3.4 各种形式绕组的绕制与嵌线接线工艺
3.4.1 绕线工艺
（1）绕线准备 根据并绕根数放好线轴，一根线只用一个线轴放线即可。把绕线模安装在绕线机上，并固定好。绕线机有手动的和电动的两种。通常小型电动机的绕组是在手动绕线机上绕制，开始绕制时要把计圈器的指针调到零位，检查绕线机动作是否正常。
绕线模是根据绕线要求确定的，在绕制单层小型电动机线圈时最好是一次连续绕完一相或一个极相组的线圈，这样可节省过线的焊接头和套管，也避免开焊等隐患。如果绕线模不够，也可以单个线圈绕制，这样接头就非常多了。在绕小型双层绕组和正弦同心式绕组时，通常是连续绕完一个极相组线圈。
（2）绕线工艺 开始绕线时，要确认绕线模尺寸和电磁线规格是符合要求的。先试绕一个绕圈，拆下后检查线圈质量，合格后才能再继续绕线。
绕线时，右手顺时针转动绕线机手柄，左手从右边第一个模芯开始放线，将线头留在跨线槽端，边绕边看计圈器指针，当达到所需匝数时，停止绕线，把导线从端部跨线槽过到第二个模芯上继续绕第二个线圈。
由于单相电动机线圈尺寸小，导线较细，所以绕线时拉力不可过大，否则导线会被拉细，造成绕组直流电阻增大，各线圈电阻不一致，使电动机因铜损耗增大而发热。另外拉力过大也会使电码北线外表漆膜拉裂，造成匝间短路隐患。拉力大小与导线粗细有关，绕线时可参考表3-10。
表3-10 较细导线绕制中的拉力
在绕线过程中，要注意以下几点：
① 线圈匝数要准确。
② 线圈导线排列要整齐。
③ 绕线时位力大小要适当。
④ 绕完后线圈绑扎要合适。
⑤ 引出线和过线留的长短符合要求。
（3）线圈检查项目
① 用双臂电桥测量线圈的直流电阻值应符合要求。
② 线圈尺寸大小符合要求，线圈外观和导线绝缘状态正常。
③ 线圈匝数正确。
3.4.2 嵌线和接线工艺
三相电动机绕组嵌线、接线操作可扫二维码学习。单相电动机嵌线工具较简单，常用的工具有线压子（压脚）、划线板（理线板）、剪刀、锤子、打板、电工刀等。
将线圈嵌入槽内的关键是要保护槽绝缘和导线绝缘不受损伤，尤其槽口处绝缘不应在压型时将其压破。导线在槽内排列要整齐，不可有导线交叉现象，尤其是槽满率较高时，往往因导线在槽内排列不整齐而造成匝间绝缘破裂。
通常单相电机的主绕组嵌在槽的下层，辅绕组嵌在槽的上层。根据绕组形式和绕线方式不同，嵌线方式也不同。下面介绍单相电动机常见的几种嵌线方法。
（1）励磁绕组的嵌线 这类绕组是集中绕组，常用在小型鼓风机定子上（罩极绕组），另外手电钻的定子绕组也是采用这种绕组形式。定子铁芯无槽，绕组套放在铁芯的磁极上，通地销子或弹性纸楔撑在铁芯上，如图3-51（a）、（b）所示，所以嵌装比较简单。
图3-51 励磁绕组的嵌装
当励磁绕组绕好后，卸模，包好对地绝缘，然后经过压型达到所需尺寸（小型线圈不经压型，用手工整型即可），最后将线圈套入磁极内。可先浸漆后套入，也可先套入后浸漆，后者套入方便，套入后浸漆质量较好，因为可使线圈与铁芯粘成一体。在套入磁极时，应注意：铁芯尖角勿损伤线圈绝缘，必要时要用绝缘纸垫上尖角处保护好；线圈的极性要正确，比如上边是N极，下边是S极，如果把上下磁极线圈全接成N极或S极，则电动劝机转速减半，不能满足工作要求；引出线方向不要弄错。
线圈磁入磁极后，应检查有无匝间短路和断路故障，直流电阻应合格，最后还要做耐压试验。
（2）正弦绕组嵌线方法 图3-52所示2极16槽正弦绕组展开图。主绕组有两个相组，从左向右分别用UI、UII表示，辅绕组也有两个极相组，分别用ZI、ZII表示。
