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摘要：水轮发电机与许多部件共同构成，而磁轭、磁极是其中的关键部件，其质量会对水轮发电的性能造成影响。因此，在水轮发电机制造过程中，应当加强对磁轭、磁极冲片材料的选择，并且要采取合理的工艺进行制造，只有这样才能确保水轮发电机在运行过程中的作用能够得到充分发挥，下面针对该项问题进行深入分析，希望文中内容对于促进相关行业的发展能够有所帮助。
关键词：磁轭；磁极；水轮发电机；冲片
水轮发电机的应用越来越广泛，这也是人们加强了对水力发电机制造的研究。在水轮发电机制造过程中，应当将重点内容放在对水轮发电机性能，以及运行会造成影响的方面上，而磁轭、磁极冲片就是其中最为重要的一项内容，因此，加强对其的选材和制造工艺的探讨是必要的。
1磁轭、磁极钢板需要满足的要求
1.1尺寸精准，符合要求
磁轭、磁极钢板表面必须平整、光滑，并且厚度要保持均匀，只有这样才能确保其在是运行过程中，能够获取理想的小波浪，以及相应的磁轭、磁极叠压系数[1]。通过叠压系数可以完成对铁芯的紧密程度情况进行衡量，从实际情况来看，叠压系数高铁芯紧密程度越高，在具体应用过程中，允许通过的磁通量也就更多。
1.2较高强度，不宜损坏
磁轭、磁极在水轮发电机运行期间需要承受巨大的电磁力和离心力，通过大量的实践经验来看，当水轮发电机以最好速度旋转时，磁轭、磁极的线性速度可将会超过130m/s，此时，磁轭、磁极将会在磁轭面上形成拉应力，为了避免装置遭受破坏，平均拉应力的大小应当不超超过材料屈服点的74%，而为了达到这一目标，现代水轮发电机应用的磁轭钢板屈服强度不得低于300MPa，抗拉强度则要大于400MPa，在具体选择过程中，可以依据磁轭、磁极具体线性速度的大小，进行适当调整。
2选择合理的磁轭、磁极材料
2.1选择磁轭冲片材料
规模较大的水轮发电机的磁轭平均拉力大小都在150-500MPa之间，在具体生产过程中，通过增加径向宽度方式可以降低磁轭拉应力大小，需要注意的是，当磁轭宽度达到800mm时，继续增宽，磁极离心力占磁轭总应力的比值不会继续变大，而伴随着磁轭径向的增高，还会导致整个装置的自重变大，这不仅会增加装置的制造成本，而且还会增加制造难度，因此，许多设计者在具体设计过程中，宁愿采用强度更高的磁轭钢板，也不愿意增加磁轭宽度，这是在具体生产过程中，高强度磁轭钢板应用较多的一项主要原因。
最大过速情况下，磁轭冲片在应用过程中可能会发生相互滑动，因此，在具体分析过程中，强度计算过程中，应当将磁轭片之间的相互摩擦作为安全余量。此外，由于最大剪应力与单张磁轭冲片之间的重量是正比，可见，选择的磁轭钢板的越薄越好[2]。同时，如果采取冲压方式完成对磁轭冲片的制造，最好用较薄的钢板，通常情况下，厚度都在1.5-3.0mm之间。
2.2选择磁极冲片
水轮电机组中的磁极冲片在是运行过程中承受的平均应力通常都较低，及时是应力最高的区域，其大小也不会超过160MPa。在具生产过程中，针对大型的水轮机组，具体生产人员在实际分析过程中，应当将精力重点放在磁极钢板磁导率上，磁极冲片材料可以选择，选用1.5mm厚的国产DJL300、DJL350等型号的冷轧钢板，以上材料能够满足多数项目在具体生产过程中的需求，确保生产的磁极冲片可以满足水轮发电机组在运行过程中的要求。
3不同制造技术的对比分析
3.1制造转子铁芯冲片采用的技术
在未出现激光技术前，水轮发电机组定转子磁轭、磁极冲片在举生产过程中，通常都通过冲压方式完成。近几年，随着科技的发展，以及人们对激光切割技术研究的不断深入，激光切割技术在水轮发电站机组磁轭、磁极冲片制造过程中的应用越来越普及，并且可以通过模具冲压制造工艺进行制作，一些时候，受具体情况影响，甚至会在同一个电站项目上，同时采用模具冲压制造和激光切割两种不同工艺。
