專(zhuān)利名稱(chēng)：電機(jī)槽楔磁性材料及其制備和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子槽口內(nèi)形成磁性槽楔的可塑性材料及其制備工藝方法，以及在電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子槽口內(nèi)中用這種材料形成磁性槽楔的方法。
眾所周知，異步電動(dòng)機(jī)由于槽齒的存在，帶來(lái)了氣隙磁導(dǎo)的不均勻性，引起磁導(dǎo)諧波，從而增加電機(jī)轉(zhuǎn)子表面損耗和轉(zhuǎn)子齒脈振損耗。由于這種損耗是在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的，故鼠籠式電機(jī)，特別是鑄鋁轉(zhuǎn)子電機(jī)更為嚴(yán)重。這種電機(jī)定子氣隙磁導(dǎo)諧波在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生的鐵耗和轉(zhuǎn)子齒脈振鐵耗有的超過(guò)電機(jī)基本鐵耗的2倍以上。由于這種鐵耗的增加，不僅降低電機(jī)效率，同時(shí)出現(xiàn)溫升增高、噪音增大和起動(dòng)特性惡化等不良現(xiàn)象。為降低電機(jī)的自身?yè)p耗，提高電機(jī)效率，目前廣泛采用磁性材料做成的磁性槽楔。對(duì)于大中型高壓電機(jī)，目前大都采用模壓成型的磁性槽楔。但這種模壓成型磁性槽楔在電機(jī)使用過(guò)程中容易出現(xiàn)“脫楔”現(xiàn)象。對(duì)于小型低壓電機(jī)來(lái)說(shuō)，這類(lèi)電機(jī)的槽孔形狀復(fù)雜而斷面很小，難以使用模壓成型磁性槽楔。
日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)JP-59-21245記載的一種電機(jī)磁性槽楔是先向定、轉(zhuǎn)子槽口內(nèi)注入液狀或油灰狀磁性填充料，然后硬化而得磁性槽楔。所用磁性材料包括磁粉、樹(shù)脂、樹(shù)脂硬化劑以及無(wú)機(jī)填料和硬化促進(jìn)劑等。但其所能達(dá)到的節(jié)能效果還不太理想。中國(guó)專(zhuān)利85108166記載一種用于在電機(jī)定、轉(zhuǎn)子槽口內(nèi)形成磁性槽楔的可塑性磁性材料及其使用方法。這種磁性材料組成中55-85%(重量)為磁性組分、7-15%(重量)為環(huán)氧樹(shù)脂組分，余量為硬化劑和溶劑，硬化劑為烏洛托品或三乙撐四胺。烏洛托品為晶體狀，作為樹(shù)脂固化劑時(shí)需用溶劑溶化，使用時(shí)有刺激味且有毒;而且它是一種熱固性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，要在常溫3小時(shí)+80-100℃4-5小時(shí)左右才能得到好的固化結(jié)果，因而操作工藝比常溫固化麻煩。用三乙撐四胺作為環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，具有可操作時(shí)間太短的缺點(diǎn)，往往混合好的磁性材料來(lái)不及抹壓入槽完已表面硬化而不能使用。
本發(fā)明的目的在于提供一種能使電機(jī)性能指標(biāo)得到進(jìn)一步改善和使用操作簡(jiǎn)便的可塑性磁性材料及其制備工藝和使用方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是可塑性磁性材料的組成中50%-90%(重量)為磁性組分，6-16(重量)為環(huán)氧樹(shù)脂組分，余量為環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，環(huán)氧樹(shù)脂固化劑為液態(tài)的改性芳香胺類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂固化劑。這種固化劑是市售的、由上?；瘜W(xué)試劑研究所出品的ZD-1090液態(tài)改性芳香胺類(lèi)固化劑。