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浅谈电机绝缘处理工艺(下)

2022-04-22 10:00:22来源:

电机对绝缘漆的要求

电动机在使用时起动频繁,空载转速高,经常会发生突加负载卡住,甚至堵转的情况。用于特殊场合的电动机有时瞬时温度可达200℃以上,同时在使用时还会引起剧烈振动,这种在高温高转速下产生的高离心力、剧烈振动和瞬时热冲击,对电动机电动机绝缘结构提出了要耐振动、耐冷热冲击、耐高温等要求,以保证电机的正常运行。

电机从绕制线圈开始,直到装配出成品都牵涉到绝缘工艺。电机绝缘一直是电机生产中的重要环节。因此,绝缘处理工艺设计人员、工艺人员和操作人员,在选材料、工艺操作时都应对这一环节引起足够的重视。电机对绝缘漆的要求主要可参照下面几个要求。

(1) 电性能

对电动机而言主要是漆的电气强度(e)、绝缘电阻系数(ρv、ρs)二项指标。对这二项指标目前我国生产的绝缘漆都能满足要求。

(2) 机械性能

对电动机而言,它受到振动力、冷热冲击力、旋转离心力作用,瞬时温升高。因此,它要求绝缘漆有良好的粘结力。特别是高温下(如200℃或220℃)粘结力要强,材料本身热变形温度要高,能在高温下保持足够的冲击强度和韧性,以保证电机运行时在激烈的机械应力作用下安全工作并具有持久的寿命。

浸透性在浸渍漆方面是很重要的。渗透能力差的漆浸渍线圈极易造成深处无漆,使深处的其它绝缘材料的性能得不到改善,易造成弱点,而引起击穿或缩短寿命。

 (3) 热性能

电动机在工作时,随着温度上升高分子材料会产裂解、水解、氧化,因而使材料变硬发脆,以及出现裂纹等现象,导致绝缘电阻、电击穿强度、机械强度降低,应力变形等增大。因此提高绝缘材料耐热性能,对保证电机安全运行、提高电机功率具有重要意义。

(4) 物理性能

要求粘度适中,以便渗透和适当的挂漆量;固体含量要大,尽可能降低溶剂的比例和挥发;吸水性小;色泽浅;漆膜耐冷热冲击性能好等。

(5) 化学性能

由于绝缘漆使用场合不同,须考虑耐湿热气候,耐溶剂及与其它绝缘材料的相容性能等。

(6) 工艺性能

由于电动机生产量大,要求浸渍定子时,绝缘漆固化速度要快,但要不能产生气泡,这样才能保证快节奏的生产。而固化速度和漆的储存期是一对矛盾体,固化速度快,储存期必定短,储存期长,固化速度必定慢。为解决此矛盾,目前市场供应的滴浸漆大部份都以漆基和固化剂分装的双组份形式供货。使用时,双组份按规定的比例混合后再使用,因些要求双组份绝缘漆配制好后使用期长、渗透性好,但又要流失少,不对其它材料如铜线存在有害影响。

(7) 技术经济的合理性、先进性

电动机是量大面广的类同于家用电器类的产品,材料成本直接影响到产品价格。因此,在保证产品具有一定先进性指标下,必须考虑经济性,否则产品因其价高而缺乏竞争能力。

(8) 环保要求

近年来欧盟对中国出口的电动机材料,提出了限制使用有害化学物质的rohs指令,并要求强制执行。

rohs指令从2006年7月1日起执行(欧盟tti集团决定提前到2005年12月31日),指投放于欧盟市场的新电子电气设备中,以下六种有害物质在产品中的含量应符合以下要求:

cd(镉) < 100ppm

pb(铅) < 1000ppm

hg(汞)< 1000ppm

cr6 (六价铬) < 1000ppm

pbb(聚溴联苯)<1000ppm

pbde(聚溴二苯醚)<1000ppm

这就要求绝缘漆制造厂家在原材料采购、生产流程等方面禁止混入以上六种有害物质,并向用户提供“合格声明”和sgs测试报告。电机制造厂家在选用绝缘漆时应向绝缘漆制造厂家索取“合格声明”和sgs测试报告。

