V型濾池工藝介紹及設(shè)計(jì)參數(shù)

1、（1）過濾過程：待濾水由進(jìn)水總渠經(jīng)進(jìn)水閥和方孔后，溢過堰口再經(jīng)側(cè)孔進(jìn)入被待濾水淹沿的V型槽，分別經(jīng)槽底均勻的配水孔和V型槽堰進(jìn)入濾池。被均質(zhì)濾料濾層過濾的濾后水經(jīng)長柄濾頭流入底部空間，由方孔匯入氣水分配管渠，在經(jīng)管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。（2）反沖洗過程：關(guān)閉進(jìn)水閥，但有一部分進(jìn)水仍從兩側(cè)常開的方孔流入濾池，由V型槽一側(cè)流向排水渠一側(cè)，形成表面掃洗。而后開啟排水閥將池面水從排水槽中排出直至濾池水面與V型槽頂相平。反沖洗過程常采用“氣沖氣水同時反沖水沖”三步。氣沖 打開進(jìn)氣閥，開啟供氣設(shè)備，空氣經(jīng)氣水分配渠的上部小孔均勻進(jìn)入濾池底部，由長柄濾頭噴出，將濾料表面雜質(zhì)擦洗下來并懸浮于

2、水中，被表面掃洗水沖入排水槽。氣水同時反沖洗 在氣沖的同時啟動沖洗水泵，打開沖洗水閥，反沖洗水也進(jìn)入氣水分配渠，氣、水分別經(jīng)小孔和方孔流入濾池底部配水區(qū)，經(jīng)長柄濾頭均勻進(jìn)入濾池，濾料得到進(jìn)一步?jīng)_洗，表掃仍繼續(xù)進(jìn)行。停止氣沖，單獨(dú)水沖 表掃仍繼續(xù)，最后將水中雜質(zhì)全部沖入排水槽。V型濾池的工藝設(shè)計(jì)、施工安裝和自動控制濾池有多種型式，以石英砂作為濾料的普通快濾池使用歷史悠久。在此基礎(chǔ)上，人們從不同的工藝角度發(fā)展了其它型式的快濾池。V型濾池就是在此基礎(chǔ)上由法國德利滿公司在70年代發(fā)展起來的。V型濾池采用了較粗、較厚的均勻顆粒的石英砂濾層；采用了不使濾層膨脹的氣、水同時反沖洗兼有待濾水的表面掃洗；采用了

3、氣墊分布空氣和專用的長柄濾頭進(jìn)行氣、水分配等工藝。它具有出水水質(zhì)好、濾速高、運(yùn)行周期長、反沖洗效果好、節(jié)能和便于自動化管理等特點(diǎn)。因此70年代已在歐洲大陸廣泛使用。80年代后期，我國南京、西安、重慶等地開始引進(jìn)使用。90年代以來，我國新建的大、中型凈水廠差不多都采用了V型濾池這種濾水工藝，特別是廣東省新建的凈水廠幾乎都采用了V型濾池。91年至94年我公司在沙口水廠（50萬m3/d）的建設(shè)中，首次自行設(shè)計(jì)、施工安裝了V型濾池。此后我們就開展了V型濾池的設(shè)計(jì)與安裝這項(xiàng)工作。我們先后幫高明、中山小欖、中山東鳳、順德龍江、三水、廣寧、汕頭、惠州等兄弟自來水公司設(shè)計(jì)和安裝了V 型濾池。在近十年來的V型濾

4、池的設(shè)計(jì)、施工安裝以及自動控制過程中，我們?nèi)〉昧艘欢ǖ膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有以下幾點(diǎn)工作體會：一、研究掌握V型濾池結(jié)構(gòu)、工作原理、工藝特點(diǎn)濾池是水廠凈水工藝中的重要環(huán)節(jié)，而濾池過濾能力的再生，是濾池穩(wěn)定高效運(yùn)行的關(guān)鍵。若采用較好的反沖洗技術(shù)，使濾池經(jīng)常處于最優(yōu)條件下工作，不僅可以節(jié)水、節(jié)能，還能提高水質(zhì)，增大濾層的截污能力，延長工作周期，提高產(chǎn)水量。而V型濾池過濾能力的再生，就采用了先進(jìn)的氣、水反沖洗兼表面掃洗這一技術(shù)。因此濾池的過濾周期比單純水沖洗的濾池延長了75%左右，截污水量可提高118%，而反沖洗水的耗量比單純水沖洗的濾池可減少40%以上。濾池在氣沖洗時，由于用鼓風(fēng)機(jī)將空氣壓入濾層，因而從以下幾

