電動嵌線器的研究與改進

萬玉吉，馬質(zhì)璞，劉寶勝

(南陽農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，南陽473000)

0 引 言

《微特電機》雜志在2011 年第9 期電動嵌線器的設(shè)計原理與應(yīng)用一文［1］介紹了一種電動嵌線器，該電動嵌線器體積小、重量輕，制作成本極低。它是以微型直流電動機為動力，能直接將漆包線下到內(nèi)定子電機槽中的一種微型裝置，但也存在著一些不足，由于窄、寬支撐板的寬度都是一定的，當(dāng)空心繞線針沿窄、寬支撐板的邊沿高速旋轉(zhuǎn)時，空心繞線針形成的幾何角度也是一定的，所以，它只能對一種內(nèi)定子電機快速下線，使用范圍受到了很大的限制，不便于推廣，下面我們就針對以上不足加以改進。

1 嵌線原理

1.1 內(nèi)定子結(jié)構(gòu)

按結(jié)構(gòu)劃分，電機分為內(nèi)定子式與外定子式，該電動嵌線器僅適用于內(nèi)定子式，如吊扇電機、電動自行車電機的大都是內(nèi)定子式。內(nèi)定子式鐵心水平放置時的形狀如圖1 所示，顯然，相鄰兩槽口(中心面)的距離是里窄外寬，形成了一定的幾何角度。

1.2 嵌線分析

由于相鄰兩槽口(中心面)的距離是里窄外寬，又由于空心繞線針往槽中下線時必須是從一個槽口下、從另一個槽口上的，故空心繞線針旋轉(zhuǎn)的軌跡必須類似于一圓錐形，形成一個三維的空間曲面，如何實現(xiàn)空心繞線針作三維曲面的旋轉(zhuǎn)，這是我們要突破的第一個技術(shù)難點。

1.3 三維曲面的形成

首先實現(xiàn)二維旋轉(zhuǎn)。讓窄、寬支撐板前、后平行豎直放置，在兩支撐板之間的兩頭各安裝一寬皮帶輪，兩寬皮帶輪寬皮帶旋轉(zhuǎn)，于是，便實現(xiàn)了二維旋轉(zhuǎn)。

在寬皮帶的外表面橫向傾斜地固定一長軸套，長軸套的長度要超過窄、寬支撐板之間的距離，利用皮帶的彈性，使軸套緊靠在兩支撐板的邊沿上，再在軸套中穿入可自由轉(zhuǎn)動的空心繞線針，這樣，寬皮帶在旋轉(zhuǎn)時，空心繞線針沿窄、寬支撐板的邊沿既能公轉(zhuǎn)，又能自轉(zhuǎn)，于是，又實現(xiàn)了三維旋轉(zhuǎn)，如圖2 所示。

三維曲面形成之后，等于突破了第一個技術(shù)難點，但是，由于窄、寬支撐板的寬度都是一定的，所以，空心繞線針在旋轉(zhuǎn)時形成的幾何角度也是一定的，故該電動嵌線器不能給任意大小(或槽數(shù))的內(nèi)定子電機下線，推廣價值不大。

2 技術(shù)改進

為了使電動嵌線器能給任意大小(或槽數(shù))的內(nèi)定子電機下線，空心繞線針的角度與位置必須能任意可調(diào)，這是我們遇到的第二個技術(shù)難題。

把原來電動嵌線器外表面橫向傾斜固定的長軸套去掉，換成可以調(diào)節(jié)的支架。支架底座為長方形，垂直于底座的兩頭均制成類似于鑷子的夾子，夾子要有足夠的彈性，內(nèi)面要粗糙防滑，夾子上頭有緊固螺絲，支架的底座橫向固定在寬皮帶的外表面上，如圖3 所示。

內(nèi)定子電機的槽數(shù)不同，其相鄰兩槽口中心面的夾角就不同，那么，調(diào)整長軸套(或空心繞線針)的角度，便可適應(yīng)不同槽數(shù)的內(nèi)定子電機的下線;內(nèi)定子電機的直徑不同，那么，調(diào)整長軸套(或空心繞線針)前后的位置，便可適應(yīng)不同直徑的內(nèi)定子電機的下線。由于改進后的電動嵌線器能適用于任意大小(或槽數(shù))內(nèi)定子電機的下線，推廣價值大大提高。

3 應(yīng)用過程

整個繞線系統(tǒng)由5 部分組成，包括底座、鐵心、電動嵌線器、電源、線轱轆，如圖4 所示。

圖4 繞線器實物圖

底座可制成套筒形狀，內(nèi)徑可做成Φ20 mm 左右，外徑可做成Φ100 mm 左右，以不影響繞線為好。底座的底面固定在桌子上，上面粘上一層防滑材料，防止上面的鐵心隨便滑動。

鐵心是內(nèi)定子式，中間都有軸。鐵心平放到底座上，使線圈抽頭的端面朝上。

電動嵌線器窄支撐板的外側(cè)有特制的勾爪，用勾爪勾住內(nèi)定子電機的槽端，即可把兩者緊緊勾在一起。

電源為直流12 V，與直流電機電壓一致。

線轱轆放在地上，位于電動嵌線器下方，以便順利出線。

3.1 繞線前準(zhǔn)備

繞線前，先把電動嵌線器勾到內(nèi)定子電機的槽端，再把可調(diào)支架上的螺絲松開，把長軸套夾在兩夾子之間，在長軸套中穿入空心繞線針，調(diào)整長軸套的位置和角度，使空心繞線針正好位于槽口的正中間，最后，擰緊支架上的小螺絲，空心繞線針就調(diào)整好了。

從地上的線轱轆上拉出線頭，線頭再從空心繞線針的尾部穿入，頭部穿出，最后，把引出的線頭固定在內(nèi)定子鐵心的上表面某個位置，準(zhǔn)備結(jié)束。

3.2 繞線過程

繞線過程中，左手放到電源開關(guān)位置，隨時可以通電或斷電。右手拉住漆包線，以便順利走線。繞線時右手要適當(dāng)用力拉緊漆包線，并且要前后不斷移動，這樣繞成的線圈既緊湊、又平整。

該電動嵌線器僅適用于雙層線圈下線，由于雙層線圈是反串連接，所以，繞完第一個線圈之后，就要左手斷電。再把電動嵌線器勾到下一個槽端，然后，反接電源，反繞第二個線圈，依次類推，各線圈連線原理，如圖5 所示。

圖5 線圈接線圖

對于單相電機，U 相與V 相的頭要錯開90°電角度;對于三相電機，U，V，W 三相要依次錯開120°電角度。

3.3 繞線結(jié)束

繞線結(jié)束后，對于單相電機，V 相繞組與起動電容串聯(lián)后再與U 相并聯(lián)，把這兩條并聯(lián)支路引出，并進行端線包扎;對于三相電機，U，V，W 三相繞組的六個線端引出，按要求接到接線盒中，并進行端線包扎。

最后，再經(jīng)過澆漆→烘干→測試等工藝過程，就可裝配試機了。

4 結(jié) 語

經(jīng)過改進后的電動嵌線器能適用于任意大小(或槽數(shù))的內(nèi)定子電機的下線，它體積小、重量輕，制作成本低，大大降低了電機制造和維修的成本，是電機制造和維修人員的得力助手。

［1］ 萬玉吉，馬質(zhì)璞，張子博，等.電動嵌線器的設(shè)計及應(yīng)用［J］.微特電機，2011，39(9):36 -38.