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电机绝缘的性能评价

绝缘通常可分为气体绝缘、液体绝缘和固体绝缘三类。在实际应用中,固体绝缘仍是最为广泛使用,且最为可靠的一种绝缘物质。 有强电作用下,绝缘物质可能被击穿而丧失其绝缘性能。在上述三种绝缘物质中,气体绝缘物质被击穿后,一旦去掉外界因素(强电场)后即可自行恢复其固有的电气绝缘性能;而固体绝缘物质被击穿以后,则不可逆地完全丧失了其电气绝缘性能。因此,电气线路与设备的绝缘选择必须与电压等级相配合,而且须与使用环境及运行条件相适应,以保证绝缘的安全作用。

各种线路与设备在不同条件下所应具备的绝缘电阻大致如下:一般情况下,新装或大修后的低压不应低于0.5ω;运行中的低压线路与设备,其绝缘电阻不应低于1000ω/v;在潮湿场合下的设备与线路,其绝缘电阻不应低于500ω/v;控制线中的绝缘电阻一般不应低于1mω,而高压线路与设备的绝缘电阻一般不应低于1000mω。

在电机中,绝缘材料是最为薄弱的环节。绝缘材料尤其容易受到各种影响而加速老化并损坏。一般,我们从下面几方面对电机绝缘性能进行评价。

(1) 绝缘等级

电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级,分a、e、b、f、h级。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。

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(2) 耐热等级

在电工产品上标明的耐热等级,通常表示该产品在额定负载和规定的其他条件下达到预期使用期时能承受的最高温度。因此,f级绝缘说明的是该发电机采用的绝缘耐热温度为155℃。使用者在电动机工作时应该保证不使电动机的绝缘材料超过该温度才能保证电动机正常工作。

 (3) 耐压试验

分为匝间耐压和对地耐压。为了安全,防止击穿。耐压试验,一般要求是额定电压的1.2~1.5倍,持续通电n小时,要没事。瞬时耐高压是要求2.5倍。

(4) 绝缘电阻

加直流电压于电介质,经过一定时间极化过程结束后,流过电介质的泄漏电流对应的电阻称绝缘电阻。当受热和受潮时,绝缘材料便老化。其绝缘电阻便降低,从而造成电器设备漏电或短路事故的发生。为了避免事故发生,就要求经常测量各种电器设备的绝缘电阻。判断其绝缘程度是否满足设备需要。普通电阻的测量通常有低电压下测量和高电压下测量两种方式。而绝缘电阻由于一般数值较高(一般为兆欧级)。

兆欧表是测量绝缘电阻最常用的仪表。它在测量绝缘电阻时本身就有高电压电源,这就是它与测电阻仪表的不同之处。用兆欧表测量线路的绝缘电阻和电动机的绝缘电阻一般认为2兆就是绝缘的,也可以看用电器上标的绝缘等级,再查表就行了。一般说,低压上,我们要求线路和新修电动机的绝缘电阻应该在0.5兆欧以上。一般用兆欧表测量电动机的绝缘电阻值,要测量每两相绕组和每相绕组与机壳之间的绝缘电阻值,以判断电动机的绝缘性能好坏。 

(5) 老化试验

电机在工作时,受到多种因素(如温度、电和机械的应力、振动、有害气体、化学物质、潮湿、灰尘和辐照等)的影响,随着温度上升高分子材料会裂解、水解、氧化,因而使材料变硬发脆,以及出现裂纹等现象,导致绝缘电阻、电击穿强度、机械强度降低,应力变形增大等,因此提高绝缘材料耐热性能,对保证电机安全运行、提高电机输出功率具有重要意义。