电机绝 缘 是电 机 中的 薄 扁 环 节,电机绝缘 处 理好 坏是关 系 到 电机 性能、质 量、使 用寿命和可 靠 性的 关键性工 序。因 此,电 机 制造工 厂 必 须 对此有科学 性 的 认 识和严格 的 要求,才 能保证 电机 的 质 量。
一、绝缘处理的作用和效果
电 机绝 缘是 以几 种 绝缘 材 料组合而 成 的,在 未经过 绝缘 处理 前 往往 呈 松 散 状态,不 能满 足 电机 运行条 件 的要 求,高压 电机的 线 圈 在绕包 云 母 带 后,必 须 经 过模压或真 空压 力 浸 替 才 能成 为 整 体 绝缘,定 子 在 下 线 后 整体经 过真 空压 力 浸 漆 工 艺的 高 压 电机 其 质 量 一 般 更 受 到 用 户 的 信核。
低压 电机 尤 为明显,电磁线、槽 绝缘、相间 绝 缘、槽棋 等 嵌 入 槽 内后 是 松散体,只 有经过浸漆 才 能成为整 体。所 以 绝缘处 理 是电 机 制 造 必 需 而 且关键 的 工艺,它能 保 证电 机 的额 定 运 行 条件 下安全 可 靠地使 用。
1.提高导热性和耐热性
绝缘结 构 中 的材 料内 部 有 徽 孔,组 合 层 间 有 空隙。绝缘 漆 填 充 徽孔 和 空 隙 后 改 善 了导 热性。因 为
绝 缘漆的 热 导率为：
相差 5倍 以上。
白 坯 电 机 的温升可 高 于 浸 漆前 以 上,真 空 浸 漆或 滴 浸 电机温升 比 普 通浸 漆 的约 可 降低。电 机绕组 各 部位 的 温 度 并 不 一 致。
封闭式 异 步 电 机绕组 的最 高 与 最低温 度 相 差,防护式
中 型 高 压 电 机 绕 组 的 最 高 与最 低 温度 相 差 也有 左 右。
这 些 数 据 都是绝 缘处理 后的 实 测 值。曾有 一 台 水 冷电 机 由 于 绝 缘 处 理 时未 浸 透,绕 组 温 度最高与 最低 之差 达。绝缘 结构 的 耐热性 实 际上 决定 于 热 点 温 度 （不 是 平 均 温度）,绝缘处理可 以 降低 最热 点 的温 度,同时也提高 了绝缘 结 构 的 耐 热性。所 以 绝缘处理 后 电机 的导 热 性 和 耐热 性 均得到提高。
2.提高耐环境因素的能力
电机绝 缘在 潮气、酸、碱 和其 他 有害 气 氛 的 侵蚀 下,往往 导致 绝缘性 能下 降 而 发 生 被 击 穿 现 象。所 以 各类电 机都 按 各自规 定 的要 求 进 行湿热试 验。所 以 绝 缘 处 理 能 减 缓 环 境 介 质畏 蚀 的速 度 和 程 度。
为 此,对严酷 环 境 中 使 用的 电机,需要加 强 绝缘 处理,常用的方法是增加浸 漆 次 数,或 者 选 用 耐 环 境因 素 好的 绝缘漆,直到 采 用 挺 封 绝 缘。
3.提高介电性能
绝缘结构中,各 组 分 材料 的相对 介电常 数
不同。这种 复合 绝缘 的 电场 分 布一 与
成 反 比,空 气隙的
为最小,承 受电场 强 度 最 高。
空 气 的 击 穿强 度 又 远 低 于 其 他 绝缘 材 料,因 此 绝 缘 的 损 坏往往是 由 气 隙 中 局 部放 电 引 起 的 击穿。绝缘漆坟 充空 气隙 后 能 改 善 电场 分 布 情 况,提 高 整 个绝缘结 构的 介电 性能。
4.提高机械性能
电机 在 运 行 时,由于 电机 本身 和主 机的振 动,电磁 应 力,热 胀 冷 缩产 生 的 机 械 力,都能造成 绝 缘损 伤 和 损坏。这种机 械 应 力 在频 萦 起动 和正 逆转的电 机 中,尤为 严 酷。绝缘 处 理后,把绕 组 和 绝 缘枯结 成 为 一 个整体,整 体 性 好 将 明 显 地增 加 耐 机 械 因素 的 能力。造成 电机绝 缘 老化 的 四 个因 素 为 热、环 境、电和 机械。这 是 众 所 周 知 的。