5、方面改善了濾池的過濾性能： 壓縮空氣的加入增大了濾料表面的剪力，從而使得通常水沖洗時不易剝落的污物在氣泡急劇上升的高剪力下得以剝落，從而提高了反沖洗效果。 氣泡在濾層中運(yùn)動產(chǎn)生混合后，可使濾料的顆粒不斷渦旋擴(kuò)散，促進(jìn)了濾層顆粒循環(huán)混合，由此得到一個級配較均勻的混合濾層，其孔隙率高于級配濾料的分級濾層，改善了過濾性能，從而提高了濾層的截污能力。 壓縮空氣的加入，氣泡在顆粒濾料中爆破，使得濾料顆粒間的碰撞磨擦加劇，在水沖洗時，對濾料顆粒表面的剪切作用也得以充分發(fā)揮，加強(qiáng)了水沖清污的效能。氣泡在濾層中的運(yùn)動，減少了水沖洗時濾料顆粒間的相互接觸的阻力，使水沖洗強(qiáng)度大大降低，從而節(jié)省沖洗的能耗。 綜上所

6、述，氣、水反沖洗時，由于氣泡的激烈遄動作用，大大加強(qiáng)了污物剝落能力及截污能力。在濾池實(shí)際反沖洗時，我們觀察到：當(dāng)反沖時間約5分鐘時的濾層污物剝落高達(dá)95%以上，因此V型濾池的反沖洗效果是肯定的。此外反沖洗時，原水通過與反沖洗排水槽相對的兩個V型槽底部的小孔進(jìn)入濾池，它掃洗濾層的表面，并把濾層反沖上來的污物、雜質(zhì)推向排水槽，同時掃洗了水平速度等于零的一些地方，在這些地方漂起來的砂又重新沉淀下來。此外濾池的表面掃洗，還加快了反沖水的漂洗速度，用原水養(yǎng)活了反沖洗濾后水用量及電能，也節(jié)約了沖洗水量。養(yǎng)活沖洗水量是原水表面清掃的一個特別優(yōu)點(diǎn)，事實(shí)上，它還起到了在一個濾池反沖洗時防止其它濾池在最大輸出負(fù)荷

7、下運(yùn)行的作用。二、合理選用設(shè)計(jì)參數(shù) 了解掌握了上述V型濾池的工作原理后，要想所設(shè)計(jì)的V型濾池能充分發(fā)揮其優(yōu)越性。就必須嚴(yán)格保證其工藝要求的結(jié)構(gòu)尺寸。因此，合理選用設(shè)計(jì)參數(shù)來進(jìn)行濾池的工藝設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。近十年來由我們設(shè)計(jì)的多座V型濾池，建成投產(chǎn)后的實(shí)際運(yùn)行效果普遍較好。這證明我們所選用的設(shè)計(jì)參數(shù)是理想的，簡介如下：1、主要設(shè)計(jì)參數(shù)的采用濾料：石英海砂，最好是選擇海水沖刷強(qiáng)度比較大的海邊砂場的石英砂。粒徑0.951.35mm；不均勻系數(shù)K80=1.01.3；濾層厚度1.21.5m。濾速：715m/h。沙上水深1.21.3m。反沖洗強(qiáng)度：壓縮空氣15161/m2.s；水反沖451/m2.s；水表

8、面掃洗1.51.8/m2.s。 濾頭：采用QS型長柄濾頭，濾頭長28.5cm；濾帽上有縫隙36條；濾柄上部有2mm氣孔，下部有長65mm、寬1mm條縫；材質(zhì)為ABS工程塑料。濾頭均勻分布在濾板上，每平方米布置4856個。 濾板、濾梁均為鋼筋砼預(yù)制件。濾板制成矩形或正方形，但邊長最好不要超過1.2m。濾梁的寬度為10cm，高度和長度根據(jù)實(shí)際情況決定。2、濾池結(jié)構(gòu)尺寸及標(biāo)高確定 根據(jù)流體的流動特性，為了保證反沖洗時濾池平面氣、水分配的均勻，濾池平面尺寸的長寬比稍大一些為好。一般為：長:寬=4：13.5:1（寬度不包括中央氣水分配槽，中央氣水分配槽寬度一般為0.70.9米）。一般情況下，池的長度最好

9、不要小于11米。濾池中央氣水分配槽將濾池寬度分成兩半，每半的寬度都不宜超4米。 為了確保反沖洗時濾板下面任何一點(diǎn)的壓力均等，并使濾板下壓入的空氣可以盡快形成一個氣墊層，濾板與池底之間應(yīng)有一個高度適當(dāng)?shù)目臻g。我們把濾板下面清水庫的高度一般設(shè)計(jì)為0.850.95米。這個高度足以使空氣通過濾頭的孔和縫得到充分的混合并均勻分布在整個濾池面積之上，從而保證了濾池的正常濾水工作和濾池的再生效果。 待濾水通過進(jìn)水總渠，經(jīng)兩個氣動橡皮閥和一個手動閘板閥后，再通過溢流堰由兩個側(cè)孔進(jìn)入V型槽后流入濾格。我們把中間的那個方孔（用W1表示）設(shè)計(jì)成用手動閘板閥來控制的進(jìn)水孔，這個閘板閥一般情況下是常開的（只有在濾格維修

