电动机-绝缘

绝缘树脂概念

²       绝缘: 漆包线、槽绝缘、绝缘漆、套管等

²       绝缘漆：浸渍树脂（漆）、漆包线漆、表面漆（表面漆≠面漆）

²       所有电机有关的绝缘统称绝缘材料

²       绝缘系统：所有绝缘材料放在一起使用整个马达所达到的绝缘等级。（UL测试）

浸渍树脂（漆）：

²       定义：液体可固化具绝缘性

²       作用：粘结（保护）、绝缘（次要绝缘，电机主要绝缘在漆包线与槽绝缘）

²       性能：工艺性、强度、耐热老化性

²       主要材料：环氧树脂（双酚A、酚醛、溴化）、（不饱和）聚酯树脂、

    改性材料、稀释剂-千变万化产品

不饱和聚酯树脂链上可断开，用固化剂胶粘

除了灌封胶不加稀释剂，其他均要加稀释剂

分类：

²       无溶剂可聚合绝缘树脂

²       有溶剂绝缘漆

绝缘树脂性能

1.工艺性：

²       粘度分为相对粘度和绝对粘度

²       相对粘度：4号杯（涂4杯）

²       绝对粘度：CPS  mpa.s = 1cp    mpa.s是老的表示方法

²       储存性

²       固化性（凝胶时间、厚层固化能力、薄层干燥性）

²       固化物外观（表面、气泡、开裂）

    ☆ 对绝缘树脂考核漆块、漆片的外观。

    ☆ 对绝缘处理后的电机工件，外观绝缘树脂应分布均匀，表面应光滑，漆膜中无气泡、开裂等现象。

2.强度：

²       绝缘强度（电阻、介电、介损）；

²       机械强度（硬度、抗弯、抗冲、抗压）

²       粘结强度（螺管法）：不是越强越好

3.耐热老化性：

耐热等级：等级温度下，电机可正常运行20000小时以上

B=130℃、F=155℃、H=180℃、

N=200℃、R=220℃、C≥240℃

粘度测试设备

涂4号粘度杯                        NDJ-1型旋转粘度计

工艺性

u    固化性能

Ø      胶凝时间  GT

       漆液装入规定的试管中置于产品规定温度的油浴中，开始计时直至试样呈现出初始胶凝状态时为止停止计时器，该时间为胶凝时间。

注意：凝胶≠固化

Ø      厚层固化能力

       10g漆样于45×45×25mm的铝盒中，置于产品规定温度的烘箱内，保持规定的时间，得到一个45×45×4mm的漆块，对此漆块按下述方法判断。

            ☆ 表面状况：S1-表面光滑   S2-表面起皱

            ☆ 底部状况：U1-底部不粘   U2-底部粘

            ☆ 内部状况: I1-内部硬脆  I2-内部硬如角质   I3-内部硬如皮革 I4-内部软如橡胶 I5-内部胶凝状     I6-内部是液体

   I ·1-内部无气泡 I ·2-内部少气泡  I ·3-内部有气泡

  举例：S1，U1，I3·1 

  表示：该漆块表面光滑、底部不粘、内部硬如皮革无气泡

u    表面干燥时间

      将5±0.1克漆样置于直径为75mm，深约8mm的铝盒中布满器皿表面，按产品规定的温度与时间烘焙。

以上方法得到的漆膜是否干燥的判断方法：

      在试样充分冷却后，置于平整光滑的玻璃板上，在靠近试样中心部位一块滤纸（光滑的一面面向漆膜），滤纸上再放一块橡皮片，把500g重的砝码放在橡皮片上。1min后取下砝码和橡皮片，检查试样：

 ☆ 将试样翻转，在轻微的震动下，滤纸在自身重量的作用下从试样上落下，而在试样上没有纤维留下，结果为不粘。

 ☆ 纸粘在试样上，当滤纸被拉下时，有显著数量的纸纤维在试样上，结果为粘。

强 度

u    电气强度(MV/ m)   

