真空浸漆工藝在大型高端電動機中的應用

卜小祥

（南京汽輪電機（集團）有限責任公司，江蘇南京 210037）

0 引言

a）術語:真空是指在給定空間內低于一個大氣壓力的氣體狀態。也就是該空間內氣體分子密度低于該地區大氣壓的氣體密度。不同的真空狀態，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，標準環境條件為溫度為20℃，相對濕度為65%，大氣壓力為101 325 Pa。

b）優越性: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熱性能。采用VPI技術的電動機，可減薄絕緣厚度，提高電動機效率和材料的有效利用率，簡化生產工藝，縮短制造周期。

1 實施

1.1 設備系統構成

我公司目前投入電機生產的真空浸漆（vpl）設備主要由真空 －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（油環泵、小羅茨泵、大羅茨泵等）、加壓和排壓系統（10 m3空氣壓縮機等）、液壓系統、輸回漆系統、冷卻系統（冷水機組等）、通風系統（風機等）、測量控制系統（傳感元件、執行元件、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，PLC，中間繼電器）等構成，整個系統是一個有機聯合體，可單系統手動操作，也可自動運行。提高了浸漆工藝自動化程度。

1.2 工作原理

當工件在浸漆罐中處于真空狀態下一段時間后，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，一個是負壓）將絕緣漆由貯漆罐中壓至浸漆罐內，使浸漆罐中的液面高于工件一定高度后，關閉輸漆閥;啟動空壓機，開始對浸漆罐加壓，當壓力達到工作壓力后，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，關閉回漆閥;至此，便可打開通風機及通風閥門對浸漆罐通風，罐內漆蒸氣排除后，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—壓力浸漆罐內在正常工作時，應在下述范圍:

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℃

儲漆罐內在正常工作時，應在下述范圍:

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。

松蓋到位→開蓋到位→啟動保險→吊入工件

保險撤消→合蓋到位→鎖緊到位關手閥

真空機組起動→抽真空→達到要求→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℃，啟動風機→浸罐排風→10 min→開蓋到位→工件吊出→合蓋到位→結束

根據上述工藝路線，各系統設備閥組的開啟及連鎖條件編制如表1:

表1 設備開啟及相關條件

上述工藝條件經各部件的傳感器、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命令，電氣控制柜根據控制系統命令將其轉換成電氣信號從而控制系統元件（包括閥門泵）動作，完成整套工藝步驟。

1.5 數據采集與管理

每一工藝循環后，都要備份處理過的數據，以便做為日后對產品品質跟蹤、查詢、分析的依據。每一批次工件處理之前都要確認當前數據記錄欄是否更新 ;如果未更新，請按照時間查詢一下當前數據是否存在備份，如果不存在備份先將最后一次數據備份，然后將當前記錄刪除，刪除數據是為即將開始的新的一批次工件處理數據記錄做好準備。

1.6 注意事項

1）當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，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。

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

3）所有工藝參數的設定與修改必須經工藝技術人員的確定。否則不能做任何改動，以免影響到產品的品質。

2 結語

真空浸漆（vpl）設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熱性能。采用VPI技術制造的電動機，可減薄絕緣厚度，提高電機效率和材料的有效利用率，簡化了生產工藝，縮短了制造周期，提高了產品質量。

［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學術會議論文集，中國電工技術學會絕緣材料與絕緣技術專業委員會，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的電機絕緣的應用研究［M］.上海:上海出版社，2003.