冲压和切割作为两种不同的制造工艺，在水轮发电机制造过程中是两种完全不同的施工技术，其在应用过程中具有明显的优点与缺点，在实际生产过程中，采取哪一种制造磁轭、磁极冲片是合理的，应当从实际情况出发，对两种工艺在生产过程应用的经济型和实用性进行对比，最终采取合理的生产工艺，完成最终的制造工作。
3.2判断两种生产工艺的经济性
一般来说磁极冲片尺都比较小，此时模具的成本相对较低，磁极冲片数量则都在数千片以上，单个磁极冲压成本较低。因此在成本上进行分析，采用冲压模具方式制造磁极冲片是合理的，此外，叠片磁极低于降低磁极表面齿脉振损耗来说也有着一定帮助。
通过对水轮发电机的制造进行分析可以发现，磁轭冲片的尺寸都较大，因此，进行一套磁轭冲压模具进行制作需要的成本价高。在具体生产过程中，如果磁轭钢板厚度处于1.5-3.0mm，制造每张磁轭冲片的成本不会超过30元；如果磁轭钢板厚度处于4-5mm，通过激光切割方式对对磁轭冲片进行处理，一张的切割成本则不会低于150元。
从逻辑上来说，针对一个特定的项目来说，磁轭冲片数量如果未超过3000，在生产过程中，可以采用激光切割方式对磁轭进行处理；如果磁轭冲片数处于3000-4000之间，则应对对比两种方案，选择更加经济的处理方式；若磁轭冲片超过5000片，通常情况，都采用模具冲压的方式完成对磁轭冲片的制造。
3.3两种制造方法的制造精度
通过模具冲压方式制造的磁轭冲片，通常来说，中心孔公差能够达到±0.05mm，而孔针对外缘轮廓的公差大小则可以达到±0.15mm，冲压断面的具体粗糙程度一般都处于6.3-12.5μm之间。此外，在具体生产过程中，因为磁轭、磁极冲片都是通过相同的模具冲出的，通过模具对冲片钢板进行“压平”处理，在该情况下完成相应的生产作业，因此，冲片冲制与冲片叠压时的状态都相一致，具有较高的一致性，可以确保制造的冲片的性能可以满足水轮发电在具体运行过程中的需求[3]。在生产过程中，如果利用激光完成相应的切割操作，中心孔公差大小和孔针对外缘轮廓的公差大小分别为±0.20mm和±0.25mm，而通过激光进行切割的切口处粗糙程度处于12.5-25.0μm之间，需要注意的是，切割操作是在自由情况下进行的，磁轭钢板并未压平，这也就导致磁轭冲片自身存在一定翘曲变形，在安装时，要将磁轭压平，拉近螺栓空间公差大小，以及孔对外缘轮廓线公差也都会发生不同程度改变。
综上所述，在制造精度和冲片一致性来说，模具冲压与激光切割相比，前者明显由于后者。在施工现场，采用激光切割方式对磁轭冲片进行处理，磁轭拉紧螺杆难以顺利穿过叠压后磁轭也是目前激光切割过程中经常遇到的一项问题，需要引起相关人员的注意。
4结束语：
磁轭、磁极冲片是水轮发电机的重要构成部分，其材料质量，以及生工艺都会对水轮发电机的成本，以及应用性能造成直接影响。因此，在水轮发电机生产过程中，要做好相应的分析工作，确保水轮发电机的经济性和性能都能够满足应用需求。此外，在生磁轭、磁极冲片过程中，针对冲压模具和激光切割两种制造磁轭、磁极冲片的工艺的选用，应当依据具体情况来定，确保生产工艺的合理性。
参考文献：
[1]王慧.水轮发电机转子改造设计[J].防爆电机,2016,51(01):42-45.
[2]应恒晶.灯泡贯流式水轮发电机制造工艺慨述[J].机电技术,2015(02):66-69.
[3]吴威,张晓漫,梁锐.空冷水轮发电机定子线棒制造工艺研究[J].防爆电机,2013,48(02):32-34+41.