混合动力电机装配工艺的优化

卢健林

（广西玉柴机器股份有限公司，广西 玉林 537005）

玉柴具有自主知识产权的YCHPT（Yuchai Hybrid Technique）混合动力系统，采用同轴串联式结构，如图1所示。

图1 YCHPT混合动力系统

发动机与传递大扭矩的同步电机同轴布置，自动离合装置位于发动机与电机之间，结构紧凑，机械效率高，可靠性好，在广州、昆明、重庆多条公交线路试用，综合节油节气率达25%。

混合动力电机装配工艺流程如图2所示。

电机是系统中的关键部件，可实现助力、发电、回馈、快速启动等多种混合动力功能。为了有效减少该混合动力总成的总质量和体积，电机采用低速大扭矩薄型永磁同步电机，电机轴向尺寸极为紧凑。

图2 混合动力电机装配流程图

在前期试制过程中发现，电机的一次装配合格率较低，仅为75.26%，返工返修造成人力物力的极大浪费，且对混合动力系统及时交货造成很大的影响。

2 装配不合格的原因分析

对不合格因素进行汇总分析，结果如图3所示：

图3 电机装配不合格因素

从图3可知，造成电机装配不合格的主要因素为：转子钢片折损，转动部件不平衡量超标，绕组绝缘耐压测试不达标，磁钢安装不到位，三相引出线端头断线。

经过对装配工艺进行分析、对装配现场进行调查，找出了导致上述不合格因素的原因如下：

（1）转子钢片折损。转子钢片厚度较薄，仅为0.35 mm，且与转子为过定位，安装时钢片发生很大的变形，容易导致折损，且装到位后还需要用工装把钢片压平，每压装一片钢片，均需进行压平操作，导致效率低下。

（2）转动部件不平衡量超标。转子动平衡后再安装弹性连接盘，导致转动部件不平衡量超标，存在轴承寿命缩短的隐患；

（3）绕组绝缘耐压测试不达标。绕组绝缘耐压检测时，波形变化不明显，难以判断绕组品质；

（4）磁钢安装不到位。转子在安装磁钢时，磁钢沿转子铁芯边沿放入，磁钢与铁芯之间吸引力大，导致磁钢不能准确到位，且装配效率低；

（5）三相引出线端头断线。三相引出线在浸漆时，绝缘漆进入防护剂与铜线之间的空隙，烘干硬化后，把多根铜线粘连在一起。浸漆后压装端头时，漆包线浸漆后变硬，工人分开铜线非常吃力，且容易把铜线掰坏，刮漆困难、存在刮断线现象，影响可靠性。

3 装配工艺的改进

3.1 工艺改进的思路

依据上述调查结果，经分析改进方向如下：

（1）叠装转子钢片是一片片放入转子卡槽后压紧，容易折损钢片，且效率极低。改进思路：把转子钢片按指定数量，在工装上预先焊接成一个整体，既可以避免压装中大的变形，也省去了压平的操作，极大地提高效率；

（2）原流程转子动平衡后装配弹性连接盘，主要出于物流的考虑，为了减少存料空间。经优化存放货架后，可将弹性连接盘装配在转子上一起动平衡，既可以保证动平衡精度，对存放空间的影响也在接受范围内；

（3）波形不明显，主要原因在于各线圈已经连成三相，每相有12个线圈，仅仅1个线圈出现绕线绝缘层破损时，较易被其余线圈平均分摊测试电压，难以检出波形变化。改进方向为：考虑对每个线圈单独进行绝缘耐压测试；

（4）原压磁钢工装，出于制造取料方便考虑，采用的是钢材，与强力磁钢两者相吸，且磁钢较为光滑，导致工人难以控制装配过程。改进思路：换用不带磁性的黄铜材料做工装，避免磁钢与工装导向部位的强力吸引；

（5）三相引出线端头断线改进思路。先把端头压在引出线上，对端头进行防护避免浸漆时绝缘漆涂上端头，再进行浸漆，浸漆后不需再进行刮线。

3.2 工艺改进的实施

根据改进方向，通过大量对比试验，确定进行如下改进：

（1）转子钢片整体焊接后，再压入转子；

（2）弹性连接盘与转子装配后进行动平衡，保证转动部件的动平衡精度；

（3）在线圈连接成三相前，对单个线圈进线绝缘耐压测试；

（4）装磁钢工装采用黄铜做导向部位；（5）三相引出线压装端头后进行浸漆。

4 结束语

实施上述工艺改进后，原工艺流程存在的转子钢片易折损、转动部件动平衡量超标、绕组质量难以判定、磁钢装配不到位且效率低下、三相引出线刮断线的现象不复存在，装配出来的混合动力电机，一次装配合格率95.31，%，较好地保证了混合动力系统的交货进度。

[1]王永昌.电机制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，1984.

[2]张永平，阮宁生.永磁同步电机磁体装配工艺探讨[J].电机技术，2006，2）：50-51.