專利名稱：一種真空壓力浸漬工藝中的真空平衡法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種真空壓力浸漬工藝中的真空平衡法及其裝置涉及一種改進(jìn)的真空壓力浸漬工藝，同時(shí)還涉及應(yīng)用于該工藝的一種裝置。可廣泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)繞組絕緣結(jié)構(gòu)的制造。
背景技術(shù)：
電動(dòng)機(jī)(發(fā)電機(jī))作為能量轉(zhuǎn)換最佳的方式成為提供工業(yè)動(dòng)力的重要設(shè)備，已經(jīng)占據(jù)了能源消耗的重要位置。而電機(jī)效率的提高是電機(jī)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的追求的重要目標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)中小型低壓電機(jī)的效率總體水平正接近國(guó)際水準(zhǔn)，已有相當(dāng)?shù)臄?shù)量按照北美EPACP標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)并供應(yīng)國(guó)外市場(chǎng)。近年來(lái)，推廣高壓用電為節(jié)能節(jié)材做出了突出貢獻(xiàn)，高壓電機(jī)取代低壓電機(jī)成為100KW-1000KW(傳統(tǒng)低壓)容量的主流。
但是高壓電機(jī)繞組絕緣結(jié)構(gòu)的制造目前仍然是阻礙電機(jī)增大容量、減小體積、提高效率的重要環(huán)節(jié)，具體表現(xiàn)為絕緣層質(zhì)量的不穩(wěn)定影響了絕緣層厚度的減小。以6000V級(jí)電機(jī)為例，國(guó)外先進(jìn)的絕緣結(jié)構(gòu)其厚度為0.85-1.2mm，國(guó)內(nèi)目前一般水準(zhǔn)為1.8mm，而1.5mm尚不能有效推廣。個(gè)別廠家以高昂的代價(jià)引進(jìn)的進(jìn)口設(shè)備和材料試制1.0-1.3mm結(jié)構(gòu)也還在消化中，而一旦成功，材料的國(guó)產(chǎn)化仍是產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化推廣的關(guān)鍵。近十年來(lái)，高壓電機(jī)行業(yè)全面推廣真空壓力浸漬(下稱VPI)工藝，但國(guó)內(nèi)浸漬樹(shù)脂與VPI工藝不匹配導(dǎo)致這項(xiàng)技術(shù)未能達(dá)到預(yù)期的技術(shù)要求。只解決了生產(chǎn)效率問(wèn)題而未能達(dá)到生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步的目的。
如果采用進(jìn)口浸漬樹(shù)脂，材料成本和運(yùn)行成本將會(huì)增加200％-350％，問(wèn)題是即使國(guó)內(nèi)有了可供選擇的同類(lèi)浸漬樹(shù)脂，價(jià)格不會(huì)比進(jìn)口低，這將帶來(lái)電機(jī)行業(yè)以高成本在市場(chǎng)重新定位的新問(wèn)題。
由于目前國(guó)內(nèi)浸漬樹(shù)脂在真空作用下會(huì)產(chǎn)生大量苯乙烯氣體，致使電機(jī)繞組在尚未被樹(shù)脂浸沒(méi)前已吸入大量氣體，影響了樹(shù)脂吸收的飽和度，造成繞組絕緣度不均勻。
這就是目前采用VPI工藝使用含膠量20％以上的云母帶反而比含膠量10％以下的云母帶所以會(huì)更安全的主要原因。
按照國(guó)內(nèi)各家高壓電機(jī)制造商真空壓力浸漬工藝規(guī)范，浸漬罐輸漆后，壓力隨苯乙烯氣化會(huì)逐漸上升，為了控制壓力，一般不允許超過(guò)2000Pa，應(yīng)當(dāng)重新開(kāi)動(dòng)機(jī)組補(bǔ)償真空。其實(shí)上述規(guī)范只對(duì)使用揮發(fā)物不大于5％的進(jìn)口樹(shù)脂有效。因?yàn)榇罅康谋揭蚁怏w很快會(huì)對(duì)泵的潤(rùn)滑造成損害，從而使輸漆后保濕真空已失去意義。試驗(yàn)顯示，根據(jù)輸漆量多少和快慢，輸漆完成后，罐內(nèi)實(shí)際壓力已達(dá)到40000-80000Pa不等。
