6 第六章 製造與測試
6.1 製造流程
本文製造流程依照工研院製造流程製作,如圖 6-1,依據前面馬達尺寸繪製工 程圖並進行公差配比;由於軸向磁通馬達氣隙大小,會依據公差配比及精度改變,
且精度越高加工成本越高,由於繞線空間不好估算,故其餘零件必須在定子完成 之後再行製作。
繪製工程圖及公差調配
定子試繞
定子製作
定子繞線
零件製造及組裝
定子安規測試
圖 6-1 製造流程圖
決定完精度及公差配比之後,由於過去製作軸向磁通馬達的經驗,常常因設 計槽寬太小而無法繞線完成且定子製作費用昂貴,為避免浪費,故會先以鋁製作 出少量齒之定子交由繞線廠試繞,如圖 6-2,確認繞線無問題之後即可進行定子製 作。
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圖 6-2 定子試繞圖
確認繞線無問題之後,進行定子的製作,本次定子的材料為 SMC,製作過程 將影響整個馬達的性能,圖 6-3 為以廠商提供之較大圓形材料做線割出整個定子 形狀,加工完之後發現材料有軟化跡象,硬度較低。
圖 6-3 圓形材料及剩材
因採用線割之後的定子,硬度較低,故又請廠商依照正常情況下,直接開模 具以 800MPa 的壓力,直接壓出定子形狀,與先壓製完在線割會有明顯硬度差異。
圖 6-4(a)先壓製再線割的定子,由圖可知其結構明顯較鬆散,密度不均勻,且較 易生鏽並無鍍絕緣層,且定子齒上有剝落。相較於(a)圖,(b)圖為直接以模具加壓 成型,但礙於加工時的模具,故齒的形狀稍稍有所不同。
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(a) (b) 圖 6-4 不同製程下的定子
驗收完定子之後,則將定子送到繞線廠繞線,繞線有手工繞線與自動繞線兩 種,本文選擇手工繞線;手工繞線又有模具繞線與純手工繞線,純手工繞線的價 格較便宜,模具繞線的價格較高。但若用於較精密或大量生產之馬達,則以模具 繞線較省成本。本文之繞線過程選用手工繞線,而圖 6-4 (a)之定子因為定子硬度 不足,定子之齒在繞線過程中斷裂,如圖 6-5;為解決此問題,繞線方式改用模具 繞線,並解決定子斷裂問題。
圖 6-5 定子斷裂圖
確認繞線無誤之後,接著確認有無漏電或者其他問題,做定子高壓安規相關 測試:
(1)將安規測試器電源開啟並設定高電壓漏電流項目(IR1.0KV>1000MΩ),取出 已繞線完成之定子將 3 條出線分為 U, V, W (紅白黑)三相
(2)將儀器測試棒正負極分別固定於定子及 U, V, W 上測試漏電之安培數是否 小於 10mA (若超過上限須查出原因改善才可繼續以下步驟)。
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(3)執行高壓組抗測試測試設定儀器 ACW 1.0KV <10mA (若超過上限則須查 出原因改善才可繼續以下組裝步驟) 。
(4)量測三相電感與電阻是否與模擬值相同。
其組裝完成並配合實驗平台製作治具並組裝,如圖 6-6,完成之後開始實驗流程。
圖 6-6 馬達組裝圖