CN1305257A - 塑封潜水电机、其塑封材料及其塑封工艺 - Google Patents

Abstract

塑封潜水电机、其塑封材料及其塑封工艺,其特征是采用高温固化导热环氧灌封料对定子进行整体真空灌封,由定子内圆上的灌封层和绕组两端的灌封段与定子机壳构成密封的定子;由其磁钢段两端塑封端面与不锈钢钢套构成密封的转子。本发明尤其适用于永磁直流无刷潜水电机和永磁同步潜水电机。该潜水电机结构简单、体积小、成本低、绝缘性能好、效率高。

Description

塑封潜水电机、其塑封材料及其塑封工艺

本发明涉及潜水电机，尤其是一种永磁直流无刷潜水电机和永磁同步潜水电机。

传统的潜水电机在绝缘方式上有干式和充液式两种。干式潜水电机通常采用机械密封使电机内部和外部隔绝。电机内部绕组不受外部液体侵蚀，以保护电机绕组的绝缘性能。存在的问题是，由于这种电机要求采用可靠的机械密封，因而结构复杂、体积大、机械损耗大、效率低，绕组绝缘可靠性差。充液式潜水电机通常采用聚乙烯尼龙护套型绕组进行绝缘，同时带来的问题是，电机绕组槽满率低，电机体积大、电流密度大，效率低，制造成本高。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、体积小、生产成本低、绝缘性能好、效率高的塑封潜水电机、其塑封材料及其塑封工艺。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明由定子机壳、定子铁芯、三相绕组和绕组引出电缆及接头构成带绕组定子结构，由转轴、磁轭、磁钢和不锈钢钢套构成转子结构。

本发明的特点是：所述带绕组定子采用由导热环氧灌封料整体灌封的塑封结构，由位于定子内圆上的灌封层和绕组两端的灌封段与定子机壳构成密封的定子；所述转子采用环氧封口胶塑封结构，由其磁钢段两端塑封端面与不锈钢钢套构成密封的转子。

本发明中采用的塑封材料包括：

a、定子塑封材料为高温固化导热环氧灌封料，配方如下(重量百分

比)：

       6101环氧树脂    31％

       环氧丙烯酸酯   28-32％

       硅微粉         36-40％

       促进剂(三乙醇胺∶2-乙基4-甲基咪唑=3∶1)0.9-1.1％

       白炭黑         0.07-0.13％

b、转子塑封材料为常温固化环氧封口胶，配方如下(重量百分比)：

       6101环氧树酯   45％

       硅微粉         43.5-45％

       白炭黑         0.8-1.0％

       T31固化剂      7.0-8.5％

       三乙醇胺       1.5-2.1％

本发明上述塑封材料在潜水电机定子及转子中的塑封工艺为：

定子塑封工艺：

制备不含气泡的灌封料——按装灌封模——保温真空灌装灌封料－加热固化——缓慢降温——热态脱模——自然降温——完成定子塑封；

转子塑封工艺：

制备不含气泡的封口胶——平整涂布于转子磁钢段两端面——置于常温下固化——完成转子塑封。

与已有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明的塑封潜水电机结构简单、密封性好、体积小、制造成本低、效率高。

2、本发明所采用的定子塑封材料为高温固化导热环氧灌封料，具有良好的导热性能、优良的密封性能优异的耐候性和耐老化性能。

3、本发明所采用的转子塑封材料为常温固化环氧封口胶，具有韧性好、粘结强度高的特性。其配料简单、并且由于具有不随意流淌的触变性能、操作极为方便。

4、本发明定子结构的保温真空罐封工艺可使整个带绕组的定子铁芯形成一个耐水的整体，灌封、脱模后形成的定子内圆灌封层坚固、光滑。无需再加工。其厚度尺寸满足电机气隙设计要求。塑封的定子内圆表面光洁度远高于一般定子铁芯，可有效减少气隙中液体的磨擦损耗。

5、本发明可广泛适用于永磁直流无刷潜水电机、永磁同步潜水电机等。

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明定子结构示意图。

图3为本发明转子结构示意图。

以下通过实施例，结合附图对本发明作进一步描述。

实施例：

参见图2，本实施例由定子机壳3、定子铁芯4、三相绕组2和绕组引出电缆及接头1构成带绕组定子结构。如图2所示，带绕组定子采用由环氧灌封料整体灌封的塑封结构，由位于定子内圆上的灌封层5和绕组两端的灌封段6与定子机壳3构成密封的定子。

参见图3，本实施例由转轴7、磁轭11、磁钢10和不锈钢钢套9构成转子结构。如图3所示，转子采用环氧封口胶塑封结构，由其磁钢段两端塑封端面8与不锈钢钢套9构成密封的转子。

参见图1，具体实施中，转子出轴段采用带副唇12的骨架密封，允许电机内部与外部液体有微量交换，有效地防止外部液体中的泥沙等杂物流入电机内部。此外，定子铁芯4应采用低损耗高导磁无取向硅钢片，以使电机在高频下仍保持较小的铁耗，电磁设计电流密度取值较低，铜耗也小，相比于现有技术中潜水电机的密封结构，本实施例机械损耗小，保证电机高效率。