如圖2浸漆罐的真空進(jìn)漆工藝示意圖所示，電機(jī)繞組對(duì)地?fù)舸?qiáng)度要求較高的直線部分是在5000Pa-40000Pa之間壓力不斷變化中完成樹(shù)脂吸入的，吸入之前它和初始真空30-130Pa的區(qū)別只是實(shí)現(xiàn)了空氣與苯乙烯氣體的置換，只是置換量的差留給了樹(shù)脂進(jìn)行補(bǔ)償，所以越是接近高位置的電機(jī)繞組，其浸漬效果越差，因此其絕緣強(qiáng)度相對(duì)越脆弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一是提供一種真空壓力浸漬工藝中的真空平衡法，能夠有效控制浸漬過(guò)程中的真空度。
本發(fā)明目的之二是提供應(yīng)用在上述工藝流程中的裝置。
本發(fā)明目的通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種真空壓力浸漬工藝中的真空平衡法，在真空壓力浸漬工藝過(guò)程中增加一個(gè)儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)。該儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)為一個(gè)儲(chǔ)氣罐或者二個(gè)以及二個(gè)以上串聯(lián)或并聯(lián)的儲(chǔ)氣罐，也可以為其他具有真空平衡作用的容器，通過(guò)閥門(mén)與浸漆罐連通，用于平衡浸漆罐的真空度，以消除浸漆罐中的苯乙烯汽化對(duì)浸漆的不利影響。
一種真空壓力浸漬工藝，包括下述工藝步驟(一)工件裝入浸漆罐，浸漆罐與儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)經(jīng)一連通閥連通；儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)的閥門(mén)動(dòng)作根據(jù)浸漆罐輸漆時(shí)壓力變化決定，可以手動(dòng)也可以由真空規(guī)輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)控制。
(二)開(kāi)啟真空機(jī)組，將浸漆罐與儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)抽成真空，然后保持2-5小時(shí)；(三)關(guān)閉連通閥，打開(kāi)輸漆閥，通過(guò)輸漆管向浸漆罐輸漆直至浸沒(méi)工件10cm時(shí)止；(四)打開(kāi)連通閥，使浸漆罐壓力保持2000-5000Pa，并保持真空1-3小時(shí)；(五)解除浸漆罐和儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)的真空；(六)關(guān)閉連通閥，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)組，浸漆罐加壓到0.5MPa-0.6MPa后，保壓3-5小時(shí)，打開(kāi)卸壓閥，釋放浸漆罐的壓力。
采用儲(chǔ)氣罐平衡浸漆過(guò)程中苯乙烯汽化而消耗的真空度，具有如下優(yōu)點(diǎn)一、無(wú)需采用真空機(jī)組再次抽真空，避免真空機(jī)組被苯乙烯氣體損害；二、采用這種工藝方法制成的絕緣繞組的絕緣強(qiáng)度均勻；三、操作簡(jiǎn)便易行，生產(chǎn)效率高。
針對(duì)上述工藝的真空壓力浸漬裝置，包括浸漆罐、儲(chǔ)漆罐、真空機(jī)組和空氣壓縮機(jī)組，浸漆罐的底部與儲(chǔ)漆罐的底部通過(guò)輸漆管連通，輸漆管上設(shè)置有雙向輸漆閥，輸漆管可將儲(chǔ)漆罐里的漆輸送到浸漆罐，也可以將浸漆罐里的漆輸送回儲(chǔ)漆罐，輸漆閥用于控制輸漆管的打開(kāi)和關(guān)閉，浸漆罐的上部分別通過(guò)管道與真空機(jī)組和空氣壓縮機(jī)組連通，浸漆罐的上部經(jīng)連通管與一平衡儲(chǔ)氣機(jī)構(gòu)經(jīng)閥連通，以確保浸漆罐的浸漬樹(shù)脂不被儲(chǔ)氣罐的負(fù)壓吸入，并在該連通管上設(shè)置連通閥；浸漆罐上設(shè)有壓力表，用于測(cè)量浸漆罐內(nèi)的壓力。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述的平衡儲(chǔ)氣機(jī)構(gòu)為一個(gè)或一個(gè)以上的儲(chǔ)氣罐構(gòu)成。目的是利用儲(chǔ)氣罐的初始真空壓力(30-130Pa)平衡浸漬罐不斷上升的壓力。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，當(dāng)儲(chǔ)氣罐為二個(gè)或二個(gè)以上時(shí)，儲(chǔ)氣罐串聯(lián)后與輸漆管連通。