新能源汽車電機滴浸工藝原理介紹

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滴 漆 工 藝 之 我 見   

前 言：              

   伴隨滴浸工藝在電機絕緣上的廣泛應(yīng)用，如何高效合理性的解決滴漆質(zhì)量成為產(chǎn)線產(chǎn)能考核的重要指標之一。

    本文簡略介紹了滴漆工藝產(chǎn)生的技術(shù)背景及工藝原理，分解了滴漆工藝流程的必經(jīng)階段，并通過介紹，提出滴漆階段控制滴漆質(zhì)量的一些技術(shù)難點，并就滴漆計量泵精度控制、滴漆管路凝膠問題、以及無溶劑滴漆單組份、雙組份優(yōu)劣勢對比做出相應(yīng)闡述。

一、背 景 

滴浸工藝產(chǎn)生的技術(shù)背景是什么？

常用的浸漬處理方法是常壓浸漬或真空壓力浸漬統(tǒng)稱為沉浸。這種浸漬方法存在著干燥時間長；繞組所有部位均被漆液沾污，烘焙后要清理，有環(huán)境污染等缺點。

五十年代末歐洲發(fā)展了滴落浸漬新工藝(簡稱滴浸工藝)，它充分發(fā)揮了無溶劑漆的特點。采用滴浸工藝，不僅縮短了工藝時間，解決了漆的流失和清理問題。同時提高了電機絕緣質(zhì)量和使用壽命，為電機浸漬過程機械化、自動化創(chuàng)造了條件。我國在六十年代初期開始搞滴浸試驗,近二十年來，滴浸工藝在各種類型的低壓電機上已大量使用，目前可應(yīng)用到功率800瓦以上的電機上，并逐步發(fā)展應(yīng)用到環(huán)形線圈和變壓器線圈上。

二、原 理 

什么是滴浸工藝呢？

滴浸工藝指的是將經(jīng)過精密計量的，能迅速膠化的無溶劑漆，連續(xù)滴落到經(jīng)預(yù)熱的旋轉(zhuǎn)著的繞組端部上。其工藝原理是通過預(yù)熱繞組，使滴入的漆粘度下降，流動性提高，在重力和線匝間產(chǎn)生毛細滲透現(xiàn)象的作用下，漆液很快地滲透填滿全部繞組匝間，隨之無溶劑漆在較高溫度下開始膠化和固化。   

三、 流 程 

滴浸工藝流程是怎樣的？ 

滴浸工藝的整個過程，可以分為四個階段，即預(yù)熱、滴漆、膠化和固化，下面將分別敘述。

A\預(yù)熱階段

預(yù)熱有二個目的，一是驅(qū)趕定子、轉(zhuǎn)子繞組中的潮氣；二是提高繞組的溫度，以降低滴浸漆的粘度，使漆能滲透到線圈的細小部分，同時過渡到膠化階段，預(yù)熱的溫度根據(jù)所用的滴浸漆決定。

B\滴漆階段

滴漆階段是決定滴漆質(zhì)量的重要一環(huán)，在這個階段要掌握三個工藝參數(shù)：即轉(zhuǎn)速、傾斜角和滴漆量。

1、轉(zhuǎn)速:

滴漆是在工件轉(zhuǎn)動下進行的，轉(zhuǎn)速與工件直徑有關(guān)，直徑大轉(zhuǎn)速低，直徑小轉(zhuǎn)速高。因此根據(jù)工件的品種和大小選擇合適的轉(zhuǎn)速，既能使漆很快地滲透，又能保持工件鐵芯內(nèi)外圓不被沾污。

2、傾斜角

傾斜法即線圈在保持一定的傾斜角度下進行滴漆,漆液依靠重力,毛細現(xiàn)象滲透到線圈內(nèi)部,傾斜可加快漆的速度。滴浸工藝*早都采用傾斜滴漆法,后又出現(xiàn)水平滴漆法。對于較大的工件,采用傾斜滴漆法或傾斜滴漆與水平滴漆相結(jié)合的辦法,有利于漆液充分填滿槽內(nèi)空隙。

3、滴漆量:

滴漆量是滴漆過程中的一個核心問題。

日本東芝公司將滴漆時控制漆量用的計量泵稱為滴浸設(shè)備的心臟。可見，控制滴漆量是影響滴漆質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

滴漆工藝要求滴下的漆完全被吸收至線圈內(nèi)部，形成無氣隙的完全浸透狀態(tài)。合理性的控制滴漆量成為工藝實施的重要指標：漆量太多，就不可能完全被吸收,多余的漆會流到鐵芯內(nèi)外還要刮掉。尤其是某些工件的結(jié)構(gòu)容易造成漆的堆積，在固化時還會造成開裂等現(xiàn)象。漆量過多還易造成漆粘附不均勻，影響線圈轉(zhuǎn)動，慣量不平衡的現(xiàn)象。

在滴漆計算過程中主要由三個參數(shù)決定滴漆質(zhì)量:分別是滴漆量、滴漆速度、滴漆時間。滴漆量多少合適，在選定材料后，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和大小通過試驗來確定。采用計量泵控制滴漆量可使每個工件都能有相同的漆量以保證質(zhì)量。滴漆量確定后通過實驗來確定滴漆速度，即確定在一定的轉(zhuǎn)速下，使滴下的漆都能吸收而不流失的速度。滴漆量及滴漆速度確定后，就可以求得滴漆時間。

