Плазменная обработка поверхности повышает поверхностную энергию изоляционных компонентов электродвигателя, обеспечивая лакам, смолам и заливочным компаундам чистый молекулярный интерфейс для сцепления. Это снижает риск возникновения частичных разрядов и повышает устойчивость к коронному разряду в изоляционной системе.
Что вызывает проблемы с изоляцией электродвигателя и коронным разрядом?
Современные силовые установки электромобилей переходят на архитектуру с напряжением от 800 до 1200 В, и электрическая нагрузка, возникающая при этом переходе, превышает возможности стандартных изоляционных систем. Три фактора являются причиной большинства отказов изоляции в высоковольтных двигателях.
Как переключение инвертора создает нагрузку на систему изоляции
Высокочастотное переключение напряжения в инверторах на основе карбида кремния генерирует быстрые скачки напряжения, которые многократно подвергают диэлектрический материал нагрузке в слабых местах обмотки.
Когда напряженность поля в этих точках превышает порог ионизации воздуха, начинается коронный разряд.
Для прямого сравнения методов лечения с использованием плазмы и коронного разряда, прочитайте следующее: сравнение методов лечения с использованием плазмы и коронного разряда.
Место концентрации коронного разряда в двигателе
Коронный разряд возникает неравномерно по всей изоляции электродвигателей. Он концентрируется там, где напряжение электрического поля наиболее велико и контакт материалов не идеален.
- Выходы пазов обмотки статора: место перехода проводника из паза к концевой обмотке.
- Концы шин катушки: места, где наиболее вероятно образование воздушных зазоров между проводниками и изоляцией.
- Места соединения слоев ламината статора: где изоляционная бумага соприкасается со стопкой ламинированных слоев.
Как только в этих точках начинается коронный разряд, озон и побочные продукты оксидов азота химически разрушают полимер, вызывая охрупчивание и прогрессирующую карбонизацию, что приводит к короткому замыканию между витками.
Почему изоляционные полимеры трудно склеивать?
Высокоэффективные полимеры, такие как полиимид и PEEK, по своей природе химически инертны. Лаки и заливочные смолы образуют капли на поверхностях с низкой энергией, а не растекаются, оставляя микроскопические пустоты на границе раздела. Именно в этих пустотах инициируется частичный разряд под воздействием высокочастотного электрического напряжения.
Что означает Активация плазменной поверхности Что это связано с обмотками и изоляцией?
Обработка холодной плазмой изменяет молекулярную структуру изоляционных поверхностей, не влияя на их объемные диэлектрические свойства или физические размеры. Она осуществляется при температуре... атмосферное давление и встраивается в конфигурации сборочной линии двигателей без дополнительной инфраструктуры.
Изменения на уровне поверхности после обработки
При контакте плазменной струи с поверхностью изоляции субмикронные органические загрязнения расщепляются и удаляются в виде газа.
Полярные функциональные группы, включая гидроксильные и карбоксильные, одновременно вводятся в поверхность, замещая инертные молекулярные связи. Поверхностная энергия возрастает с примерно 30 мН/м на необработанном полиимиде до более чем 72 мН/м после обработки — порогового значения, при котором лаки и смолы проникают в микроскопические щели, а не перекрывают их.
Оборудование для намотки сложных геометрических форм.
Концы намотки в форме шпильки, выходы пазов и поверхности катушечных стержней имеют геометрические формы, которые системы обработки больших площадей не могут обеспечить стабильной обработки.
KeyLink ПЛ-5010П Это односопловая система с плавно регулируемой выходной мощностью от 800 до 1500 ВА. Компактный форм-фактор и универсальное крепление пистолета позволяют устанавливать его на роботизированные манипуляторы для локальной обработки узких и сложных участков намотки перед лакированием или заливкой компаундом.
Для обработки пакета статоров перед пропиткой смолой, ПЛ-5050-2 Плазменный аппарат работает с двумя вращающимися плазменными головками мощностью 1000 Вт на канал. При скорости вращения от 2000 до 3000 об/мин он обеспечивает равномерное распределение плазмы на 360 градусов по поверхностям средней и большой площади, позволяя обрабатывать детали различной геометрии на одной линии.
Все плазменные системы KeyLink проходят 24-часовые испытания на долговечность перед отгрузкой, охватывающие прочность, скорость и стабильность работы. Системы сертифицированы по стандартам ISO 9001:2015, CE, LVD и ETL.
Каким образом плазменная обработка улучшает стабильность покрытия, заливки и склеивания?