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，當(dāng)儲(chǔ)氣罐為二個(gè)或二個(gè)以上時(shí)，各儲(chǔ)氣罐并聯(lián)后與輸漆管連通。其中的每個(gè)儲(chǔ)氣罐都設(shè)置有閥門(mén)進(jìn)行控制，根據(jù)壓力表顯示的數(shù)據(jù)，打開(kāi)其中的一個(gè)或者幾個(gè)閥門(mén)，使一個(gè)或者幾個(gè)小罐與浸漆罐連通。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述的儲(chǔ)氣罐的容積為浸漆罐的1-1.5倍，方便對(duì)浸漆罐內(nèi)壓力的控制，使之保持在浸漬工藝需要的合適的真空度范圍內(nèi)。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述的儲(chǔ)氣罐的承壓能力為30Pa-300000Pa，并符合壓力容器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述的浸漆罐設(shè)有卸壓排氣裝置和安全裝置。
本發(fā)明就是通過(guò)改進(jìn)VPI工藝，利用現(xiàn)今廣泛使用的含苯乙烯達(dá)30％-50％的浸漬樹(shù)脂，充分發(fā)揮其高流動(dòng)性、高穩(wěn)定性以及優(yōu)良的介電性能，規(guī)避了苯乙烯氣體對(duì)真空度造成的損失，提高了大體積電機(jī)定子高壓浸漬能力，為絕緣結(jié)構(gòu)的改進(jìn)提供了工藝保證。該方法利用舊裝置改造，費(fèi)用不高，操作簡(jiǎn)便，不影響生產(chǎn)效率。真空壓力浸漬裝置的優(yōu)點(diǎn)是一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，節(jié)約生產(chǎn)空間；二、使用方便，便于應(yīng)用。


圖1為實(shí)施例工藝流程2為浸漆罐的真空進(jìn)漆工藝示意3為真空壓力浸漬裝置的結(jié)構(gòu)示意4多個(gè)儲(chǔ)氣罐串聯(lián)的真空壓力浸漬裝置的結(jié)構(gòu)示意中代碼說(shuō)明1、1’—浸漆罐 11—壓力表12—進(jìn)漆口13—回漆口2、2’—儲(chǔ)漆罐 3，3’—真空機(jī)組 4、4’—空氣壓縮機(jī)組5—輸漆管 51—雙向輸漆閥6、7—管道 61、71—閥門(mén)8—連通管 81—連通閥9—儲(chǔ)氣罐 10—工件具體實(shí)施方式
本發(fā)明真空壓力浸漬工藝中的真空平衡法，是在真空壓力浸漬工藝過(guò)程中增加一個(gè)儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)。該儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)可以如圖3真空壓力浸漬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖所示，本實(shí)施例中的儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)為一個(gè)儲(chǔ)氣罐9經(jīng)連通閥81與浸漆罐1連通?；蛘呷鐖D4多個(gè)儲(chǔ)氣罐串聯(lián)的真空壓力浸漬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，平衡機(jī)構(gòu)為多個(gè)儲(chǔ)氣罐串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式。
實(shí)施例一圖3中，真空壓力浸漬裝置包括浸漆罐1、儲(chǔ)漆罐2、真空機(jī)組3和空氣壓縮機(jī)組4，浸漆罐1的底部與儲(chǔ)漆罐2的底部通過(guò)輸漆管5連通，輸漆管5上設(shè)置有雙向輸漆閥51，輸漆管5可將儲(chǔ)漆罐2里的漆輸送到浸漆罐1，也可以將浸漆罐1里的漆輸送回儲(chǔ)漆罐2，雙向輸漆閥51用于控制輸漆管5的打開(kāi)和關(guān)閉，浸漆罐1的上部分別通過(guò)管道6、7與真空機(jī)組3和空氣壓縮機(jī)組4連通，管道6、7上分別設(shè)置閥門(mén)61、71，浸漆罐1的上部經(jīng)連通管8與一儲(chǔ)氣罐9連通，以確保浸漆罐1的浸漬樹(shù)脂不被儲(chǔ)氣罐9的負(fù)壓吸入，并在該連通管8上設(shè)置連通閥81；浸漆罐1上設(shè)有壓力表11，用于測(cè)量浸漆罐1內(nèi)的壓力。
