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电力车体带动电机隔绝程序的引发和本土化
编辑:娱乐吧亚洲第一品牌 发布日期:2018-10-18

  200℃级耐热环氧(Oxygen)型绝缘(insulated)结构(Structure)以耐热环氧浸渍树脂为基础的环氧系绝缘是日立和三菱企业用于铁路机车牵引电机典型的200℃级绝缘,到目前为止已有30余年的成功运用经验(experience)。微型电动机是指直径小于160mm或额定功率小于750W的电机,微型电动机常用于控制系统或传动机械负载中,用于实现机电信号或能量的检测、解析运算、放大、实行或转换等功能。电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。娱乐吧亚洲第一品牌由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不再需要过多地考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力,及确保电机的使用寿命。
  其中SS6B型机车用HS14263-02R型直流牵引电动机的绝缘结构特点有:1)采用常态黏度(viscosity)较高、填充性好、粘结力强的多官能、多组份耐热环氧树脂(日本商业型号为YE-90H)作为浸渍树脂,酸(Acerbity)酐型固化剂(hardener),其树脂完全实现了无溶剂化。由于是多组份,使用时需现场调配,且在使用和输漆前需加热(heating )到合适的温度(temperature)才能满足浸渍工艺( technology)要求。
  2)绝缘体系为潜伏性催化固化型,即在树脂浸渍前将含苯环咪唑类促进剂预先添加在绕组绝缘内,使固化物具有突出的耐热性能。
  3)主绝缘选用了浸润性好、电气性能优良的聚酰亚胺薄膜(薄而软的透明薄片)与云母(Muscovite)复合带,以热态高强度(strength)的网状无纬带和模压槽楔作为电机绕组机械固定材料(Material),确保了电机绕组的电气和机械安全性。
  4)磁极装配(assemble)采用了“紧配合”式一体化结构,套装单边间隙仅为0.5mm,结构紧凑,有效地利用了空间结构尺寸,电机整体性大为改善。
  200km/h动车组MB-5120-A型交流牵引电机则使用了另一类双组份环氧树脂(日本商业型号为SAI6875-55)作为浸渍漆。该漆的物理性能、电气性能、使用工艺性和固化物特性等综合性(integrity)能与YE-90H漆基本接近,差异在于SAI6875-55漆没有采用潜伏性催化固化,而是在固化体系中直接引入了促进成分。两者的物理性能对比见。
  有机硅(silicon)绝缘体系与日本铁路机车牵引电机多使用200℃级环氧绝缘体系相比,欧美的高速与重载机车牵引电机更倾向于使用有机硅绝缘体系,少数也使用耐热不饱和聚酯亚胺体系。我企业从阿尔斯通、西门子、庞巴迪等企业引进或与之合作生产(Produce)的机车牵引电机绝缘系统基本采用了欧洲全新的220℃级有机硅绝缘体系,其主绝缘为聚酰亚胺薄膜(或耐电晕型聚酰亚胺薄膜)与云母带的复合式结构,云母带采用未经催化的有机硅树脂作胶黏剂,浸渍漆为单组份的3551型(或双组份的H62型)无溶剂有机硅树脂,这一新型绝缘体系已成功应用在KZ4A型交流传动机车牵引电机、HXD1型大功率交流传动机车牵引电机和低地板(floor)电动车交流牵引电机上。
  3551树脂与H62树脂的综合性能对比见。从可以看出,两者没有根本性的差异,差异仅在于供货形式。当然,作为单组份的3551树脂由于不含催化剂,比双组份的H62树脂具有更加优越的操作(operate)性能和储存使用稳定(说明:稳固安定;没有变动)性能。