10、時才關(guān)上），濾池反沖洗時，表面掃洗水由此方孔經(jīng)溢流堰進(jìn)入。我們把兩邊的進(jìn)水方孔（分別用W21和W22表示，W1=W2），設(shè)計(jì)成兩個大小尺寸相等，用枕形充氣橡膠閥來控制待濾水進(jìn)入的方孔，濾池反沖洗時，此兩孔被枕形充氣橡膠閥堵上。我們把這三個進(jìn)水孔面積大小的比例設(shè)計(jì)為：W1:W21=W1:W22=1:3；進(jìn)水孔流速控制在0.400.5m/s；用這兩條原則來相互修訂并最后確定進(jìn)水孔的大小。 表面掃洗是通過由V型槽底部小孔噴出的射流來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)射流的性質(zhì)，要使表面掃洗效果最佳，此射流最好為半淹沒射流。因此，V型槽底部小孔中心標(biāo)高的確定就顯得非常關(guān)鍵。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，小孔中心標(biāo)高比反沖洗水位低0.81

11、.2cm為最佳。我們曾經(jīng)參觀過由法國德利滿公司設(shè)計(jì)的一間水廠，他們設(shè)計(jì)的小孔中心標(biāo)高比反沖洗水位低了1.3cm。濾池反沖洗時，表面掃洗效果不及我們設(shè)計(jì)的濾池。濾池其它方面的設(shè)計(jì)我們與有關(guān)資料介紹的基本一致，此處不多贅述。三、施工安裝的做法 濾池施工安裝的好壞直接關(guān)系到濾池竣工投產(chǎn)后能否滿足工藝設(shè)計(jì)要求而正常運(yùn)行。V型濾池對施工安裝的要求更是有嚴(yán)格的規(guī)定：濾板的水平誤差不得大于 2毫米；各濾池間的水平誤差不得大于5毫米；梁中心和錨固筋之間距離誤差為2毫米；板尺寸制作誤差為2毫米；它要求中央排水渠堰頂?shù)乃蕉日`差不能大于2毫米；濾池所有內(nèi)邊尺寸都要求嚴(yán)格控制。因此，要保證濾池的施工安裝質(zhì)量要求，除

12、對全池土建施工的嚴(yán)格管理控制外，最關(guān)鍵還得嚴(yán)格控制濾板濾梁的制作及安裝，只有濾板、濾梁平整了，濾頭實(shí)質(zhì)上也就平整了。而濾板和濾梁我們往往都制成預(yù)制件。在預(yù)制場，我們用鋼模具、鋼筋和砼精心制作濾板、濾梁，保證單件濾板、濾梁的水平度和濾板厚度，并對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，把好質(zhì)量第一關(guān)。要使整池濾板面水平度高，關(guān)鍵在濾梁的安裝上。我們將安裝濾梁用的預(yù)埋鐵件準(zhǔn)確平整地預(yù)埋在池底上，然后在這塊預(yù)埋鐵件上焊一條DN100鋼短管，又在預(yù)制好的濾梁下方的預(yù)埋鐵件上焊一條DN80鋼管，將DN80鋼管套入DN100 鋼管中，用水準(zhǔn)儀校水平，水平調(diào)準(zhǔn)后，再將管焊牢成一整體。然后用DN200管作模，將水泥砂漿灌入模中，使在DN

13、100、DN80管的外面形成一層保護(hù)膜防止鋼管支承生銹，同時又加強(qiáng)了它的支承強(qiáng)度。在濾梁安裝好的基礎(chǔ)上，又用水準(zhǔn)儀嚴(yán)格控制濾板的水平度安裝。真正做到了全池濾板面水平誤差不超過5毫米。我們采用電力部華東勘測設(shè)計(jì)研究院研制生產(chǎn)的905接縫專用密封膠（按水泥:砂:905膠=1:1:0.5比例配制成905砂漿）對濾板之間及濾板與池壁之間的縫隙進(jìn)行了密封。保證了不漏水不漏氣的密封性能，從而也保證了氣、水反沖洗的成功。四、生產(chǎn)運(yùn)行的自動控制 對V型濾池過濾和再生的自動控制是濾池正常生產(chǎn)運(yùn)行的保障。我們采用了可編程序控制器和工業(yè)電腦（PLC+IPC）組成的實(shí)時多任務(wù)集散型控制系統(tǒng)，對濾池的過濾和反沖洗實(shí)行控

14、制。1、過濾控制 我們在濾池的相應(yīng)部位安裝了水位傳感儀、水頭損失傳感器。濾池的過濾就是通過它們測出濾池的水位和水頭損失，將水位值及濾后水閥門的開啟度送入每一個PLC柜中安裝的一塊專用模塊，調(diào)整模塊就可以調(diào)整閥門的開啟度，使濾池達(dá)到進(jìn)出水平衡，從而實(shí)現(xiàn)恒水位、恒濾速的自動過濾。2、反沖洗控制 一組濾池的反沖洗由一臺公用的PLC來控制。當(dāng)過濾達(dá)到過濾周期或?yàn)V池壓差（水頭）設(shè)定值時，濾池提出反沖洗請求，PLC根據(jù)濾池的優(yōu)先秩序，組成一個請求反沖洗隊(duì)列。一旦響應(yīng)某格濾池的請求，PLC實(shí)施反沖洗的整個過程，在一組濾板中，不允許兩個濾池同時進(jìn)行反沖洗，當(dāng)一只濾池正在反沖洗時，其它濾池請求反沖洗的信號則存入

