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1、直流电机耐高温塑料换向器绝缘结构及工艺研究绝缘材料200lNoz唐龙尧:直流电机耐高温塑料换器绝缘结构及工艺研咒19文章编号:1009—9239(2001)O2—0019一O2直流电机耐高温塑料换向器绝缘结构及工艺研究.唐龙尧(湘潭电机集有限公司特电分公司制南}}Ii潭4儿101)摘要:本文针对直流应急电机用H缀塑料换向器在应用及压制过程中出理的一系列问题.通过选择二苯醚玻璃纤维压埋料及其成型工艺的试验,解决r长期困扰的塑料换向器耐热性低,易开裂,绝缘性能差等技术难题关键词:换向器;二苯醚塑料;绝缘结构;直流
2、电机中圉分类号:TM303.2;TM215.73文献标识码:B前言我公司承制的ZD一2.5直流应急电机要求绝缘结构具有较高的绝缘电阻和抗污染能力,以适应长期在野外工作时接触水分,油污等污染物.该电机转速快,高达l400rpm,运行时短时间内电机换向器表面温度高达19o～200C,因此该换向器对其绝缘材料要求非常高,绝缘等级需在F级以上,并且机械强度要好.能承受电机高速运转时产生的离心力.通常使用的塑料换向器都是采用4330—2酚醛玻纤压塑料,该材料的机械性能好,上艺成熟,但绝缘等级仅为B级,电绝缘性能一般,热
3、态电阻较低,只有0.5MD.以下,显然不能满足该电机的特殊要求.因此需要对这种换向器的绝缘材料和结构进行新的试验和工艺研究,寻找出佳工艺方案,以满足实际需要.1绝缘结构的确定和材料的选择l_1绝缘结构根据该电机的具体情况,我们将换向器的绝缘等级定为H级,确定选用H级的WD550—3有机硅换向器云母板馆为搀向器的片间绝缘,此材料鼠有较高的电气和机械强压缩和塑性变形小,工艺性较好;通过对缩,烘焙压力,烘焙温度进行模拟试验.确定r景佳的工艺方案在t;SkN压力r,180C蜞侍6h倪证r锕排手II云母片紧紧地咕合.达
4、到了预期效果该换向器采用拱形结构,外径为62ram,内径为42ram,换向器采用键槽连接,加强环与换向器的铜排间隙只有2ram.为防止在压制时出现偏心,引起加强环和铜排之间短路,保证换向器的可靠性,决定选用玻璃钢作为加强环.补强材料选用网状无纬带加强环经过160C,n的烘焙固化后,在200℃时,拉仲强度大于900MPa,保证r加强环的强度.l_2塑料换向器材料和成型工艺首先选用DMC不饱和聚酯塑料,该材料的工艺性好.电气性能优良,但在温度150～l55C,压力79kN保压时间40min的工艺条件下,热态脱模,
5、工件慢慢冷却后,发现换向器内孔和表面出现开裂现象,开裂部位呈随机分布.出现在键槽位置较多,并且时有时无.工件的合格率仅为l0.对此现象,经过反复啕整工艺,减小片装压力,并将热态脱模改为冷态脱模,工件带模具一起进行后处理,以尽量减少换向器的内应力,但效果不明显,后又改用了增强型不饱和聚酯塑料(SMC),在相同工艺条件下,还是出现开裂现象.采用酚醛玻纤压塑料4330—2压制该换向器,脱模后,没有出现开裂现象经过认真地研究和分析,我们认为:不饱和聚酯塑料DMC(SMC)由于增强玻纤是短纤维,经压制成型后.玻纤的增强
6、效果不明显而不饱和聚酯村脂性员较脆.热态强度很低,塑料换向器脱模牙在片问应力的作用下,产生了开裂特别是键槽处应力更加集中,该处最易开裂.而酚醛玻纤F叵塑斟的玻纤较长,经高温高压后玻纤均匀地分i在其表面.它的强度好.即使固化脱模后换m器有向收稿日期20,)0一(lI怍者简介尧(IH).圳.__程.1l电nl酋绝臻l岂的研1:20唐龙尧;直流电机耐高温塑料换向器绝缘结拘丑工艺研究应力,也不致于表面开裂,因此,必须选择高强度,耐高温,绝缘性能好的压塑料.二苯醚乱丝压塑料为H级压塑料,其中的玻纤较长且含量高,压制过程
7、中材料流动性好,成型温度较低;虽然所压制的工件强度高.但压制过程中,塑料松散,不易填充模具.于是我们先采用预烘处理,严格控制预烘温度和时问,防止塑料老化;经过不断调整工艺条件.确定了撮佳的工艺方案.即使将固化后的工件从热的模具中脱模,工件冷却到室温并放置1～2天也没有开裂现象;采用此方法压制了数十个换向器,均没有开裂的现象.用二苯醚乱丝压塑料解决了塑料换向器压制后开裂的这一难题,并且由冷态脱模改为热态脱模,且换向器不需后处理,缩短了工艺时间,大大提高了生产效率.2性能试验将二苯醚压塑料压制的换向器,经加工处理
8、后,绝}晕材料2001No.2在130C的温度下,进行1680rpm运转30min的高速运行试验,测量其表面电阻和径向跳动值,结果表明:表面电阻为7.45Mn,径向跳动为0.01ram;完垒满足该电机的特殊要求3结论试验结果表明,用玻璃钢绑扎环作为加强环,用WD550—3云母板作片问绝缘,用H级二苯醚压塑料作为成型料生产的塑料换向器,成功地解决了ZD一2.5直流电机塑料换向器长期开裂的问题,提高了塑
