2022-10-10|閱讀時間 ‧ 約 5 分鐘

馬達生產:感應馬達 ( II )

接續上文,本文將繼續說明感應馬達的生產及檢測工序。
橘色框中的生產程序說明如下:
1. 絕緣處理:感應馬達僅在定子矽鋼片才需進行此工序,採用絕緣塑膠槽紙裹住矽鋼片,以達到絕緣的效果。但需要特別注意,由於絕緣處理會受到各國的安全法規限制,要符合販售國家當地法規才行。由於只在矽鋼片槽內有做絕緣保護,上下兩端皆無處理,因此需注意爬電距離需符合當國安全法規。
爬電距離
爬電距離
2. 繞線:感應馬達的繞線製程較為複雜,基本上包括了繞線圈,排列線圈、入線、整型等步驟。由於步驟多,且需要能進行事後整型的工作,因此漆包線圈尺寸都會刻意大於矽鋼片尺寸,導致線圈置入矽鋼片槽內後,仍可以自由移動。
3. 槽楔壓入:由於漆包線圈可以自由移動,因此感應馬達會在槽開口處,塞入一張塑膠槽紙,來擋住槽開口,避免線圈凸出槽開口。用來擋住槽開口的槽紙,又稱為槽楔紙。
槽楔紙
4.線圈綁帶:亦是受到漆包線圈可以自由移動的原故,在整型完成後,就會以棉線來捆綁漆包線圈,做為初期固型的工序。
5. 接線:將漆包線與出口電線焊接,細部工序包括剝除絕緣層、絞線、焊錫、接點測試、絕緣處理、固定等等工藝。若處理不好,則會造成電源無法進入馬達、漏電、運轉異常等現象。
接線絕緣處理
6. 凡立水浸泡:凡立水是要固化漆包線圈,因此需確保凡立水能完整滲入線圈內部,因此在前期會有預熱或是抽真空,以利凡立水完整流入內部。凡立水是具揮發性的漆劑,因此在作業時會有氣味散出,需有密封及回收裝置。
7. 烘烤:凡立水涵浸完成後,還需要加熱烘烤,才會完成乾燥固化。此外凡立水是可燃性物質,若在空氣中的密度太高,遇到火是可以自燃的,因此凡立水製程當中,保持空氣流通,是很重要的。
8. 組立:是指將馬達定子與外殼組裝的工藝,後序還包括了入轉子及端蓋安裝等部份。若組裝不良,會造成馬達異音、轉矩及轉速降低、定子與轉子對磨等等情況。
9. 鑄鋁:感應馬達的轉子矽鋼片,大多會使用灌鑄鋁的方式,來將導電材料與矽鋼片銜接。大型感應馬達也有使用銅柱焊接的施工方式來與矽鋼片結合;高效率感應馬達則是採用灌鑄銅以達到提高馬達效率的效果。
10. 軸心壓入:由於軸心是馬達轉矩主要的輸出機構,若壓入不準確,就會導致馬達輸出轉矩下降。另外最常見的是軸心打滑,代表軸心與轉子矽鋼片脫離,使得轉子上的轉矩及轉速,無法傳遞到軸心;一般會使用定位銷設計來避免打滑。
11. 車削:感應馬達轉子灌鑄製程時,會有鑄料外溢的情況,因此會進行車削來維持真圓度。但車削加工後,會使矽鋼片表層受損,導致鏽化,因此需在塗上一層防鏽漆進行保護。
車削防鏽處理
12. 動平衡:主要是旋轉物體,若動平衡不佳時,會有額外的晃動力量產生,因此針對旋轉物件,都會進行動平衡補償工序。
13. 組裝:裝馬達定、轉子完整組裝完成。但這部份其實會影響馬達振動及噪音問題,主要是組裝的同心度及公差的掌握,因此除了物料的尺寸精度外,組裝時的協助治具及工序也是很重要的,細到連鎖螺絲的力道及順序都會要求,才能組出一顆合格的馬達。
藍色外框為檢測項目,但實際上往往依馬達品質的需求,還會再增加更多的測試品項,此處僅是以最基本的檢測項目作說明:
1. 電氣測試:主要就是針對馬達線圈作的檢測項目,其中包括確認馬達是否會漏電、線圈是否短路及馬達繞線條件是否正確。主要是受到銅材的回收價格較高,若於此處檢測出異常,進行回收,可大幅減少不良品的經濟損失。
2. 馬達特性量測:確認馬達特性規格是否正確,基本上已經是馬達產品的最終檢測站,會產出馬達特性數據及曲線圖。但由於已經是馬達生產的最後一站了,在此處才檢測出錯誤的話,其不良的處理成本極高,因此馬達廠會在前面的製程工序中,就加入檢測站,來降低不良損耗;最極端的是日系的生產製程,基本上一個工序的下一站,就是對應的檢測站,達到即時檢出的效果,但會產生額外的生產成本。
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