定子作为电机的主要耗材部件，其材料的选用直接关系到产品的性能和制造成本。因此，在保证电机性能满足要求的情况下，用低价位的低碳钢替代高价位硅钢片用作电机定子材料是许多企业所期望实现的。
1.低碳钢定子的试制
按照微型电机的设计要求，对功率为0.75kW的微型电机的定子进行了试制。试制的主要工艺过程包括定子冲片的制备、定子冲片的退火蓝化、定子冲片的压装等。
1.1定子冲片的制备
定子冲片是电机的重要零件，其结构形式和精度高低直接影响电机的装配质量和工作性能。根据微型电机的结构特点和性能要求，本文设计的功率为0.75kW微型电机的定子冲片为圆形半开口槽型式。
定子冲片的尺寸精度和形位公差对电机性能、精度影响甚大，因此要求正确设计和制造冲模，合理安装并调整冲模间隙。试制的定子冲片在2000KN的高速自动冲床上完成，冲制后的定子冲片表面质量平整光滑厚薄均匀、槽形整齐、毛刺小，符合定子冲片的技术要求。
1.2定子冲片的退火蓝化
根据正交试验得到的工艺优化结果，结合现场的实际生产及实物定子冲片的尺寸情况，确定退火蓝化处理工艺过程为：按叠装要求往料笼内叠装定子叠片、吊扣退火蓝化炉内罩、预抽真空及密封性测试、通入氮气和氢气保护气，吊扣钟罩退火蓝化炉外罩、加热至温度790℃并保温2.5h、冷却至温度480℃时通入蓝化介质并保温2h、冷却、出炉。
1.3定子的压装
在电机运行中，定子铁心要承受机械振动与电、磁、热的综合作用，因此，对铁心的技术要求很高。对定子铁心压装的技术要求主要为：
（1）紧密度适宜，在受到机械振动和温升作用下，不致出现松动或变形；
（2）几何尺寸准确，表面整齐，例如铁心总长度、槽形尺寸、径向通风沟的宽度和位置等；
（3）形位误差要小。
按照压装方式的不同，定子铁心的压装可分为外压装和内压装，小型电机的定子铁心通常采用外压装。压装时，以冲片内圆定位，冲片在压装胀胎上叠装，压装压力为2~4MPa。根据不同功率微型电机的设计要求，功率为0.75kW的微型电机定子铁心的长度为85mm。
2.试验验证
2.1试验方法
本次试验的方法主要是根据标准GB/T 1032．1985《三相异步电动机试验方法》中规定来制定的。试验的目的是为了确定电机的电气和机械性能是否达到技术要求，为低碳钢定子在微型电机中的批量生产应用提供可靠的依据。
根据标准GB 755《旋转电机基本技术要求》和GB 5171《小功率电机通用技术条件》规定，各种型式的电机均需通过型式试验才能投产或继续生产。型式试验是一种全面的性能试验，其目的在于确定电机的电气和机械性能是否全面达到技术要求。主要试验项目包括：空载试验、堵转试验、温升试验、负载试验等。
（1）空载试验
1）试验目的
一般空载试验在负载试验后进行。空载试验的目的是：
①检查电机运转的灵活情况，有无异常噪声和较强的振动。
②求取电机的空载特性，得出空载电流与电压的关系曲线。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆它可以反映电机磁路工作的情况，例如铁心材料的性能、转子气隙等的选择是否合理等。
③求得额定频率和额定电压下的空载电流和空载损耗，还有电机在额定电压时的铁心损耗和额定转速时的机械损耗。
2）试验步骤
被测电机启动后，应在额定电压和额定频率空载运行一定时间，使它的机械损耗达到稳定。判断机械损耗稳定的标准是：当输入功率相隔半个小时的两个读数之差不大于前一次输入功率的3％时，即可认为机械损耗稳定。
试验时，用调压器改变加在定子绕组上的电压，使其从1.1UN~1.3UN开始，这里取1.25UN，其中UN为额定电压，逐步降低到可能达到的最低电压值，即使功率和电流开始回升为止，其间测取5~7个点读数，每点应测取下列数值：三相电压、三相电流、输入功率。测量结束后，应尽快使电机断电停转，然后立即测出定子绕组的电阻。
（2）堵转试验
1）试验目的
堵转试验应在电机接近实际冷状态下进行。
①检查三相堵转电流的平衡度。这能反映出电机定、转子绕组的磁路的合理性，为改进设计和工艺提供相关实测数据。
②测取在额定电压及额定频率时电机的堵转电流和堵转转矩。
③测取堵转特性曲线，即堵转电流、转矩、输入功率与外施电压的关系曲线。
④求额定电压时的堵转电流和堵转转矩，从而检查电机的起动性能是否符合产品技术条件的要求。
2）试验步骤
试验时，先在定子绕组上施以低电压，使堵转电流接近额定电流。保持此电压，调节机座或转子使转子相对于定子产生位移，分别测出堵转转矩为最小、堵转电流为最大的两个位置，并各自做好标记后断开电源。用调节机座的方法时，做好标记后即可将机座固定；用调节转子的方法时，应按照标记调整机座位置，使堵转臂恢复至与测力计相垂直后将机座固定。然后，分别在上述两个位置上施于定子绕组的电压从0.9倍额定电压值开始，逐步降低电压至定子电流接近额定值为止。其间共测取5-7点读数，每点应同时记录电压、电流及转矩。对每点读数，通电持续时间应不超过5s，以免绕组过热。
（3）温升试验
温升试验的目的是确定在规定负载状态下运行时的电机某些部分高于冷却介质温度的温升。温升试验时，绕组温度的测量方法有温度计法和电阻法，一般采用电阻法。用电阻法测取绕组温度时，冷热态电阻必须在相同的出线端上测量。由于测量电阻的微小误差在确定温度时会造成较大误差，所以在用双臂电桥或单臂电桥，或数字微欧计测量时，准确度应不低于0.2级，并且初始电阻与试验结束时的电阻应使用同一仪器测量。
试验过程中，每隔半小时记录被试电机的电压、电流、输入功率、转矩和转速以及定子铁心、轴承、风道进出口的冷却介质和周围冷却介质的温度。
（4）负载试验
负载试验的目的是确定电机的效率、功率因素、转速、定子电流、输入功率与输出功率的关系。试验采用直接负载法，用合适的设备给电机加负载。负载电机的轴线应与被试电机轴线对中。
试验应在额定电压和额定频率下进行，在开始读取和记录数据之前，定子绕组温度与额定负载热试验测得的温度不应超过5K。
在6个负载点处给电机加负载。4个负载点大致均匀分布在布小于25%~100%额定负载之间（包括100%额定负载），在大于100%但不超过150%额定负载之间适当选取2个负载点。电机加负载的过程是从最大负载开始，依次降低到最小负载。试验应尽可能快地完成，以减少试验过程中温度变化对试验结果的影响。
在每个负载点处，测取端电机、电子线电流、输入功率、转矩读数、转速、电源频率、定子绕组的最高温度、冷却介质温度。
论文作者:左里双
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/14
标签：定子论文; 电机论文; 负载论文; 电压论文; 绕组论文; 电流论文; 铁心论文; 《基层建设》2018年第21期论文;