如圖1本實(shí)施例工藝流程圖所示，一種真空壓力浸漬工藝，包括下述工藝步驟(一)少膠云母帶(含膠量6％、云母定量150g/m2)繞包的模擬線棒工件10裝入主罐Φ1000臥式真空壓力浸漆罐1，連通閥81連通浸漆罐1與輔罐儲(chǔ)氣罐9，即主輔罐連通；連通閥81根據(jù)浸漆罐1輸漆時(shí)壓力變化決定閥門(mén)動(dòng)作，可以手動(dòng)，也可以由真空輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)控制。
(二)開(kāi)啟真空機(jī)組3，將浸漆罐1與儲(chǔ)氣罐9抽成真空，環(huán)氧型真空壓力浸漬樹(shù)脂(苯乙烯含量35％-40％、粘度30s)，初始真空90-150Pa，保濕真空2-5小時(shí)；(三)關(guān)閉連通閥81，主罐輸漆，即打開(kāi)雙向輸漆閥51，儲(chǔ)漆罐2通過(guò)輸漆管5向浸漆罐1輸漆，直至浸沒(méi)工件10約10cm時(shí)止；(四)打開(kāi)連通閥81，利用儲(chǔ)氣罐9的真空來(lái)平衡浸漆罐1的真空度，使浸漆罐1壓力保持在2000Pa-5000Pa，并保持真空1-3小時(shí)，本實(shí)施例保持真空2小時(shí)；(五)解除浸漆罐1和儲(chǔ)氣罐9的真空，輸入壓縮空氣；(六)壓力至20000-25000Pa關(guān)閉連通閥81，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)組4，浸漆罐1加壓到60000Pa后，保壓3-5小時(shí)，打開(kāi)卸壓閥，釋放浸漆罐1的壓力，將工件10從浸漆罐1中取出，同時(shí)，儲(chǔ)氣罐9卸壓排空；
可根據(jù)需要重復(fù)加壓操作過(guò)程。
(七)將工件10滴干后放入烘箱，150℃烘8小時(shí)。
采用儲(chǔ)氣罐平衡浸漆過(guò)程中苯乙烯汽化而消耗的真空度，具有如下優(yōu)點(diǎn)一、無(wú)需采用真空機(jī)組再次抽真空，避免真空機(jī)組被苯乙烯氣體損害；二、采用這種工藝方法制成的絕緣繞組的絕緣強(qiáng)度均勻；三、操作簡(jiǎn)便易行，生產(chǎn)效率高。
實(shí)施例二本實(shí)施例中，如圖4所示，平衡機(jī)構(gòu)為四個(gè)儲(chǔ)氣罐91、92、93、94串聯(lián)后與浸漆罐1’連通。
本實(shí)施例中，所述的儲(chǔ)氣罐的容積為浸漆罐1’的1-1.5倍，以方便對(duì)浸漆罐1’內(nèi)壓力的控制，使之保持在浸漬工藝需要的合適的真空度范圍內(nèi)。
本裝置中浸漆罐1’與儲(chǔ)漆罐2’還可設(shè)有計(jì)量罐(圖中未示)；浸漆罐1’底部可通接一成品儲(chǔ)罐(圖中未示)。
本實(shí)施例中，所述的儲(chǔ)氣罐的承壓能力為30Pa-300000Pa，并符合壓力容器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。目的是利用儲(chǔ)氣罐9的初始真空壓力(30-130Pa)平衡浸漬罐1不斷上升的壓力。
本實(shí)施例中，所述的浸漆罐1’設(shè)有卸壓排氣裝置和安全裝置。作為比較另一組線棒使用同樣的云母帶繞包，按照傳統(tǒng)工藝進(jìn)行處理，比較兩組線棒的電氣性能。
當(dāng)然儲(chǔ)氣罐為二個(gè)或二個(gè)以上時(shí)，也可以是各儲(chǔ)氣罐并聯(lián)后與輸漆管連通。其中的每個(gè)儲(chǔ)氣罐都設(shè)置有閥門(mén)進(jìn)行控制，根據(jù)壓力表顯示的數(shù)據(jù)，打開(kāi)其中的一個(gè)或者幾個(gè)閥門(mén)，使一個(gè)或者幾個(gè)小罐與浸漆罐連通。
結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)中兩組線棒在浸漬漆槽內(nèi)的不同高度上，輸漆過(guò)程中，浸漬漆的液面是由下向上逐步增高的，如圖2所示，在較低位置的A組線棒將先于較高位置的B組線棒完全浸沒(méi)在浸漬漆液面以下。通過(guò)手動(dòng)控制輸漆速度和儲(chǔ)氣罐連通閥，使較低位置的A組線棒在沒(méi)入漆中時(shí)罐內(nèi)的壓力在5000Pa以下；較高位置的B組線棒在沒(méi)入漆中時(shí)罐內(nèi)的壓力在40000Pa，其他的工藝步驟完全相同。
分別在5000Pa和40000Pa的輸漆狀態(tài)下，將兩組模擬繞組線棒水平浸入樹(shù)脂，保持濕真空2小時(shí)。解除真空，加壓至0.6MPa，保持壓力3小時(shí)，解除壓力出罐。進(jìn)烘箱150℃烘9小時(shí)，停止。
測(cè)試比較兩個(gè)線棒的電氣性能，驗(yàn)證差異。
在A組5000Pa氣氛中浸漆的線棒比在B組40000Pa氣氛中浸漆的線棒具有更好的電氣性能水平A組常態(tài)介損、介損增量和熱態(tài)介損都比B組低；A組擊穿電壓平均值比B組高。