图3-52 2极16槽正弦绕组展开图
主、辅绕组每极相绕组都有三个同心式线圈串产，相邻的两个极相组（也就是两个极）是显极接法，所以是尾、尾或首、首相连接。
主绕组的首端用U1、尾端用U2表示；辅绕组的首端用Z1表示，尾端用Z2表示。
线圈的绕制是一个极相绕组一次，即绕完三个线圈后卸模，再绕另外一个极相组线圈，所以一台电动机共绕4次，绕线时是先绕小线圈，再绕中线圈，最后绕大线圈。
① 嵌线准备 裁绝缘纸（槽绝缘、层间绝缘、相间绝缘）；准备槽楔；准备嵌线工具（线压子、划线板、打板、锤了、剪刀、钳子、焊接工具和材料等）；准备引出线。另外将欲嵌的线圈放在定子铁芯旁，按照绕组展开图，标志好线圈的首、尾和过线头，把线圈引出线和过桥线（即极相组之间的过线）都朝一个方向摆好。检查铁芯合格后将裁好的槽绝缘插入槽内，要求槽绝缘两端出槽长度一致。在槽口处为了加强绝缘，也可将出槽口的槽绝缘折回一段。
② 嵌线方法 主绕组嵌线：先嵌主绕组、后嵌辅绕组，所以主绕组在槽的下层，辅绕组在槽的上层，如果一个槽又有主绕组又有辅绕组时，嵌入主绕组线圈后要等辅绕组嵌入后才能打入槽楔；如果槽内只有一种绕组（如槽1、4、5、8、9、12、13、16只有一种绕组），嵌线后便可封槽，打入槽楔。
按嵌套线顺序把主绕组从左至右将线圈标为u1、u2、u3、u4、u5、u6，而辅绕组从左向右将线圈标志为z1、z2、z3、z4、z5、z6。
先嵌主绕组的第一极相组UI中的小线圈u1，然后再嵌UI中的中线圈和大线圈。UI中线圈嵌完后，再嵌第二个极相组UII中的小、中大线圈。选好槽1后，便可开始绕线（槽1位置按原始记录或按距离出线盒较近的槽定为1）。
将定子铁芯水平旋转，右手拿起线圈u1在铁芯右侧，左手在铁芯左侧。先用右手把线圈u1捏扁嵌入槽6的槽绝缘中，左手捏住线圈的另一端往槽里拉，右手将线圈捏扁往槽里推，如图3-53所示。大部分线匝可入槽内，剩余的导线匝用划线板划入槽内。再用划线板（理线板）在槽内多划几次将槽内导线理顺。理线时，从这头划到另一头，不要中间停顿，否则不易理顺，可能出现导线交叉。线圈端部也要整理好，然后可插入槽内层间绝缘。将导线顺着槽来回轻轻拉动，使其平服，两端伸出槽等距，另外要检查槽绝缘是否移动了，要保持槽绝缘伸出铁芯槽两端长度相等，再检查层间绝缘是否垫正和包住导线，不可将导线偏到层间绝缘于侧，甚至未被层间绝缘包住。u1右边嵌完线后，先不打槽楔，因为还有辅绕组的线圈z2右边未入槽。这时可将u1左边嵌入槽3，嵌后放好层间绝缘，先不封槽。这时检查线圈u1的过桥线是否在槽6内，如果在槽3内，则说明线圈嵌反了，改过来。
图3-53 线圈嵌线情形
拿起线圈u2，其右边嵌入槽7，左边嵌入槽2内，均不封槽。接着拿起大线圈u3，右边嵌入槽8，左边嵌入槽1，用线压子压好槽内导线之后，就可以在槽8和槽1内打入槽楔，因为这两个槽只有线圈u3。检查引出线UI是否在槽1内。至此U相的第一个极相组的线圈全部嵌完。
按上述操作方法把U要的第二个极相组UII的三个线圈嵌入槽内。首先嵌线圈u4，右边入槽14，左边入槽11，过桥线在槽14引出线。暂不封槽，再嵌套线圈u5，右边槽15，左边入槽10，也不封槽。最后嵌线圈u6，右边嵌入槽16，左边嵌入槽9，用线压子压好槽内导线后，两个槽可以打入槽楔，U相的尾端U2从槽9引出。
