CN115864764A - 一种电机定子绕组电浸渍方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机定子绕组电浸渍方法，包括如下步骤：(1)装夹电机定子绕组并连接到电源上；(2)将电机定子绕组在空气中进行电加热烘干；(3)电机定子绕组浸泡并渗透绝缘漆液；(4)对绕组进行电加热快速凝胶；(5)将定子绕组进行电加热固化。本发明通过电加热精确控温和绝缘漆液循环控温，得到浸渍的质量稳定；本发明电浸渍工艺得到的电机定子绕组挂漆量、漆填充率得到提升，漆填充率波动性下降，绝缘性能和漆液利用率都有提高，本发明效率高，适合规模化、连续生产。
Description
技术领域
本发明属于电机定子绕组绝缘处理技术领域，具体涉及一种电机定子绕组电浸渍方法。
背景技术
绕组是由多个线圈或线圈组构成一相或整个电磁电路的统称。绕组是变压器的心脏，是变压器传输、变换电能的核心。绕组绝缘可靠是变压器长期安全运行的基本保证，绕组绝缘对于高电压变压器显得尤为重要，它不仅直接影响变压器的绝缘性能，并且由于绝缘所占的比例较大，对变压器的技术性能、经济指标也有很大的影响。电机绕组绝缘处理是指用绝缘漆浸渍填充内层和覆盖表面，绝缘处理后可以提高耐潮性，阻止潮气和其他介质侵入的能力；可以减缓老化速度、提高导热性能和散热效果，提高电气性能和机械性能；提高化学稳定性，漆膜能防止绝缘材料直接与有害的化学介质接触，从而提高了抗腐蚀能力。一般来说，挂漆量越大，填充率越大，绝缘性能更好。
当前对绕组绝缘处理的方法有沉浸法、浇漆法、真空浸漆和真空压力浸漆等，电机定子绕组通常采用滴漆、真空压力浸渍等方式进行绝缘处理，以满足电机电气绝缘和散热等要求。但是滴漆、真空压力浸渍两种方法的填充率较低，且效率不高，绝缘漆的利用率较低。同时，滴漆需要工件旋转，而且还需要增加电刷并定时更换；真空压力浸渍后，绕组外表面也附着了一定厚度的绝缘漆，后续需要清理漆瘤，对电机装配存在较大影响。
电浸渍方法是一种填充率、效率较高的方法。但是我们在实际应用中发现，电加热升温速率对浸渍效果有重要影响，绕组升温太慢，热量会在漆桶内扩散，造成部分漆液变质，降低漆液利用率，降低生产效率；绕组升温太快，容易造成温度过冲，原有铜线的绝缘层造成破坏，。
因此非常有必要开发一种电机定子绕组电浸渍方法解决上述现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种电机定子绕组电浸渍方法，通过调整绕组温度-时间工艺，采用电加热精确控温+漆液循环控温，使得浸渍质量稳定。
为了实现以上目的，本发明的技术方案为一种电机定子绕组电浸渍方法，具体包括如下步骤：
(1)将电机定子绕组装夹到工装，连接到电源上；
(2)在空气中进行电加热烘干，保持绕组温度在80-160℃，保温时间3-10min；
(3)绝缘漆液保持循环且温度保持在20-60℃，将绕组温度降到60-80℃(绝缘漆低粘度温度范围)后浸泡到漆液中进行渗透，并保温3-10min，此时绝缘漆液的粘度比较低，因而可以有效渗透到定子绕组内部的间隙；
(4)绝缘漆液的温度继续保持在20-60℃，将绕组进行电加热快速凝胶，此过程定子外表面温度远低于绕组温度，与漆桶内的漆液温度一致，因此定子外表面的绝缘漆未凝胶。
(5)将定子绕组拉出绝缘漆液，进行电加热固化。
在本发明一较佳实施例中，所述步骤(1)中绕组为铜线圈，定子为硅钢片。
在本发明一较佳实施例中，所述步骤(2)中电加热控温精度为±5℃。
在本发明一较佳实施例中，所述步骤(3)中绝缘漆为环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯中的至少一种。
在本发明一较佳实施例中，所述步骤(3)中绝缘漆在30-80℃下粘度为100-2000mPa·s。
在本发明一较佳实施例中，所述步骤(3)和(4)中绝缘漆液的温度通过循环泵和控温换热器保持在20-60℃。
在本发明一较佳实施例中，所述步骤(4)中电加热的升温速率为0.5-3℃/s。
在本发明一较佳实施例中，所述步骤(4)中绕组经电加热后温度上升到100-140℃，保温3-10min，
在本发明一较佳实施例中，所述步骤(5)中电加热固化的温度为120-180℃(绝缘漆对应的固化温度)，保温时间为3-15min。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.本发明通过电加热精确控温和绝缘漆液循环控温，浸渍的质量稳定。
2.本发明电浸渍工艺得到的电机定子绕组挂漆量、填充率得到提升，漆填充率的波动率减小，绝缘性能和漆液利用率都有提高。
3.本发明效率高，适合规模化、连续生产。
附图说明
图1为本发明电机定子绕组电浸渍工艺原理图；
图2为本发明电机定子绕组浸渍工艺中绕组温度与时间关系示意图；
图3为本发明电机定子绕组电浸渍前的剖面示意图；
图4为本发明电机定子绕组电浸渍后的剖面示意图。
具体实施方式
一种电机定子绕组电浸渍方法，具体包括如下步骤：
(1)将电机定子绕组装夹到工装，连接到电源上；