兩組線棒介電性能測(cè)試表

權(quán)利要求
1.一種真空壓力浸漬工藝中的真空平衡法，在真空壓力浸漬工藝過(guò)程中增加一個(gè)儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)。
2.一種利用根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空平衡法的真空壓力浸漬工藝，包括下述工藝步驟(一)工件裝入浸漆罐，浸漆罐與儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)經(jīng)一連通閥連通；(二)開(kāi)啟真空機(jī)組，將浸漆罐與儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)抽成真空，然后保持2-5小時(shí)；(三)關(guān)閉連通閥，打開(kāi)輸漆閥，通過(guò)輸漆管向浸漆罐輸漆直至浸沒(méi)工件10cm時(shí)止；(四)打開(kāi)連通閥，使浸漆罐壓力保持2000-5000Pa，并保持真空1-3小時(shí)；(五)解除浸漆罐和儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)的真空；(六)關(guān)閉連通閥，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)組，浸漆罐加壓到0.5MPa-0.6MPa后，保壓3-5小時(shí)，打開(kāi)卸壓閥，釋放浸漆罐的壓力。
3.針對(duì)權(quán)利要求2所述一種真空壓力浸漬裝置，包括浸漆罐、儲(chǔ)漆罐、真空機(jī)組和空氣壓縮機(jī)組，浸漆罐的底部與儲(chǔ)漆罐的底部通過(guò)輸漆管連通，輸漆管上設(shè)置有雙向輸漆閥，浸漆罐的上部通過(guò)管道分別與真空機(jī)組和空氣壓縮機(jī)組連通，其特征在于浸漆罐的上部經(jīng)連通管與一平衡儲(chǔ)氣機(jī)構(gòu)經(jīng)連通閥連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種真空壓力浸漬裝置，其特征在于所述的平衡儲(chǔ)氣機(jī)構(gòu)為一個(gè)或一個(gè)以上的儲(chǔ)氣罐構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種真空壓力浸漬裝置，其特征在于當(dāng)儲(chǔ)氣罐為二個(gè)或二個(gè)以上時(shí)，儲(chǔ)氣罐串聯(lián)后與輸漆管連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種真空壓力浸漬裝置，其特征在于當(dāng)儲(chǔ)氣罐為二個(gè)或二個(gè)以上時(shí)，各儲(chǔ)氣罐并聯(lián)后與輸漆管連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種真空壓力浸漬裝置，其特征在于所述的儲(chǔ)氣罐的容積為浸漆罐的1-1.5倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種真空壓力浸漬裝置，其特征在于所述的儲(chǔ)氣罐為壓力容器，其承壓能力為30Pa-300000Pa。
全文摘要
本發(fā)明一種真空壓力浸漬工藝中的真空平衡法及其裝置涉及一種改進(jìn)的真空壓力浸漬工藝，同時(shí)還涉及應(yīng)用于該工藝的一種裝置?？蓮V泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)繞組絕緣結(jié)構(gòu)的制造。一種真空壓力浸漬工藝中的真空平衡法，在真空壓力浸漬工藝過(guò)程中增加一個(gè)儲(chǔ)氣平衡機(jī)構(gòu)。一種針對(duì)上述工藝的真空壓力浸漬裝置，包括浸漆罐、儲(chǔ)漆罐、真空機(jī)組和空氣壓縮機(jī)組，浸漆罐的底部與儲(chǔ)漆罐的底部通過(guò)輸漆管連通，輸漆管上設(shè)置有雙向輸漆閥，浸漆罐的上部通過(guò)管道分別與真空機(jī)組和空氣壓縮機(jī)組連通，其中，浸漆罐的上部經(jīng)連通管與一平衡儲(chǔ)氣機(jī)構(gòu)經(jīng)連通閥連通。利用VPI設(shè)備密閉泵壓的特點(diǎn)，取消了預(yù)烘體系，將繞組鐵芯直接裝入浸漬罐中進(jìn)行真空處理。
文檔編號(hào)H02K15/10GK101086922SQ20071003969
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者倪永慶, 李雪 申請(qǐng)人:上海同立電工材料有限公司