辅绕组嵌线：按主绕组的嵌线操作方法，先嵌ZI极相组中的小线圈z1，其右边嵌入槽10，左边嵌入槽7，因为槽内已有线圈u5的左边和u2的右边线圈，所以嵌入线圈时因槽内较挤，所以必须用线压子将槽内导线压平，否则无法打入槽楔，当线圈z1往槽内嵌时，要随嵌随用线压子把导线压实，但要注意槽内导线已经用划线板理顺，线压子要平压，不要用线压子尖部或尾部局部受力，另外用力不可猛，用小锤头轻敲线压子将导线压实。然后用划线板把槽绝缘在槽口部分折过来，包住导线，再用线压子压折过的绝缘纸将槽内导线进一步压实，就可以打入槽楔封槽口了。要求槽楔进入槽内松紧合适，如果太松，要在槽楔下面垫上绝缘板条后再打入槽楔。要求槽楔两端仲出槽的长度相等。
线圈z1的左边嵌入槽7后，按上述操作方法打入槽楔，检查线圈的过桥线庆在槽10处，按嵌线圈z1的方法把中线圈z2的右边嵌入槽11，左边嵌入槽6，均打入槽楔，ZI极相组的最大线圈z3的右边嵌入槽12，左边嵌入槽5，嵌后经划线板理顺和压实，打入槽楔，引出线ZI应在槽5内引出。
辅绕组ZII极相组的嵌线方法同ZI极相组，也是先嵌小线圈z4，再嵌中线圈z5，最后嵌大线圈z6。引出线Z2应在槽13中引出。
线圈z4右边嵌入槽2，左边嵌入槽15；线圈z5右边嵌入槽3，左边嵌入槽14，线圈z6右边嵌入槽4，左边嵌入槽13内。
【检查】 U1从槽1进入，按顺时针方向电流流入槽8，再按顺时针方向流入槽2和槽7，再流入小线圈u3的右边槽3，再流入槽6后从过桥线流出进入UII极相组的小线圈u4的右边槽14，这时按反时针方向流入u4的左边槽11，再按反时针方向流入中线圈的槽15和槽10，最后流入大线圈u6的右边槽16和左边槽9，从引出线U2流出。辅绕组从z1起头进入大线圈z3的左边槽5，按顺时针方向再进入右边的槽经过桥线进入ZII的小线圈z4右边槽2，按反时针方向流入槽15、槽3、槽14、槽4、槽13流出，达到Z2。
不管是主绕组还是辅绕组，电流在第一个极相组内作顺时针方向流动，在第二个极相组内作反时针方向流动。
检查无误后，要在主、辅绕组之间垫入相间绝缘纸。相间绝缘纸用0.12mm厚的DMD绝缘纸剪成与绕组端部外形相近的形状，如图3-54所示。
图3-54 相间绝缘纸形状
要求相间绝缘纸垫好后，绕组端部应露出1～2mm，并要从槽绝缘口处开始垫，不可漏垫，最后把主绕且过桥的过桥线焊接上，套入套管，也把辅绕组的过桥线焊接上，套入套管。
最后按图3-52检查，符合图样的接线要求即可。
（3）绕组嵌线质量要求
① 嵌线环境干净，嵌一过程中勿使杂物质落入槽内。
② 槽绝缘伸出铁芯两端要相等。
③ 导线不可与铁芯接触，尤其槽楔下面的槽盖纸不可偏斜。
④ 导线在槽中排列整齐，无交叉现象。
⑤ 线圈端排列整齐，整形符合要求。
⑥ 嵌线次序正确，极性无误。单相电动机接线方式大都采取反串联方式，即相邻两极相组的极性是相反的，构成N、S极。用电流方向表示时，一个极相组是顺时针时，则相邻的极相组是反时针方向。
（4）电动机质量检查
① 外观检查 槽楔不高出铁芯面；绕组伸出铁芯两端长度一致；绕组端部排列整齐，相间绝缘垫得正确。绕组端部整形正确、尺寸符合要求。
② 检查接线 按绕组展开图检查绕组接线是否正确，必要时可在未浸渍之前把定子、转子装配好后，辅绕组接入启动元件（如电容器等）通电试转动，看转动是否正常。
③ 测绝缘电阻 因为是低压电动机，可选用500V绝缘电阻表测绕组绝缘电阻，对地的绝缘电阻应小于300MΩ；主、辅绕组之间的绝缘电阻应是∞。
