返回顶部
今日    | 手机版 | 资讯 | 产品 | 企业 | 热点 | 商道 | 原料 |
返回首页
返回首页
home 您现在的位置: 首页 >技术中心 > 详细信息
新型耐变频纳米绝缘漆的研制,论文简要介绍了一种新型耐变频纳米绝缘漆的制备方法, 及其添加剂二氧化钛基纳米复合颗粒的制备过程
2019年09月21日    阅读量:1511     新闻来源:中国机械网 okmao.com    |  投稿

1 引 言
众所周知, 变频调速电机具有很多优点, 如: 保养较容易、更节能、便于自动控制、生产过程效率更高等, 因此, 尽管没有进行足够的检测, 变频电机仍被工业上所接受并大量使用[1 ]。近年来, 随着变频技术的发展和更多的使用, 变频电机的应用过程中的相关问题如绝缘材料过早破坏等问题引起人们的关注[2~ 4 ]。


迄今为止, 对变频电机中绝缘材料的破坏机理仍有较大的争论, 特别是在变频电机中绝缘材料被破坏的最主要的原因是局部放电[2 ] , 还是介质加热[3 ] , 或者是空间电荷积累[4 ]的问题上仍存在较大分歧中国机械网okmao.com


但是, 变频电机中线圈绕组绝缘材料的过早破坏是一个比较严重的问题, 严重影响到变频电机的使用寿命。研究在变频电机中能长期使用, 具有耐变频能力的漆包线绝缘材料成为世界电工材料行业关注的重点之一, 而相应的绝缘漆的研制同样成为当务之急, 国内外投入大量的人力物力进行开发[5~ 8 ]。


纳米粒子具有体积效应、表面与界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应[9, 10 ]。纳米技术为传统产业的改造, 提高科技含量提供了新的手段, 也为耐变频绝缘漆的开发提供了新的途径。本文制备了纳米T iO 2, 并将其作为添加物加入到普通绝缘漆中, 对其进行改性, 以提高普通绝缘材料在变频电机中的寿命。

2 耐变频纳米改性绝缘漆的制备
2. 1 原材料
偏钛酸浆液, 含水46% 的浆液, 主要杂质为硫酸根离子, 工业级, 上海市东升钛白粉厂产品; 氢氧化钠,化学纯, 上海精化科技研究所产品; 盐酸, 含量35%~37% , 分析纯, 上海振兴化工二厂产品; 晶型促进剂A ,自制; 无机改性剂, 自制; 去离子水;N - 甲基吡咯烷酮(NM P) , 常州绝缘材料总厂有限公司提供; 聚酰胺酰亚胺(PA I) , 常州绝缘材料总厂有限公司提供。

2. 2 纳米颗粒制备
纳米T iO 2 基复合颗粒制备: 将一定浓度偏钛酸悬浮液用水浴加热至60℃~ 80℃, 在搅拌下加入90℃左右氢氧化钠溶液中, 加热至沸并保持0. 5h~2. 5h. 然后过滤、洗涤。再将滤饼制浆, 用稀释成25%盐酸溶液调节浆液pH 值为2~ 5, 加入一定量晶型促进剂A 和25% 盐酸, 使悬浮液变成溶胶, 并加热至108℃左右, 保温90m in 后冷却, 用氢氧化钠溶液调节溶胶pH 值为6~ 7, 过滤、洗涤。将滤饼烘干, 在研钵中磨碎, 得水合T iO 2 粉末. 在600℃下煅烧获得纳米T iO 2 颗粒。
将上述T iO 2 制备成20% 左右浆液, 加入5%~10%无机改性剂B, 加热搅拌2h, 过滤、洗涤。将滤饼烘干, 得纳米T iO 2 基复合颗粒。

2. 3 纳米材料改性绝缘漆制备
称取一定量纳米T iO 2 基复合颗粒, 加入一定量溶剂NM P 和绝缘漆, 高速研磨, 制备得到纳米材料改性绝缘漆, 备用。

2. 4 绝缘漆涂布试验
用以上纳米改性绝缘漆为中间层, 涂制成聚酯/改性聚酰胺酰亚胺(PE I/ PA I) 复合铜漆包线。

2. 5 测试和表征
(1) 纳米颗粒形貌和大小: 采用J eo l 公司的JEM- 200CX 透射电子显微镜(TEM ) 观察纳米T iO 2 基复合颗粒形貌与大小。
(2) 耐变频寿命: 先在1364g 负载下, 将两根漆包线绞制成8 个结点, 长度为0. 4m 的绞线对。将绞线对放置在恒温箱中, 温度为90℃。绞线对一端的两个接头接变频器输出端, 另一端空置。变频器提供的输出频率为20KHz, 峰压为3KV , 峰头上升时间为400n s。根据绞线对击穿时间来衡量漆包线的耐变频寿命。测试装置如图1 所示。
(3) 漆包线常规性能: 参照国家标准GBöT 6109.1121990, 由国家电线电缆质量监督检验中心测定。

