为什么自溶性漆包线没有被电机制造业广泛应用

点击:879 日期:2020-12-18 选择字号:
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为什么自溶性漆包线没有被电机制造业广泛应用

"西门子电机"选材

清漆(凡立水)为漆包线圈固定最常使用的黏着剂,其使用极为费事和麻烦,需先涂抹或浸泡后,再经长时间之烘烤或爆晒方可固定成型,且十分容易造成室内环境不佳,导致气味难闻及空气污染等。

密闭空间内任其挥发,达到一定浓度后,自燃危险系数非常高。传统所采用之溶剂成分不符合国际环保法规,被国际电机行业所禁止使用。目前符合法规之环保型清漆,使用上的不便性依然存在,且成本较高。为改善清漆使用上的种种困扰,可选择自溶性漆包線,作为漆包线圈固定用之材料。

自溶性漆包线结构自溶性漆包线具有三层结构,分別为铜导体层、绝缘层与自溶胶层,比传统漆包线增加一层披附物。在相同的漆包线外径和电机槽满率不受影响的情况,可考虑用自溶性漆包线,但是需考虑漆包线间的层间绝缘效果,绝缘层可能有所降低,需在自溶胶层与绝缘层厚度之间权衡。若线圈层数过多时,则自溶胶层就会变薄,需要考虑有足够的胶层固定漆包线,保证层间绝缘层的效果。

上图自溶性漆包线有绝缘厚度,再加上一层自溶胶,层间绝缘强度仍可保持持相同水平。当外径会增加,导致槽满率上升,会产生耐压和制造困难的问题,现有处理是在外径不变的条件下,考虑降低自溶胶层厚度。黏着方式选择自溶性漆包线具有三种黏着方式可供选择,分別为溶剂、通电及热风,其中溶剂可视为化学作用,而通电及热风视为加热固定法。

溶剂式:溶剂为甲醇或酒精,与自溶层接触后,产生化学反应而具黏著性,待风干后固定。若将漆包线圈浸泡于溶剂中,則需注意时间掌控,若超时则黏着层会溶解于溶剂中;若浸泡時间太短,则仅表面具黏着效果。现行制作方式制作线圈时,将自溶性漆包线先沾上溶剂,再卷绕成型固定,这一制程可減少溶剂挥发量,避免自溶胶水溶解与溶剂中。

热风式:由外部提供热源使自溶性漆包线之自溶胶水达到熔点,产生黏着效果。该方法十分简单,大多使用热风枪或烤箱制作,将温度设定熔点温度进行烘烤即可。

与电通电式:由高温使自溶胶水产生黏性,与热风式较不同为热源是由铜导体直接产生;通过输入电流产生的导通损耗转化为热能,对线圈直接加热,可用较少的能量达到相同温升之效果。通电式黏着方式使用技巧通电式由输入电压,使线圈自行产生温升效果,要输入多大的电压?何时会达到自溶较之熔点温度?要经由反复的试验以获得结果。对线圈温度判断方式,可观察电源的电流变化,即可确定漆包线是否已达到自溶胶水熔点温度。电阻值变化分析:铜的绝对温度为零下234.5℃,此时,铜导体的电阻值为零,随着温度增加使电阻值按比例增加,铜导体电阻值与温度存在线性关系,公式如下:

由上公式可轻易判断温升后之电阻值,例如目前室温为20℃,线圈电阻值为100Ω,要将自融性漆包线升至180℃以上,使自溶胶水达到熔点,則温升后电阻值为162.87Ω。输入电压之选择,输入电压越高,温升所需時间越短,固化速度就越快,输入电压越低,则反之。槽满率测试线材规格如下所示,以电机常用之2种漆包线进行比较,自溶线A为外加自溶胶层线材,自溶线B为绝缘层较薄之线材,自溶线C为外径为标准的线材。由此四种规格差异进行比较可知,槽满率受到漆包线完成外径增加而上升,绝缘耐压值会有一定程度下降。

层间绝缘测试下表中面积比及面积差部分可知,自溶线C用较薄之绝缘层和自溶层,导致其线圈圈特性与标准漆包线有明显差异,表示此线材所卷绕之线圈电感值有差异性,不代表无法使用。就电暈部分,其层间耐压强度仍属安全,无线圈间跳电之情況,无需担心心短路。

固定效果下图为自溶性漆包线固定后的图片,可观察到在线圈最外侧會有部分未黏着线段,采用较厚之自溶胶层及延长加热时间可改善这一现象,但仍无法达到完全黏着效果。主因为最外侧线圈紧密度不足,且直接与空气接触,导致温度较低而影响黏着效果。

结论电机线圈固定需要有提高产品合格率、增加使用产品寿命、提升散热效果及改善噪音等效果,传统的清漆制程已逐渐淘汰及改良,无论采用塑料端盖、塑胶包射及自融性漆包线都可作为取代方案,新方案往往需要提供更快更省成本之效益。自溶性漆包线在增加成本的情况下,线圈的固定效果仍需要改进,因此,目前自溶性漆包线没有被电机制造业广泛应用。其使用经验及技术的发展,仍有待电机制造业共同努力研究。

END

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