(2)在空气中进行电加热烘干，保持绕组温度在80-160℃，保温时间3-10min；
(3)绝缘漆液保持循环且温度保持在20-60℃，将绕组温度降到60-80℃(绝缘漆低粘度温度范围)后浸泡到漆液中进行渗透，并保温3-10min，此时绝缘漆液的粘度比较低，因而可以有效渗透到定子绕组内部的间隙；
(4)绝缘漆液的温度继续保持在20-60℃，将绕组进行电加热快速凝胶，此过程定子外表面温度远低于绕组温度，与漆桶内的漆液温度一致，因此定子外表面的绝缘漆未凝胶。
(5)将定子绕组拉出绝缘漆液，进行电加热固化。
所述步骤(1)中绕组为铜线圈，定子为硅钢片。
所述步骤(2)中电加热控温精度为±5℃。
所述步骤(3)中绝缘漆为环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯中的至少一种。
所述步骤(3)中绝缘漆在30-80℃下粘度为100-2000mPa·s。
所述步骤(3)和步骤(4)中绝缘漆液的温度通过循环泵和控温换热器保持在20-60℃。
所述步骤(4)中电加热的升温速率为0.5-3℃/s。
所述步骤(4)中绕组经电加热后温度上升到100-140℃，保温3-10min，
所述步骤(5)中电加热固化的温度为120-180℃(绝缘漆对应的固化温度)，保温时间为3-15min。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横”、“竖”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图中的立体图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释。
实施例1
一种电机定子绕组电浸渍方法：
(1)电机定子绕组装夹到工装，连接到电源上，其中绕组为铜线圈，定子为硅钢片；
(2)将电机定子绕组置于空气中进行电加热烘干，保持绕组温度在110℃，保温时间 5min；
(3)不饱和聚酯亚胺绝缘漆液通过循环泵保持循环和控温换热器保持漆液温度保持在 40℃，将绕组温度降到绝缘漆低粘度温度范围60℃后浸泡到漆液中进行渗透，并保温5min，将绝缘漆有效渗透到定子绕组内部的间隙；
(4)继续保持绝缘漆液的温度在40℃，将绕组进行电加热快速凝胶，电加热升温速率为1℃/s，升温到110℃，保温5min；
(5)将定子绕组拉出绝缘漆液，在温度120℃，保温15min进行电加热固化，再在130℃烘箱热固化120min。
实施例2
一种电机定子绕组电浸渍方法：
(1)电机定子绕组装夹到工装，连接到电源上，其中绕组为铜线圈，定子为硅钢片；
(2)将电机定子绕组置于空气中进行电加热烘干，保持绕组温度在80℃，保温时间10min；
(3)不饱和聚酯亚胺绝缘漆液通过循环泵保持循环和控温换热器保持漆液温度保持在 20℃，将绕组温度降到绝缘漆低粘度温度范围70℃后浸泡到漆液中进行渗透，并保温3min，将绝缘漆有效渗透到定子绕组内部的间隙；
(4)继续保持绝缘漆液的温度在20℃，将绕组进行电加热快速凝胶，电加热升温速率为0.5℃/s，升温到100℃，保温10min；
(5)将定子绕组拉出绝缘漆液，在温度130℃，保温8min进行电加热固化，在130℃烘箱热固化120min。
实施例3
一种电机定子绕组电浸渍方法：
(1)电机定子绕组装夹到工装，连接到电源上，其中绕组为铜线圈，定子为硅钢片；
(2)将电机定子绕组置于空气中进行电加热烘干，保持绕组温度在160℃，保温时间 3min；
(3)不饱和聚酯亚胺绝缘漆液通过循环泵保持循环和控温换热器保持漆液温度保持在 60℃，将绕组温度降到绝缘漆低粘度温度范围80℃后浸泡到漆液中进行渗透，并保温3min，将绝缘漆有效渗透到定子绕组内部的间隙；
(4)继续保持绝缘漆液的温度在60℃，将绕组进行电加热快速凝胶，电加热升温速率为3℃/s，升温到140℃，保温3min；
(5)将定子绕组拉出绝缘漆液，在温度180℃，保温3min进行电加热固化，在130℃烘箱热固化120min。
实施例4
一种电机定子绕组电浸渍方法：
(1)电机定子绕组装夹到工装，连接到电源上，其中绕组为铜线圈，定子为硅钢片；
(2)将电机定子绕组置于空气中进行电加热烘干，保持绕组温度在120℃，保温时间 3min；
(3)不饱和聚酯亚胺漆液通过循环泵保持循环和控温换热器保持漆液温度保持在60℃，将绕组温度降到绝缘漆低粘度温度范围75℃后浸泡到漆液中进行渗透，并保温5min，将绝缘漆有效渗透到定子绕组内部的间隙；
(4)继续保持绝缘漆液的温度在55℃，将绕组进行电加热快速凝胶，电加热升温速率为2℃/s，升温到130℃，保温3min；
(5)将定子绕组拉出绝缘漆液，在温度180℃，保温3min进行电加热固化，在130℃烘箱热固化120min。
对比例1
一种电机定子绕组电浸渍方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于凝胶升温速率为 4℃/s。
对比例2