C\膠化階段

無溶劑漆一般是由線型或帶有支鏈的線型分子組成，并加有硬化劑、促進劑、交鏈劑等。原本是可以流動的粘性液體，在一定的溫度下，分子之間發(fā)生反應(yīng)，表現(xiàn)為體系的粘度逐漸增大，體系轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袕椥缘哪z狀物，且性質(zhì)也隨之發(fā)生突變，這個現(xiàn)象叫做凝膠化。

無溶劑漆在膠化時會放熱，尤其是滴浸漆，由于膠化速度較快，因此放熱也比較厲害。由于放熱量與材料有關(guān)，在選定材料之后，選擇膠化的溫度和時間時要考慮放熱現(xiàn)象。

漆在膠化和固化過程中會引起體積的收縮，收縮率太大,還往往容易在槽口和鐵芯與梢楔接觸的兩側(cè)引起開裂。在目前的環(huán)氧漆中，有一些易揮發(fā)的稀釋劑或沸點較低的硬化劑。在膠化過程中要揮發(fā)，當膠化反應(yīng)劇烈時，表面的漆正在成膜，內(nèi)部揮發(fā)成份又要出來，就會沖破漆膜形成氣泡。一般在滴完漆后，不希望立即膠化，而希望再轉(zhuǎn)動幾分鐘，使吸收的漆在不斷轉(zhuǎn)動的過程中滲透分布得均勻一些，然后再膠化。選擇膠化溫度與時間，還與工件的形狀、大小有關(guān)。   

D\固化階段

在滴浸工藝中,由于考慮到滴漆機的效能，往往在沒有完全固化的情況下，完成滴漆工藝,而讓工件在隨后的運轉(zhuǎn)溫度作用下才完成完全固化的過程。

因為膠化是分子間反應(yīng)的一種表現(xiàn)，但并不意味著分子反應(yīng)得完全，所以膠化也不是滴浸工藝的*后完成，膠化后的漆還必須經(jīng)過固化也就是使分子間繼續(xù)反應(yīng)到*終狀態(tài)。

固化時間的長短主要決定于所用漆的特性。漆在一定的固化溫度下隨著時間的延長，其固化反應(yīng)愈來愈完善，各項性能也在不斷的提高，*后達到飽和點，即反應(yīng)完全且性能不再隨時間的延長而變化。通常在其各項性能已能滿足使用的基本要求可以認為基本上完成了固化，更進一步的固化可留待以后運行中去完成，也就是所謂滴浸工藝不要求完全固化的基本理由。

通過上文簡要介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)使用滴浸工藝主要是解決無溶劑滴浸漆、滴浸設(shè)備和滴浸工藝操作這三個問題。其中滴漆階段在整個工藝過程中，是時間*短的一個階段，但卻是很重要的一個階段。保證滴漆質(zhì)量，就要求嚴格控制保留在工件上的漆量及其分布。但目前這一點還沒有引起足夠的重視。

四、滴漆精度與計量泵 

滴漆階段滴漆量精度控制問題

目前，市面上滴漆計量泵主要以隔膜泵、蠕動泵及螺桿泵，從控制精度和能力來講，螺桿計量泵為*優(yōu)，價格也是*貴。市場上除德國BIDELI比德利使用自有品牌的螺桿計量泵以外，大部分主流都集成德國ViscoTec維世科的螺桿泵，XETAR欣音達通過二十幾年的沉淀研發(fā)，逐步替代進口螺桿泵并在以下客戶中使用。

XETAR欣音達合作客戶

五、管路凝膠現(xiàn)象

循環(huán)管路凝膠問題如何解決

在使用單組份無溶劑漆的過程中，溫度是固化的必要條件，加上滴漆車間一般溫度偏高，造成漆會在料罐、管路、泵體產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象，XETAR欣音達多次和行業(yè)大佬探討并通過客戶應(yīng)用中的反饋，結(jié)合膠水的特性及現(xiàn)場工藝和要求，對泵體密封、管路冷卻、料罐供料全部升級優(yōu)化，且增加了相關(guān)工藝點的實時監(jiān)控：如溫度、壓力、真空度、液位實時監(jiān)測等，從而有效性防止管道凝膠現(xiàn)象產(chǎn)生。

六、材料選擇

單組份/雙組份無溶劑漆對比針對單組份無溶劑漆的儲存條件及膠化后需要長時間加熱至完全固化的困惑點，行業(yè)中有客戶開始采用雙組份滴漆。其優(yōu)勢是短時間加熱膠化后可進行下一步組裝工序，且不影響膠體繼續(xù)固化至完全。這方面也希望得到行業(yè)大伽們的探討及指正。

雙組份滴漆現(xiàn)場實拍

尾聲：
綜上所述，只要工藝合理、計量控制得當，**的填充率和絕緣漆分布已經(jīng)可以實施，如下圖所示：800V發(fā)夾式電機定子熱風預(yù)熱與熱風固化的滴漆工藝已經(jīng)可以達到滴漆槽滿率高達99.8%的**效果??！

槽滿率檢測定子剖切實拍

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