一、定子的结构与工艺

1. 定子结构

定子是电机的静止部分，主要由以下组件构成：

定子铁芯：

• 材料：硅钢片（如DW470、50W350），厚度通常为0.35mm或0.5mm。

• 结构：由冲压成型的叠片组成，减少涡流损耗。

• 槽型：常见的有半闭口槽、开口槽、梨形槽等，用于嵌放绕组。

定子绕组：

• 材料：漆包铜线（聚酯或聚酰亚胺绝缘）或铝线。

• 类型：分布式绕组（交流电机）或集中式绕组（直流/无刷电机）。

机壳/端盖：

• 材料：铸铁、铝合金或钢板焊接，用于固定定子铁芯和散热。

2. 定子制造工艺

(1) 铁芯制造

冲压：

• 使用高速冲床（如200-800次/分钟）冲裁硅钢片，形成定子冲片。

• 模具精度要求高（±0.01mm），避免毛刺影响叠压。

叠压：

• 采用自动叠铆或焊接工艺，确保铁芯紧密（叠压系数≥95%）。

• 部分电机采用退火处理（消除应力，降低铁损）。

(2) 绕组嵌入

手工嵌线：适用于小批量生产，灵活性高但效率低。

自动绕线+插线：

• 采用数控绕线机，精准控制匝数和张力。

• 插线机将绕组嵌入槽内，提高一致性（适用于大批量）。

发卡绕组（Hairpin）：

• 用于高端电动汽车电机，铜线预成型为发卡状，激光焊接连接。

• 优势：槽满率高（~70%）、散热好、功率密度高。

(3) 绝缘处理

槽绝缘：

• 使用DMD（聚酯薄膜+无纺布）或Nomex纸，耐温等级H级（180℃）。

浸漆（VPI）：

• 真空压力浸渍（VPI）工艺，采用环氧或聚酯漆，增强绝缘和散热。

• 烘干固化（120-150℃），形成整体结构。

(4) 机壳装配

• 压装：液压机将定子铁芯压入机壳（过盈配合0.05-0.1mm）。

• 焊接/螺栓固定：确保定子与机壳刚性连接。

二、转子的结构与工艺

1. 转子结构

转子是电机的旋转部分，主要类型包括：

• 鼠笼式转子（异步电机）：铁芯+铝/铜导条（端环短路形成“鼠笼”）。

• 绕线式转子（大功率电机）：带滑环和碳刷，可外接电阻调速。

• 永磁转子（永磁同步电机）：铁芯嵌入钕铁硼（NdFeB）或铁氧体磁钢。

2. 转子制造工艺

(1) 铁芯制造

冲压叠片（类似定子），但转子冲片带导条槽或磁钢槽。

(2) 鼠笼转子工艺

铸铝转子：

• 将熔融铝（~700℃）压铸入转子槽，形成导条和端环（效率较低，成本低）。

• 工艺关键：避免气孔，影响导电性。

铜条转子：

插铜条后焊接端环（导电性好，效率高，用于高效电机）。

(3) 永磁转子工艺

磁钢装配：

• 表贴式（SPM）：磁钢粘贴在转子表面，需胶粘+不锈钢套筒保护。

• 内置式（IPM）：磁钢嵌入转子槽，适合高速电机（防离心力破坏）。

充磁：

• 装配后充磁（避免磁钢吸附铁屑），采用脉冲充磁机。

(4) 动平衡

在平衡机上测试，通过去重（钻孔）或配重（加平衡块）校正，确保振动<1.0mm/s。