一种电机定子绕组电浸渍方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于凝胶升温速率为 0.3℃/s。
对比例3
一种电机定子绕组电浸渍方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于烘干温度70℃。
对比例4
一种电机定子绕组电浸渍方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于渗透绕组温度50℃。
对比例5
一种电机定子绕组电浸渍方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于渗透绕组温度90℃。
对比例6
一种电机定子绕组电浸渍方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于凝胶绕组温度90℃。
对上述实施例1-4及对比例1-6电机定子绕组测定挂漆量、漆填充率、漆填充率的波动率、绕组绝缘及漆液利用率，具体方法如下：采用电子秤称量浸渍前后定子绕组重量的差值来测量挂漆量、采用探针面积法测量漆填充率(绝缘漆在定子中的填充百分比)并统计漆填充率的波动率、采用匝间绝缘测试仪测量绝缘性能(波形面积差、波形差的面积)、采用电子秤称重测得漆液利用率(定子挂漆量/工艺消耗的绝缘漆总重量)，测量结果见表 1。
表1电机定子绕组测定挂漆量、漆填充率、漆填充率的波动率、绕组绝缘及漆液利用率
从表1的结果可以看出，实施例1-4按照本申请的电浸渍方法，均可以得到高综合性能的定子绕组，漆填充率≥96.5％，波形面积差≤0.2％，波形差的面积≤1.1％，漆液利用率≥96.7％；对比例1凝胶升温速率为4℃/s，绕组升温太快，容易造成温度过冲，原有铜线的绝缘层造成破坏，从而降低绝缘性能，且容易造成局部漆液过热变质，降低利用率；对比例2凝胶升温速率为0.3℃/s，绕组升温太慢，热量会在漆桶内扩散，造成部分漆液变质，降低漆液利用率，同时降低了生产效率；对比例3烘干温度偏低只有70℃，造成漆填充率下降，绝缘性下降，主要是由于烘干温度偏低，绕组水分未完全变干，阻碍了漆液渗透与填充；对比例4渗透绕组温度50℃，绕组温度偏低，漆液粘度变大，在绕组中渗透不足，造成漆填充率下降，绝缘性下降；对比例5渗透温度偏高，接近漆液凝胶温度，容易造成部分漆液凝胶，造成漆填充率下降，绝缘性下降；对比例6凝胶绕组温度低于 100℃，凝胶不充分，漆填充率下降，绝缘性下降。
上述实施例仅是本发明的优化实施方法，用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。应当指出，对于任何熟习此项技艺的人士在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改，这些修改也应视为本发明的保护范畴。
Claims (9)
1.一种电机定子绕组电浸渍方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)装夹电机定子绕组并连接到电源上；
(2)对电机定子绕组进行电加热烘干：将电机定子绕组置于空气中进行电加热烘干，绕组温度保持在80-160℃，保温时间为3-10min；
(3)电机定子绕组浸泡并渗透绝缘漆液：绝缘漆液保持循环且温度保持在20-60℃，将绕组温度降到60-80℃后浸泡到漆液中进行渗透，并保温3-10min；
(4)对电机定子绕组进行电加热快速凝胶：保持绝缘漆液循环且温度继续保持在20-60℃，将绕组进行电加热快速凝胶；
(5)将定子绕组进行电加热固化。
2.根据权利要求1所述的一种电机定子绕组电浸渍方法，其特征在于，所述步骤(1)中绕组为铜线圈，定子为硅钢片。
3.根据权利要求1所述的一种电机定子绕组电浸渍方法，其特征在于，所述步骤(2)中电加热控温精度为±5℃。
4.根据权利要求1所述的一种电机定子绕组电浸渍方法，其特征在于，所述步骤(3)中绝缘漆为环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种电机定子绕组电浸渍方法，其特征在于，所述步骤(3)中绝缘漆在30-80℃下粘度为100-2000mPa·s。
6.根据权利要求1所述的一种电机定子绕组电浸渍方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(4)中绝缘漆液的温度通过循环泵和控温换热器保持在20-60℃。
7.根据权利要求1所述的一种电机定子绕组电浸渍方法，其特征在于，所述步骤(4)中电加热的升温速率为0.5-3℃/s。
8.根据权利要求1所述的一种电机定子绕组电浸渍方法，其特征在于，所述步骤(4)中绕组经电加热后温度上升到100-140℃，保温3-10min。
9.根据权利要求1所述的一种电机定子绕组电浸渍方法，其特征在于，所述步骤(5)中电加热固化的温度为120-180℃，保温时间为3-15min。
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