高槽滿率電機用漆包銅線加工適用性的研究

王克勝

摘 要：隨著電機能效的要求越來越高，高槽滿率電機的使用將逐步普遍。而高槽滿率電機因其槽滿率高、線槽內(nèi)間隙小，對配套用漆包銅線不僅要求具有良好的綜合性能，還必須具備優(yōu)異的加工適用性。本課題著重從漆包線的柔軟度、表面滑性和外形尺寸三個方面進行改善和研究，以滿足高滿槽滿率電機加工適用性的要求。

關(guān)鍵詞：高槽滿率電機；漆包銅線加工適用性；漆包線柔軟度；漆包線表面滑性；漆包線外形尺寸

中圖分類號：TM24 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）15-0051-02

1 前言

隨著電機生產(chǎn)制造技術(shù)的快速發(fā)展，電機繞組對配套用漆包銅線（以下簡稱漆包線）的技術(shù)要求越來越高，在保證電機各項性能指標的前提下，必須滿足不同客戶及不同加工工藝的適用性要求。而對高槽滿率（槽滿率達到80%及以上）電機而言，因其特殊的結(jié)構(gòu)對繞組用漆包線的加工適用性要求更為苛刻，漆包線加工適用性必須加以研究。

2 高槽滿率電機用漆包線加工適用性的研究

近些年，國內(nèi)漆包線企業(yè)對傳統(tǒng)電機用漆包線加工適用性的有一些研究，而對高槽滿率電機用漆包線加工適用性的研究報道很少。隨著高槽滿率電機逐步推廣使用，傳統(tǒng)電機用漆包線已不能滿足其加工適用性要求。近兩年，國內(nèi)一些知名漆包線企業(yè)與客戶合作對高槽滿率電機用漆包線加工適用性進行共同研究和技術(shù)攻關(guān)。目前國內(nèi)該方面研究都處于技術(shù)保密，尚無定型的技術(shù)標準和成熟的研究成果。

3 高槽滿率電機用漆包線加工適用性的研究具體內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)

高槽滿率電機對漆包線加工適用性要求與傳統(tǒng)電機相比，不僅要求漆包線具有良好的綜合性能，還必須具備優(yōu)異的柔軟度、優(yōu)異的表面滑性和合適的外形尺寸。本課題研究具體內(nèi)容主要針對漆包線柔軟度、表面滑性和外形尺寸三個方面性能進行改善研究，具體以某客戶小型數(shù)碼發(fā)電機轉(zhuǎn)子用漆包線為例。此次擬改進漆包線型號規(guī)格：Q（ZY/XY）-2/200 Ф0.69mm，主要為該客戶的數(shù)碼發(fā)電機轉(zhuǎn)子配套。該電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)品具有體積尺寸小、高槽滿率、高能效比等特點，此款電機轉(zhuǎn)子的槽口采用鍥型槽口特殊形式，嵌線則采用高速立式直角繞線的方式，是一種較為典型的高槽滿率電機。

3.1 漆包線柔軟度的改善

漆包線柔軟度直接影響到高槽滿率電機繞線、嵌線、整形等環(huán)節(jié)，柔軟度不良，即客戶反映線硬，既會造成下線困難，又對電機性能造成嚴重影響。漆包線柔軟度具體以伸長率和回彈角等量化指標來反映。分析影響漆包線柔軟度的因素，主要包括銅桿質(zhì)量、拉絲退火、在線拉絲總壓縮比和漆包退火四個方面。從上述四個方面因素加以優(yōu)化和改進，通過多次試驗和客戶驗證，對于該數(shù)碼發(fā)電機轉(zhuǎn)子用漆包線其柔軟度仍然無法完全滿足要求。

為解決漆包線柔軟度問題，必須解決線硬的問題。線硬產(chǎn)生的機理是銅導體在拉拔過程中，因晶格重新排列、移動后，在晶粒內(nèi)部生成大量的位錯，導致內(nèi)應力增加，產(chǎn)生形變硬化。退火就是給導體提供足夠的能量，使其變形后晶粒組織恢復到室溫時的穩(wěn)定狀態(tài)，以達到消除內(nèi)應力和軟化導體的目的。但在實際生產(chǎn)過程中，經(jīng)過拉絲退火、漆包退火處理后，仍有不同程度的應力殘留，從而在漆包線導體上出現(xiàn)“硬”的現(xiàn)象。

