一、前言
隨著科學技術的發(fā)展,新型具有特種性能的電機不斷涌現(xiàn)。在電機制造業(yè)中除正確合理的電機整體設計外,并要求相應的高性能的絕緣材料來保證,同時必須具備一定的工藝手段才能得以實現(xiàn)。
我廠在設計高速電機轉子的絕緣結構過程中,主要矛盾集中在電機轉子上,其中環(huán)氧樹脂 整體絕緣灌封成為幾項關鍵工藝的主攻方向之一。
二、技術要求
1、高速電機,轉速為20000~30000轉/分,在高速運轉下的轉子繞組,必須防止在強離心力的作用下而散開,應牢牢粘結。
2、電機軸直接聯(lián)接齒輪箱承受的扭力較大,電機運轉要求間歇啟閉式。
3、電機高轉速,轉子端部繞組和端部綁扎表面不允許有孔隙和盲孔,要求表面平滑,否則將會在運轉過程中增加電機的噪聲。
4、電機溫升達80℃以上,絕緣耐熱等級要求在B級以上。
因此,采用傳統(tǒng)的絕緣漆浸漬的工藝方法,很難達到要求。
三、工藝方法的設想:
近年來,隨著電子、電器和電機新產(chǎn)品對運行可靠性和工作壽命提出了較高的要求,使整體絕緣結構--環(huán)氧樹脂澆注全灌封絕緣工藝得到了迅速的推廣和應用。這項環(huán)氧樹脂應用技術除了具有優(yōu)良的電絕緣性能,還起到了支承和結構材料的作用。
我廠多年來電機生產(chǎn)的工藝實踐己在一些新系列電機早己采用,但是這些工藝在高速電機上無法達到其技術要求。因此,對高速電機轉子采用怎么樣的絕緣結構,才能滿足電機的特殊性能要求,經(jīng)多次配方試驗,提出采用高強度環(huán)氧樹脂滴浸膠的工藝方法來進行。
四、配方及工藝方法:
1、配方:
① LE-550環(huán)氧樹脂 50 份
② LAZ-020環(huán)氧樹脂 50 份
③ TDC甲基四氫苯酐 75 份
④ LMY-2404改性咪唑 0.8 份
配制:
按①--④順序秤重,予熱至60℃后,進行混合、攪拌均勻10~15分鐘,然后冷卻到室溫,即為高強度環(huán)氧樹脂滴浸膠。
2、固化條件:
130℃,5分鐘(在滴膠機上)達到環(huán)氧樹脂初凝膠;再進行后固化130℃,6小時。 隨爐冷至室溫
3、工藝方法:
將電機轉子固定在滴膠機的卡頭上。以12轉/分的速度并傾斜一定的角度,從一端進行滴膠。由于環(huán)氧樹脂滴浸膠的重力、滲透力、內聚力和轉子本身的旋轉力,使環(huán)氧樹脂滴浸膠迅速充滿轉子繞組空隙,在電機轉子旋轉狀態(tài)下環(huán)氧樹脂滴浸膠不致流失。待另一端表面滲透出環(huán)氧樹脂滴浸膠,則將電機轉子放置成水平狀態(tài),繼續(xù)旋轉,在外加熱條件下使環(huán)氧樹脂迅速凝膠。然后將轉子移入烘箱中加熱進行后固化。
4、配方討論:
①采用機械強度好的改性雙酚A型環(huán)氧樹脂和強韌性的聚氨酯環(huán)氧樹脂為基體樹脂,該復合樹脂體系具有粘度低,使用工藝性良好,反應活性高與酸酐固化劑相溶性好等特性。
②固化劑體系采用高酐基含量的LHY-908甲基四氫苯酐為固化劑,以提高環(huán)氧樹脂固化物的交聯(lián)網(wǎng)絡。
③為增強環(huán)氧樹脂滴浸膠的貯存性和固化物的耐熱性,本配方體系采用聚合催化型促進劑—改性咪唑。
五、環(huán)氧樹脂滴浸膠固化物性能
熱變形溫度 HDT ℃ : 138
沖擊強度 KJ/m2 : 28
靜彎曲強度 N/mm2 : 120
表面電阻率 Ω : 2×1013
體積電阻率 Ω·cm 8.6×1015
介電常數(shù) ε : 3.8
介質損耗 tgδ : 1.6×10-2
擊穿電壓強度 KV/mm : 33
六、結語:
1、環(huán)氧樹脂滴浸膠配方設計采用復合樹脂體系和改性甲基四氫苯酐作固化劑,以改性咪唑作促進劑配制而成的滴浸膠粘度低、滲透能力好,無溶劑,工藝性能優(yōu)良。
2、環(huán)氧樹脂的優(yōu)良電氣絕緣性能,高的粘結性能,全密封絕緣結構,使鐵心繞組及
其它材料經(jīng)樹脂灌封,固化成為一個整體,且表面平滑保證了電機轉子繞組在高速旋轉時不會散開,且大大減少了電機的噪聲。
3、高速電機在型式試驗、壽命試驗和在現(xiàn)場應用中,經(jīng)受了考驗。又經(jīng)大批量生產(chǎn)的工藝驗證,實踐證明,在高速電機轉子中采用這樣的環(huán)氧樹脂滴浸膠配方和整體環(huán)氧樹脂全密封絕緣結構,是可行的。整機己經(jīng)過技術鑒定。
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