許竹君，余 冰

（國電聯(lián)合動力技術（宜興）有限公司，江蘇 宜興 214200）

前言

本公司試制的6MW雙饋異步風力發(fā)電機所用定子沖片外圓直徑Φ1340mm，材質為0.5mm厚的硅鋼片，而市場上銷售的硅鋼片最大寬度1200mm，故采用由6個扇形片的形式拼接成一塊整體定子沖片，從而降低了模具制作成本。扇形沖片的沖制特點是一次復沖成形，生產(chǎn)效率高，沖片精度好，不足之處是模具制作復雜，且不能通用，疊壓過程速度慢。

風機鐵心采用斜槽的目的是削弱電機齒諧波磁場而引起的附加轉矩和電磁噪音，提高電機效率。對于一般的轉子鼠籠電機都采用轉子斜槽，而對于帶絕緣的繞線轉子就不方便了。繞線式異步電機削弱齒諧波的措施就是定子鐵心采用斜槽結構，即在整個鐵心長度上下齒槽斜過一個齒距，其目的是為了有效減少諧波的產(chǎn)生，降低諧波損耗，提高效率，并且提高了輸出波形質量。由于該結構的特殊性，這不僅給疊壓扇形沖片帶來了一定的困難，而且為疊壓模的制作精度增加了難度。針對疊壓工藝過程的困難，經(jīng)過反復論證研究，我們設計了定子扇形沖片疊壓模，成功地解決了定子扇形片疊壓困難的問題。

必須保證的兩個角度如圖1。

圖1

1 疊壓模的設計思路

定子沖片疊壓的尺寸精度要求取決于疊壓模的制造精度，由于定子鐵心斜槽結構，所以六個扇形必須有六根斜長鍵定位來保證其傾斜角度，每根斜長鍵沿圓周60°等分。整個疊壓過程中，必須保證疊壓模的兩個角度，即（1）斜長鍵的傾斜角度 2.5°。（2）每根斜長鍵沿圓周之間的夾角60°，這樣才能保證每個扇形片不會交錯，順利完成定子鐵心的疊壓。本公司設計制作的定子扇形沖片疊壓模在生產(chǎn)中不但解決了尺寸精度的問題，而且疊壓方法操作簡便，脫模順利。

疊壓模的結構：定子沖片的疊壓所使用的專用扇形沖片疊壓模，其結構由下壓板、周向定位塊、螺桿、胎芯、吊環(huán)螺釘、上壓板、斜長鍵、預壓壓圈等組成，如圖2所示。

其中胎芯是由一個圓筒體外側三個固定筋板條和三個帶斜長鍵的定位筋板組成，這樣的設計一方面保證每個扇形片內(nèi)圓弧邊都有兩個點定位，另一方面減少了鐵心內(nèi)圓與胎芯外圓接觸面積，降低了摩擦力，便于脫模。

圖2 疊壓模結構示意圖

2 疊壓原理分析

定子鐵心疊壓采用兩張扇形沖片為一疊，拼接成一圈后再旋轉30°疊第二層，接縫錯開，交叉疊裝，依次層層疊裝，并穿插疊入通風槽板，由于是斜槽結構，疊壓模需用六根斜長鍵扭斜螺旋角2.5°來定位扇形沖片，定子鐵心內(nèi)孔尺寸由胎芯外徑來確定，每疊層槽形利用十二根較短的槽樣棒來保證。疊壓過半時，采用預壓壓圈進行預壓，壓力參數(shù)2.4-3MPa，保壓15min。疊壓過程中，定子壓圈由上下壓板定位，并使用壓圈周向定位塊。因胎芯為非脹胎結構，給定子鐵心脫模帶來困難。為保證順利脫模，疊壓模上下壓板設置了4個螺桿固定住鐵心。保壓狀態(tài)下焊接筋板，焊接采用氣體保護焊，焊接順序為軸向交錯焊接，周向對稱焊接，待鐵心冷卻后再撤除壓力，如此可盡量減少焊接變形，同時保證鐵心內(nèi)圓和槽形的整齊。

3 疊壓后鐵心尺寸精度分析

脫模焊接后對定子鐵心各部位的尺寸進行檢測，槽口用通規(guī)能順利通過，內(nèi)孔尺寸發(fā)現(xiàn)下端比上端要大0.14mm，如圖3所示。

分析原因：（1）脫模時由于張力引起沖片擴張。（2）疊壓加壓后疊片之間產(chǎn)生蠕動、位移。通過測量疊壓后的定子鐵心內(nèi)孔尺寸在公差范圍之內(nèi)，但是為確保鐵心尺寸精度，仍需對疊壓模進行改進。為此，我們將鐵心外圓增添了哈夫抱箍結構，如圖4所示。

圖3 定子鐵心外圓位移示意圖

圖4 定子鐵心加壓后變形示意圖

通過對鐵心外圓的緊固，有效地防止了疊壓時沖片產(chǎn)生的蠕動和位移。

4 結束語

通過分析，工藝方案制定及疊壓模具驗證說明該沖片疊壓模的設計切實可行，達到工藝要求與圖紙的設計要求，解決了扇形沖片疊壓的尺寸精度要求，槽形整齊而無需修理，一次成形，結構簡單，沖片精度好，操作方便，為發(fā)電機批量生產(chǎn)奠定了基礎，有明顯的經(jīng)濟效益，值得推廣應用。

[1]方日杰. 電機制造工藝學[M]. 北京： 北京機械工業(yè)出版社, 1995.