3 结果与讨论
3. 1 纳米粒子的形态
纳米T iO 2 基复合颗粒形态和大小如图2 所示,从图2 可以看出, 其粒径较为均匀, 大小约在20nm~30nm 范围内。
新型耐变频纳米绝缘漆的研制,论文简要介绍了一种新型耐变频纳米绝缘漆的制备方法, 及其添加剂二氧化钛基纳米复合颗粒的制备过程 中国机械网,okmao.com



3. 2 产品常规性能
纳米T iO 2 基复合颗粒改性绝缘漆涂制成的耐变频复合漆包线的常规性能经检测, 符合国家标准GBöT 6109. 11- 1990 的要求。测试结果如表1 所示, 可以看出产品常规性能均符合标准要求。
新型耐变频纳米绝缘漆的研制,论文简要介绍了一种新型耐变频纳米绝缘漆的制备方法, 及其添加剂二氧化钛基纳米复合颗粒的制备过程 中国机械网,okmao.com
3. 3 产品耐变频寿命
纳米复合漆包线的耐变频寿命如图3 所示。从中可以看出, 加入纳米T iO 2 基复合颗粒后, 复合漆包线的耐变频寿命大大提高。

3. 4 耐变频原因分析
在变频电机中, 漆包线在高频高压脉冲的作用下, 在变频电机中, 漆包线受到强烈的局部放电的作用, 并产生大量的热量, 使绝缘层软化、分解, 绝缘层变薄, 最后导致击穿。当无机纳米粒子加入到绝缘树脂中后, 能够形成一层“壳”, 保护内层的绝缘材料, 由于纳米粒子的粒径较小, 因此能够在更小的范围内与有机绝缘材料结合, 不至于引起漆包线常规性能特别是机械性能的过多下降。纳米复合层对漆包线内层绝缘材料的保护如图4 和图5 所示。
新型耐变频纳米绝缘漆的研制,论文简要介绍了一种新型耐变频纳米绝缘漆的制备方法, 及其添加剂二氧化钛基纳米复合颗粒的制备过程 中国机械网,okmao.com
 从图4 可以看出, 在模拟变频电机中绝缘材料破坏情况的试验中, 两根漆包线的相邻处出现了纳米粉体, 有机绝缘树脂已经消失, 而这正是漆包线容易发生局部放电的部位, 漆包线的其他部位的有机绝缘材料依旧完整, 由此可见, 变频电机中漆包线局部放电的情况非常严重, 有机绝缘树脂容易被破坏。从图5可以看到, 在添加了纳米材料后, 纳米材料阻止了局部放电向内层发展而保护内层的绝缘材料, 因此, 将纳米复合层擦去后, 我们可以清楚地看到内层绝缘材料层仍然比较完整, 因而耐变频寿命大大提高。
新型耐变频纳米绝缘漆的研制,论文简要介绍了一种新型耐变频纳米绝缘漆的制备方法, 及其添加剂二氧化钛基纳米复合颗粒的制备过程 中国机械网,okmao.com
图5 漆包线内层绝缘材料较完整
从以上的试验结果可以看出, 在设计变频电机中的绝缘材料时, 提高绝缘材料的耐电晕能力是一个重要的方向。

4 结论
本文通过液相法制备得到一种二氧化钛基纳米复合颗粒, 将其添加到普通绝缘漆PA I 中, 得到一种新型的绝缘漆, 结果表明用该绝缘漆制备的漆包线耐变频寿命大幅度提高, 常规性能符合国家标准。因此,纳米材料改性是变频电机绝缘材料设计的一个重要途径。


新型耐变频纳米绝缘漆的研制

马寒冰1, 施利毅1, 沈嘉年1, 李锦梁2, 刘守忠3
(1. 上海大学,  上海200072; 2. 上海电器科学研究所,  上海20063; 3. 常州绝缘材料总厂,  江苏常州213002)

标签:行业资讯原料动态机械百科产品资讯机械应用市场评论技术中心设备与仪器
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与本网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571

全站地图

深圳网络警察报警平台 深圳网络警
察报警平台

公共信息安全网络监察 公共信息安
全网络监察

经营性网站备案信息 经营性网站
备案信息

中国互联网举报中心 中国互联网
举报中心

中国文明网传播文明 中国文明网
传播文明

深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
电子标识