制冷壓縮機用三相異步耐氟電機生產工藝

改造者：朱 建

制冷壓縮機用三相異步耐氟電機生產工藝

改造者：朱 建

制冷壓縮機用三相異步耐氟電機一般主要應用于半封閉制冷壓縮機中，該種電機與壓縮機同軸聯結，即電機轉子與曲軸的主軸頸裝配成一個整體，定子與壓縮機機座一體，并且被封閉在充有制冷劑和冷凍機油的機殼體內而成為一個整體，所以該種電機不再是一個獨立的部件，它沒有單獨的軸、軸承和機殼。因此，這種電機的性能直接影響壓縮機的性能、可靠性和使用壽命。本文從制冷壓縮機用三相異步耐氟電機的工作環境與特征、生產特點、生產工藝三個方面簡單地介紹了該種電機生產制造的基本過程。

工作環境與運行特征

制冷壓縮機用三相異步耐氟電機，系與壓縮機共軸聯為一體，封閉于對有機物有腐蝕的氟里昂氣體中，并且經常與潤滑油和冷凍機油接觸。制冷系統內部清潔度要求也很高，倘若有污垢等雜物，容易產生系統堵塞，會引起制冷故障。另外，由于制冷工況的要求，電機啟動比較頻繁。頻繁啟動的電流會引起一個電磁力和機械沖擊的作用，這種作用容易使電磁線相互摩擦或相互排斥，以致使絕緣膜破壞。同時，制冷劑通過轉子和定子的時候，會產生冷熱沖擊，使絕緣膜產生龜裂。由于上述種種惡劣的工作條件，要求電機必須具有耐振動、耐沖擊、耐氟里昂（簡稱耐氟電機）。電機所用的電磁線、絕緣材料、扎帶和浸漬漆對氟里昂（F12、F22等）和潤滑油的侵蝕要有穩定的化學性能，不允許出現氣泡、脆裂、變質、剝落、被溶解等現象。那么具體來講，制冷壓縮機用三相異步耐氟電機必須具備下列條件。

1.對壓縮機的負荷變化應具有良好的適應性。

2.體積要小、重量要輕、效率要高、壽命要長、噪音要低。

3.應具有較大的啟動轉矩和良好的啟動性能，使電機，壓縮機，制冷系統三者工作在最佳狀態。

4.電機的材料對制冷劑、潤滑油應該具有良好的適應性以及具有耐熱，耐壓力變化的優良特性。要求電機的材料能夠保持足夠的絕緣能力，其絕緣能力應該與壓縮機的運轉工況相適應。

5.具備一定的機械精度，并且有可靠的過熱過載保護方式。

生產三相異步耐氟電機的特點

由于三相異步耐氟電機不是一個獨立的產品，它只是壓縮機的兩個部件：定子與轉子。因此，生產時與一般電機也有所區別。

必須嚴格控制材料質量。三相異步耐氟電機由于長期工作在制冷劑、潤滑油和冷凍機油三者混合介質中，所以對材料有特殊要求。比如槽絕緣薄膜、槽楔，漆包線，引出線，幫扎線甚至硅鋼片等都要進行試驗，以保證耐氟里昂，耐油，耐高溫。

必須對工序嚴格檢查，以確保質量。由于這種電機裝入壓縮機后一般不方便維修，所以電機必須保證壓縮機的壽命。這是該種電機生產的特殊要求。

生產過程中一般對電機不進行整機檢查。電機單獨的性能試驗只是在批量生產中抽試，定轉子部件均可以互換。對壓縮機來說，定子與轉子分別是獨立的部件。

除塵處理，以保證電機的高清潔度。為減少壓縮機的含塵量一般在部件生產中要注意清潔，并且采取除塵措施。對定子一般采用空壓機氣槍吹，轉子采用汽油清洗，然后用空壓機氣槍吹干。

精度要求。由于該種電機沒有獨立的機殼和支撐，其氣隙的均勻性完全靠定子、轉子內外圓同心度，內圓中心線與鐵芯斷面垂直度保證。因此，要求沖模和疊壓工裝精度較高。在加工工藝上與通用電機有所區別。

三相異步耐氟電機生產中的幾個主要工藝

沖片，從生產成本等角度考慮，一般采用無取向冷軋硅鋼片沖制，沖片是鐵芯組成基本部分，沖片質量直接影響電機性能，其沖制工藝要求：

由于采用的是無取向冷軋硅鋼片，為使電機各向磁性均勻等，避免不對稱性，所以一般要注意軋制方向。硅鋼片軋制方向不同，磁性不同，順向最大。其工藝路線：首先確定裁剪方向，其次在沖片上應開記號槽，按規定方向沖制。再迭壓時，依記號槽錯位迭壓，以便使徑向磁導均勻。

沖片尺寸公差一般不低于2級。沖片精度不高，往往給整個制造過程帶來難以補救的先天性缺陷。對于該種電機沖片的同心度要求較高。從電氣性能將定子內外圓疊裝后最好不要進行切削加工。其次要求有較高的分度誤差，否則影響槽滿率。

