大功率变频电机绝缘浸渍漆的研究进展

大功率变频电机绝缘浸渍漆的研究进展

张越 冯硕宁 颜晓琛

中车永济电机有限公司 山西 永济 044502

摘要：绝缘浸渍漆主要是用作于电器的线圈和浸渍电机当中，对电机中的一些微孔进行填充，浸渍漆在完全固化后还会在物体的表面形成平整的漆膜，可以有效提高物体如电机的耐潮、导热等性能。在大功率变频电机当中，对浸渍漆有更高的要求，通过分析不同的浸渍漆的性能和特点，能更好地找出能适用于大功率变频电机的浸渍漆。

关键词：变频电机；绝缘；浸渍漆

引言：

伴随着电气工业的技术不断完善，其发展也越来越快，在电器工业中的核心设备如变频电机、风电电机等也得到了极大的开发，在功能和结构上在不断进行优化，从而适应当前社会的需求。但是这些产品在升级的时候会受到绝缘材料的影响，如果绝缘材料没有办法及时进行优化和更新，产品的升级就会受到限制。比如大功率的变频电机其使用的浸渍漆，对浸渍漆的要求就是必须要具备良好的电气性能且与主绝缘云母带的相容性要足够好，如果浸渍漆的性能无法匹配上变频电机的要求，则会导致变频电机在使用的时候会出现各种故障。因此变频电机、风电电机在进行迭代升级的时候，还需要对浸渍漆也进行相应的优化。

一、大功率变频电机绝缘破坏机理

脉宽调制控制技术是当下的大部分的变频电机中主要采用的技术，通过脉宽调制控制技术能够使电源的输出电压在实际的作业过程当中保持恒定的状态，可以有效降低成本和电机损耗。但是这种技术中变频器在输出的过程中，其所产生的连续脉冲会对变频电机的绝缘材料造成非常大的影响，加速绝缘材料的损坏。

因此，在绝缘材料没有得到优化的情况下，大功率变频电机想要继续升级是一件非常困难的事情，随后国内的研究者高度关注绝缘材料，并且针对变频电机会对绝缘材料进行机理破坏的情况展开研究。国外有学者通过对变频电机的FCR膜进行了测试，专门针对绝缘材料老化的情况进行研究，发现了介质的损耗角正切能够表征绝缘的老化。接着有学者在此基础上继续展开了深入的研究，在做了大量的实验与工作后，提出了变频电机的绝缘材料老化的主要原因是因为变频电机在运作的过程中受到了局部放电的影响，从而引起材料老化。通过相关研究者的实验研究和数据分析，可得知浸渍漆如果想要在变频电机中得到有效的使用，就需要具备介质损耗低、机械强度高和耐热性能好等特点，才能有效防止绝缘老化的情况。

二、变频电机绝缘浸渍漆发展状况

（一）环氧树脂体系

在20世纪末期，国外出现了将环氧树脂、固化剂和填料等材料组成称为环氧系统，环氧系统与环氧树脂不一样的地方是，它是多种材料的组合，具有更加专业的特点。在1955年的时候，我国在结合了国外的环氧树脂技术之后，提出了环氧树脂体系的概念，环氧树脂体系概念是建立在环氧系统的基础之上，其最大的特别之处在于，环氧树脂体系可以根据不同人的需求，进行材料上的选配。环氧树脂体系中一般包括了环氧树脂、填料、固化剂和其他辅助材料等，用户根据自己的用途可以对这些材料进行更换从而符合自己的需求。

（二）不饱和聚酯体系

不饱和聚酯体系中主要用作在电机绝缘上的浸渍树脂类型有一般耐热不饱和聚酯树脂和环氧改性不饱和聚酯树脂等。这些浸渍树脂在电机上的应用是目前最多的，不饱和聚酯树脂的特点是耐热性能好，可以用于H级别的绝缘结构当中，在一些机车的牵引电机当中也会用到。不过不饱和聚酯的粘结性能比起环氧浸渍漆要差上许多。

（三）有机硅浸渍漆体系

有机硅浸渍漆体系中的浸渍漆比起不饱和聚酯体系的浸渍漆，其能够用到更加高级的绝缘当中，如C级绝缘，因为其具备了高耐辐射和耐热等特点，结构较为稳定，性能更好。在1950年前后，我国的有机硅浸渍体系中主要都是缩聚产品。现在我国的有机硅浸渍体系中出现了许多新的产品，在性能上有了更大的突破，现在的有机硅浸渍漆属于是不饱和聚酯体系和环氧树脂体系当中性能最好且耐热等级高，可以用到更高级别的绝缘当中。但同时有机硅浸渍漆的整体造价也是最高的，而且在实际使用的过程中工艺较为复杂，需要通过高温浸渍，且粘附力较差。所以在使用机硅浸渍漆的时候，大多都会通过加入环氧、聚酯等来进行改性从而符合需求。

三、发展方向探讨

由于我过的变频电机绝缘浸渍漆在研发之初主要还是依靠国外技术，因此当前我国的变频电机绝缘浸渍漆在发展上与发达国家相比较起来还是有一定的差距，因此在发展上如果想要追赶上发达国家的水平，可以从这几个方面来进行优化和改善。

（一）低挥发浸渍漆的开发

在浸渍漆的开发上应当要注重固化挥发性能的改进，可以通过基体树脂提纯的方式或者是进行化学改性等方法来降低当前的浸渍漆的固化挥发，进一步时代完全无气隙绝缘。以此来应对变频电机当中的局部放电所导致的电机绝缘老化的问题。

（二）高耐热等级浸渍漆的开发。

当大功率变频电机在更新迭代的时候，对其电机的性能在提高的过程中，则要求浸渍漆要具备更高的耐热性能，因为在高压的情况下如果浸渍漆的耐热性能差将会导致绝缘材料加速老化。所以在浸渍漆的研发方向上，可以集中研发具备高耐热等级的浸渍漆，从而紧跟大功率变频电机的发展。

（三）提高绝缘结构整体机械强度

在大功率变频电机的运作当中，因电磁激振力和振动的影响，绝缘结构如果机械强度不够的情况下，则会导致故障的发生。因此对于绝缘浸渍漆在使用的过程中，应对要充分地对绕组间存在的空隙进行填充，从而提高绝缘结构的整体机械强度。

结论：

随着电气工业的发展，变频电机、风电电机等设备都在紧跟社会的发展而不断进行更新迭代，但是在产品更新的过程中，由于受到浸渍漆的影响，导致更新速度放缓。浸渍漆的主要作用是用于提高变频电机的抗电强度、绝缘性能，且能够有效加强电机的机械性能，降低噪音的产生。如果不重视浸渍漆的研发，就会导致变频电机中的绝缘材料加速老化，且引发一系列的故障。基于当前浸渍漆在变频电机当中的不足，在未来的发展上应当要研发高耐热的浸渍漆和研发低挥发浸渍漆。

参考文献：

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