由 此 可 见,绝缘 处 理 对于 提 高 电 机 的可靠性 和 寿命 有 着重要 的 作 用。
二、绝缘漆的选择
在 一 般 低压 电机 中,目 前广泛 采 用的 绝缘 漆有两大 类,有 溶 剂 膝 和 无溶剂漆。在选 漆时 还 要 注意附 热 性、相 容 性等 问 题。
1.有溶剂漆
有 溶剂漆 由 漆 基加配 溶剂制 成。漆基 是 指 树脂。溶 剂 又 称 非活性 稀 释剂,它在漆 基的 交联固 化反 应 中 不 参加 反应。溶 剂 分 子 分 散 在漆 基 分 子 之间,使漆 基 分 子 的 间 距 增 大,达 到降低 枯度 的 目 的。所 以 溶剂可 作为 调节 枯度 之 用,使漆液 容 易 渗 入 绕组 和 绝 缘内 部 的 空 隙。
有溶 剂 漆 中 的 溶剂在烘 焙 过 程 中挥 发 逸 出。所以 有 溶剂漆的烘熔 必 须有 二个 阶 段,第 一 阶 段 主 要是使溶 剂 挥发 第二阶 段主要 是 漆 基 交联 固 化,实际 上 第 二 阶 段 也 还 有 少量 溶 剂继续 挥 发。待 漆 基完成 固 化 后,理 论 上 溶剂 应 完全挥发,但实 际 上 很 可 能仍 有 极 少量 残 留。残 留溶剂 被包 围 在 固 化 漆 基 囊中,当绕 组 通 电 发 热 时,成 为 封 闭 状 态 下的 高 温、高 压 溶 剂,对 漆 包线 的漆 膜 具 有 强 烈 的 侵 蚀作 用。这 是 在制 订 烘 焙规 范时 应 考虑 的 问 题。
对 某 些 有 溶剂 漆,例 如 1032漆,其漆 基 的 交联依 靠 氧架桥。烘焙 的 热 量 首先 接 触工 件 外 表 面,使表 面 首 先形成 漆 膜,阻碍 氧 的进 入,使内 层 漆膜交联 固 化 程度往 往 不 够,这 是 目 前 经 常发 现的问题。特 别 在较 大机 座号电机 的 绕组 和 多 层 密绕 的线 圈 中尤甚。
表 面 漆膜 首先 形 成,内层溶剂挥 发时 必 然 要 冲破 表 面 漆膜 才 能逸 出,留 下 微 孔。这 些微孔 为 潮气和 其他有害 物 质 的 侵 入 内 部提供 了通 道。所 以 有 溶剂漆一 般 都采 用 多 次浸 漆,使 每 层 徽孔 能 得 到交 叉复 盖,提 高其 防 护 有害 物质 侵 入 内部 的 能力。一 般有 溶 剂 漆 的浸 漆 次数不少 于 二 次,次 数 按 使 用环 境的严 酷程度,有 的浸演3一4次。
有溶 剂 漆 的 漆 膜 交 联 从 表 面 向内层 逐 步 形 成 的现象,使 液 剂 很难 完 全 挥 发 而 且 其 溶 剂 含 量 又 多（约50%）,所 以 固 化 后 存在残 留 的 可 能性 大。
有溶 剂 漆的浸 漆 次 数 比 无 溶 剂 漆要多,溶 剂 含量 高 而 且 在 烘 焙时要 大 量 挥 发。因 此,增 加 了 烘 房爆炸 的 危险性 和 有 害气 体 处理 的 复 杂 性。当 溶 剂 排出 在大 气时 严 重 污 染 环 境,而 且 烘 焙 时 间长、能耗大。
有溶 剂 漆 虽 有 上述 许 多缺 点,但也有优 点。其优点 是贮存 期 长,价 格便 宜,绝缘 处 理设 备较 简 单,其性能 可 以 满 足 一 般 用 途 电 机 的 要 求。这 是 我 国1032漆得 到 长期使 用 的 主 要原 因。此外,依 靠氧架桥 交 联 的 有 溶 剂 漆,其 工 件表 面 漆 膜 较厚、光滑、致 密 度 较好。
所 以,有溶剂漆特别适用 于 增加表 面漆 膜 厚 度,提 高 工 件 防 护能 力。目 前有溶 剂 漆仍 是国 内 外 常 用 的绝缘 漆 之 一。有 的 工 厂 采 用 浸 一 次无溶 剂漆,表 面 再浸 一 次 有溶 剂 漆 的 方 案,集 两 者 之长 处,获得 良 好 效 果