15、公用的PLC中，然后再按存儲秩序，對濾池依次進(jìn)行反沖洗。當(dāng)濾池反沖洗時，公用PLC的控制過程是：關(guān)閉待濾水進(jìn)水閥，當(dāng)濾池水位下降到洗砂排水槽頂時，關(guān)閉濾后水控制閥，打開反沖洗排水閥；啟動鼓風(fēng)機(jī)，5秒鐘后，打開濾池反沖洗氣閥，對濾池進(jìn)行1分鐘氣預(yù)沖；打開反沖洗水閥，啟動反沖洗水泵，進(jìn)行7分鐘的氣水同時反沖洗；關(guān)閉反沖洗氣閥，5秒鐘后，停鼓風(fēng)機(jī)，打開空氣隔膜閥排氣，進(jìn)行5分鐘清水反沖漂洗后，停反沖水泵。5秒鐘后，關(guān)閉水反沖洗閥，然后關(guān)閉反沖洗排水閥，打開待濾水進(jìn)水閥，濾池恢復(fù)過濾。整個反沖洗過程歷時約25分鐘。另外，PLC還能控制濾池的開啟個數(shù)，它根據(jù)濾池進(jìn)水流量確定濾池的開啟個數(shù)，按先停先開，先

16、開先停的原則確定某格濾池的開、停。五、V型濾池主要設(shè)備器材的選用專用儀表和氣動閥門的選擇，是對V型濾池實(shí)現(xiàn)全自動控制的關(guān)鍵。V型濾池正常運(yùn)行的反沖洗水閥、氣閥；清水閥、排污閥，我們都采用了氣動蝶閥。這些閥門各自來水公司可以根據(jù)自身的實(shí)際情況決定采用國產(chǎn)的或采用進(jìn)口的，但一定要選擇質(zhì)量好的。目前國內(nèi)有的生產(chǎn)廠家的質(zhì)量達(dá)到了世界先進(jìn)水平，并不比進(jìn)口閥門差，物美價廉，值得試用。我們認(rèn)為待濾水進(jìn)水閥采用枕式氣動橡膠閥比較好，制作簡單，動作可靠。其它與之配套的設(shè)備：鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、水泵等用國產(chǎn)的就可以滿足要求，沒有必要進(jìn)口。綜上所述，我們認(rèn)為V型濾池的先進(jìn)之處，就在于采用了均質(zhì)濾料和先進(jìn)的氣、水反沖洗兼

17、表面掃洗技術(shù)。這一技術(shù)除在新建凈水廠應(yīng)用外，我們還可以把這一技術(shù)推廣到舊廠改造中去，依靠科學(xué)進(jìn)步，采用新的科學(xué)技術(shù)，進(jìn)行技術(shù)改造，充分發(fā)揮其最大的潛力，可在短時間內(nèi)使產(chǎn)水量大幅增長，是實(shí)現(xiàn)供水行業(yè)“提高供水水質(zhì)，提高供水安全可靠性，降低藥耗、降低能耗、降低漏耗?！陛^好途徑。其主要特點(diǎn)是：采用粒徑相對較粗的石英砂均質(zhì)濾料及較厚濾層的截污、納污能力，并延長濾池工作周期；氣水反沖洗加表面掃洗，濾層不膨脹或微膨脹；其配水系統(tǒng)為長柄濾頭配水系統(tǒng)；運(yùn)行實(shí)現(xiàn)“公用沖洗PLC+各濾池PLC”的自動控制模式。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：平面尺寸為12 m7 m；設(shè)計(jì)濾速為8.04 m/h；濾頭密度為54 個/m2；濾料層

18、厚1.2 m。V型濾池在自動模式下運(yùn)行時，PLC通過控制濾后水出水閘門的開度來控制濾池恒液位，當(dāng)符合下列條件之一時開始反沖洗：濾池運(yùn)行時間達(dá)到設(shè)定值；過濾水頭損失達(dá)到設(shè)定值；來自于控制臺現(xiàn)場PLCXBT鍵盤或中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)的沖洗命令。V型濾池反沖洗方式較具特色，沖洗分三個過程：氣預(yù)擦洗一臺鼓風(fēng)機(jī)，送氣1 min，q氣22.5 m3/(m2h)；氣水混合沖洗兩臺鼓風(fēng)機(jī)，一臺沖洗水泵，沖洗6 min，q氣55 m3/(m2h)，q水=7.5 m3/(m2h)；水漂洗兩臺沖洗水泵，沖洗6 min，q水15 m3/(m2h)；始終的橫向表面掃洗強(qiáng)度q水5.2 m3/(m2h)左右。在運(yùn)行管理中發(fā)現(xiàn)：

