耐電暈漆包線

    隨著工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)需求的不斷增加，以及電子技術(shù)的快速發(fā)展，采用交流變頻調(diào)速的感應(yīng)電機(jī)受到廣泛的應(yīng)用。與機(jī)械變速和直流調(diào)速等技術(shù)相比，交流變頻調(diào)速有以下優(yōu)勢(shì)。

1、使用方便，不容易出現(xiàn)故障，且維護(hù)和維修都很簡(jiǎn)單，有利于控制生產(chǎn)工藝及提高質(zhì)量。

2、對(duì)于使用場(chǎng)合沒有限制，運(yùn)行效率高，節(jié)電顯著

3、相對(duì)于直流電機(jī)，交流電動(dòng)機(jī)的價(jià)格低，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小，投資費(fèi)用少，成本低。

4、交流電動(dòng)機(jī)的單機(jī)容量高，具有恒轉(zhuǎn)矩、恒功率調(diào)速的特性。可數(shù)字控速，低噪音。

5、可實(shí)行無沖擊電流啟動(dòng)和快速制動(dòng)。

    因此，變頻電機(jī)在礦山、冶金、電力、運(yùn)輸，家電、軍工等方面均有廣泛的應(yīng)用前景，并逐步取代機(jī)械變速和直流調(diào)速，是我國(guó)重點(diǎn)推廣的十大高新技術(shù)之一。 

用于激勵(lì)變頻電動(dòng)機(jī)的電壓不是普通的正弦波，而是頻率可變的方波脈沖電壓，特別是現(xiàn)在大部分變頻調(diào)速系統(tǒng)采用的IGBT器件，在電動(dòng)機(jī)輸入端會(huì)產(chǎn)生附加的脈沖電壓“上沖”。據(jù)有關(guān)報(bào)道，電壓“上沖”峰值通常為電極額定輸入電壓的2-3倍甚至更高。在變頻調(diào)速系統(tǒng)，產(chǎn)生的尖峰電壓直接加在漆包線線圈上，特別是當(dāng)漆包線相互接觸時(shí)，高電壓使得兩條漆包線之間的空氣發(fā)生電離，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的局部放電，在加上周圍溫度的變化，使絕緣層發(fā)生物理和化學(xué)變化，慢慢失去絕緣作用，甚至被擊穿。這大大縮短了漆包線的使用壽命，所以耐電暈漆包線的研制成為各國(guó)漆包線研究的方向和課題，在這方面歐美等國(guó)走在前面，并取得了突破。

美國(guó)Phelps Dodge公司于1995年首次推出了中間加屏蔽層的聚酯亞胺/聚酰胺酰亞胺三涂層漆包線，屏蔽層是摻有鈦、硅、銻、鉻等固態(tài)金屬化合物的有機(jī)涂層。這種有金屬有機(jī)物的屏蔽層，可捕獲來自放電的電荷，并通過高導(dǎo)電率的屏蔽層使積聚的電荷沿表面擴(kuò)散，大大提高漆包線的耐電暈性能。通過與普通漆包線比較，表明在變頻試驗(yàn)條件下試驗(yàn)壽命（試樣失效時(shí)間）可延長(zhǎng)20~30倍。但是含有無機(jī)添加劑的漆包線的缺點(diǎn)，是機(jī)械性能有限，在繞線圈和嵌電機(jī)過程中漆包線不可避免會(huì)拉伸。對(duì)于這種拉伸，Metzler和Hake進(jìn)行了壽命試驗(yàn)，這種變頻線在拉伸10%后，抗變頻脈沖試驗(yàn)壽命下降90%以上。

1998年德國(guó)Herberts公司從改善漆包線局部放電性能出發(fā)研制了新的耐電暈漆包線漆。該漆包線耐電暈試驗(yàn)壽命是普通漆包線的 65倍，拉伸10%后，抗變頻脈沖試驗(yàn)壽命下降約25%。

1999年美國(guó)Phelps Dodge公司又利用納米技術(shù)細(xì)化有機(jī)涂層，改善了漆包線附著性，基本穩(wěn)定了目前變頻漆包線的主流特性，沿用至今。

   納米粒子在提高耐電暈性能方面的作用不是單一的，而是電場(chǎng)均勻化、電子及紫外線屏蔽、熱穩(wěn)定等多種效應(yīng)共同作用的結(jié)果。株洲時(shí)代新材料研究表明納米填充漆包線經(jīng)電暈放電破壞后，析出的納米微粉層能改善間歇中的電場(chǎng)分布特征，并通過電動(dòng)力的作用自適應(yīng)遷移使間隙的電場(chǎng)分布趨于均勻化。納米層在絕緣表面形成電子屏蔽層，可捕獲來自放電的電荷，并通過高導(dǎo)電率的納米微粉層使積聚的電荷沿表面擴(kuò)散。這一納米微粉層還能吸收來自電暈放電且對(duì)絕緣有光化學(xué)降解作用的紫外線，將光能轉(zhuǎn)化為熱能后通過良好的導(dǎo)熱性擴(kuò)散掉，從而起到紫外線屏蔽效應(yīng)。

    面對(duì)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)國(guó)內(nèi)諸多企業(yè)也紛紛起動(dòng)憑借國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用進(jìn)口的漆開發(fā)了高頻電機(jī)用漆包線。國(guó)內(nèi)有關(guān)的研究機(jī)構(gòu)上海電器所、上海電纜研究所也不同程度的開展了研究工作從研究絕緣漆開始籌建試驗(yàn)基地制訂線和電機(jī)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。工作都在相繼的進(jìn)行著并取得了一定成效。

變頻電機(jī)用漆包線國(guó)內(nèi)通過幾年的努力已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。例如家用電器市場(chǎng)上很熱門的變頻空調(diào)、變頻冰箱發(fā)展甚快但是不是已經(jīng)用上變頻漆包線還不得而知。但可以肯定的是冶金、軋鋼、礦山、鐵路 、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)用的大功率變頻電機(jī)已經(jīng)采用或準(zhǔn)備采用變頻電機(jī)漆包線而但大部分還是從國(guó)外進(jìn)口。

參考資料

1、陳慧民，鄭啟榮。適用于變頻電機(jī)的新一代漆包線的發(fā)展

2、王文進(jìn)，李鴻巖，楊名波，姜其斌 200級(jí)耐電暈漆包線的研究

3、徐桂城，王保保  變頻漆包線耐電暈測(cè)試系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)