真空浸漆工藝在大型高端電動機中的應(yīng)用

卜小祥

（南京汽輪電機（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，江蘇南京 210037）

0 引言

a）術(shù)語:真空是指在給定空間內(nèi)低于一個大氣壓力的氣體狀態(tài)。也就是該空間內(nèi)氣體分子密度低于該地區(qū)大氣壓的氣體密度。不同的真空狀態(tài)，就意味著該空間具有不同的分子密度。完全沒有氣體的空間狀態(tài)稱為絕對真空。絕對真空實際上是不存在的。國際單位制中壓力的單位是帕斯卡（Pa）。1 Pa的壓力就是1 m2面積上作用1 N的力，1 Pa=1 N/m2，標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件為溫度為20℃，相對濕度為65%，大氣壓力為101 325 Pa。

b）優(yōu)越性:真空浸漆（vpl）工藝用于大型高端電動機，通過真空壓力浸漬完成對電動機繞組的浸漆，使繞組絕緣層內(nèi)富含樹脂同時使繞組與鐵心形成一個整體。提高了機械強度且具有較好的導(dǎo)熱性能。采用VPI技術(shù)的電動機，可減薄絕緣厚度，提高電動機效率和材料的有效利用率，簡化生產(chǎn)工藝，縮短制造周期。

1 實施

1.1 設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成

我公司目前投入電機生產(chǎn)的真空浸漆（vpl）設(shè)備主要由真空 －壓力浸漆罐（φ5 000×4 000，φ4 200×3 000）、儲漆罐（φ3 000×4 400二套）、真空系統(tǒng)（油環(huán)泵、小羅茨泵、大羅茨泵等）、加壓和排壓系統(tǒng)（10 m3空氣壓縮機等）、液壓系統(tǒng)、輸回漆系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)（冷水機組等）、通風(fēng)系統(tǒng)（風(fēng)機等）、測量控制系統(tǒng)（傳感元件、執(zhí)行元件、電控柜上儀表等組成）、工控機、UPS電源以及電氣控制柜（包括總電源，空氣開關(guān)，PLC，中間繼電器）等構(gòu)成，整個系統(tǒng)是一個有機聯(lián)合體，可單系統(tǒng)手動操作，也可自動運行。提高了浸漆工藝自動化程度。

1.2 工作原理

當(dāng)工件在浸漆罐中處于真空狀態(tài)下一段時間后，使工件中水蒸氣及其他氣體充分逸出，干燥工件表面，這樣有利于絕緣材料吸附，然后打開浸罐底部輸漆閥門，靠貯漆罐與浸漆罐兩罐之間的壓差（一個是常壓，一個是負(fù)壓）將絕緣漆由貯漆罐中壓至浸漆罐內(nèi)，使浸漆罐中的液面高于工件一定高度后，關(guān)閉輸漆閥;啟動空壓機，開始對浸漆罐加壓，當(dāng)壓力達(dá)到工作壓力后，停止加壓;保壓一定時間（按工藝要求做），使漆充分浸入工件中，然后泄壓至回漆壓力，打開回漆閥，利用壓差（一個是正壓約0.25 Mpa，一個是常壓）把絕緣漆由浸漆罐中壓回貯漆罐中，關(guān)閉回漆閥;至此，便可打開通風(fēng)機及通風(fēng)閥門對浸漆罐通風(fēng)，罐內(nèi)漆蒸氣排除后，即可開蓋并吊出工件，完成整套工藝流程。

1.3 確定工況

真空—壓力浸漆罐內(nèi)在正常工作時，應(yīng)在下述范圍:

1）最大工作壓力:0.6 Mpa

2）最小工作壓力:50 Pa;極限真空空罐:6 Pa

3）工作溫度:常溫80℃

儲漆罐內(nèi)在正常工作時，應(yīng)在下述范圍:

1）極限真空:200 Pa

2）工作溫度:5℃ ～80℃

1.4 確定工藝流程

根據(jù)真空浸漆（vpl）的工作原理，編制下列工藝流程，作為編制PLC控制軟件的依據(jù)。

松蓋到位→開蓋到位→啟動保險→吊入工件

保險撤消→合蓋到位→鎖緊到位關(guān)手閥

真空機組起動→抽真空→達(dá)到要求→保真空→輸漆→輸漆到位壓縮機啟動→加壓→保壓→按工藝要求→一次泄壓→0.25 Mpa→回漆→滴漆→二次泄壓 →常壓→

松蓋到位→開蓋→開蓋15℃，啟動風(fēng)機→浸罐排風(fēng)→10 min→開蓋到位→工件吊出→合蓋到位→結(jié)束

根據(jù)上述工藝路線，各系統(tǒng)設(shè)備閥組的開啟及連鎖條件編制如表1:

表1 設(shè)備開啟及相關(guān)條件

上述工藝條件經(jīng)各部件的傳感器、限位器將有效信號提交給工控機，PLC接收來自工控機上的軟件控制系統(tǒng)命令，電氣控制柜根據(jù)控制系統(tǒng)命令將其轉(zhuǎn)換成電氣信號從而控制系統(tǒng)元件（包括閥門泵）動作，完成整套工藝步驟。

1.5 數(shù)據(jù)采集與管理

每一工藝循環(huán)后，都要備份處理過的數(shù)據(jù)，以便做為日后對產(chǎn)品品質(zhì)跟蹤、查詢、分析的依據(jù)。每一批次工件處理之前都要確認(rèn)當(dāng)前數(shù)據(jù)記錄欄是否更新 ;如果未更新，請按照時間查詢一下當(dāng)前數(shù)據(jù)是否存在備份，如果不存在備份先將最后一次數(shù)據(jù)備份，然后將當(dāng)前記錄刪除，刪除數(shù)據(jù)是為即將開始的新的一批次工件處理數(shù)據(jù)記錄做好準(zhǔn)備。

1.6 注意事項

1）當(dāng)總電源被主動或被動斷開后，再次合上總電源時，控制電源處于斷開狀態(tài)，所以需要按下控制電源開啟按鈕使PLC通電，然后才可以使用控制系統(tǒng)。

2）當(dāng)某一設(shè)備閥組動作失控時，要從它運行的充分必要條件入手，檢查與之連鎖的相關(guān)設(shè)備閥組的狀態(tài)，找出失控的原因。

3）所有工藝參數(shù)的設(shè)定與修改必須經(jīng)工藝技術(shù)人員的確定。否則不能做任何改動，以免影響到產(chǎn)品的品質(zhì)。

2 結(jié)語

真空浸漆（vpl）設(shè)備通過真空壓力浸漬完成對電動機繞組的浸漆，使繞組絕緣層內(nèi)富含樹脂同時使繞組與鐵心形成一個整體。提高了機械強度且具有較好的導(dǎo)熱性能。采用VPI技術(shù)制造的電動機，可減薄絕緣厚度，提高電機效率和材料的有效利用率，簡化了生產(chǎn)工藝，縮短了制造周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

［1］王先鋒，孫安根.高壓電機VPI絕緣體系的組分選配與性能研究［D］.第七屆絕緣材料與緣技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集，中國電工技術(shù)學(xué)會絕緣材料與絕緣技術(shù)專業(yè)委員會，1999.

［2］奕祥.真空壓力浸漆的自動化研究［J］.沈陽真空研究所，2012.

［3］俞小平.采用真空壓力浸漆技術(shù)的電機絕緣的應(yīng)用研究［M］.上海:上海出版社，2003.