19、濾池進(jìn)水V型槽橫向表面掃洗孔的標(biāo)高過低，表面掃洗強(qiáng)度略低，導(dǎo)致橫向掃洗效果欠佳，泡沫浮渣漂浮滯留；濾頭有堵塞現(xiàn)象，清理極為不便；濾池調(diào)節(jié)故障經(jīng)常出現(xiàn)，采取的主要對策是經(jīng)常定期清洗水位計(jì)及濾層水頭損失計(jì)，保持靈敏度，適當(dāng)控制濾池進(jìn)水穩(wěn)定性，濾池維護(hù)管理工作量較大。另外，在生產(chǎn)中考察了低濁期(原水濁度20 NTU)的V型濾池直接過濾性能及聚合鋁投加量對直接過濾的影響。結(jié)果表明，合理控制PAC投加量會產(chǎn)生如下效應(yīng)：使過濾水頭損失增長減緩，水頭損失隨時間變化曲線近似直線，可有效防止濾層過早堵塞；增加絮體在濾層內(nèi)的穿透深度，充分發(fā)揮V型濾池的均質(zhì)濾料、深濾床的截污納污優(yōu)勢。V型濾池工程實(shí)例某水廠設(shè)計(jì)規(guī)模

20、為20萬m3/a，采用的氣水反沖洗V型濾池，分設(shè)十組濾格，濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)如下表V型濾池設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)濾速(V)/(m/h)8濾池有效面積/m210*2*(3.5*15)=1050石英砂濾料粒徑d=0.95-1.35，厚H=1.10m承托層粒徑d=4-8mm，厚H=5mm小阻力配水系統(tǒng)濾板+長柄濾頭，濾頭個數(shù)n=56個/m2反沖洗時間和強(qiáng)度氣沖3min，氣沖強(qiáng)度14L/(m2s)；氣水沖5min，氣沖7L/(m2s)；水沖2.1L/(m2s)；氣沖，氣沖強(qiáng)度4.2(m2s)掃洗強(qiáng)度(Q)L/(m2s)1.1過濾周期(T)/h36-48運(yùn)行期間，濾池運(yùn)行穩(wěn)定，在濾前水小于5NTU時，

21、出水濁度基本保持在0.2NTU以下；濾料流失率不高，濾層厚度比設(shè)計(jì)值下降僅5.4cm，占原來濾層厚度的5%左右(估計(jì)主要是濾料粒徑變細(xì)，濾層孔隙率下降所致)；此外，濾池四角及周邊也均未出現(xiàn)泥團(tuán)，濾層也未出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象。它具有出水水質(zhì)好，運(yùn)行周期長，反沖洗效果好和便于自動化管理的特點(diǎn)。我國在20世紀(jì)80年代末就引進(jìn)了V型濾池技術(shù)，V型濾池在我國實(shí)際使用十幾年來，運(yùn)行效果良好。該濾池具有優(yōu)質(zhì)過濾和有效沖洗所必需的全部特征，對其進(jìn)行總結(jié)，在消化吸收其技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)是非常有益的。在這方面我國做了有益的嘗試，取得了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)際，我國在濾速控制設(shè)備的研制、氣水反沖洗的進(jìn)一步優(yōu)化等

22、方面努力探索，積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，目前階段的V型濾池能夠發(fā)揮其效能。附錄資料：不需要的可以自行刪除 電機(jī)繞組的繞制與嵌線項(xiàng)目二 電機(jī)繞組的繞制與嵌線實(shí)現(xiàn)目標(biāo)通過對電機(jī)繞組的繞制和嵌線拆除，進(jìn)一步了解電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與原理，掌握繞制嵌線步驟、工藝規(guī)范及注意事項(xiàng)，學(xué)會正確的使用專業(yè)工具。主要內(nèi)容1.定子繞組展開圖的繪制。2.繞組的繞制。3.繞組的嵌放和接線。教學(xué)方法1、項(xiàng)目引導(dǎo)法2、啟發(fā)式教學(xué)3、現(xiàn)場教學(xué)實(shí)施場景實(shí)訓(xùn)室、多媒體教室教學(xué)工具PPT、三相異步電動機(jī)、繞線嵌線工具總學(xué)時12應(yīng)知繞組展開圖原理、步驟和方法；嵌線的工藝方法。應(yīng)會1.繞組的繞制；2.繞組展開圖的繪制；3.應(yīng)用專用工具嵌線。項(xiàng)目