  国外环氧型与有机硅型绝缘结构的比较由于结构特征上的差异,环氧型与有机硅型是两种不同类型的绝缘体系。环氧型强调的是刚性绝缘结构,即电机绝缘系统通过高强度的环氧固化体系来维持电机运行的整体机械性能,以达到确保电机绝缘电气性能的目的;而有机硅型绝缘则更主要追求热弹性(Elasticity)结构,即在保证绝缘具有足够机械粘合强度的同时,强调绝缘在热态下的弹性和韧性,电机运行时通过合理吸取和释放冷(收缩)、热(膨胀(inflate))应力来满足电机绝缘系统机械和电气稳定性。
  上述两种类型的引进绝缘体系在我企业的机车牵引电机都得到了成功运用,这两种绝缘体系的对比见。
  由L-2832多官能环氧树脂、DER-332双酚A二缩水甘油醚和MHAC-P液体酸酐三组份按100∶64∶170的质量比混合而成,潜伏性固化,促进剂预置于绕组绝缘内由耐热酚醛环氧树脂主剂SAI6875-5与硬化剂SAI8828-7按100∶46的质量比混合而成,促进剂置于硬化剂中需现场调配,使用(浸渍)前需对树脂进行预热和真空脱气需现场调配,使用(浸渍)前需对树脂进行预热和真空脱气10 ̄50(25℃时)―150 ̄250(加入促进剂后)引进的环氧绝缘体系与有机硅绝缘体系的对比多组份环氧体系有机硅绝缘体系日立企业三菱企业西门子企业阿尔斯通企业牵引电机直流电机、交交流异步交流异步电机直流电机、交类型流异步电机电机流异步电机浸渍漆与绝缘处理方式使用要点3国产化状况为适应机车牵引交流化、高速重载化,高耐热性、高可靠性的绝缘系统已成为牵引电机技术发展的关键。尽管我企业通过与国外先进牵引电机制造商进行了多次技术合作,先后引进了几种高品质的绝缘系统,并取得了很好的运行经验,但随着机车引进技术国产化力度的加大,要进一步缩小我国牵引电机在绝缘技术领域与国外先进水平的差距,彻底打破国外在机车牵引电机高性能绝缘技术领域的垄断,降低(reduce)国产机车制造成本,对于引进绝缘技术实施国产化已迫在眉睫。
  在十几年的技术引进过程中,大家基本掌握了国外技术的发展方向,并且通过引进技术的转移和国内工艺的技术填补,在电力机车、动车组的牵引电机制造中实现了技术对接,成功地应用了高等级绝缘系统,批量制造了符合国际标准的产品(Product)。其中导线的匝间绝缘防电晕薄膜KAPTON-CR已经完全实现国产化,性能水平达到国际标准,主绝缘云母带也完全满足要求。制造高性能、高等级的绝缘浸渍漆是实现绝缘国产化的基础,也是技术关键。我国国产牵引电机高等级的绝缘目前仍局限在既有的耐热聚酯改性二苯醚体系,这种绝缘体系已在SS4B,SS6B型机车国产化直流牵引电机和DJ2型及DJJ2型机车交流牵引上得到了应用。由于二苯醚体系先天性缺陷(该绝缘浸渍漆采用苯乙烯作为不饱和稀释(dilute)剂,不能完全参与反应,不能真正达到无溶剂化,不利环境保护,且二苯醚材料脆硬性大,不利电机长期发热运行),该体系在高速和重载机车牵引电机中已无更大的应用发展空间。而其它体系的高耐热、完全无溶剂化、能适应实际批量应用要求的VPI树脂的研发进展也不大,导致了国产化与实际应用需求的严重脱节。
  通过综合比较几次技术引进的环氧体系与有机硅体系的应用特点,大家认为C级有机硅无溶剂浸渍树脂将是大功率机车和高速机车牵引电机C级绝缘系统的首选方向。目前,以单组份有机硅无溶剂浸渍树脂研制为基础的牵引电机C级绝缘系统国产化研究(research)工作(job)正在有序开展。其中株洲时代电气绝缘企业的浸渍树脂TJ1173样品已经送检,其固化条件(200℃,10h)、固化挥发份(1.6%)、电气强度常态(22.7MV/m)、体积电阻率(5.3×1014Ωm)、介质损耗常态(0.25%)、粘接力(11.6N)等性能指标(target aim)接近国际标准,生产工艺(production engineering)也在进一步提升,完成了多次小批量试制。大家计划于2007年8月前后完成整个进口及国产化牵引电机绝缘系统(漆+云母带)的详细研究和评价工作,如果试验结果表明国产化绝缘系统基本可行,经过申请批准后将在后续生产的机车上实施。
  
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