應注意毛刺的大小，一般毛刺高度不大于0.03mm，由此要求模具質量較高。

目前我國生產的硅鋼片出廠前多已有絕緣處理，但應該克服“冷硬”效應，沖制后沿切口冷做硬化，影響磁性，因此沖片迭壓后應進行退火。

鐵芯迭壓，迭壓鐵芯應設計迭壓工具，使定、轉子鐵芯堅實，確保鐵重。其工序要點：

確定疊壓系數，通常為保證迭壓長度，取壓力20～30kg/cm2。

保證鐵重，迭壓鐵芯中，鐵芯有效長度極為重要，否則電機額定數據變大。但由于硅鋼片厚薄不均，一般為±10％，有效長度很難保證，因此在鐵芯迭壓時取重量標準借以控制有效長度。

防止鐵芯兩側“翹片”，一般有兩種辦法：一種是控制壓力不宜過大，控制硅鋼片質量；另一個辦法是加齒壓板，即兩側沖片加厚。在機械下線時這是很重要的，因為機械嵌線，在繞組被拉入槽中時常常使鐵芯一側翹片。通常要求全有效長度因為翹片增長不得大于0.5mm。

轉子斜槽正確。轉子鐵芯在迭壓中要求斜槽，斜槽大小為一個定子齒距，以削弱齒諧波，改善啟動特性。這里所講的正確性是指斜槽角度及平直性，不允許彎扭。

嚴禁銼槽，槽口及槽壁應平整，通常以定位鍵保證，如果出現參差或報廢，或提高沖模，迭裝模精度不允許銼槽。

繞組。繞組制造對于任何電機來說都是至關重要的，它直接影響電機電氣性質，壽命，運行可靠性，制造繞組有三個關鍵性項目需要特別注意。

避免匝間短路。匝間短路嚴重危害電機質量，輕者使電機過熱，匝間擊穿、溫升高、輸出不足，影響電機多項指標，重者燒毀電機。至少減少壽命，使電機無法正常工作。產生匝間短路的原因一般有：漆包線材質低劣，繞制中漆膜損傷等。為了提高電機質量避免匝間短路，所有工廠不論手工嵌線還是自動嵌線都要從兩個方面強化管理：一方面嚴格控制劣質線材入庫，使用；另一方面強化文明生產，加強工藝制度，保證檢驗措施，加強半成品管理。

相間阻抗平衡與控制。對于三相電機應保證三相繞組抗平衡，主要是電阻的平衡，以保證電機的對稱性。

繞組匝數準確性。繞組匝數的誤差對電機功率，轉速，轉矩都有影響，特別是在正弦繞組中，匝數不準確使磁場畸變，從而失去正弦繞組的意義和電機性能變壞。另外，每項分布匝數也要保證準確。保證匝數準確性的手段是控制繞線設計數及加強匝數檢查。

轉子鑄鋁，轉子鑄鋁對鼠籠異步電機來說是關鍵工藝之一。鼠籠轉子鑄鋁一般用金屬模，而在該種電機中一般采用壓力鑄造，生產效率高，但易有氣孔，疏松缺陷。壓力鑄鋁工藝過程簡單，但須嚴格按照工藝規程做，才能保證質量與發揮設備的效能。通常壓鑄有氣動，液動。氣動快，液動平穩。影響壓鑄零件質量、生產率的主要工藝因素為：模溫、鋁水溫度，比壓力，注射速度、鋁的質量。

鑄模溫度，一般采用對鑄模預熱來保證，預熱溫度一般在200℃左右。過高或過低都會導致排氣困難。

鋁水溫度，轉子鑄鋁時，鋁水溫度是關鍵之一。溫度過高，鋁晶粒粗大，使鑄件的電阻率變差，機械性能變差，溫度過低，電阻率與流動性變差。因此，通常控制鋁溫，在模溫200℃時，最低鋁溫不能小于680℃，最高不能大于745℃，最好溫度為735℃。

比壓力。比壓力是鑄鋁轉子模具設計工藝因素之一，鼠籠轉子對鋁件強度沒有特殊要求，一般說在700kg/ cm2以下，壓力越大，強度越好，大于700kg/cm2強度下降。過大比壓力，對模具結構強度將要給予特別考慮。

注射強度，影響沖模狀態、流動性。過快，影響模具壽命，太低。產生冷隔，通常取適當壓力，低速，可保證鑄件質量。電機中取1m/s。另外，存模時間對鑄件質量也很影響，一般4—6s為好。

結束語

工藝工作并不是一成不變的，隨著新技術、新材料、新設備的出現，工藝工作絕不會停止在一個水平上，工藝工作也會不斷改正、不斷完善、不斷發展。應用先進的電機制造技術和完美的設備、工裝、模具，可以生產出高效率、高性能的電機，滿足日益增長的產品需求，同時可以減小因質量問題所造成的產品檢驗不合格現象。另外生產制造過程中，一些關鍵工序，對員工的文化素質要求較高一些，對文化素質薄弱的員工應加強培訓，以提高其質量意識，另外還要對員工加強對設備的保養及對模具的愛護，增強生產過程中的自我安全保護意識。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.09.033