23、評價總結(jié)能否正確繪制繞組展開圖，能否繞制繞組，能否熟練嵌線項(xiàng)目實(shí)施過程設(shè)計(jì)項(xiàng)目導(dǎo)入從上一節(jié)的內(nèi)容可以看出電機(jī)繞組的繞制和嵌線都是按照一定的規(guī)律排布和設(shè)置的。定子繞組的這種繞制和嵌線方法能夠有利于電動機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，提出問題，學(xué)生思考：繞組的繞制和嵌放是按照什么規(guī)律設(shè)置的？我們是否可以重新繞制定子繞組并嵌放到電動機(jī)內(nèi)部呢？從而引入本節(jié)內(nèi)容。項(xiàng)目實(shí)施1繞線專用工具介紹（實(shí)物展示、PPT演示、視頻） (1)繞線機(jī)。在工廠中繞制線圈都采用專用的大型繞線機(jī)。對于普通小型電機(jī)的繞組，可用小型手搖繞線機(jī)。 (2)繞線模。繞制線圈必須在繞線模上進(jìn)行，繞線模一般用質(zhì)地較硬的木質(zhì)材料或硬塑料制成，不易破裂和變

24、形。 (3)劃線板。由竹子或硬質(zhì)塑料等制成，如圖3-6所示，劃線端呈鴨嘴形或匕首形，劃線板要光滑，厚薄適中，要求能劃入槽內(nèi)23處。 (4)壓線板。一般用黃銅或低碳鋼制成，形狀如圖37所示，當(dāng)嵌完每槽導(dǎo)線后，就利用壓線板將蓬松的導(dǎo)線壓實(shí)，使竹簽?zāi)茼樌蛉氩蹆?nèi)。 2定子繞組展開圖的繪制(PPT演示、模型展示、掛圖) 現(xiàn)以4極24槽單層繞組的三相籠式異步電機(jī)為例來說明定子繞組展開圖的繪制過程。什么是展開圖呢?設(shè)想用紙做一個圓筒來表示定子的內(nèi)圓，用畫在圓筒內(nèi)表面上的相互平行的直線表示定子槽內(nèi)的線圈邊，用數(shù)字標(biāo)明槽的號數(shù)，如圖38(a)所示。然后，沿1號槽與最末一個槽之問的點(diǎn)劃線剪開，如圖38(b)所示

25、。展開后就得到如圖38(c)所示的平面圖，把線圈和它們的連接方法畫在這個平面圖上，就是展開圖。 (1)定子繞組展開圖的繪制步驟。 畫槽標(biāo)號。在紙上等距離地把所修電動機(jī)的定子槽畫成平行線。因電動機(jī)定子為24槽，故畫24根平行線代表槽數(shù)，并標(biāo)明每個槽的序號，如圖3-9(a)所示。 定極距(分極性)。從第一槽的前半槽起，至最末一槽的后半槽畫長線，線的長度代表電動機(jī)的總電角度。再按電動機(jī)的磁極數(shù)來等分，每一等份代表一個極距，相當(dāng)于180。電角度，然后依次標(biāo)出極性。極性的排列為N、S、N、S，如圖3-9(b)所示。 標(biāo)電流方向。按照同一極性下導(dǎo)線的電流方向相同，不同極性下導(dǎo)線的電流方向相反的原則畫出電流

26、方向。在圖3-9(b)中設(shè)N極下各線圈邊的電流方向都向上，則S極下各線圈邊的電流方向都向下。分相帶。將每一極劃分為3等份，即60度相帶，在圖3-9(b)中每一相占兩槽；假如第l槽為u相的首端，則l、2、7、8、13、14、19、20槽均屬于u相。V相首端應(yīng)與u相首端相差120。電角度，即5、6、11、17、18、23、24槽均屬V相，其他槽屬于w相。最后在每一個三等份(即60度相帶)上依次重復(fù)地標(biāo)出相序號u、V、w。 分別連接各相繞組。按照采用的繞組類型及線圈節(jié)距，安置和連接每相線圈組。在上圖中，先將u相的兩個線圈順著電流方向連接成線圈組，再依照電流方向?qū)相各線圈連起來組成u相繞組，如圖3-

27、9(c)所示。根據(jù)三相間隔120電角度的原則，U相、V相和W相繞組的首端應(yīng)依次各移過l20電角度，即移過一個極距的23；如u相首端是從第一槽開始，那么，v相的首端就從第5槽開始，w相的首端就從第9槽開始，再按上述方法將V相和w相的各線圈組串接起來，組成V相和W相繞組，這樣就構(gòu)成了一個完整的三相定子繞組展開圖，如圖3-9(d)所示。圖中所示為24槽4極的定子繞組展開圖，其極距P為： P=Q2P=244=6(槽) 相應(yīng)的電度角為180O；U、V相問間隔l20電角度；每極下相占60O相帶。 用上述方法畫出的各相繞組在定子槽中的位置和所占的槽數(shù)清晰明了，可以清楚地看出各相繞組的連接方式和端部接線的方法

28、，因此展開圖是嵌線的重要依據(jù)。掌握上述的基本概述及繪制步驟后，就可以著手畫展開圖了。畫展開圖時，最好用3種不同顏色的筆來畫，這樣就能更清楚、更容易地區(qū)別各相繞組定子槽內(nèi)的分布情況、安置位置以及連接方法。(2)繞組的連接方法。三相24槽4極電機(jī)的單鏈繞組有短節(jié)距和全節(jié)距之分。圖310為單層鏈?zhǔn)蕉坦?jié)距繞組展開圖。畫圖時先將u相繞組畫出，U相繞組的有效邊分別安置在線槽l6、712、1318、1924之中，然后再將各線圈連接起來，如圖311所示。可以設(shè)定任意一個線槽為U相的首端。 圖310三相24槽4極電動機(jī)的單鏈(短節(jié)距)繞組展開圖 同理，W相和V相繞組的安置和連接方法與u相是一樣的，只不過w和V相

