用磁性槽泥修復電動機

摘要：對電動機磁路的進行分析，可以得出要使電動機達到節能降耗的目的只能降低電動機磁阻的結論，而要降低磁阻，則必需使用減少電動機磁路的空氣間隙的方法才能達到目的，電動機轉子鐵芯中留有布線槽口，電動機運行時則會有旋轉損耗產生，而想要減少這種旋轉損耗，使用磁性槽泥填充間隙則可以達到減少損耗的目標。

關鍵詞：電動機；降低磁阻；磁性槽泥

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）06-0100-02

我國的大部生產領域都能夠使用到電動機，這是一個常用的生產設備，而大部分的動力場所都是由電動機帶動運行的。然而，我國現在運行的電動機多數還是JR、JO系列電動機，這些老型的電動機特點是“三高”，不但能耗高，而且噪聲高、溫升還高，如果從節約能源和保護環境的角度出發，那么改善電動機的性能則具有特別重要的現實意義。

由于當時的技術比較落后，設計的電動機渦流損耗和磁滯損耗一般都較大，這使得電動機定子電流也相應增大，而電流增大產生的熱效應則造成了電動機的定子線圈過熱，由于線圈過熱、長時間的高溫，從而加速了電動機線圈的老化，使電動機的絕緣電阻早早地降低，由此，造成了電動機的使用壽命減小。另一方面，在電動機電流增大的同時，線路的電壓降則又同時增加，過大的壓降導致了負荷端電壓也發生下降，這就又降低了電動機的輸出功率，當然，這些因素使電動機的使用效率又大打折扣，有時會達不到使用效率。

綜上所述，說明電動機的效率低下、能耗偏大，是因為電動機的鐵損和銅損大，電動機的銅損和鐵損統稱為電動機的損耗，而這些損耗則全部都轉化為熱能，大量的熱能導致電動機的定子線圈過熱，溫度上升。而電動機的鐵損就是因為線圈的渦流損耗和磁滯損耗所導致的，而這些損耗則降低了電動機的使用效率。如果想要降低渦流損耗和磁滯損耗，那就必須降低電動機定子磁路（即硅鋼片）的磁阻。

JR、JO系列電動機的能耗過大，主要原因是由于電動機定子磁路的間隙過大，而空氣的磁阻則大大高于電動機鐵芯的磁阻。由此，我們也就可以找到降低這些損耗的方法，其實就是降低電動機磁路的磁阻，減少線圈的渦流損耗和磁滯損耗，增加硅鋼片的導磁率，這樣才提高電動機的輸出功率，提高使用效率，這種方法不但能夠達到節能降耗的目的，同時也提高了電動機的使用壽命。

下面請看一下電動機的磁阻與磁通的關系式：

電動機磁路的磁阻：（公式一）

Rm=L/μ·S

式中：

Rm——磁阻，單位：Ω

L——磁路長度，單位：cm

μ——磁介質的磁導率

S——磁路的橫截面積，單位：cm2

電動機磁路的磁通：（公式二）

Ф=N1/Rm

式中：

Ф——磁通，單位：Wb

N1——磁勢，單位：安匝

從上述公式中可以分析出，當電動機的磁阻Rm下降時，穿過磁路的磁通量相應增加，渦流損耗和磁滯損耗也同時減少。如果減小磁路長度L，或增加磁導率μ，或增加磁路的橫截面積，而電動機磁路的橫截面積S和磁導率μ都是固定的，想要降低磁阻，增加電動機的使用壽命，降低能耗，最好的辦法就是減小電動機磁路的空氣間隙。

要減小電動機磁路的空氣間隙，那么就要在改造或修復舊型號電動機的時候，在電動機的定子磁路上抹入能夠提高磁路導磁率的磁性物質并壓實，以減小電動機磁路的空氣間隙，從而達到降低磁阻，并減小損耗的目的。

磁性泥狀物又名磁性槽泥或叫磁性膩子，簡稱CC材料，是由銀灰色含磁性的粉末做成的，這種物質主要成分是高粘度樹脂和磁粉。這種物質未使用時分為甲、乙兩類分別保存，甲類中含有樹脂、磁粉，呈粉末狀；乙類是液體。使用的時候，應將甲乙兩類物質充分混合，攪勻均勻。

CC材料是可塑的磁性泥，可廣泛應用于各型號電動機，它具有常溫下固化時間短，固化劑無毒等特點。另外，它還具有優越的機械性能、熱性能和化學性能，是一種性能優良的節能材料。將它均勻抹壓在電動機定子槽口處，待其固化后，即成為與槽壁結合極其牢固的電動機磁性槽楔。由于它封閉了電動機定子槽口，可以降低鐵芯齒表面的磁通密度和由于磁通在齒間擺動而引起的附加鐵損，從而使電動機的鐵芯損耗下降。在電動機定子槽口使用磁性槽楔后，可降低電動機的空載損耗20%～40%，降低電動機的空載電流5%～10%，降低溫升10%～35%，降低噪音3分貝左右，提高電動機效率平均為1%～2%，并且使用磁性槽楔投資低廉，同時對電動機的振動也有所改善，是修復老型號電動機并使其延緩淘汰的有效節能措施之一。

在對電動機的修復改造過程中，應首先對電動機作一次絕緣測量，如果測得的電動機絕緣不夠，就應該在加強電動機的絕緣后，再用CC材料抹壓電動機，抹壓應結實嚴密。如果抹壓后電動機線圈絕緣電阻下降過大，應及時查找絕緣電阻下降的原因，將絕緣處理到正常數值后再抹壓CC材料。操作過程中不可以將槽泥灑落到電動機的繞組之間，因為CC材料的顆粒殘留在電動機里，它會在電磁場的作用下產生運動，就會使電動機繞組的絕緣降低，嚴重的可能會造成短路，燒毀電動機。此外，甲、乙兩類材料在調劑好后要立即投入使用，放置時間過長，CC材料會硬化，不能使用。用CC材料抹壓后的電動機，其定子槽口漏磁通就會加大，而電動機的起動轉矩則相應會降低，所以，對啟動轉矩要求高的負荷，或者在使用過程中常常有大的機械負荷或沖擊負載的電動機，在改造過程中更應該慎重使用。但在CC材料中加入一定量的絕緣物質，控制漏磁通，也可以使用，但使用量應根據實際情況，經實驗確定絕緣物質的摻入量。

以我公司為例，現有的電動機大多數為JR和JO系列，要想將所有的舊式JR和JO系列電動機淘汰，則需要投入大量的資金，這顯然是不劃算的。CC材料價格較低，市場價格大約在35元/kg左右，每千克CC材料可改造一臺30kW容量的電動機，每臺電動機改造工時為1天/人，合計工時成本和CC材料的成本，以及廠房、設備等，改造一臺電動機的成本大約為100元。而改造后的電動機每千瓦容量每年可節約電能約67kwh，如果改造一臺30kW電動機，每年節約電量為2010kwh。以電價0.6元/kwh計算，則每年可節約1206元。所以，改造一臺電動機的費用實際上一個月就可收回。

我公司現每年修復的JR和JO系列的電動機約為1500臺，如果用CC材料修復，按每臺電動機30kw計算，年節約電費就為：1500臺×67kwh×30kw×0.6元/kwh=180.9萬元。經過反復調研，這是一項切實可行的技術革新，而且在產生經濟效益的同時還延長電動機使用壽命。因此，建議在修復JO與JR系列電動機時采用CC材料，以達到節能降耗的目的。

作者簡介：陳復興（1971—），男，鶴崗誠基水電熱力有限責任公司供電車間運行主任。endprint