為消除漆包線導體殘留內(nèi)應力，解決線硬的問題，本課題從拉絲工藝路線優(yōu)化選擇上進行研究，以改善漆包線的柔軟度，這是本課題的技術(shù)關(guān)鍵點之一。

通過選用A、B兩種不同拉絲工藝路線生產(chǎn)TRФ1.400mm坯線，進行漆包線柔軟度性能對比試驗（表1）。

A方案：TR1Ф8.00mm銅桿----大拉機拉絲----大拉機退火---- TRФ1.4mm坯線；

B方案：TR1Ф8.00mm銅桿----大拉機拉絲-----大拉機退火---- TRФ2.6mm坯線----中拉機拉絲----中拉機退火---- TRФ1.4mm坯線。

通過對比，B方案漆包線柔軟度優(yōu)于A方案，確定選擇B方案。將B方案生產(chǎn)的漆包線送客戶現(xiàn)場試用和跟蹤，客戶反映漆包線柔軟度較改進前有明顯改善。

3.2 漆包線表面滑性的改善

漆包線表面滑性對高槽滿率電機繞線、嵌線、整形等各個環(huán)節(jié)加工適用性影響很大，表面滑性不良，線與線之間摩檫力增大，易造成繞組線漆膜損傷或斷線，導致電機性能下降或報廢。改善漆包線表面滑性，必須從降低漆包線摩擦系數(shù)著手，從漆包線表面內(nèi)部潤滑和外部潤滑兩種方式進行研究和改善，這也是本課題技術(shù)關(guān)鍵點之一。

3.2.1 內(nèi)部潤滑

漆包線表面內(nèi)部潤滑是通過涂敷自潤滑絕緣涂層而實現(xiàn)。對于此次擬改進的漆包線，選擇自潤滑型PAI更有利于提高漆包線的靜摩擦系數(shù)、耐溶劑性以及耐磨性等性能。其涂層結(jié)構(gòu)為三涂層，底涂層為PEI，中間涂層為PAI，面涂層為自潤滑型PAI。針對不同自潤滑漆涂敷漆包線進行靜摩擦系數(shù)測試對比（表2），確定選擇自潤滑型PAI型號為595/25MBA。

針對不同自潤滑涂層比例涂敷漆包線進行靜摩擦系數(shù)測試對比（表3），確定選擇自潤滑涂層比例為5%。

3.2.2 外部潤滑

漆包線表面外部潤滑通過線表面涂敷外部潤滑劑而實現(xiàn)。目前外部潤滑劑種類繁多，選用合適的表面潤滑劑，有利于改善漆包線表面滑性。在其他條件不變的前提下，選用兩種不同漆包線外部潤滑劑涂敷漆包線進行靜摩擦系數(shù)對比（表4），確定選擇代號為L1型表面潤滑劑。

外部潤滑劑一次涂敷和二次涂敷對漆包線靜摩擦系數(shù)有一定的影響，通過對比試驗（表5），確定采用二次涂敷。

通過對漆包線內(nèi)部潤滑和外部潤滑的綜合改善，將改善后漆包線送客戶試用跟蹤，客戶反映漆包線的表面滑性較改進前有明顯提升。

3.3 漆包線外形尺寸優(yōu)化

漆包線外形尺寸過大，嵌線難；漆包線外形尺寸過小，線性能下降，導致電機性能受到影響。因此，選擇合適的漆包線外形尺寸，也有利于改善高槽滿率電機用漆包線的加工適用性，提高電機的性能。通過制定不同漆包線的外形尺寸優(yōu)化方案，試制不同樣品在客戶現(xiàn)場試用效果對比，最終確定漆包線外徑為0.750～0.752mm為最佳方案。

4 結(jié)語

通過對以上三個方面漆包線性能的研究和改善，此次擬改進的漆包線在小型數(shù)碼發(fā)電機轉(zhuǎn)子配套使用獲得了一次性成功，解決了高槽滿率電機用漆包線加工適用性問題。這不僅提高了產(chǎn)品的技術(shù)含量，增強了產(chǎn)品的市場競爭力；更提高了企業(yè)的知名度，增強了企業(yè)發(fā)展的動力。endprint