29、繞組的首端相對第一相繞組的首端依次移過l20的電角度，即移過一個極距的23。如果u相繞組的首端U1從第6號線槽引出，移過一個極距的23，也就是4槽(623)。因此，w相繞組的首端W1應(yīng)從第2號線槽內(nèi)引出，V相繞組的首端V1應(yīng)從第l0號線槽內(nèi)引出。注意w相繞組的各線圈的連接方向應(yīng)與另外兩相繞組相反，這樣可使三相繞組的6根首尾端引出線比較集中，便于和電動機(jī)接線板連接。 線圈與線圈的連接方法有反串聯(lián)和順串聯(lián)兩種。當(dāng)每相繞組中線圈組的數(shù)目等于電動機(jī)磁極數(shù)時，每相繞組中各線圈之問的連接次序就是首端接首端，尾端接尾端，即反串聯(lián)；當(dāng)每相繞組中線圈組的數(shù)目等于電動機(jī)磁極數(shù)的一半時，每相繞組中各線圈之間的連接次

30、序是首端接尾端，即順串聯(lián)。這兩種方法是絕大多數(shù)電動機(jī)同一相繞組中各線圈組問的連接規(guī)律。 圖312為單層鏈?zhǔn)饺?jié)距繞組展開圖。圖中每兩只線圈連繞成一個線圈組，每相共有兩個線圈組，正好等于電動機(jī)磁極數(shù)的一半，因而繞組的連接為順串聯(lián)。這個規(guī)律對于任何類型的繞組、不同槽數(shù)與極數(shù)的電動機(jī)都是適用的。 圖312三相24槽4極電動機(jī)的單鏈繞組(全節(jié)距)展開圖3繞組的繞制方法（互動方法、學(xué)生參與，現(xiàn)場教學(xué)） (1)繞線模尺寸的確定。在線圈嵌線過程中，有時線圈嵌不下去，或嵌完后難以整形；線圈端部凸出，蓋不上端蓋，即便勉強(qiáng)蓋上也會使導(dǎo)線與端蓋相碰觸而發(fā)生接地短路故障。這些都是因?yàn)槔@線模的尺寸不合適造成的。繞線模的

31、尺寸選得太小會造成嵌線困難；太大又會浪費(fèi)導(dǎo)線，使導(dǎo)線難以整形且繞組電阻和端部漏抗都增大，影響了電動機(jī)的電氣性能。因此，繞線模尺寸必須合適。 選擇繞線模的方法：在拆線時應(yīng)保留一個完整的舊線圈，作為選用新繞組的尺寸依據(jù)。新線圈尺寸可直接從舊線圈上測量得出。然后用一段導(dǎo)線按已決定的節(jié)距在定子上先測量一下，試做一個繞線模模型來決定繞線模尺寸。端部不要太長或太短，以方便嵌線為宜。 (2)繞線注意事項(xiàng)。 新繞組所用導(dǎo)線的粗細(xì)、繞制匝數(shù)以及導(dǎo)線面積，應(yīng)按原繞組的數(shù)據(jù)選擇。 檢查一下導(dǎo)線有無掉漆的地方，如有，需涂絕緣漆，晾干后才可繞線。 繞線前，將繞線模正確地安裝在繞線機(jī)上，用螺釘擰緊，導(dǎo)線放在繞線架上，將線

32、圈始端留出的線頭纏在繞線模的小釘上。 搖動手柄，從左向右開始繞線。在繞線的過程中，導(dǎo)線在繞線模中要排列整齊、均勻、不得交叉或打結(jié)，并隨時注意導(dǎo)線的質(zhì)量，如果絕緣有損壞應(yīng)及時修復(fù)。 若在繞線過程中發(fā)生斷線，可在繞完后再焊接接頭，但必須把焊接點(diǎn)留在線圈的端接部分，而不準(zhǔn)留在槽內(nèi)，因?yàn)樵谇毒€時槽內(nèi)部分的導(dǎo)線要承受機(jī)械力，容易被損壞。 將扎線放入繞線模的扎線口中，繞到規(guī)定匝數(shù)時，將線圈從繞線槽上取下，逐一清數(shù)線圈匝數(shù)，不夠的添上，多余的拆下，再用線繩扎好。然后按規(guī)定長度留出接線頭，剪斷導(dǎo)線，從繞線模上取下即可。 采用連繞的方法可減少繞組間的接頭。把幾個同樣的繞線緊固在繞線機(jī)上，繞法同上，繞完一把用線繩

