耐電暈漆包線

耐電暈漆包線

    隨著工業生產和社會需求的不斷增加，以及電子技術的快速發展，采用交流變頻調速的感應電機受到廣泛的應用。與機械變速和直流調速等技術相比，交流變頻調速有以下優勢。

1、使用方便，不容易出現故障，且維護和維修都很簡單，有利于控制生產工藝及提高質量。

2、對于使用場合沒有限制，運行效率高，節電顯著

3、相對于直流電機，交流電動機的價格低，而且結構簡單體積小，投資費用少，成本低。

4、交流電動機的單機容量高，具有恒轉矩、恒功率調速的特性?？蓴底挚厮?，低噪音。

5、可實行無沖擊電流啟動和快速制動。

    因此，變頻電機在礦山、冶金、電力、運輸，家電、軍工等方面均有廣泛的應用前景，并逐步取代機械變速和直流調速，是我國重點推廣的十大高新技術之一。 

用于激勵變頻電動機的電壓不是普通的正弦波，而是頻率可變的方波脈沖電壓，特別是現在大部分變頻調速系統采用的IGBT器件，在電動機輸入端會產生附加的脈沖電壓“上沖”。據有關報道，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。在變頻調速系統，產生的尖峰電壓直接加在漆包線線圈上，特別是當漆包線相互接觸時，高電壓使得兩條漆包線之間的空氣發生電離，會產生嚴重的局部放電，在加上周圍溫度的變化，使絕緣層發生物理和化學變化，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漆包線研究的方向和課題，在這方面歐美等國走在前面，并取得了突破。

美國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、鉻等固態金屬化合物的有機涂層。這種有金屬有機物的屏蔽層，可捕獲來自放電的電荷，并通過高導電率的屏蔽層使積聚的電荷沿表面擴散，大大提高漆包線的耐電暈性能。通過與普通漆包線比較，表明在變頻試驗條件下試驗壽命（試樣失效時間）可延長20~30倍。但是含有無機添加劑的漆包線的缺點，是機械性能有限，在繞線圈和嵌電機過程中漆包線不可避免會拉伸。對于這種拉伸，Metzler和Hake進行了壽命試驗，這種變頻線在拉伸10%后，抗變頻脈沖試驗壽命下降90%以上。

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

1999年美國Phelps Dodge公司又利用納米技術細化有機涂層，改善了漆包線附著性，基本穩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，而是電場均勻化、電子及紫外線屏蔽、熱穩定等多種效應共同作用的結果。株洲時代新材料研究表明納米填充漆包線經電暈放電破壞后，析出的納米微粉層能改善間歇中的電場分布特征，并通過電動力的作用自適應遷移使間隙的電場分布趨于均勻化。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，并通過高導電率的納米微粉層使積聚的電荷沿表面擴散。這一納米微粉層還能吸收來自電暈放電且對絕緣有光化學降解作用的紫外線，將光能轉化為熱能后通過良好的導熱性擴散掉，從而起到紫外線屏蔽效應。

    面對國外的先進技術國內諸多企業也紛紛起動憑借國外的經驗應用進口的漆開發了高頻電機用漆包線。國內有關的研究機構上海電器所、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基地制訂線和電機的相關標準。工作都在相繼的進行著并取得了一定成效。

變頻電機用漆包線國內通過幾年的努力已取得了長足的進步。例如家用電器市場上很熱門的變頻空調、變頻冰箱發展甚快但是不是已經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 、運輸等行業用的大功率變頻電機已經采用或準備采用變頻電機漆包線而但大部分還是從國外進口。

參考資料

1、陳慧民，鄭啟榮。適用于變頻電機的新一代漆包線的發展

2、王文進，李鴻巖，楊名波，姜其斌 200級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試系統的研究與實現