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1、上海电动工具研究所 培训教材 - 1 -滴漆绝缘处理工艺电动工具在使用时起动频繁，空载转速高，一般在 2 万-4 万转/ 分，有的甚至于更高，经常会发生突加负载卡住，甚至堵转的情况。电动工具串激电动机结构有时瞬时温度可达 200以上，同时在使用时还会引起剧烈振动，这种在高温高转速下产生的高离心力、剧烈的振动和瞬时热冲击，对电动工具电动机绝缘结构提出了要耐振动、耐冷热冲击、耐高温等要求，以保证电机的正常运行。电机从绕制线圈开始，直到装配出成品都牵涉到绝缘工艺。电机绝缘一直是电机生产中的重要环节。根据生产经验电机绝缘结构一旦确定后，电磁线、引出线、轴绝缘、槽绝缘、匝间绝缘、接线板等部件，若选用得当
2、，一般较少出故障。若绝缘处理过程中由于绝缘漆选用不当或绝缘漆质量不稳定，或没有按绝缘处理工艺严格操作，一般来讲出现的问题较多，且具体表现也多种多样，有的问题当时不易发现，直到装成整机后或货到客户时才出现，这将给企业带来很大损失。因此，绝缘处理工艺设计人员、工艺人员和操作人员，在选材料、工艺操作时都应对这一环节引起足够的重视。绝缘处理是把一定量的绝缘漆、胶等浸渍剂，填充绕组绝缘层间和槽内空隙，使整个绕组绝缘粘结成一个整体。经处理后的工件表面形成一个致密、光滑的完整连续漆膜。由此提高整个绝缘结构的耐热性、导热性、电气强度、机械强度和耐环境介质侵蚀性等。根据产品不同的使用条件和绝缘结构选用不同的绝缘
3、处理工艺。本教材主要是介绍适用于电动工具串激电机（以下简称电机）的绝缘处理材料及转子滴漆相关工艺内容。一、 电机对绝缘漆的要求1. 电性能要求对电动工具而言主要是漆的电气强度（E） 、绝缘电阻系数（ v、 s）二项指标。对这二项指标目前我国生产的绝缘漆都能满足要求。2. 机械性能对电动工具而言，它受到振动力、冷热冲击力、旋转离心力作用，瞬时温升高。因此，它要求绝缘漆有良好的粘结力。特别是高温下（如 155或 200）粘结力要强，材料本身热变形温度要高，能在高温下保持足够的冲击强度和韧性，以保证电机运行时在激烈的机械应力作用下安全工作并具有持久的寿命。浸透性在浸渍漆方面是很重要的。渗透能力差的漆
4、浸渍线圈极易造成深处无漆，使深处的其它绝缘材料的性能得不到改善，易造成弱点，而引起击穿或缩短寿命。一般来说聚合过度（用肉眼观察即粘度变大）或使用不适当溶剂的漆其渗透性差。对某些要求槽满率高的，又采用直径小的漆包线（例如 0.20mm 以下）的转子更是对漆要求有好的渗透性。3. 热性能上海电动工具研究所 培训教材 - 2 -电动工具在工作时，随着温度上升高分子材料会产裂解、水解、氧化，因而使材料变硬发脆，以及出现裂纹等现象，导致绝缘电阻、电击穿强度、机械强度降低，应力变形等增大。因此提高绝缘材料耐热性能，对保证电机安全运行、提高电机功率具有重要意义。评价漆膜热性能的方法有很多种，如热弹性、温度指
5、数等。其中温度指数是国际电工委员会推荐表示绝缘材料长期耐热的能力，具体的是用数字来表示它的级别。如上海电动工具研究所生产的 DF-201 无溶剂绝缘漆温度指数为 180 级，是指该漆在试验的热寿命图上寿命为 20000 小时的温度为 180。即可在 180下使用 20000 小时。对于电动工具而言，因出口到美国、欧洲等国家较多，漆的温度指数大部分都委托美国 UL（美国认证实验室）公司进行，从美国 UL 试验得到材料温度指数证书，以便有关产品可销往美国等国家。4. 物理性能要求粘度适中，以便渗透和适当的挂漆量；固体含量要大，尽可能降低溶剂的比例和挥发；吸水性小；色择浅；漆膜耐冷热冲击性能好等。5
