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驱动电机如何选择绕组线及电机绕组焊接新工艺!

时间:2021-05-20 点击:463
       散嵌的圆线绕组,由于存在首末匝直接接触的可能,所以导线的绝缘应满足在寿命终点时仍高于运行电压(工频驱动)或过冲电压(IGBT 驱动)。那么在设计的时候,需要考虑的初始击穿电压应高于工作电压的十倍。对于 IGBT 驱动的电机来说,这个工作电压应采用过冲电压。
       扁线成型绕组,如目前普遍采用的“发卡式”绕组,同一个槽内的同相多根线间,电流都是同进同出,不存在匝间压降问题,压降主要存在于槽内 2 相之间的电压差(相间电压)以及导体对铁芯之间的电压差(对地电压)。如果槽绝缘和相间绝缘采用绝缘纸等方法进行增强,则漆包扁线可以采用很薄的涂层厚度。没有槽绝缘和相间绝缘(发展趋势)的绕组,相间的绝缘是由双侧导线的漆膜提供的,对地的绝缘则是单侧漆膜,同样的电压条件下优先考虑对地电压的耐受能力。所以在设计时,依据的绝缘能力数据应基于对单侧漆膜的测量结果,假如过冲电压可以控制在额定电压的 1.5 倍,对于 800V 系统,过冲电压为 1200V,则需要扁线单侧漆膜耐压超过 12000V。
       1、绝缘老化的 PDIV 和耐电晕
       PDIV 和击穿电压的线性关系
       对比漆包线击穿电压和 PDIV,有一定的线性关系。膜厚在 0.1mm(双侧)耐电晕漆包圆线,PDIV 值约为 820V,但其击穿电压则高达 12KV,其 220℃老化 2万小时寿命终点的击穿电压高于 1200V。膜厚在 0.13mm 的耐电晕扁线,PDIV值约为 900V,而背靠背的击穿电压高达 14KV。理论上,随着绝缘耐压能力的下降,其 PDIV 值也会相应地下降。当耐 PDIV 值下降到过冲电压以下,局放就会产生,从而出现绝缘加速老化的现象。所以采用高 PDIV 方案时,如何减缓绝缘的老化就变得非常重要。
       在取消槽绝缘的情况下,采用高 PDIV 方案时,800V 系统需要单侧 PDIV 达到1200V,按照目前的漆包线材料及制造水平,超厚绝缘的漆包扁线尚有很多难点需要攻克,无法满足这么高的 PDIV 要求,需要在漆包涂层上复合挤塑 PEEK 涂层。

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       如何保持绝缘能力?

       在没有发生局部放电,忽略电老化影响的情况下,绝缘能力的下降主要是由温升决定的。绕组温度越高,绝缘老化速率越大。以 200 级漆包线为例,在 200℃条件下,绝缘能力保持 1/10 初始值的寿命为 20000h,而如果将温度降低 20℃,在 180℃条件下,这个寿命则延长到 100000h,在 160℃条件下,则可以延长到200000h 以上,那么在最初的 20000h 内,绝缘能力只有很小的变化。通过选择比实际使用温度高 1~2 个温度等级的绕组线,可以减少因绝缘老化导致的非预期失效模式,这种方法在传统车用电机上经常被采用。在新能源驱动电机上,“高 PDIV”方案更依赖这种方法。初始 PDIV 值接近绕组过冲电压的电磁线,在老化后将更快出现 PDIV 值低于过冲电压的现象,所以应在预期寿命内尽量避免绝缘的老化。

       电机绕组焊接新工艺

       氢氧焰焊机是利用水电解原理,用电将水变成氢气和氧气,通过专用的火焰枪点燃形成氢氧焰,对绕组实行快速焊接。氢氧焰焊接焊点光滑饱满,焊接速度快。其温度高达2800度,是目前温度最高的火焰之一。火焰集中,不发散,热辐射小,不会对邻近的漆包线产生热辐射;按需制造,不贮存气体,不存在高压爆炸及泄漏中毒等问题;在漆包线焊接项目中可免除去漆皮工序,无须去漆直接焊接。在价格上也只有前期采购设备的投入,在使用过程中氢氧气体的产生仅需水和少量的电,燃烧后也只生成水,没有废气产生,安全环保可循环。

电机绕组焊接新工艺

       伴随着化石燃料使用的越来越广泛,温室气体的排放越来越多,全球气候异常加剧。符合现在提倡的节能减排标准的氢氧机将应用到越来越多的行业加工中,氢氧机完全符合零排放标准,产生的有害气体为零。我们相信,在大家的努力下,越来越多的人将会认识到,使用节能减排的产品,将给我们自身带来益处。

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