33、扎好一把，直到全部完成。按次序把線圈從繞線模上取下，整齊地放在擱線架上，以免碰破導(dǎo)線絕緣層或把線圈搞臟、搞亂，影響線圈質(zhì)量。 繞線機(jī)長時間使用后，齒輪嚙合不好，標(biāo)度不準(zhǔn)，一般不用于連繞；用于單把繞線時也應(yīng)即時校正，繞后清數(shù)，確保匝數(shù)的準(zhǔn)確性。4嵌線的基本方法（互動方法、學(xué)生參與，現(xiàn)場教學(xué)） (1)絕緣材料的裁制。為了保證電動機(jī)的質(zhì)量，新繞組的絕緣必須與原繞組的絕緣相同。小型電動機(jī)定子繞組的絕緣，一般用兩層0.12mm厚的電纜紙，中間隔一層玻璃(絲)漆布或黃蠟綢。絕緣紙外端部最好用雙層，以增加強(qiáng)度。槽絕緣的寬度以放到槽口下角為宜，下線時另用引槽紙，如圖313所示。 如果是雙層繞組，則上下層之間的

34、絕緣一定要墊好，層間絕緣寬度為槽中間寬度的1.7倍，使上下層導(dǎo)線在槽內(nèi)的有效邊嚴(yán)格分開。為了方便，不用引槽紙也可以，只要將絕緣紙每邊高出鐵心內(nèi)徑2530mm即可，如圖314所示。我們用0.2mm厚的絕緣紙（復(fù)合紙）長度=槽長+52=90+10=100mm，寬度=槽深22=1522=60mm。 圖3-13伸出槽外的絕緣 圖3-14絕緣的大小線圈端部的相間絕緣可根據(jù)線圈節(jié)距的大小來裁制，保持相間絕緣良好。(2)嵌線方法。單鏈短節(jié)距繞組的嵌線的方法(線圈展開圖參見圖310)。 a先將第一個線圈的一個有效邊嵌入槽6中，線圈的另一個有效邊暫時還不能嵌入1槽中。因?yàn)榫€圈的另一個有效邊要等到線圈十一和十二的

35、一個有效邊分別嵌入槽2、槽4中之后，才能嵌到槽l中去。為了防止未嵌入槽內(nèi)的線圈邊和鐵心角相磨破壞導(dǎo)線絕緣層，要在導(dǎo)線的下面墊上一塊牛皮紙或絕緣紙。嵌線示意圖如圖3-15所示。 空一槽暫暫時不嵌入槽內(nèi) 時不嵌線 第l號線槽 第3號線槽 （a） （b） 圖315三相24槽4極電動機(jī)的單鏈繞組嵌線程序示意圖 b空一個槽(7號槽)暫時不下線，再將第二個線圈的一個有效邊嵌入槽8中。同樣，線圈二的另一個有效邊要等線圈十二的一個有效邊嵌入槽4以后才能嵌入槽3中，如圖315(a)所示。然后，再空一個槽(9號槽)暫不嵌線，將線圈三的一個有效邊嵌入槽l0中。這時，由于第一、二線圈的有效邊已嵌入槽6和槽8中去了，所

36、以，第三個線圈的另一個有效邊就可以嵌入槽5中。接下來的嵌法和第三個線圈一樣，依次類推，直到全部線圈的有效邊都嵌入槽中后，才能將開始嵌線的線圈一和線圈二的另一個有效邊分別嵌入槽1和槽3中去，如圖315(b)所示。 單鏈全節(jié)距繞組的嵌線方法(線圈展開圖參見圖312)。全節(jié)距線圈的嵌線方法和上面介紹的嵌線方法基本相同，不同的是每兩只線圈連繞一起作為一個線圈組。所以在嵌線時要將第一組的兩只線圈的有效邊分別嵌入槽7和槽8中，第一組線圈的另外兩只有效邊暫時不嵌入槽l和槽2中；然后，空兩個槽(9、10)不嵌線；再嵌另一組的兩只線圈的有效邊(4個有效邊都可以嵌入槽ll、12及5、6內(nèi))；然后，再空兩個槽(13、14)不嵌線，再將另一組的兩只線圈的有效邊嵌入槽15、16及9、10中；依次類推，將全部線圈的有效邊都嵌入槽內(nèi)，最后將第一組線圈的兩個有效邊嵌入槽l、2中。 (3)嵌線的主要工藝要求。嵌線是電機(jī)裝配中的主要環(huán)節(jié)，必須按特定的工藝要求進(jìn)行。 嵌線。嵌線前，應(yīng)先把繞好線圈的引線理直，并套上黃蠟管，將引槽紙放入槽內(nèi)，但絕緣紙要高于槽口2530mm，在槽外部分張開。為了加強(qiáng)槽口兩端絕緣及機(jī)械強(qiáng)度，絕緣紙兩端伸出部分應(yīng)折疊成雙層，兩端應(yīng)伸出鐵心1Omm左右。然后，將線圈的寬度稍微壓縮，使其便于放入定子槽內(nèi)。 嵌線時，最好在線圈上涂些蠟，這樣有利于嵌線。然后，用手