6、. 化学性能由于绝缘漆使用场合不同，须考虑耐湿热气候，耐溶剂及与其它绝缘材料的相容性能等。6. 工艺性能由于绝缘漆不是最后成品，它需要在电机制造过程中浸渍定子、转子，然后再固化，才能在电机中发挥其应有作用。由于电动工具生产量大，要求浸渍转子、定子时，固化速度要快，这样才能保证快节奏的生产。而固化速度和漆的储存期（使用期）是一对矛盾体，要固化速度快，储存期（使用期）必定短，要储存期（使用期）长，固化速度必定慢。为解决此矛盾，目前市场供应的滴浸漆大部份都以漆基和固化剂分装的双组份形式供货。使用时，双组份按规定的比例混合后再使用，因些要求双组份绝缘漆配制好后使用期长、渗透性好，但又要流失少，不对其它
7、材料如铜线存在有害影响。7. 技术经济的合理性、先进性电动工具是量大面广的类同于家用电器类的产品，材料成本直接影响到产品价格。因此，在保证产品具有一定先进性指标下，必须考虑经济性，否则产品因其价高而缺乏竞争能力。8. 环保要求近年来欧盟对中国出口的电动工具材料，提出了限制使用有害化学物质的RoHS 指令，并要求强制执行。RoHS 指令从 2006 年 7 月 1 日起执行（欧盟 TTI 集团决定提前到 2005 年 12月 31 日） ，指投放于欧盟市场的新电子电气设备中，以下六种有害物质在产品中的含量应符合以下要求：上海电动工具研究所 培训教材 - 3 -Cd(镉)100ppmPb(铅)10
8、00ppmHg（汞）1000ppmCr6+(六价铬)1000ppmPBB（聚溴联苯）1000ppmPBDE（聚溴二苯醚）1000ppm这就要求绝缘漆制造厂家在原材料采购、生产流程等方面禁止混入以上六种有害物质，并向用户提供“合格声明”和 SGS 测试报告。电机制造厂家在选用绝缘漆时应向绝缘漆制造厂家索取“合格声明”和 SGS 测试报告。二、 绝缘处理的目的虽然电机的线圈与其它部件在制成定子、转子时，已具有一定的绝缘能力，如漆包线是由漆膜作导线绝缘；铁芯槽内有槽绝缘等。但漆包线上薄薄的一层漆膜作为导线绝缘，非常薄弱，易受损伤，且漆包线、槽绝缘、槽楔相互移动，电机在启动运行和停止时，绝缘材料要承受
9、电磁振动和机械振动的冲击，还要受到空气中潮气、灰尘、盐雾、和工作环境中腐蚀气体或液滴的浸蚀，并经受运行时发热条件的老化，电机在这种条件下要正常工作，必须将线圈与其相邻部位用绝缘漆浸渍，使导线、槽绝缘等绝缘部件用绝缘树脂包封成为密实坚固的整体。从电动工具用户调查中得出：电机在使用中出现故障最多的是绕组击穿、绕组短路、绕组断路、绕组烧坏等，这些都属于电机绝缘问题。电机寿命的长短主要取决于绝缘质量，而电机绝缘质量的好坏，除了和电机绝缘结构有关外，还和电机绝缘处理有关。绝缘结构属于设计问题，绝缘处理属于制造工艺问题，因此为了保证电机长期可靠运行，绝缘结构一旦设计定型，绝缘处理就是电机制造中一个关键环节
10、。通过绝缘处理可达到以下目的：1. 提高电机绝缘的耐潮性能任何绝缘材料在潮湿的空气中或多或少总要吸收潮气。如电工纸板等，空气中的水分容易沿着毛细管渗入绝缘材料内部，这样绝缘材料的性能就显著下降。而绝缘处理将绕组、线圈的表面结成一层光滑的无针孔的漆膜或绝缘封闭层，就可以大大减少潮气入侵，从而电机的防潮性能得到提高。2. 提高了电机绝缘的耐热性电机绝缘材料在未浸渍绝缘漆以前，材料受热后其内部就分解出气体水分子等低分子物质，并伴有氧化作用发生，材料性能发生变化，如机械强度下降、耐潮性降低、材料变脆，相继电气性能如绝缘电阻、击穿电压降低，这种现象称为绝缘材料的老化，但绝缘处理后绝缘材料和空气的接触面积