此固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂配合，具有優(yōu)良的電氣性能、機(jī)械性能和耐熱性能，產(chǎn)品又具有良好的工藝性能，是眾多環(huán)氧固化劑中的一個(gè)優(yōu)良品種。此固化劑的主要指標(biāo)①外觀透明紅棕色液體，②粘度在25℃時(shí)，＜800厘泊，③比重在20℃時(shí)，1.20±0.05，④氨當(dāng)量55～60，⑤可使用時(shí)間在25℃下，6小時(shí)，⑥凝膠時(shí)間在75℃下，70分種。此固化劑特點(diǎn)①使用寬容性大，可以在不同溫度條件下固化環(huán)氧樹(shù)脂與本固化劑配比為100∶28～32(重量)時(shí)，常溫30°，22～24小時(shí);中溫65℃，4～5小時(shí);高溫90℃，1～2小時(shí)，②粘度小，使用期長(zhǎng)本固化劑和樹(shù)脂混合相容性好，配合粘度低，無(wú)熱反應(yīng)產(chǎn)生，倍增粘度時(shí)間為6小時(shí)以上，提供了充足的施工時(shí)間;③揮發(fā)性小，毒性低本固化劑比一般胺類(lèi)固化劑小得多，無(wú)刺激性氣味，蒸汽壓很低，因而工作環(huán)境較好，有利于操作人員的身體健康。此固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂混合成固化物的性能體積電阻率(25℃Ω-cmOC-500V＞1015，介質(zhì)損耗角正切1KC＜0.003，1mc＜0.01，介電常數(shù)ε1Kc3.5，1mc3.3，馬丁耐熱℃＞100，硬化收縮率%＝0.4，吸水率＜0.4，沖擊強(qiáng)度KGcm/cm2＞18，彎曲強(qiáng)度KG/cm2＞1300。
本發(fā)明提供的可塑性磁性材料中，磁性組分含量為50～90%(重量)。對(duì)于不同槽型的電機(jī)需要不同導(dǎo)磁率的槽楔材料，可以在所述磁性組分含量范圍內(nèi)調(diào)節(jié)其含量而達(dá)到所需的不同導(dǎo)磁率。對(duì)于低壓微型電機(jī)，建議采用磁性組分含量為50～55%(重量);對(duì)于高壓大型電機(jī)，建議采用磁性組分含量為85～90%(重量)。所采用的磁性組分為還原鐵粉、或者鐵基非晶體合金粉、或者還原鐵粉與鐵基非晶合金粉的混合粉，其粒度不超過(guò)105微米。
為了達(dá)到各種工藝條件的磁性材料最佳稠度，可以加入適量的石英粉來(lái)調(diào)節(jié)磁性材料的稠度，也可加入適量的石英粉來(lái)稠節(jié)磁性材料的稠度，也可在電機(jī)定、轉(zhuǎn)子嵌入磁性材料過(guò)程中加入適量的稀釋劑來(lái)調(diào)節(jié)其稠度。石英粉的含量不超過(guò)18%(重量)，稀釋劑的含量不超過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂的5%(重量)。為了提高槽楔磁性材料的機(jī)械強(qiáng)度，可在磁性材料中加入適量的玻璃纖維，玻璃纖維的含量不超過(guò)2%(重量)。
本可塑性磁性材料的制備工藝方法是將環(huán)氧樹(shù)脂加熱至60～70℃，使其粘度降低，然后按比例加入磁性組合攪拌混合。為防止有細(xì)小顆粒產(chǎn)生，影響質(zhì)量，再經(jīng)軋砂機(jī)碾軋均勻，成油灰狀物，裝入塑料袋中，為甲組分。將環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，即ZD～1090液態(tài)改性芳香胺類(lèi)樹(shù)脂固化劑，按配比裝入塑料小瓶中，為乙組分。再將甲、乙組分裝入同一鐵聽(tīng)中，作為商品運(yùn)送。在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，將甲、乙組分拌合均勻成泥狀即可使用。
