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转子接触电阻与电机效率性能的关系

2019-06-28 15:12:43     来源: 电机技术日参        

【大比特导读】为了增加压存转子笼条和铁心间的接触电阻,减少电机的杂散损耗,可采用转子槽绝缘处理、脱壳、转子表面焙烧等工艺措施。本文对各相关工艺进行简单介绍,实际操作过程中还需要按照实际的需求及产品特点选择适宜的工艺并确定具体的工艺参数。

为了增加压存转子笼条和铁心间的接触电阻,减少电机的杂散损耗,可采用转子槽绝缘处理、脱壳、转子表面焙烧等工艺措施。本文对各相关工艺进行简单介绍,实际操作过程中还需要按照实际的需求及产品特点选择适宜的工艺并确定具体的工艺参数。

转子接触电阻与电机效率性能的关系

转子槽绝缘处理

● 铁心的磷化处理

所谓磷化处理,就是采用化学或电化学方法使金属表面生成一种抗腐蚀的磷酸盐薄膜,是保护金属的一种方法。这种表面磷化膜与金属结合牢固,有较高的绝缘性能,能耐高温。电工钢板经磷化处理产生的磷化膜,双面厚度约0.008~0.012毫米,比涂绝缘漆的漆膜薄,可用作电工钢板的片间绝缘。电工钢板的磷化膜可以在450℃下长期工作,短时可达700℃。用作异步电动机的槽内和片间绝缘,可经受住铁心预热和铝水高温。它的缺点是导热性差,磷化处理的工艺较复杂。

磷化处理的配方很多,这里介绍一种化学磷化处理液的配方和工艺过程。

材料和配比:马夫盐30~40克/升;氟化钠 2-4克/升;硝酸锌55~65克/升。磷化液的温度为75~85℃。铁心压装后,经去油处理,浸入磷化液中10~15分钟,取出经皂化(用3%的肥皂水冲洗),再用大量温水冲洗即可。

磷化处理前的工件去油是保证磷化质量的关键工序。磷化处理所得磷化膜具有多孔性,一般要经过补充加工才有较好的抗腐蚀能力,用作绝缘的磷化膜只进行皂化处理即可。在皂化处理后,磷化膜表面上覆盖着一层极薄的由铁皂、锰皂或锌皂构成的不溶于水的薄膜,提高了磷化效果。

转子经磷化处理后,接触电阻增加,降低了杂散损耗。据某电机厂试验,一台4P、4千瓦的异步电动机经磷化处理后能使杂散损耗减少47瓦(相当于原损耗的37%),温升和效率也有改善。磷化比氧化膜处理效果好。

●涂覆耐热绝缘涂料

压铸前在槽内表面涂覆或浸渍耐热涂料,国内外已有不少配方。下面是国外某公司的耐热绝缘涂料配方。20千瓦电机转子在涂料中浸10分钟,自然干燥后压铸,可显著减少电机的杂散损耗。

材料和配比:聚乙烯丁醇40克;三聚氰酰胺树脂35克;苯乙烯单体25克;磷锌酸(85%)50克;改性乙醇(乙醇90%,甲醇10%)650克;i丙醇150克。

脱壳处理工艺

脱壳处理是利用铝和硅钢片热膨胀系数不同的特点,将转子加热到540℃左右,保温2~3小时,然后将加热了的转子迅速冷却,使铁心和铝笼条之间形成微小的间隙,即所谓“脱壳”。脱壳可增加接触电阻值。

转子表面焙烧

将精车的铸铝转子用喷灯或乙炔焰焙烧铁心表面,待加热到出现氧化色和受到火焰焙烧的槽口中铝屑发生轻微局部熔化时,立即投入肥皂水中急剧冷却。熔烧的目的是去掉铁心表面和槽口的毛刺以及粘上的铝屑,以加大接触电阻,减少表面损耗。

碱洗转子表面

铸铝转子精车外圆后,进行表面碱洗处理,可腐蚀掉转子表面上由于车外圆而压入铁心中的铝屑,以及与转子槽相连接的铝须,增加笼条和铁心间的接触电阻。

碱洗方法是把浸水后的转子放入浓度为5%的70~80℃的苛性钠溶液中,进行腐蚀,然后在热水中冲洗转子并加以烘干。由于苛性钠已渗入铁心,很难冲洗净。腐蚀时间可根据接触电阻的变化,通过试验确定。

各种工艺方法会对转子的接触电阻增加有一定效果,但实现的程度不一致。相对而言,经磷化处理的转子铁心焙烧后,再碱洗可得到接触电阻30欧姆·毫米2左右的效果。

转子铸铝后再加热到540℃,经车加工再碱洗可达到足够高的接触电阻值。但转子加热到540℃时,很可能由于铝鼠笼机械强度的下降导致铁心变形。

对于浇注前铁心被加热到500℃的转子以及经氧化处理的冲片叠压的转子,虽经碱洗使接触电阻略大,但亦不能显著降低杂散损耗。

上述方法,除磷化处理及而热绝缘涂料已被某些工厂在生产中采用外,其它尚未能推广,因为这些工艺过程对于成批生产的电机,不能认为是经济、方便的处理方法。某电机厂在压铸后立即将转子加热到500℃左右,然后进行热套制,既有脱壳作用,又可利用转子铸铝后的余热,很值得进一步研究。

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