对于电机产品,绕组是核心部件。一旦绕组出现故障,电机的维修成本将非常高。在电机绕组的电气故障中,最常见的故障是接地、匝间和三相电机的相间绝缘故障。相对来说,在这三种电气绝缘故障中,匝间故障几乎是无法修复的,即一旦发生匝间故障,就必须更换绕组。
匝间故障是电机匝间绝缘击穿故障。绕组匝数越多,匝间故障的概率越高。为了避免匝间绝缘故障,可以从电磁线的选择、绕组设计、工艺改进等方面采取措施。
对于低压电机产品,定子绕组多为软绕组,即漆包电磁线呈散嵌状。这种绕组匝数比较多,所以匝间绝缘总面积比较大,对电磁线的漆膜要求也比较高。电磁线的漆膜厚度、均匀性、附着力、抗拉强度、抗扭性、耐电压性、耐热性和耐腐蚀性应符合要求。因此,需要选择性能优良的电磁线,防止电机绕组匝间绝缘故障。
除了电磁线的质量符合性,电机铁芯的质量也很重要,这里就不赘述了。在这里,强调绕组加工工艺的满足尤为重要。很多电机厂在绕线、嵌线、接线、整形环节都有野蛮操作,容易导致电磁线绝缘损坏的问题,这也是导致匝间故障频发的一大因素。
另一个问题是变频电机电磁线的选择。与工频电机相比,变频电机施加的电压不是正弦波,而是由一系列高频脉冲方波组成的模拟正弦波,因此电机绕组始终工作在陡脉冲电压下,这就要求电机绕组具有较好的耐电晕性。因此。变频电机使用普通电磁线存在一定的质量隐患。很多电磁线厂家对变频电机用电磁线也有专门的研究。
以上内容主要针对松嵌式软绕组,针对匝间问题,特别是对于大型电机,低压电机使用模压绕组也是避免匝间问题非常有效的措施,包括绕线式电机转子绕组,这种情况下软绕组问题较多,使用模压绕组的电机可靠性相对更好。
当然,理论设计与实际制造工艺密切相关,软绕组的制造工艺相对简单方便,这也是大多数数据厂商采用这种工艺的原因之一。但如果采用模压绕组,电机的通风散热效果更好,匝间故障更少。
除了绕组的加工工艺外,绕组的浸泡和烘烤工艺尤为关键。这一环节可以弥补或修复生产加工过程中对绝缘造成的一些微小损伤,可以将匝间连接成一个整体,通过浸漆相互绝缘,对提高电机的绝缘和机械性能起到至关重要的作用。
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