④ 测直流电阻 用多用表测量两绕组的直流电阻，分别测出的直流电阻值不应超过标准值的±2%。
3.4.3 绕组的绝缘处理
（1）绕组浸渍和涂覆盖漆的目的
① 绕组浸渍的目的在于：改善绕组的导热性和提高其散热性；提高绕组耐电气强度；提高绕组机械强度，使绕组粘结成一个整体，从而的高抗震性和机械稳定性；提高绕组抗潮性、防霉性以及化学稳定性。
② 绕组加涂覆盖漆的目的在于：提高绕组表面机械强度；使绕组表面形成光滑的漆膜，增强耐油、耐电弧能力；由于表面湖膜光亮、坚硬，可防止粉尘堆积，一旦积落粉尘，易于清除；提高防霉能力。
（2）浸渍烘干工艺
① 预热 预热目的是为了驱除线圈中潮气，同时加热线圈，保证浸渍温度，预热温度一般控制高于线圈绝缘耐热等级5～10℃（因短期超过耐热等级是允许的），以缩短预热时间。预热过程中，每小时要测量一次电动机绝缘电阻值。当绝缘电阻值连续三次不变时，则认为绝缘电阻已稳定，预热完毕。
② 浸漆 当前有沉浸法、浇漆法、真空浸漆和真空压力浸漆等方法。对于槽满率高、导线匝数多、线径细的电动机，宜采用真空压力浸漆法，目前多采用浇漆法和沉浸法。浸漆操作过程见3.2.10节的二维码视频。
当预热后绕组温度降至60～80℃时，便可开始浸漆。绝缘漆的黏度用涂-4黏度计测量。
第一次浸漆的目的是为了使绝缘漆充满绕组和槽内所有缝隙当中，所以要求漆的流动性和渗透性要好，一般要求20℃时漆的黏度为18～23s。第二次浸漆目的是为了在绝缘表面形成漆膜，所以绝缘漆黏度要高些，一般要求20℃时漆黏度为28～32s。
③ 浸烘工艺 电动机的浸烘可分为两个阶段。第一阶段是使绝缘漆中的熔剂挥发掉，所以烘干温度不必太高，也称为低温阶段。烘干温度控制在略高于熔剂的挥发点即可，如二甲苯的挥发点是78.5℃，所以第一阶段的烘干温度控制在70～80℃即可。这段烘干时间为2～4h。此阶段的特点是溶剂大量挥发，要求勤放风，排出炉内大量烟气，以防止着火和爆炸事故发生。第二阶段是使绝缘漆氧化和聚合，形成牢固的漆膜阶段。这时炉温可提高到130℃±5℃，为高温阶段。此阶段由于绝缘漆的化学反应，要求炉内有大量新鲜空气进入，所以要定时补入外界空气，以增强漆膜强度和缩短烘干时间，这段时间内，要每隔一小时测量一次电动机的绝缘电阻值。当连续稳定三次绝缘电阻值不变时，便认为电动机已干燥完毕。
④ 涂覆盖漆 电动机浸烘完毕后，趁热在50～80℃时进行涂覆盖漆工艺。一般采取喷漆方式，无此设备亦可用刷漆方式，但要刷匀，刷全面，否则不易保证质量。涂覆盖漆质量要求是漆膜厚度均匀，表面光亮。如果使用晾干漆，喷后可不经烘干处理；对于潮湿的恶劣环境要多喷几遍漆，如三遍漆。
（3）绕组浸烘发生质量问题的原因和对策
① 绝缘漆未浸透 造成的原因和解决办法如下：
a．绝缘漆黏度太高 绕组表面挂上一层漆，但没有浸入绝缘的毛细孔中。因此要求绝缘漆的黏度必须符合工艺规程要求。
b．浸渍时间短 采用浇漆法时，浇的时间短；有的只从一端浇漆，电机不翻个，另一端未浇透。解决办法是改用浸漆法；或者延长浇漆时间，两端浇漆，使漆浸透。
c．绝缘漆和绕组的温度不符合工艺要求，温度过高过低均不好。绕组温度过高时，绝缘漆未渗入到绝缘的毛细管内就已固化，造成浸不透；绕组温度过低时，漆的流动性不好，也不能在规定浸漆时间内很好的浸入绝缘内部。
② 烘干不彻底 造成的原因和解决办法如下：
a．烘房内热风流动性不好，绕组受热不均匀，有死角。