本实施例中，以高温固化导热环氧灌封料为定子塑封材料，并以常温固化环氧封口胶为转子塑封材料。具体配方如下：

高温固化导热环氧灌封料：

      6101环氧树    600克

      环氧丙烯酸    544-622克

      硅微粉        680-777克

      促进剂(三乙醇胺∶2-乙基4-甲基咪唑=3∶1)17.5-21.5克

      白炭黑        1.36-2.53克

常温固化环氧封口胶：

       6101环氧树酯 100克

       硅微粉       95-104克

       白炭黑       1.8-2.2克

       T31固化剂    15.8-16.7克

       三乙醇胺     3.3-4.5克

定子塑封工艺：

1、制备不含气泡的灌封料。

取6101环氧树脂360克和丙烯酸240克，温热至50℃-60℃并不断搅拌，制成淡黄色透明液体即为环氧丙烯酸脂。为了让环氧树脂与丙烯酸充分地进行酯化反应，使分子链加长，提高料液的韧性，配制的环氧丙烯酸脂应放置于25℃恒温室中48小时后待用。

取6101环氧树脂600克，硅微粉720克和白炭黑2克与以上所制得的600克环氧丙烯脂共同搅拌混合，置入70℃烘箱中加热1.5小时，使料液充分酯化。再加入促进剂21克，搅拌均匀，完成配料。

配制好的灌封料通过抽真空排净残存气泡。

2、安装灌封模。

将洗净并干燥的定子装入模具，调整同心度，定位并密封，在70℃烘箱中加热2小时，置入灌封装置中，安装加料漏斗。

3、保温真空灌装灌封料。

将配制好的灌封料加热至较稀易灌注的程度时倒入加料漏斗中，开动真空泵，抽气加料、再抽气、加料，可分三次完成灌料。

4、加热固化。

灌封好的工件置于烘箱中加热固化，70℃加热2小时，80℃加热3小时，100℃加热6小时。

5、缓慢降温。

从100℃降至75℃并保温3小时，从75℃降至50℃计3小时，继续50℃保温。缓慢降温可消除内应力。

6、热态脱模。

在工件降温至50℃，2小时后取出即脱模，在室温25℃环境下进行热态脱膜。此时，环氧树脂料固化后还保持着热弹性，脱模容易而且不会产生机械损伤。

7、自然降温。

模芯脱出后，再将灌封固化后的定子放入50℃的烘箱中，断电不加热，关闭烘箱门，使其自然降温，直至烘箱内温度与室温相等时，取出定子，完成定子塑封。这就再一次消除内应力，以保证固化后环氧灌封料不开裂。

转子塑封工艺为：

1、制备不含气泡的封口胶。将各成份按比例称入容器混合均匀，抽

   真空除气泡。

2、平整涂布于转子磁钢段两端面。

3、置于常温下固化。将涂过封口胶的转子置于25℃室温下，经48小时后置放后，将其表面打磨平整光滑即完成转子塑封。

经上述工艺完成塑封的定子及转子便可投入总装。

Claims (3)

1、一种塑封潜水电机，由定子机壳(3)、定子铁芯(4)、三相绕组(2)和绕组引出电缆及接头(1)构成带绕组定子结构，由转轴(7)、磁轭(11)、磁钢(10)和不锈钢钢套(9)构成转子结构，其特征是所述带绕组定子采用由导热环氧灌封料整体灌封的塑封结构，由位于定子内圆上的灌封层(5)和绕组两端的灌封段(6)与定子机壳(3)构成密封的定子；所述转子采用环氧封口胶塑封结构，由其磁钢段两端塑封端面(8)与不锈钢钢套(9)构成密封的转子。

2、一种权利要求1所述塑封潜水电机中所采用的塑封材料，其特征是，

a、定子塑封材料为高温固化导热环氧灌封料，配方为(重量百分比)：

       6101环氧树脂    31％

       环氧丙烯酸酯    28-32％

       硅微粉          36-40％

       促进剂(三乙醇胺∶2-乙基4-甲基咪唑=3∶1)0.9-1.1％

       白炭黑          0.07-0.13％

b、转子塑封材料为常温固化环氧封口胶，配方为(重量百分比)：

       6101环氧树酯    45％

       硅微粉          43.5-45％

       白炭黑          0.8-1.0％

       T31固化剂       7.0-8.5％

       三乙醇胺        1.5-2.1％

3、一种如权利要求2所述塑封材料在潜水电机中的塑封工艺，其特征是：

定子塑封工艺为：

按配方制备不含气泡的灌封料——安装灌封模——保温真空灌装灌封料——加热固化——缓慢降温——热态脱模——自然降温——完成定子塑封；

转子塑封工艺为：

按配方制备不含气泡的封口胶——平整涂布于转子磁钢段两端面——置于常温下固化——完成转子塑封。

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