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变频电机对电磁线的要求

Ms.参的一位朋友Z姐打电话,说他们售出的电机批量性出现了匝间故障。Z姐的单位派人售后服务发现,该电机本来是工频电机却被配套到了变频设备上。Z姐的遭遇激发了Ms.参谈谈变频电机对电磁线要求的想法。
变频电机要用特殊的电磁线

运行中的变频电机,因大量谐波与瞬态变化的脉冲电压的冲击作用,会导致电磁线的损坏。因此,电磁线的绝缘性能对变频电机绝缘结构可靠性的影响尤为重要,变频电机应使用防电晕的变频漆包线
变频漆包线,也叫做耐电晕漆包线、抗电晕漆包线,顾名思义就是能够耐得住电晕,延长变频电机使用寿命的一种特种漆包线,主要广泛用于各种变频电机、调速电机、起重电机、电梯电机中。 
IGBT—PWM变频调速装置供电时,电源不可能是纯粹的正弦波,残余的调制脉冲施加到电机端形成高耸的尖峰(高电压峰值)上升时间陡峭,加上输出电压频率可变化或频率极高及电机内部不可避免的局部放电和局部介电加热等因素,对漆包线绝缘漆膜产生严重的破坏,使变频电机在使用时很易匝间击穿。这大大缩短了漆包线的使用寿命,所以必须研制耐电晕漆包线。
变频控制术语解释
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
脉冲宽度调制(PWM),是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制,是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
实践经验分享

功率在300kW以下的变频电机,电磁线厂家推荐采用圆漆包线。而对于圆漆包线的质量,需要特别注意的是电磁线的耐热性、软化击穿、漆膜连续性、介损曲线、耐脉冲电压性能和柔软性。对变频电机用的漆包线,国内目前均已采用专用的特殊漆包线,据悉,其耐脉冲冲击电压性能较Q(ZY/XX)-2提高200倍
按照变频电机的特殊性,电磁线厂家对变频电机用漆包线的漆膜厚度及其均匀程度予以了特别关注。一般来说,对于300kW以上的变频电机,均采用聚酰亚胺薄膜包烧结导线,国外也有专门用于变频电机的耐高频脉冲的聚酰亚胺薄膜包烧结导线,类似的薄膜包烧结导线国内也已开发成功。实践证明,使用变频电磁线制造的变频电机出厂后,情况良好。
变频电磁线运用而生

交流变频电机用耐电晕的漆包线和绕包线以及耐电晕漆包线漆,是近年来机电行业和电磁线行业十分关注的一个热点。我国的交流变频电机自研制开发以来已经有多年的历史了,但是作为变频电机的主要绝缘材料——耐电晕漆包线,国内从98年才开始开发,现在已批量生产。
早期开发耐电晕漆包线和漆的欧美厂商,主要选用钛、铬、硅和铝等金属氧化物的粉末,充填于常用的耐高温漆包线漆中,充分搅拌均匀后就成为耐电晕的漆包线漆。这些金属氧化物的粉末分布在聚合物的分子之间,当溶剂蒸发干燥,树脂完成交联固化后,便被固定地“镶嵌”在聚合物的分子中间,起到有机聚合物的增强剂作用。但缺点也相当明显。

资料显示,这种结构只能提高抗局部放电和耐过电压能力,不能提高电晕起始电压(DIV值)。由于这种漆包线是三涂层,对生产管理也会带来很大的不方便。同时,这种漆包线在使用过程中如果发生拉伸,其抗电晕性能也将会大幅度地下降。如果拉伸5%,耐电晕性能将会下降一半,拉伸10%,寿命将会下降90%。
随着电磁线生产厂家的产品改良,目前的变频电磁线漆性能得到了明显改善,特别是对于当前高效、超高效和超超高效电机的开发适用性极强,既满足了抗电晕的要求,也通过减薄漆膜的方式有效改善了电机绕组的槽满率。

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