Улучшение поверхностного натяжения при плазменной обработке определяет, соответствуют ли характеристики этапа заливки или лакирования заданным параметрам. При недостаточной поверхностной энергии смолы, используемые при вакуумной пропитке под давлением, не полностью проникают в зазоры обмоток, и оставшиеся пустоты становятся очагами частичного разряда.
Плазменная обработка устраняет необходимость в химических грунтовках перед нанесением покрытия, исключая один из этапов процесса и связанные с ним манипуляции с растворителями. Для изоляционных компонентов двигателей класса H и выше, подготовленный плазмой интерфейс обеспечивает стабильность адгезии, недостижимую при использовании грунтовок в промышленных масштабах.
Каковы преимущества устойчивости к коронному разряду и долгосрочной надежности?
Улучшение характеристик, достигаемое благодаря плазменной обработке, измеримо на каждом этапе изоляционной системы, от зоны соединения до электрических характеристик в конце срока службы.
| Выгода | Механизм | Показатель производства |
| Повышенное сопротивление коронному разряду | Бесшовное соединение повышает напряжение начала коронного разряда. | Проверка на частичный разряд, осмотр с помощью УФ-камеры. |
| Улучшенное сопротивление изоляции | Более чистый интерфейс уменьшает пути утечки. | Проверка сопротивления изоляции двигателя (мегомметр) |
| Увеличенный срок службы | Равномерное покрытие устойчиво к термической и электрической деградации. | Испытания на устойчивость к напряжению в условиях ускоренной нагрузки |
| Устойчивость к расслоению | Химическая связь между слоями изоляции препятствует сдвигу. | Испытание на прочность на растяжение и термоциклирование |
Плазменно-модифицированные изоляционные поверхности могут повысить напряжение инициирования коронного разряда с 10,0 кВ до 13,8 кВ в определенных полимерных системах. Для производителей оригинального оборудования, ориентирующихся на 15-летний или 250 000-мильный срок службы, эта разница имеет существенное значение для соответствия двигателя требованиям к изоляции по окончании срока службы.
Как инженеры тестируют и применяют это в производственной среде?
Проверка качества обработки и определение мест, где она оказывает наибольшее воздействие, — вот практические вопросы, которые задают инженеры при оценке плазменной обработки в процессах изоляции электродвигателей. Методы тестирования, примеры применения и наиболее эффективные точки обработки описаны ниже.
Проверка качества лечения
Энергию поверхности подтверждают с помощью дин-метров или гониометра для измерения контактного угла сразу после обработки. Значение поверхностного натяжения после плазменной обработки выше 72 мН/м подтверждает готовность подложки к лакированию или заливке компаундом.
Испытания сопротивления изоляции электродвигателя с помощью мегомметра до и после обработки подтверждают более высокое сопротивление заземлению после обработки, что указывает на более плотное соединение с меньшим количеством путей утечки.
Примеры успешного применения, заслуживающие внимания
- Предварительная обработка при намотке шпильки: Роботизированная атмосферная плазменная обработка торцов статора перед порошковой покраской или нанесением смолы, направленная на область обмотки, где чаще всего возникает частичный разряд.
- Предварительная обработка эмалированной проволоки перед ВПИ: Обработка эмалированных проводов холодной плазмой перед вакуумной пропиткой обеспечивает полное покрытие провода лаком и устраняет микроскопические пустоты во вторичном изоляционном слое.
Где подготовка поверхности имеет наибольшее значение
Обработка футеровки пазов статора — часто упускаемый из виду аспект при сборке электродвигателей. Обработка футеровки пазов перед установкой обмотки улучшает адгезию между футеровкой и пакетом ламинированных пластин, уменьшая воздушный зазор в этом месте. Для высоковольтных двигателей этот зазор является основным местом возникновения коронного разряда.
Ознакомьтесь с полным ассортиментом плазменных систем KeyLink.
Системы атмосферной плазмы KeyLink разработаны для поточного производства электродвигателей и имеют конфигурации, позволяющие устанавливать их на роботизированные манипуляторы, интегрировать с синхронизацией энкодеров и масштабировать от высокоточной обработки с использованием одного сопла до высокопроизводительной обработки с двумя головками. Чтобы ознакомиться с системами, подходящими для применения в изоляции электродвигателей, посетите наш сайт. каталог систем плазменной обработки поверхностей. Наша компания владеет 21 патентом в области проектирования и управления плазменными системами и оказала поддержку более чем в 5000 проектах в автомобильной, электронной и промышленной отраслях.. Для получения поддержки по конкретным приложениям, Свяжитесь напрямую с нашей службой поддержки..