Ø      常态

Ø      浸水24h

机械强度

²       硬度：铅笔硬度

²       抗弯：绝缘树脂抗弯曲性能

²       抗拉：绝缘树脂抗拉强度

²       粘结力（螺管法）：采用螺旋管法测试的粘结力

耐热老化性

²       热变形温度、马丁耐热：表征绝缘树脂的软化温度

²       玻璃化温度：从分子级来表征绝缘树脂的耐热性能

按IEC标准进行绝缘树脂的常规老化试验可以得到绝缘树脂的耐热等级：

B=130℃、F=155℃、H=180℃、N=200℃、R=220℃、C≥240℃

在等级温度下，经该树脂进行绝缘处理的电机可以正常工作20000小时以上。

Ø      绝缘树脂耐热等级测试的老化试验方法常用的有以下二种：

绞线对法（TP）：通过老化前后电气强度的变化考核耐热性

螺旋管法（HC）：通过老化前后粘结力的变化考核耐热性

由于采用电磁线做成的绞线对、螺旋管浸漆后作为试验样品因而这种耐热等级都是与电磁线的种类有关。

常见的绝缘处理工艺

²       普通沉浸（浸漆槽、烘箱）

²       连续沉浸（成套的连续沉浸机）

²       真空浸渍（真空浸渍系统、烘箱）

²       连续滴浸（连续自动滴浸机）

²       真空压力浸渍（VPI）（VPI成套装置）

电机绝缘处理应关注的问题
 （与绝缘树脂或绝缘处理工艺有关系的）

n      轴承生锈

    70年代的日本在电机的生产中，由于种种原因曾经发生过大量的电机轴承生锈的问题，甚至成为企业破产原因。国外进口（如美国）的绝缘树脂也有这方面的问题。我国从97年将此问题与绝缘树脂关联起来进行研究。

u    原因：

Ø      固化后的绝缘树脂中有挥发性的酸性或者醛类物质。

Ø      固化后的绝缘树脂中有挥发性的溶剂残留。

u    机理：

      轴承的润滑酯均为能耐高温的脂肪酸铝盐或镁盐，这些润滑酯有特殊的结构，并可在轴承的金属表面形成一保护膜，可以防止水气的侵入、消除转动时的噪音。

   酸性物质会破坏润滑酯具有的上述特殊结构，使润滑酯变硬、发白、降低润滑效果，导致轴承生锈、噪音增大。

   残留的溶剂本身仅对润滑酯有一定的稀释作用，但不会直接使轴承生锈，但是它的存在会促进酸性物质的挥发。

   关于绝缘树脂对轴承生锈的影响，越是高档的轴承，所采用的润滑酯越易受到酸性物质的破坏，越容易产生生锈及噪音增大的问题。

仅从轴承生锈这一点来说，采用烷烃类油脂作为润滑剂的轴承则不受影响。

绝缘树脂对轴承生锈影响的试验

u    试验条件：

Ø      温度：60℃

Ø      湿度：100%

Ø      时间：168小时

u    结果：

Ø      844-B2： 240小时   不生锈

Ø      国外产品：大于72小时 有褐色锈斑

关于电机轴承漆锈的成因说明与预防措施（网络文摘）

1前言

从1994年开始，我们发现了电机用轴承出现的漆锈现象。我们查阅了大量的资料，发现在国内、外电机业中都有发生过。象日本等工业化发达的国家，早在七十年代就出现了漆锈现象。从表面上看越好的轴承越容易发生漆锈。我们通过做了一些试验和分析，对漆锈有了基本的认识，现提出电机轴承漆锈的产生原因和预防措施，供大家参考。

2漆锈的现象与特征

漆锈主要出现在封闭式电机或封闭包装存放电机上。这主要是封闭型电机漆气不易向外逸出的缘故。发生漆锈现象的特征如下：

2.1地域性: 通常在高温高湿的南方地区及沿海地区发生率较高;

2.2季节性：高温闷热季节较易发生；

2.3方向性：靠近转子的轴承端面生锈，另一端面一般不锈；

2.4电机类型：通常为封闭式或封闭式储存电机；

2.5发生漆锈的轴承润滑脂具有一种殊的漆锈味，有时内部生锈比外部严重;

