摘要：MW级风力发电机定子线圈绝缘性能是线圈制作过程中重要指标，制造工艺水平决定风力运行可靠性。本文主要介绍定子线圈制造过程中成型绝缘破损的原因分析，并提出解决对策。
关键字：风力发电 定子线圈 绝缘破损 张形调试 梭形内长计算
0引言
随着我国风力发电技术的发展，风力发电机的容量已从KW级发展到MW级，发电机的心脏部件是定子线圈，MW级风电定子线圈主要以双层圈式叠绕组为主，电磁线以扁铜线为主，相对于硬绕组导线截面尺寸大、匝数多、线圈截面尺寸大于10*35，端部尺寸短，成型困难的工艺特点。定子线圈工艺制造过程：梭形绕制—打纱—引线弯头—张形—绝缘包扎—整形。
定子线圈的制造过程中，绝缘是否破损决定线圈的绝缘性能，是线圈制造过程检查的重要指标。工艺制造过程中，减少绝缘破损是提高MW级风力发电机制造水平及运行可靠性、减少返工成本、降低造价等，都具有十分重要的意义。
本文通过对MW级风电发电机定子线圈的制造工艺过程介绍易出现绝缘破损问题分析及处理对策。
1.定子线圈成型绝缘破损分析
MW级风力发电机定子线圈绝缘结构：1）导线的绝缘结构为F46聚酰亚胺玻璃烧结、聚酯薄膜补强云母带绕包；2）线圈对地主绝缘结构为少胶云母带+聚酯薄膜带，外包绝缘采用聚酯热收缩带。张形过程中主要导致导致导线绝缘破损，决定线圈匝间的绝缘强度。
在定子线圈制造工艺过程中，张形工序绝缘破损最难解决，绝缘破损原因如下：
1.1定子线圈的成型过程中，线圈的鼻部和直线过度到端部R角为主要受力点，梭形线圈的梭形内长中分给端部的长度短，张形机设定端部长度短，导致张形的的鼻部绝缘破损。同时张形机运行轨迹不合理，线圈鼻部和工装磨损过大也导致鼻部匝间破损严重，特别对导线截面尺寸大（导线厚>4mm,导线宽度>12mm）破损严重。针对双根并绕制的线圈，在成型过程中并排线匝进行相互摩擦也将线匝之间绝缘磨破,导致线匝绝缘破损,这种现象不宜发现。
1.2张形机夹钳调试过程中,夹钳宽度调整过宽,线圈张形过程中直线到端部R过大,直线短，导致嵌线困难或对地绝缘破损；夹钳宽度调整过窄时，夹钳加紧状态时，夹钳挤压导线绝缘致导线绝缘破损；夹钳高度调整过高时，线圈在夹钳存在间隙，线圈截面存在点接触，成型过程中导致局部导线破损，同时也会导致线圈跨距角度过大或者导线截面错位，影响线圈截面尺寸超高，嵌线打槽楔困难；夹钳高度调整过低，夹钳挤压导线导致导线绝缘破损，批量生产过程中还易出现夹钳夹不住的情况。
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1.3张形机端部挡板工装设计时，容易忽略计算鼻部导线变形时截面尺寸，而线圈鼻部成型过程超出工装的最高点，导致鼻部变形的过程中与工装时点接触受力，导致导线绝缘破损。
2.定子线圈张形过程绝缘破损对策
定子线圈线圈张形过程中，绝缘破损多已在端部破损为主，端部匝间紧密，绝缘修补复杂，为了降低MW级风电定子线圈张形过程绝缘破损率，从MW级风电定子线圈制造工艺过程的实际情况出发，可以采用以下方案解决。
2.1根据梭形线圈的计算方法,合理制定梭形内长，优化张形机参数,改变运行轨迹
(1)梭形内长的理论计算公式
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根据理论计算、设备成型后线圈各项的基本尺寸、绝缘的破损情、嵌线情况，对梭形内长进行加减，绝缘破损严重说明导线受力严重，直线不变的情况下加长梭形内长。
(2)调整张形机的参数，改变运行轨迹和端部尺寸
鼻部绝缘破损严重，处理对策：1）需要加长梭形尺寸，将破损鼻部端长增加长3~5mm，相应张形机此端长加长相应数值；2）将破损端部端长尺寸减少，直到绝缘不破损为止，得出端部的合理长度，经过上述两方法实施后，此方向的直线部分跨距回弹量同时减少。3）根据现有张形机的特性改变张形机的夹钳运行轨迹，减少线圈端部和工装摩擦距离，或调整鼻部高度尺寸减少线圈端部受力，鼻高尺寸高于线圈上层边可以调低3mm左右，鼻高尺寸低于上层边时可以调高3mm左右。具体方案调整根据现场的实际情况综合运用。
2.2制作张形机夹钳调试工装
自制夹钳调试用标准线圈直线截面线棒，每调试时用线棒放入夹钳内，调整张形机夹钳，调整标准为夹钳夹住线圈直线截面线棒夹紧并且四个面无缝隙，改变夹钳调试时使用梭形调试的方法，提高调试的准确性，减少劳动强度，保证线圈导线截面与夹钳为面接触。
2.3改进张形机的工装尺寸
在成型过程中，线圈的鼻部成型高于鼻部挡板尺寸，挡板工装棱角易将鼻部导线绝缘割伤，同时减少对端部的支撑导致外匝线圈错位超出标准，处理对策增高工装尺寸，保证线圈鼻部外匝线圈完全支撑，这样可以减少鼻部破损和匝间错位。
3.结论
MW级风力发电机定子线圈张形过程绝缘性能决定的风力发电机绝缘寿命，熟练掌握张形机的调试和梭形计算有助于增加我们的业务素质，而对其问题的判断、处理是一个不断摸索，不断学习，不断积累的过程。定子线圈张形过程问题多种多样，变量较多，影响因素较多，需要我们认真专研、交流、积累丰富的成型经验，为今后风电机组的发展奠定基础。
参考文献
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