焊結構

1. 外置驅動無刷直流電機虛焊的原因分析及驗證

1.1 數(shù)據(jù)分析

為進一步驗證外置驅動無刷直流電機對售后產生的影響，公司展開對售后出現(xiàn)的故障數(shù)據(jù)進行分類提煉，通過售后數(shù)據(jù)對比分析，發(fā)現(xiàn)外置驅動無刷直流電機售后數(shù)據(jù)比較突出，主要故障集中在電機不轉和卡死。通過售后故障電機復核分析主要為三相抽頭線與PCB過渡板虛焊、PCB過渡板與插針虛焊兩大問題，通過電機廠家不同結構（鐵殼、塑封）的生產工藝進行詳細對比，分析為三相繞組抽頭線上有漆渣、焊接熔錫不充分、PCB過渡板與插針焊接面積小、插針過短等原因，導致電機內部焊點虛焊問題，解決虛焊問題，需要從外置驅動直流電機結構上進行優(yōu)化，來解決外置驅動無刷直流電機內部焊點虛焊問題。

1.2 外置驅動直流電機結構分析

目前，外置驅動無刷直流電機分為鐵殼結構和塑封結構兩大類，鐵殼結構外置驅動無刷直流電機焊接劣勢：

1）、PCB板制作工序多，加工費用高，電機的成本增高；

2）、PCB板安裝在繞組骨架卡扣時因骨架浸漆后變脆，易導致骨架及卡扣斷裂問題；

3）、PCB板固定不牢固，轉子轉動時有摩擦PCB板的隱患，導致電機運行異響；

4）、引出線與PCB板焊接過程中因焊錫溫度過高或過低導致焊點虛焊；

5）、三相抽頭線殘留漆渣與PCB板焊接有虛焊的隱患，虛焊會導致電機時轉時停，不良品有流入市場的隱患。

塑封結構外置驅動無刷直流電機焊接劣勢：

1）、PCB板制作工序多，加工費用高，電機的成本增高；

2）、PCB板固定不牢固，轉子轉動時有摩擦PCB板的隱患，導致電機運行異響；

3）、引出線與PCB板焊接過程中因焊錫溫度過高或過低導致焊點虛焊；

4）、插針與PCB板有效焊接面積小，生產一致性差，焊接時PCB板易受力起翹，有虛焊的隱患。

1.3 試驗驗證

1）漆包線與PCB板焊接工藝驗證：電烙鐵溫度過高或過低，影響PCB板與漆包線的焊接質量，有虛焊的隱患；漆包線、PCB板表面清潔度不良，焊接時熔焊效果差，有導致虛焊的隱患；去漆皮部分漆包線未完全焊接，留作余量掛在PCB板邊沿有損傷漆包線隱患。

2）PCB板與插針焊接拉力驗證：對批量生產的塑封結構無刷直流電機進行抽測PCB板與插針焊點拉力，共抽測30臺，焊點拉力大小不一，不滿足標準要求。標準按照不小于39N進行控制，焊點拉力CPK值為0.33，說明廠家過程控制能力較低，焊點拉力一致性差。

通過對鐵殼結構、塑封結構外置驅動無刷直流電機生產工藝、設計結構進行對比分析，鐵殼結構外置驅動直流電機因生產工藝的限制，漆包線與PCB板焊接質量受焊錫溫度、漆包線及PCB板清潔度等因素的影響。塑封結構外置驅動無刷直流電機受設計結構的局限，插針與PCB板焊接有效面積小，操作一致性差，有導致虛焊的隱患。

2. 外置驅動無刷直流電機結構優(yōu)化方案設計與實施

1）鐵殼結構外置驅動直流電機結構優(yōu)化[1]：結合電機設計結構、生產工藝，再從交流異步電機焊接工藝上考慮，將原來采用PCB板過渡焊接工藝優(yōu)化成引出線與漆包線浸錫焊接工藝，取消PCB板焊接。優(yōu)化前后工藝對比：

優(yōu)化前，外置驅動直流電機內部焊接方式：1）、直流電機定子進行浸漆；2）、將采購的引出線與PCB板焊接的制品固定在繞組骨架上；3）、采用電烙鐵焊接工藝將三相繞組的抽頭線分別焊接在PCB板對應的U、V、W上；

優(yōu)化后，外置驅動直流電機內部焊接方式：1）、直流電機定子進行浸漆；2）、采用浸錫工藝將引出線與漆包線進行焊接，用無紡布膠帶將焊點包裹；3）、引出線穿入絕緣套管在定子槽內纏繞一圈，使用線扎將三根引出線進行固定；

2）塑封結構外置驅動直流電機結構優(yōu)化[2]：塑封結構外置驅動直流電機采用PCB板與插針過渡焊接，因PCB板為單面沉銅板，插針長度設計不足，焊接時焊錫與插針沒有充分融合，經振動后焊點松動導致電機不運行或缺相運行。優(yōu)化前后工藝對比：

優(yōu)化前，塑封結構外置驅動直流電機內部焊接方式：1）、引出線與PCB板過渡焊接；2）、帶引出線焊接的PCB板定位孔套在插針上；3）、員工用手按住PCB板將插針與PCB板進行焊接；

優(yōu)化后，塑封結構外置驅動直流電機內部焊接方式：1）、引出線集中壓接圓形端子；2）、將圓形端子套在插針上；3）、將插針與圓形端子進行有效焊接。

通過對家用電機外置驅動無刷直流電機結構優(yōu)化，優(yōu)勢如下：1）、解決了漆包線、引出線與PCB板虛焊問題；2）、解決了PCB板與插針虛焊問題；3）、解決了生產成本，提高工作效率，也是外置驅動無刷直流電機生產工藝的重大變更。

3.結論

1） 鐵殼結構外置驅動無刷直流電機因采用傳統(tǒng)生產工藝，引出線、漆包線與PCB板采用電烙鐵進行焊接，受焊接溫度、漆包線抽頭和PCB板清潔度、員工操作一致性的影響，有產生批質量問題的隱患。采用引出線與漆包線浸錫直接焊接，取消PCB板過渡焊接，有效保證焊接質量，不僅解決虛焊問題，還節(jié)約了生產成本。

2） 塑封結構外置驅動無刷直流電機因受設計結構因素的制約，員工操作一致性差，PCB板與插針有效接觸面積小，焊接時有虛焊的隱患。采用引出線集中壓接圓形端子，再將端子卡在插針上進行焊接，保證焊接牢固，取消PCB板過渡焊接，不僅解決虛焊問題，還節(jié)約了生產成本。