2.6漆锈现象的发生大多出现在使用溶剂型绝缘漆的电机，有时使用无溶剂型漆也会发生（烘干时间不足）。

3漆锈产生机理

漆锈产生受内外综合因素的影响：电机用轴承漆锈是电机定子的绝缘漆挥发出的酸性分子与潮气一起被润滑脂吸收产生反应造成的。与绝缘漆的类型，定子的烘干工艺，电机的保管环境有关。使用氨基或酚基类绝缘漆时，漆在硬化过程中分子链极不稳定会有低分子物质逸出：如甲醛，在温湿度适当的时候，甲醛与潮气中的凝露反应产生甲酸，甲酸会使润滑脂水解，接而腐蚀轴承产生漆锈。

甲醛+水分子（氧基）→ 甲酸+润滑脂（基础油） → 水解 → 腐蚀生锈

4诱发因素

我们在漆锈试验过程中，发现漆锈的严重程度与湿度有紧密关系，一般在70%RH的环境下，极易发生漆锈。这与绝大多数的漆锈都发生在南方或沿海每年雨季的现象相吻合。从目前我们掌握的情况看，诱发的因素有：

4.1气候条件：高温高湿

4.2生产工艺：定子烘干不到位

4.3存放特点：密闭电机或密封包装

4.4漆锈的严重程度：漆的类型及漆基成份和润滑脂的类型有关

5漆锈的预防

综上所述，漆锈的预防必需在其机理上从电机设计与制造、绝缘漆和轴承上加以考虑。现将这些预防措施概略整理如下：

5.1定子烘干工艺一定要保证

5.2当浸漆槽内的漆连续几天不用时要定期做好搅拌工作，否则易结块；

5.3溶剂型绝缘漆，当选用的溶剂不一样时，烘干时间要适当调整。如松香水比二甲苯的固化时间至少多1个小时；

5.4对不同规格电机的定子大小不一样，工艺时间也要适当调整；

5.5为保证使用的定子漆气完全释放，定子在使用过程应做到先进先出原则，让定子烘干后自然通风一段时间；

5.6尽量使用环氧类无溶剂型绝缘漆：因为它属低分子酸相对稳定，而且这种漆在生产过程是否已烘干也较易判断（因为它是从内往外干的，表层干了内部也就干了，不象氨基漆是从外表层往里干的，容易造成假象产生误判）；

5.7在存放过程避免完全密封，尽可能地通风。对较潮湿的库房地面要打托盘并不要紧挨墙壁和墙角以保证通风；

5.8在润滑脂选用时，对轴承噪声和起动力矩要求不高的场合，尽量选用以矿物油为基础油的润滑脂。

6推荐选用产品  环氧类无溶剂型绝缘漆

匝间击穿现象分析：

电机定子或转子在进行绝缘处理后有时会有匝间击穿的情况出现，

引起这一情况的原因有很多，其中也有与绝缘树脂有关的。

我们认为由绝缘树脂引起的匝间击穿是一个绝缘树脂与电磁线的相

容性问题，通过在多家电机公司的现场试验，我们发现质量较好的

F级以上的电磁线基本很少有此类情况出现；质量不太好或者质量

不太稳定的电磁线出现的几率较大，这也可以通过对绝缘树脂的改

进来解决，要做到电磁线与绝缘树脂通过绝缘处理达到一个总的平

衡，使绝缘处理后电磁线的漆膜不受到损伤。

n      绝缘处理工艺的影响：

电机定子转子在进行绝缘处理时，所使用的设备、参数的设置都会

影响绝缘树脂的固化程度，只有合适的工艺才能保证绝缘树脂能够

达到一定的固化程度，性能达到设计要求，才能杜绝电机工件绝缘

处理后不会产生因绝缘树脂而引起的轴承生锈及匝间击穿情况。

n      气味：

1.使用时设备周围 2.绝缘处理后电机工件

绝缘树脂：固化体系平衡、减少各种杂质、使用水溶性漆、采用无气味材料。

生产环境：绝缘处理设备的密封性、车间内设备周围的排风情况。