减 少 有溶 剂 漆 内的溶剂 含 量是改进性 能 的 一 个措 施。例 如H30-9少 溶剂 环 氧 浸 漆 是 由 环 氧 树脂 液 体酸 醉 为漆基,加 入 30%的 酒 精 和 二 甲 苯（2:1）的混 合 溶 剂 配 成的 绝缘漆。其 特点 是 漆基 分 子 量 较 低,加入 少 溶剂 后 粘度 已 经达 到 沉 浸工 艺 的要 求。
试验 证 明 浸 渍H30-9漆 一 次 与 浸1032漆 二 次相 比 较,其 挂漆 盆、耐 潮 性、热 耐 久 性等 机 械、电气 性 能 均 相 当。该 漆 属 于 有 溶 剂 漆 的 范畴,所 以 在 烘 焙 时 应把 溶 剂 全 部挥 发,而 且 铭 剂挥发 应 在漆 膜 形成之 前,才能 保 证 质量。开 发 少 溶 剂漆 的 关键在 于 选择 合 适 的 漆 基和 溶 剂。
2.无 溶 剂漆
无 溶 剂 漆 是 漆 基加 活 性稀 释剂 制 成。活 性稀 释剂 不 仅起着 调 节漆 枯 度的作用,更 主 要 的 是 在 漆的交联 固化 反 应 中 参 加 反 应,与漆 基 分子 共 同交联。这 是无 溶剂漆 和 有 溶 剂 漆 的主 要 区 别。
无 溶剂漆 中活性 稀 释剂 的 含 量 随漆 基 的分子量和浸 演时所需 枯 度 而 不 同,由 于 其 漆 基 的 分 子 量 往往 比 有溶剂 漆 的 低,所 以 在 同 样粘度时 活 性稀 释剂的含量 也较 低,一 般 为30% 左 右。
按 照 理 论 上 说法,无 溶剂 漆 在 固化 后 活 性 稀释 剂 应该 已 参 加 反应,不 再 挥 发 逸 出,但 实 际 上,在烘焙时 仍 有相 当量 的 活 性 稀 释 剂挥 发 逸 出。这 是 目 前在 生 产 无 溶 剂漆 时,为 了 达 到所 需 粘度,活 性稀 释 性的 量超过 理论所 需 量 造 成 的。
如 果 交 联 反 应 开 始 后,尚 未 挥 发的活 性稀 释 剂 不 再 逸 出,它就 与 漆 基共 同交联。因此 不 存在 象 有 溶 剂那 样被 包 封 在漆 囊 内,当电 机运行 发热 时成 为 高 温、高 压 溶 剂,对漆包 线漆 膜起 强烈 的 侵 蚀 作 用的 问 题。这 是 无 溶 剂 漆 的 优 点 之一。
无溶剂漆的 漆基 分子 较 小,其 渗 透 能 力较 有溶剂漆优 良。此 外 无溶 剂 漆的 粘 度随 温 度 下 降 的 曲 线较陡,在烘焙 过 程中,绕 组 空 隙 中的漆 较 易 流动均匀,漆 液 的分 布较 匀。
以 上 这 些优 点,再 加上无 溶 剂 漆 的 挥发物较 少,挂 漆 量 较 高,交联 反 应后不 会 发 生 挥 发物冲 破 漆 膜逸 出,有 漆 膜连 续无微 孔 的 优 点。实 验证 明 浸演 一次无 溶 剂 漆 的 效 果可 以 达 到 与 浸 演 二 次 有 溶剂 漆 的同 等 水 平。
无溶 剂漆 的 粘 度 与温度的曲线较 陡,在烘 焙 过程 中流失较 快。为 此,在无溶 剂 漆的烘 焙规 范中 最好 采 用 先预 热 烘 房,再 放 入工 件 的方 法,以 期 使 工件 表 面 快 速成 膜 阻 止 漆液流失。
在 绝 缘 结 构 设 计时,工 件 表 面 上 用 渗 透 性好 的绝 缘 材 料 如 聚 醋 纤维收缩带 包 封,以 封 闭 其流失 通 道,也是阻 止 流失的一 种措施。在烘焙时 将 工 件 旋 转 旋 转 干澡 也可避 免漆 液流 失。
进 一 步 减少无 洛 剂 漆 中的活性 稀 释 剂 含 是减少 环 境 污 染 物的途径。采 用 真 空压 力浸 演（VIP）工 艺,可 以 采 用较 高粘度 的 漆 、 采 用 滴 没 工 艺 时,根据 漆 的 粘 温 曲线,合 理 选择 工 件 温 度,可 以 解决渗 透和 流失 二个问题。所 以,为 了 有 效 地利 用 无溶剂漆 的 特点,应选 择合适 的 绝缘 处理工 艺。
