工艺:降低电机温升 必须把控好的关键工艺

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工艺:降低电机温升 必须把控好的关键工艺

温升水平是关系到电机产品使用可靠性的重要指标。如若电机温升试验值过于偏低,意味着有效材料消耗过高、制造费用加大;试验值偏高,正常工况下电机容易过热,绕组绝缘过早老化,老化严重到一定程度直接烧毁电机。

实际上,电机设计的重要目标之一,就是以温升控制在一定范围为先决条件,材料消耗尽可能少。这里MS.参结合个人实践工作经验,谈谈电机制造过程中降低温升的具体措施。假定设计参数已经优化到最佳状态,影响电机温升的决定性因素取决于制造工艺水平。

制造过程影响温升的因素‍

绕组浸漆

浸漆不仅加强和固化了电机的绝缘,且浸渍漆通过先进的真空压力浸漆设备,填充了绕组匝间、绕组对地间的空气隙。因绝缘浸渍漆的导热能力远大于空气,电机定子绕组中损耗产生的所有热量,主要是通过绕组绝缘层即浸渍漆传至铁心,铁心直接又将热量传导给电机壳体散发出去。

如果电机预烘温度、漆的粘度和浸漆时间等出现问题,会导致烘干过程中滴漆流失严重、绕组与铁心槽间间隙漆填充不满,出现空隙甚至铁心槽内的绕组没被浸透,引发绕组温度的大幅上升。也正因如此,绕组浸漆工序环节的质量控制,对降低电动机的温升有着十分重要的影响。

定子铁心与机座配合

定子铁心与机座的配合面是传导定子绕组热量与铁心损耗热量的重要途径。若定子铁心与机座之间贴合的足够紧密,会大幅降低相互间热传递的阻力,降低铁心温度。制造过程中常会出现各种缺陷:机座内膛直径出现数据偏差、加工粗糙;定子铁心叠压不齐;浸漆时,铁心外圆表面的残留漆层过厚等等

这些缺陷除严重影响电机的定转子同轴度外,引发的另一致命缺陷就是定子铁心与机座之间的间隙增大,导致热阻增大,致使电机散热困难,造成绕组温度升高。

机座表面处理

电机内部所产生的损耗热量传导到机座表面时,主要由风扇端吹过电机表面空气带走。因此,要想有效控制电机温升,应尽可能提高机座表面散热水平,使热传导能力强的铁质壳体与冷却介质空气尽可能“亲密接触”,或者说隔离层尽可能薄。

这种情况必须格外注意,因为各电机制造厂十分重视表观质量,为看上去美观上档次,刮平的腻子和喷漆漆层比较厚,如此一来确实弥补了壳体表面缺陷,却影响到了机座表面实际散热性能。

电机风扇符合性

风扇作为自扇冷电机的主要风压元件,其尺寸与形状是决定温升水平的关键因素。如若易变性较强的混流式风扇的风叶在堆放、搬运时不慎被碰撞或重压以至弯曲、变形,致使风扇的转角与冲击角被改变,势必会导致电机绕组温升升高。

从设计的角度,同中心高不同极数电机的风扇有一定差异性,若误用上小风扇,其通风散热效果会大打折扣;反之如果误用成大风扇,又会导致电机效率指标的偏离。
双向旋转或旋向不确定的电机风扇叶一般没有方向性,但对于旋向固定的电机一定要保证扇叶方向符合要求。

冲片质量控制

铁心损耗是电机的五大损耗之一,必须严格控制冲片质量,确保叠压系数。主要从以下三方面加以控制:

冲片材质。对于该项要求一方面在于硅钢片供方的选择,确保材料性能得到满足;另一方面还要防止材料使用牌号不符合设计要求。比如说应该用W600的硅钢片却误用成W800片。

冲片毛刺控制。大多数的铁芯生产厂家能将冲片毛刺控制在0.05mm以内,这样能保证铁芯的叠压效果;否则会使有效铁重不足,铁心涡流增大,进而引发铁耗与温升的增加。

铁芯叠压。铁芯叠压后尽力不锉、不磨、不加工和不破坏绝缘氧化膜。该问题在不少的电机厂家都存在,各电机生产企业应针对该问题进行实质性的改进,因为铁芯制造过程的修磨会直接影响到电机的性能,再好的材料如果没有好的生产加工工艺,电机质量控制和改进效果不会很好。

铸铝转子铝的纯度和参数控制

对于铸铝转子用铝,一方面在于铝的采购质量控制,另一方面与铸铝过程熔铝的器具有直接关系。好一些的企业采用陶瓷钳锅,有效保证了铸铝过程铝的纯度;但有的企业则采用铸铁钳锅,该方式下铸铝,每批转子中总有一些转子使用锅内的最后的铝液时出现铝纯度不佳的情况,直接表现为检查试验时电机阻抗大,原因是铁元素含量超标导致槽漏磁增加。

转子铸铝工艺参数主要包括铁心预热温度、铝液温度、浇注速度、离心浇注的转速和压力等;不同的电机厂家这些参数都有一定的差异性,也是厂家相对关键和保密的控制参数。Ms.参曾去参观过一家低压铸铝的企业,该企业设备精良,转子铸造质量非常好,但对于该过程的工艺参数采取了较高级别的保密措施,外来参观人员根本看不到具体的内容。

转子铸铝缺陷控制

应用断条检查装置检查转子是否存在瘦条、断条、缩孔、缩松和气孔等缺陷。对于转子有严重缺陷的转子,电机运行时转子会呈现明显的发兰现象,更为严重的转子铝熔化流出。

电机制造是一项精益求精的生产制造工程,相同的设计方案由不同的电机厂家生产,会出现截然不同的效果;不同的电机生产企业在不同的工艺环节又有其非常独到的优势,集众家之优势做电机精品是新的市场条件下对于电机产品品质的呼唤。

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