11、大大减少，氧化的速度大为降低，在同样的使用寿命下，电机的使用温度可以提高。因此说，提高了电机绝缘的耐热性。3. 提高了电机的导热性电机绝缘层有大量的空气隙，而空气隙的导热性较低，空气隙中充满了浸渍漆料后，由于浸渍漆和灌注体比空气隙的导热性好，因此电机、电器绕组相应提上海电动工具研究所 培训教材 - 4 -高了热的传导，这样电机的温升就会大大降低，实验数据表明温升可降低 10-20%。4. 提高电机绝缘的电气性能和机械性能电机绕组和线圈经绝缘处理后，绕组和铁心粘结成一个坚固整体，漆膜将绕组内部和槽口内部的空隙充满，在绕组端头部形成一定厚度的绝缘层，其内部无空隙，水分不易进入，因此绝缘电阻和击穿电
12、压都有所提高，同时绕组与铁心无相对移动，有足够的机械强度来抵抗外部的震动和应力，并承受电机装配过程中的机械撞击，因而避免了机械作用的损伤。电机绕组经浸渍之后，绕组绝缘系统与铁芯形成了一个坚固的整体，降低了由于电机在运行中产生的机械振动和电磁力振动的影响，在机械上起到加固作用，避免导线之间或导线与铁芯槽壁之间因振动松散、位移磨擦而损伤绝缘结构。电机内部的有机绝缘材料，经过浸渍处理后不仅提高了耐热性和电性能，同时也改善了绝缘材料本身的机械强度。因为绝缘材料受热时，材料会发生变化，分解释放出气体、水分与碳质，材料就失去柔韧性，但经过浸渍处理，在热态下裂解、水解等过程即可大大延缓，材料的机械柔韧性得以
13、长期保持，同时绝缘漆所形成的漆膜在热态下有一定的弹性和粘着性，使材料之间的结合力加强，形成一个坚固的整体，大大提升了体系的强度。5. 提高耐化学腐蚀性能电机经浸渍处理之后，能防止绝缘材料与电机周围的各种溶剂和有腐蚀性化学药品的直接接触，这样可以提高电机耐化学物质的稳定性，由于绝缘包封，隔断了与外界异物的接触，提高了绕组的稳定性，选用合适的材料还能使绕组绝缘具有防霉、防油污、防电晕、阻燃等性能。三、 电机定转子的绝缘处理1. 电机转子用漆目前转子用漆主要是环氧和不饱和聚酯两种类型的无溶剂漆，现以上海电动工具研究所生产的绝缘漆为例，对以下三种转子漆的技术指标、配方及不饱和聚酯型与环氧型漆的对比进行
14、介绍：（1）几种漆的技术指标：A UP-850#不饱和聚酯滴浸漆技术指标：序号 项目名称 指标1 外 观 棕黄色均匀液体， 无机械杂质2 粘度（ mPas，232） 8003 凝胶时间（1302，试管法） 13min4 厚层固化能力（10g 漆，1302，2h） 符合 S1、U1、I2.1 均匀常态 20MV/m232浸水 24h 后 20MV/m5 工频电气 强度1802 20MV/m上海电动工具研究所 培训教材 - 5 -常态 110 14m232浸水 24h 后 110 13m6 体积电阻 系数1802 1 109m7 适用期（25） 7 天8 固化条件(130下烘焙) 11.5h9 耐
15、热等级/ 180B DF-201#环氧型无溶剂绝缘漆（DF-201，DF-201C，DF-201E,DF-201H）技术指标：序号 项目名称 指标1 漆液外观 淡黄色或淡棕色透明液体， 无机械杂质和不溶解粒子2 固化后漆膜外观 淡黄色透明固体，无机械杂质3 固化中的挥发份（130 /1h） 2.5%4 凝胶时间（1302） 36min5 体积电阻系数（常态） 1 1012.m6 工频电气强度（常态） 20 MV/m7 贮存期（室温、分装） 6 个月8 适用期（甲、乙组份混合后，30以下） 8h9 耐热温度（） 180C DF-201-2 聚酯改性环氧无溶剂绝缘树脂序号 项目名称 指标1 漆液外观 淡黄色或淡棕色透明液体，无机 械杂质2 起始混合粘度（232） 200800 mPas3 固化中的挥发份（ 1302/1h） 5%4 凝胶时间（1302, 试管法） 25min5 体积电阻系数（常态） 1 1012.m6 工频电气强度（常态） 20 MV/m7 贮存期（室温、分装） 6 个月8 适用期（甲、乙组份混合后，30以下） 8h9 耐热温度（） 180D DF-201#3(加填料环氧型)无溶剂绝缘漆/包封料技术指标：序号 名 称 指
