不要小瞧了电机槽楔

Ms.参今天遇到一件囧事，客户急要的几台高压电机当紧时刻卡壳了。诸位可能会说，忙中出乱，情理之中。然而，类似抢工期的事太平常了，前道工序加班连点已经留出了足够的机动时间，没成想嵌线时却发现槽楔松动，进一步检查发现是定子槽安装槽楔位置的尺寸出了问题。

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关于槽楔

槽楔作为电机绕组系统必不可少的零部件，看上去稀松平常、很不起眼，作用比作绕组系统的定海神针一点都不为过。小小槽楔，微电机里有时成型槽盖足矣，大电机尤其是高压电机就非同小可了。一方面锁链般将绕组控制在铁芯槽内，另一方面楔紧线圈，保证绕组在槽内处于相对静止的状态，再经后期浸漆与绕组固化到一起。一旦因种种原因稍有松动迹象，必然会在电磁力的作用力下脱出掉落，引发扫膛或对地绝缘击穿等电气故障。

电机槽楔产品有3240环氧布板槽楔、引拨槽楔、磁性槽楔、有机硅槽楔、半导体槽楔和4330模压槽楔等类型，通过专用设备或特殊工艺制作，材质上能适合不同种类及绝缘等级电机，尺寸、外形必须与冲片槽吻合，或松或紧均会埋下严重的质量隐患。

在实际生产加工过程中槽楔问题很常见。设计人员为了槽楔与冲片槽配合松或紧的问题颇费周折，紧了操作费工、易破损，松了隐患不可估量，只好尺寸上分毫计较、首台样机上反复验证。今天，Ms.参就实际生产中常见问题一一剖析，与大伙交流经验、分享成果。

电机槽楔松动的危害

损伤槽绝缘

槽楔松动或脱落可能划伤绝缘，造成定子铁芯多点短路，导致绕组对地故障。对于槽楔厚宽比相对较大的情况，槽楔的松动会使槽楔在槽内斜滚出槽口，导致与定子（绕线电机转子槽楔出槽口）或转子（定子槽楔出槽口）相擦；更有甚者，槽楔整体弹出，导致电机扫膛，严重时绕组局部发热烧毁绝缘、对地短路，最终放炮崩毁绕组。

电腐蚀问题

定子槽楔松动，造成定子绕组表面和槽壁之间产生高能电容性放电。该问题在高压电机上的影响更为严重：绕组表面和槽壁间空气被击穿，放电时会导致空气电离而产生臭氧及氮的化合物，这些化合物与气隙内的水分发生化学反应，并呈现酸性，进一步引起绕组低阻带、主绝缘、槽楔和垫条出现烧损和腐蚀的现象，轻则变色，重则防晕层失效、对地绝缘老化击穿。

电磁振动

因槽楔松动，电机绕组失去约束，运行过程中会产生低频电磁振动，在槽内可能会发生径向位移，铁芯槽本身又不可能完全光滑，使绝缘受到持续性剐蹭，造成对地或相间故障。

槽楔松动问题发生在制造环节多为偏离设计要求的原因，譬如Ms.参遭遇的囧事，乃外委制造铁芯冲片槽槽肩与图不符。因为但凡正式投产的电机，设计尺寸均经反复验证定型。

问题多发生在高压电机上

运行中的槽楔松动问题在中小电机中则很少见，多发生在高压电机上。主要缘于高压电机结构特殊和内部电场强度高两大因素，具体点讲，有以下避不开的潜在诱因：

1）铁芯相对较长、带径向通风沟

因嵌线加工的特殊性，槽楔采用分段方式放置，嵌线过程中槽的中段位置很难保证做到紧密，如果浸漆效果不佳，电机运行中最容易出现电磁振动或放电现象。

2）绕组表面和槽壁之间电场强度高

电磁激振力或磁性槽楔内轻微的涡流热均有可能导致槽楔松动，绕组、槽壁间的产生空气隙，在高电压作用下电离击穿，电蚀或烧损线圈绝缘而引发严重的电气故障。

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电机绝缘系统材料——电机绕组的槽楔，除了限位还有何作用？

槽楔是电机绕组加工过程的必要零部件，其主要的作用是将嵌入铁芯的线圈进行必要的固定，以防止其在槽内发生位移，包括防止线圈从槽内弹出。比较常用的槽楔有两类，一类是起绝缘作用的绝缘槽楔，另一类则为高效和高压电机常用的磁性槽楔。

低压电机定子绕组和转子绕组大多采用绝缘槽楔，这类电机绕组的电磁线主要靠加垫的绝缘材料进行包络和绝缘，主要包括槽绝缘、层间绝缘和盖条绝缘，槽楔是在所有绝缘加垫完成后进行放置，一方面可以保证槽内的电磁线相对固定，同时保证绝缘材料与电磁线、绝缘材料与铁芯的相对位置稳定性；另一方面，绝缘槽楔还可以补强线圈在槽口位置的绝缘性能。因而，槽楔的尺寸应与有绕组铁芯的槽口尺寸、槽内材料相对于槽的空间占比情况相关联，槽楔放入槽后不能有过多的位移空间，为此槽楔应与铁芯槽口有紧密的配合关系，当槽楔旋转不当（扭斜）时，可能会发生因槽楔高出槽口导致的机械性故障，或由于槽楔弹出后线圈位移发生的电气质量故障。总之，绝缘性槽楔在电机绕组中起到绝缘补强及空间限位的双重功效。

磁性槽楔在高效电机和高压电机上应用较多，是一种电机上使用的导磁槽楔。磁性槽楔是在树脂中均匀加入还原性铁粉，用无碱玻纤布复合增强热压而成。电机采用磁性槽楔后可以适度减小励磁电流，改善功率因数，提高电机效率；通过降低铁芯损耗，降低电机升温，减少电磁噪音和振动；由于磁性槽楔是导磁体，可使电机的漏磁增强，启动转矩有所下降等优点，因而在高效电机和高压电机的应用上相对广泛。但由于磁性槽楔的材料特点，如果与铁芯槽的配合相对松动，更容易出现槽楔弹出的问题。

从理论上分析，磁性槽楔可以改善气隙磁密分布，使电机气隙系数、空载附加损耗和径向电磁力减小。但磁性槽楔的使用增加了定子槽口漏抗，将会导致电机电流和转矩减小。因此在磁性槽楔的使用过程中应综合考虑磁性槽楔对电机电磁参数和性能的影响，以便充分发挥磁性槽楔的作用。

除磁性槽楔对电机性能的影响外，就线圈和绕组本身而言，磁性槽楔只对绕组线圈的空间有约束，而对其绝缘性能没有补强作用，因而在电机绕组的嵌线过程中，线圈绝缘防护、电阻带的完整性防护尤为重要。

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