本可塑料磁性材料用在電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子槽口內(nèi)形成磁性槽楔的方法是將上述磁性組分、環(huán)氧樹(shù)脂組分、樹(shù)脂固化劑構(gòu)成的混合物料，或者還包括石英粉和(或)玻璃纖維、或稀釋劑構(gòu)成的混合物料，抹壓入電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子槽口內(nèi)，然后使抹壓入槽口的物料凝固下來(lái)。使抹壓入槽口的物料凝固的條件是常溫30℃左右，22～24小時(shí);或者中溫65℃左右，4～5小時(shí);或者高溫90℃左右，1～2小時(shí)。使用上述的聽(tīng)裝甲、乙組分在電機(jī)定、轉(zhuǎn)子槽口內(nèi)形成磁性槽楔的操作工藝是①可塑性磁性材料的調(diào)合先將甲組分予熱至50℃左右倒在塑料布上，攤開(kāi)抹碎后均勻倒上乙組分，乙組分也要予熱至50℃左右，進(jìn)行揉合，然后用抹刀壓合成細(xì)而均勻的泥狀物，直至無(wú)顆粒。②抹壓操作用弧度略小于定子鐵芯內(nèi)徑的竹制抹刀在鐵芯內(nèi)圓上用足夠的壓力將調(diào)合好的可塑性磁性材料壓入槽內(nèi)與圓表面相平。根據(jù)不同的槽性，推薦采用如下槽口抹壓厚度半閉口槽型，抹壓厚度為1.5～2.5毫米;半開(kāi)口槽型，抹壓厚度為2.5～3.5毫米;開(kāi)口槽形，抹壓厚度為4～6毫米。抹壓操作完畢，用薄銅片制成的鏟刀精心括除鐵芯內(nèi)圓上多余的磁性材料，然后用酒精擦凈。以后用磁鐵或吹掃辦法清除端部等處磁性材料余屑。最后以上述的磁性材料的凝固溫度和時(shí)間進(jìn)行固化。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下顯而易見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)由于采用ZD～1090液態(tài)改性芳香胺類(lèi)固化劑，使用寬容性大，可以在不同溫度條件下固化，也可在常溫下固化;粘度小，可操作時(shí)間長(zhǎng)，倍增粘度時(shí)間為6小時(shí)，提供了充足的施工時(shí)間，有利于生產(chǎn)自動(dòng)化;該固化劑毒性比一般胺類(lèi)固化劑小得多，無(wú)刺激性氣味蒸汽壓很低。本可塑性磁性材料可用于封閉各種類(lèi)型電機(jī)定、轉(zhuǎn)子的槽口，包括大型、中型、小型及微型電機(jī)，而不論其槽口形狀如何和其斷面小到如何程度。本磁性材料與電機(jī)槽壁結(jié)合牢固，不脫楔，保證安全可靠運(yùn)行。使用本磁性材料，能提高電機(jī)效率1.5～2.5%，溫升平均下降8～13℃，改善電機(jī)的噪音和振動(dòng)，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。
本發(fā)明的可塑性材料，先后在上海棉紡六廠、十二廠和十七廠的細(xì)紗、梳棉、布機(jī)的電動(dòng)機(jī)上進(jìn)行試用?，F(xiàn)將上海第十七棉紡織廠的測(cè)試列表如下(見(jiàn)表1)表1交流電機(jī)使用磁性槽楔前后用電測(cè)試對(duì)比
此試驗(yàn)在該廠電機(jī)型式試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行，試驗(yàn)用電流表、電壓表、儀用互感器的精度為0.5級(jí)，空載功率測(cè)試用低功率因數(shù)瓦特表，負(fù)載測(cè)試用高功率因數(shù)瓦特表。測(cè)試結(jié)果JFD-62B-4 15千瓦細(xì)紗電機(jī) 節(jié)電率為2.23%JO-62-4GX 13千瓦高效細(xì)紗機(jī) 節(jié)電率為1.38%F053-6 0.8千瓦布機(jī)電機(jī) 平均節(jié)電率為1.65%
經(jīng)采用磁性槽楔后的電機(jī)，溫升、噪音和振動(dòng)均有不同程度的下降。以細(xì)紗JFO-62B-4型15千瓦電機(jī)為例，在額定負(fù)載時(shí)，電機(jī)溫度為49℃，為了進(jìn)一步挖節(jié)電潛力，他們將電機(jī)原盆式風(fēng)葉Φ34毫米改用Φ240毫米，電機(jī)從原來(lái)的49℃升高到51℃，溫度遞增2℃，而節(jié)電率從原來(lái)的2.23%提高到3.14%。另一臺(tái)細(xì)紗JO-62-4GX高效電機(jī)，由于制造廠設(shè)計(jì)時(shí)是、轉(zhuǎn)子槽配不當(dāng)，有時(shí)要出現(xiàn)轉(zhuǎn)子倒擺現(xiàn)象，在電機(jī)槽口使用本發(fā)明磁性材料后，倒擺現(xiàn)象大有改善。
權(quán)利要求