无 溶 剂 漆 的 贮 存期相对 较 短,贮 存期 和 固 化速度 是相 互矛 盾 的 指标。解决 的途径除 了 在漆 的 配 方中 予 以 改进 外,在应 用 技 术 上 也 应予 以 配 合,方能获得 良 好效 果。为了 延 长贮 存期,贮 漆槽 应 保持在 较低 温 度 （按漆的性能 在10一15度以下或更低）以 下 或 更 低。
无 溶 剂 漆 中 的活 性 稀 释剂 苯 乙 烯 在 超 过60一70度温 度时对漆 包 线 的 漆膜有 强的 怪 蚀 能力,所 以浸 演 工 件 的温 度 不能过 高。
无溶 剂漆的 枯 度增 大 与 有 溶剂 漆 的 本 质 不 一样。有溶 剂 漆由 于 溶剂 挥 发 后 粘度 增大时,可 以 用加 入 溶 剂 来 降 低 枯度 无 洛剂 漆 中 的 苯 乙 烯 既 能与漆 基 交 联 也 能 自聚,所 以 无溶剂 漆 的 枯 度增大往 往是 由 交 联 反应引起的,不能用加苯 乙 烯 方法 来 降低枯度。
在 一 定范 围 内 可用 加 入 新漆 调正 粘度,超 过规 定 范 围 只 能 报 废。所 以 采 用无溶 剂漆时 应 规 定定期加 入 新 漆 的,其 百分 比 随 漆 的品 种 而 定。
由 于 无 溶剂漆 有 许 多 优 点,所 以 近 年来 国 内外都有较快 发 展,大 气 环 魔保护法 的 实 施 也 促 进了 无溶 剂漆的 推广 应用。
3.选 漆 注 事 项
绝 缘 材料 厂提 供 绝 缘漆时,除 了 技 术 条件 中 的常 规性能指标 外,往往 还提供枯 结力、枯 温 曲 线,相容性 等 数 据 和 推荐 的 干 澡规 范。这 些 资 料为 选 用绝缘漆 提 供 了 条件。
（1）漆基 类 型 的 选择,首先要 符 合耐 热 等 级的要 求,然后 根 据电 机 运 行条 件作 进 一 步 选择。例如B、F级 电 机运 行 于 潮 湿环 境 中 的,应 选 环 氧 基为 优先方 案,聚 嘴 类为次方 案。又从机 械 因 素着 眼,对 中 大 型 电 机 定 子和 高 速 转 子 宜选用 枯 结力 强的硬性漆,一 般 电机 选 用 中 硬 性漆,小 型 和 分马 力 电机可用 柔 性 漆,枯结力 强 的 漆往往 带 有脆性,所 以 在选用 时应 综 合 兼 顾。
（2）选 择 干 燥速 度 快 的漆 可 以 节省 能 耗,缩短生 产 周 期,无 疑 是有经济效 益 的。但 是 快 干 与 贮存 期 之间 要 全面平 衡,它 与 漫 漆 工 艺 和生 产批 都有关系。
（3）挂 漆量。挂漆 量 说 明 填 充 情 况,多 次 浸漆 的 目 的 之 一 也是 为了 增加 挂漆。
实 测Y80 电机浸 演 不 同 绝缘 漆 的 挂 漆 量：
（a）.沉浸1032 有溶剂漆 一 次35.9g,浸 二 次58.10g;
（b）.沉浸802无溶 剂 漆 一 次55.7g;
（c）.沉浸H30一9少 溶 剂 漆 （固 体含量70%）一 次55.52g.
（4）综 合 经 济 效益。目 前 有 些 工 厂 往 往 错 误地 单 纯 以 漆的单价 比 较 生 产成本,大大 阻 碍 了 新 漆和 新工艺 的 推 广。漆 的 选择与 工 艺、设 备,生 产 效率有密 切 关系。例如用滴没 漆 和 1032漆作 综 合 经 济核 算,从 节 能、缩 短 生 产 周 期、减 少 工 作 场 地 等 核算,总成 本 可 降 低20%一30%这 里 还未计 算 入节 省下 来 电 能 的再生 产 和 资 金周 转的 利息。
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