b．烘干时间不够。
c．炉内温度过低，或测量温度计指示不准。
d．未按浸烘工艺进行。
烘房最好采取热风循环、使炉内温度均匀，无死角。另外温度计应旋转在烘房内平均温度处，不可放在最热或最冷位置。
严格按浸烘干工艺进行，每隔1h测量一次绝缘电阻值，测量之前一定要断电。当绝缘电阻值升至最高点后，稳定6～8h不变，则认为烘干终止。
③ 绕组烘干时间很长，但绝缘电阻值总是升不上去 造成的原因和解决办法如下：
a．烘前，电动机未彻底吹风清扫，有油泥和粉尘，虽然长时间烘干，绝缘电阻值也不会上升。
b．线圈有接地点，烘前一定要处理好，否则不能进行烘干。
c．绝缘材料有薄弱环境。应选用合格的绝缘材料。
d．绝缘漆有杂质。要过滤，过期的绝缘漆不可再用。
e．浸烘温度不够。应严格控制温度，保证足够的烘干时间。
④ 绕组表面未形成光亮的漆膜和坚固的整体 造成的原因和解决办法如下：
a．绝缘漆地期失效，失效变质的漆不可使用。
b．绝缘漆黏度低，浸渍次数不够。提高绝缘漆黏度，增加浸漆次数。
c．烘干时间和温度不够，保证烘干时间和温度。
d．稀释剂牌号不对。选用正确的稀释剂。
⑤ 漆膜有针孔或麻点 造成的原因和解决办法如下：
a．预热时间短，潮气未能全部逸出，浸漆后，绕组内部潮气突破漆膜跑出，造成针孔或麻点，加长预热时间。
b．绝缘漆黏度太高，第一次烘干时绕组内部存有气泡，第二次浸烘时，内部气泡才逸出，适当降低绝缘漆黏度。
c．低温烘干时，升温太快。按照规定升温。
d．绝缘漆变质或稀释剂牌号不对。选用合适的牌号。
3.4.4 绕组中极相组之间的连接
关于单层同心式、链式、交叉式三种绕组各极相组间的连接，原理上均按绕组展开图中各极性下槽内电流流向来连接。在实际加工和修理工作中，一般都按绕组端部接线图来进行，如图3-55中的短圆弧粗线表示极相组，圆周上的短圆弧数表示了绕组所有极相组序数，箭头表示各极相组中某瞬时电流流向，其顺序号表示了某相和某号的极相组，其余的各圆弧连接线表示了各相绕组的极相组连接。注意各相的首端总是从极相组的箭头尾部引出，而各相的末端是从极相组的箭头头部引出。
图3-55 三相四极绕组端部接线图
一段电源电压在20V以上的小功率三相异步电动机中代用单路进火。所谓单路进火是极相组间前后串联；所谓双路进火是一相绕组串联成两条并联支路，而每一条支路包含的极相数相等；多路进火依次类推。
3.4.5 小功率三相异步电动机的接线标志
小功率三相异步电动机接线板上一般有6个接线柱，而容量小的仅有三个接线柱，特殊用途的有6个以上的接线柱。
一般接线标志如图3-56所示。图中△接法是电源电压为220V时接线；Y接法是电源电压为380V时接线。小功率三相异步电动机额定电流小，实际使用时采用电网电压380V直接启动，对电网不会有何影响，无需采用Y-△接线降压启动。电机的三个出线端可直接接电源线，如果电动机有6个出线端，应按标志图规定连接成与电网电压相适应的接线。
图3-56 小功率三相异步电动机接线标志
另外，图中U1、V1、W1表示电动机三相绕组的始端，U2、V2、W2表示三相绕组的终端。如果接线后，当电源端电压的相序U、V、W与接线柱U1、V1、W1相对应时，电动机应为顺时针方向旋转（人面对轴伸端方向），如调换任意两相相序，即能变为逆时针方向旋转。电动机应接地良好，接线盒设有接地接头［这里需要说明老标准曾引用过（D1），（D2），…，（D）等作为绕组的接线标志］。