1.一種用于在電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子槽口內(nèi)形成磁性槽楔的可塑性磁性材料，其特征在于組成中50%～90%(重量)為磁性組分、6%～16%(重量)為環(huán)氧樹(shù)脂組分、余量為環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，環(huán)氧樹(shù)脂固化劑為液態(tài)改性芳香胺類(lèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可塑性磁性材料，其特征在于磁性組分含量為85%～90%(重量)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可塑性磁性材料，其特征在于磁性組分含量為50%～55%(重量)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的可塑性磁性材料，其特征在于磁性組分含量為還原鐵粉、或者鐵基非晶合金粉、或者還原鐵粉與鐵基非晶合金粉的混合粉，其粒度不超過(guò)105微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可塑性磁性材料，其特征在于環(huán)氧樹(shù)脂與液態(tài)改性芳香胺類(lèi)樹(shù)脂固化劑的比例為100∶28～32(重量)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可塑性磁性材料，其特征在于還包括石英粉、或者稀釋劑、或者玻璃纖維，石英粉含量不超過(guò)18%(重量)，稀釋劑的含量不超過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂量的5%(重量)，玻璃纖維的含量不超過(guò)2%(重量)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可塑性磁性材料的制備工藝方法，其特征在于將所述環(huán)氧樹(shù)脂加熱至60～70℃后與所述磁性組分?jǐn)嚢杌旌喜⒔?jīng)軋砂機(jī)碾軋成油灰狀物，裝入塑料袋中，為甲組分;將樹(shù)脂固化劑按配比裝入塑料小瓶中，為乙組分;再將甲、乙組分裝入同一鐵聽(tīng)中;使用時(shí)，將甲、乙組分拌合均勻成泥狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可塑性磁性材料用在電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子槽口內(nèi)形成磁性槽楔的方法，其特征在于將磁性組分、環(huán)氧樹(shù)脂組分、樹(shù)脂固化劑構(gòu)成的混合物料，或者還包括石英粉和(或)玻璃纖維、或稀釋劑構(gòu)成的混合物料，抹壓入所述的槽口內(nèi)，然后使抹壓入槽口的物料凝固下來(lái)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于使抹壓入槽口物料凝固的條件是常溫30℃左右，22～24小時(shí);或者中溫65℃左右，4～5小時(shí);或者高溫90℃左右，1～2小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明為一種用于在電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子槽口內(nèi)形成磁性槽楔的可塑性磁性材料。其組成中50～90％(重量)為磁性組分，6～16％(重量)為環(huán)氧樹(shù)脂組分，環(huán)氧樹(shù)脂固化劑為液態(tài)改性芳香胺類(lèi)固化劑。適用于大型、中型、小型和微型電機(jī)的各種槽形的槽口形成槽楔，與槽壁結(jié)合牢固，能提高電機(jī)效率，改善電機(jī)的噪音和振動(dòng)。
文檔編號(hào)H02K3/493GK1065756SQ9110736
公開(kāi)日1992年10月28日 申請(qǐng)日期1991年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月11日
發(fā)明者仇宗彬, 杭秉志, 周德源 申請(qǐng)人:上海達(dá)美醫(yī)用塑料廠