电机绕组的槽满率是多少比较合适?与温升有多大关系?
电机绕组的槽满率一直是许多制造商的热门话题。从操作层面来看,槽满率越低,嵌入线的工艺性越好,从电磁线进入线槽的工艺性和整形工艺相对容易;但从电机绕组散热的角度来看,槽满率较低会严重影响电机绕组的温升。
封闭式低压电机定子铜线的热量首先传递到铁心齿。槽绝缘厚度和导热性、槽绝缘与铜线和铁心之间的导热阻对绕组温升有很大影响。在上一篇文章中,我们谈到了绝缘材料和空气的热传导性能相对较差。
绕组浸渍过程是通过绝缘漆最有可能填充绕组内的间隙,然后通过干燥过程使其成为一个坚固的整体。
如果电机绕组槽满率过低,油漆浸渍质量不是很好,绕组电磁线和绝缘材料之间,以及它们与铁芯之间的间隙和孔,如果不充分填充导热性能好的油漆基础,绕组的温升就会升高。目前,大多数制造商采用VPI真空压力涂料浸渍技术,可以有效提高绝缘涂料的填充效果,但相对宽松的物理空间也难以保证涂料基础的有效固定。
对高压电机线圈而言,若云母带包扎不紧,热压固化时压缩不足,或线圈与铁芯槽间隙较大,热量不易散热。在嵌入高压电机绕组的过程中,需要采取措施填充多余的间隙,以控制电机的温升。
铁芯与绕组之间的热量,部分或全部的热量通过铁芯与底座之间的接触面,从底座表面流失。铁芯外圆与底座的配合公差和配合面的表面粗糙度不同,可使封闭式电机的绕组温升有较大差异。为保持适当的配合过盈,应严格控制机座内径公差、铁心外径公差和外圆整齐度。在通风槽冷却空气中,有径向通风道电机,绕组直线部分的一部分热量通过铁心散失。铁芯叠压不紧,冲片漆膜过厚,会降低铁芯的轴向导热系数,稍微增加绕组和铁芯的温升。
在实际生产加工过程中,特别是在绕组的绝缘处理过程中,一些制造商做得很好,但一些制造商在过程控制方面做得很差。例如,VPI设备的密封效果差,油漆粘度不一致,线圈包扎松动,这些都是常见的问题。
从零件加工控制的角度来看,特别是对于绕组、铁芯和底座,非常光滑的铁芯可以降低嵌入的难度,从而提高绕组的槽满率;在嵌入过程中,电磁线理顺后,槽中的不规则孔隙会减少,这有利于油漆基础的渗透。此外,铁芯在浸渍和干燥过程中的预热和干燥过程控制对绝缘漆的保持作用也尤为关键。
这里还需要强调的是,除了对绕组温升的影响外,槽满率还有一个更关键的影响,即对于电机材料的利用率,相对合适的槽满率可以有效提高有效材料的比例,降低电机的材料成本。