耐电晕绕组线的发展.pdf

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2004年第4期
电线电缆
004年8
Electric Wire &* Cable
Aug.,2004
耐电晕绕组线的发展
楼南寿,凌春华,付金栋,任勇
上海电缆研究所,上海200093)
摘:本文以变频谓速交流电机的发展为背景,综述了国内外变频电机用耐电奉绕组线发展概况,最后提出我
国今后发展的几点建议
关词:绕组线;耐电性;变频电机
中图分类号:TM245
文献标识码:A
文章编号:1672-6901(2004)04-0013-03
Development of the corona resistant winding wires
LOU Nan-she
( Shanghai Electric Cable Research Institute, Shanghai 200093, China)
Abstract: This paper presents the development at home and abroad of the corona resistant winding wires used
in variable-frequency motors in the background of the development of AC motors with speed regulation by
frequency change. It finally makes some suggestions for the future development of the winding wire in China
Key words: winding wire; corona resistance; variable-frequency motor
1背景(调速传动的量大进展)
的方法很多,因为绕组线是绝缘结构的重要组成部
分,在这些措施中,变频电机用耐电晕绕组线的研制
电气传动遍及国民经济的各个部门。电动机广也就成了先进工业国家的一个亮点。
泛应用于治金、牵引、矿山、起重、装卸等各种机械,
我国还是一个发展中国家,电气传动领域中恒
是交通运输、建筑轻纺、原子能及化工设备等工业的速传动还占主导地位。根据电网供电消耗量的计算,
原动机。其消耗的电能在世界各主要国家都占工业恒速传动达电气传动总量的91%以上。但已看到了
用电的60%以上。有效地利用电动机,降低其运行交流电动机变频调速传动发展不可阻挡的趋势日
中的消耗,是节能的一大源头。半个多世纪以来,近年来变频电机的产量已呈快速上升的趋势。不仅
电气传动领域中一直在努力实现原来只用于恒速传如此,交流调速电机还将是出口的重要产品。而国内
动的交流电动机取代可变速传动的直流电动机。随所需的耐电晕绕组线大部分还依赖进口。因此,自
着电力电子技术和现代控制技术的飞速发展,特别然地出现了竟相研制这种新产品的局面。经过几年
是上世纪70年代以来,交流调速的性能可以与直流的努力,研制工作取得了显著的成功,生产呈现良好
谒速相媲美后,美、日、西欧等工业先进国家交流调的势头。
速有了相当的发展。据估计世纪之交时期,交流、直
流调速已达各占50%的比例,交流调速已进入逐步
国外的发展
替代直流调速的新时代。
要解决任何问题,必须知其然,知其所以然。针
变频调速是最有前途的交流调速方法,发展很对IGBT-PWM驱动的变频电机过早损坏的现象,
快,但也遇到需要解决的问题,特别是上世纪90年有很多研究损坏机理的报导。对于绕组线一般认为
代采用绝缘栅双极性晶体管(GBT)器件的脉宽调绝缘的损坏不是单一因素,而是由局部放电(电绿)
制(PWM)型变频器后,调速系统中使用的交流电动介质发热和空间电荷积聚等多种因素造成的?。在
机(简称变频电机)发现有使用寿命问题,有的安装此损坏机理的基础上新型绕组线(无论是漆包线,还
使用后几个月甚至几周就损坏。如何提高变频电是绕包线)研究的基点,就是寻找新的材料,使绕组
机的使用寿命成为广泛关注的问题。研究提出解决线的绝缘有较好的耐电晕能力、热的稳定性和传导
收蒋日期:2003-10-28
性以避免绝缘层局部放电的发生,以利于热的传导
作者简介,楼南寿(1939-),男,渐江萧山人,教授级高和电荷的分散,从而避免或减弱介质发热和空间电
级工程师
荷的积累。可以认为90年代,特别是90年代后期是
作者地址:上海市军工路1000号[200093].
国外变频电机用耐电晕绕组线活跃的开发时期
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2004年第4期
电线电缆
2004年8月
No.42004
Electric Wire &s Cable
Aug.,2004
1994年 Dupont公司和瑞士ABB公司、徳国
此后,上海汉邦化工有限公同将具有电屏蔽功
emens合作推出聚酰亚胺( Kapton CR)耐电晕薄能的组分引入高分子漆基树脂的缩聚反应,制成耐
膜,后来又推出聚酰亚胺-氟46( Kapton FCR)耐电电晕漆包线漆,经涂线工艺試验和漆包线性能测试,
晕烧结薄膜。试验表明这两种绝缘薄膜制成的绕包达到了用户的要求,通过了上海市的技术鉴定,已批
线耐电晕性和抗脉冲电压能力比普通聚酰亚胺量生产供多家生产厂试验和应用。
( Kapton)薄膜绕包线大大提高。
常熟豪威富(集团)公司在上海交通大学、上海
1995年 Phelps Dodge公司向市场推出耐电晕电缆研究所、上海电器科学研究所和上海南洋电机
漆包线 Thermaleze Q(TZQS)。这种漆包线具有三厂等的合作下采用上海汉邦化工有限公司生产的耐
层漆膜,中间层为含无机物TiO2的量子屏蔽夹层电晕漆,试制成功耐电晕漆包线,经多家电机制造厂
( Quantumshield)。其漆膜厚度与普通型MW-35C多种变频电机的应用,性能良好,满足使用要求,经
聚酯酰亚胺/聚酰胺酰亚胺复合漆包线(APTZ)相省级鉴定后已投入生产。该公司还生产耐电晕薄
同,但耐脉冲能力却提高100倍以上,因此不必改变膜绕包线供制造高速机车牵引电机等使用,并生产
线槽尺寸即可用于变频电机,也可用于普通电耐电晕漆包绕包电磁线供特种变频电机使用181
机「"-9。 Essex公司也报导了这方面的成功的研
东材企业集团与中国科学院化学研究所采用特
制]0。1996年昭和电线公同也发表了在绝缘膜中添制的专用设备和特殊工艺将纳米材料均匀地分散到
加金属氧化物的耐电旱电磁线的报导[]。
基体树脂中形成均匀的悬浮体,试制了专用电磁线
1998年亚洲线缆展上, Herberts公司作了适用漆19。
于变频电机的新一代漆包线的研制介绍2。意大利
上海大学、上海电器科学研究所和常州绝缘材
Syntel公司介绍了适用于制造耐电晕漆包线的绝缘料总厂通过液相法制备得到一种TiO2基纳米复合
漆。 Schenectady国际公司申请了中国々利]。在技颗粒,将其添加到普通绝缘漆PAI中试制得到一种
术交流中,P.D. George公司介绍了致力于耐电晕新型绝缘漆[221。
漆的开发,据介绍采用矿物填充剂分散脉冲能量的
此外,据了解有些漆包线制造厂使用意大利
这种漆涂在传统漆包线外层,可制造耐电晕漆包 Syntel公司和德国 Herberts公司等耐电晕漆,也有